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Redes THz. Los militares se interesaron en la transferencia de datos ultrarrápida

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Redes THz. Los militares se interesaron en la transferencia de datos ultrarrápida

La rúbrica "Hablemos de ciencia" aborda el tema del desarrollo de tecnologías de transferencia de datos ultrarrápidas. Hasta la fecha, este trabajo se lleva a cabo en docenas de universidades y laboratorios de investigación de todo el mundo. El otro día, científicos de la Universidad de Brown (EE. UU.) Contaron sobre sus logros en esta dirección.


El equipo de científicos demostró un método desarrollado en la Universidad de Brown que permite que los dispositivos digitales se detecten entre sí en una cierta parte del espacio en redes ultrarrápidas de terahercios (THz). Se considera que estas redes pertenecen a la próxima generación de intercambio de datos (lo que sigue a 5G).

Debido a la alta frecuencia, las ondas THz son capaces de transmitir cientos y miles de veces más datos por unidad de tiempo que las ondas que se usan actualmente en la transmisión de datos (esta es una comparación principalmente con las microondas). Pero las ondas THz no se propagan como las microondas. Las ondas de Terahercios provienen de la fuente en "canales" estrechos, y no a través de toda la esfera (hemisferio). A este respecto, surge un problema en cómo el enrutador puede determinar dónde se encuentra un dispositivo cliente en particular para dirigirle con precisión una señal: una onda THz.

El profesor Dan Mittlman informa que la llamada guía de ondas con fugas puede resolver el problema. Le permite detectar el canal a frecuencias THz.

Una guía de onda no presurizada son dos placas de metal con un espacio a través del cual se puede propagar una onda. Una placa tiene una ranura estrecha que permite que ciertos componentes de onda salgan. La detección de dispositivos se basa en el principio del análisis de ondas por los ángulos de su desviación en la salida de la guía de ondas.

Los científicos comparan esto con el espectro de color (arco iris), cuando cada color es un haz de ondas con un cierto rango de frecuencia. Desde el espectro, puedes aprender mucho sobre los objetos que emiten y absorben radiación.

Del trabajo de los científicos:

Imagine una guía de ondas con fugas ubicada en un punto de acceso. Dependiendo de dónde esté ubicado el dispositivo cliente en relación con el punto de acceso, verá un color diferente (diferente longitud de onda) emergiendo de la guía de ondas. Es suficiente que el cliente envíe una señal de regreso al punto de acceso con la información: "Vi amarillo / azul / rojo (una cierta longitud de onda)", y ahora el punto de acceso sabrá dónde está ubicado el dispositivo del cliente. Después de eso, ella puede seguir rastreándolo en el espacio.

Al mismo tiempo, los científicos notan la presencia de problemas con este método. Los problemas están asociados con la necesidad de ajustar constantemente el proceso al mover el dispositivo cliente.

Estos desarrollos hoy conciernen no solo a los especialistas civiles, sino también a los militares. La razón del interés militar está relacionada con la actualización de los sistemas de transmisión de información clasificada, su codificación. Por ejemplo, podemos hablar de una nueva generación de un sistema de inteligencia centrado en la red u operaciones militares, cuando una unidad de tiempo para una operación exitosa necesita transmitir cada vez más información útil, que, además, estará protegida de la intercepción o distorsión del enemigo. También es de interés la aceleración de la transmisión de datos desde los satélites militares a los dispositivos del cliente, incluidos los sistemas de control de armas aerotransportadas para aviones, vehículos aéreos no tripulados o buques de guerra.

Pero existe la opinión de que, en el caso de este tipo de aplicación, es poco probable que la guía de ondas con fugas con la que trabajan en la Universidad de Brown sea efectiva.
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32 comentarios
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  1. Rocket757
    Rocket757 Abril 27 2020 20: 22 nuevo
    +2
    La ciencia, la tecnología no se detiene. Hay resultados, habrá integración en todas partes.
  2. businessv
    businessv Abril 27 2020 20: 33 nuevo
    +3
    Se cree que en el caso de este tipo de aplicación, la guía de ondas con fugas con las que trabajan en la Universidad de Brown es poco probable que sea efectiva.
    Inmediatamente parecía que este sistema sería bueno para los objetos estáticos: habría demasiados problemas y tiempo para determinar la ubicación, esto podría destruir casi todas las ventajas de la velocidad de transmisión.
    1. Bobrick
      Bobrick Abril 28 2020 01: 08 nuevo
      +1
      http://militaryrussia.ru/blog/topic-740.html Р-431АМ - как раз такая радиостанция, правда гигагерцевого дипазона.
      La estacionariedad no es un problema en absoluto, pero el hecho de que el rango de comunicación sea solo a la vista es una limitación seria.
      1. Bobrick
        Bobrick Abril 28 2020 01: 25 nuevo
        +2
        rango, más precisamente
  3. Tusv
    Tusv Abril 27 2020 20: 53 nuevo
    +1
    Oh yo Pero los hombres no lo saben. Windows para la actualización suprime un disco ce como máximo no se entregue. Cuéntanos sobre estos científicos con más detalle. El deseo de arrancarles la piel es muy persistente. Y los brinanianos están remolcando torres
  4. A. Privalov
    A. Privalov Abril 27 2020 20: 58 nuevo
    +7
    Hasta donde recuerdo, debido a la rápida atenuación de la señal en el rango de terahercios
    cuando se distribuye en la atmósfera, por el momento, es posible usar solo comunicación terrestre directa a una distancia de varios kilómetros.
    Estudió la literatura científica. Se dice que en algún lugar, en algunos ensayos estrechamente especializados, se presentan los resultados de los cálculos teóricos, según los cuales una potencia de salida del transmisor de varios cientos de microvatios es suficiente para transmitir datos a una distancia de 1,5 km con una ganancia de antena de al menos 50 dB. E incluso se presentan los resultados experimentales, que mostraron la posibilidad de transmitir señales digitales a una velocidad de hasta 1 Gb / s en una distancia de 1 km. Eso es todo por hoy. Pobre de mí. hi
    1. knn54
      knn54 Abril 27 2020 22: 01 nuevo
      +3
      La atenuación de una señal en este rango depende en gran medida de la humedad, que, sin embargo, disminuye a grandes altitudes.
      Además, aumenta la divergencia de las ondas cuando se aleja del transmisor debido a la difracción. Necesitamos emisores con alta directividad.
      La fabricación de componentes THz es compleja y lleva mucho tiempo hoy, por lo que el precio es muy alto.
    2. orionvitt
      orionvitt Abril 27 2020 23: 39 nuevo
      0
      Cita: A. Privalov
      Estudió la literatura científica.

      Y en la literatura no está escrito accidentalmente cómo contaminaron nuestro medio ambiente, varios tipos de radiación electromagnética. Además, cuanto más lejos, mayor es la frecuencia, más cortas son las longitudes de onda. Pronto llegará al punto en que viviremos como si el microondas estuviera encendido. No estoy en contra del progreso en absoluto, solo necesito saber la medida. Pero cómo, dar a todos mayores volúmenes de información, incluso mayores velocidades. Por ejemplo, como usuario común (como todos nosotros, en general), estas velocidades de terra gigabytes no se ajustaban a las FIG. Las áreas donde se requieren velocidades similares se pueden contar con los dedos. E incluso entonces, en su mayor parte, están en el campo de la ciencia fundamental, lejos de la vida real. O, como opción, el famoso "campo de concentración electrónico", allí definitivamente encontrará aplicación.
    3. bk316
      bk316 Abril 28 2020 02: 10 nuevo
      +6
      transmite señales digitales a velocidades de hasta 1 Gb / s en una distancia de 1 km.

      GB / s? 10 a 18 baudios? La mano no se inmutó?
  5. voyaka uh
    voyaka uh Abril 27 2020 21: 20 nuevo
    +9
    Terahercios, si se traduce en longitudes de onda: ondas submilimétricas.
    Parece que lejos de transmitir, ¿se extinguirán?
    1. Aviador
      Aviador Abril 27 2020 21: 56 nuevo
      +2
      Bueno, sí, 1 THz corresponde a una longitud de onda de 0,3 mm. Sordo, por supuesto.
    2. Practik2012
      Practik2012 Abril 27 2020 22: 07 nuevo
      +5
      Aquí está la curva de atenuación atmosférica.

      En la región de 930 GHz, la ventana de transparencia, atenuación de 6-7 dB / km. Es cierto que parece que hace buen tiempo a una altitud de 1 km, sobre el nivel del mar.
      1. ltc35
        ltc35 Abril 27 2020 22: 21 nuevo
        +2
        Si el medio de transmisión es la atmósfera, entonces el juego no vale la pena. Las guías de onda y en general ahora crean casi poco realistas. Y la pregunta principal: ¿cuál será la antena en el receptor y el transmisor? La transmisión de datos puede funcionar en este rango solo bajo condiciones de visibilidad directa, y no se espera una base de elementos en el futuro cercano debido a alcanzar el límite de tamaño de los transistores pp basados ​​en materiales conocidos.
        1. Practik2012
          Practik2012 Abril 27 2020 22: 49 nuevo
          +3
          En los diodos de Virginia, el catálogo indica el estándar de guías de onda WR-0.51 con una sección transversal del canal de guía de onda 0,13 * 0,065 mm (1400-2200 GHz) con una atenuación estimada de 0,586-0,369 dB / mm. Se entiende que una guía de onda de 10 mm ya tiene una atenuación de 3-6 dB. Pero hay guías de onda de gran tamaño con un tipo diferente de onda. Allí la atenuación puede ser menor en un orden de magnitud. Y sobre la base elemental, eche un vistazo a los materiales de gran espacio, varios nitruros. El mismo nitruro de galio en centímetros ya reemplazó a la lámpara en términos de potencia de salida. Para los mismos diodos de Virginia en el rango de 1400-2200 GHz en multiplicadores de varactor, el catálogo muestra potencias de 0,5-3 mW. Y esto es aparentemente GaAs.
          1. Practik2012
            Practik2012 Abril 27 2020 23: 39 nuevo
            +1
            No varactor, sino varicap
            1. ltc35
              ltc35 Abril 28 2020 21: 53 nuevo
              +1
              ¿Quizás de todos modos estamos hablando de las frecuencias de 1,6-2,2 GHz? Y lo más probable es que estas sean las frecuencias de reloj del ZG.
              1. Practik2012
                Practik2012 Abril 29 2020 15: 25 nuevo
                +1
                hi . No, este es el rango THz. Utiliza la multiplicación por varicaps de GaAs en la tercera armónica (se multiplica de 500 a 750 GHz). Pero mezclé la potencia de salida. Se suministran 0,5-3 mW (a frecuencias de 500-750 GHz) a la entrada, y en la salida tenemos potencia con eficiencia como se muestra en la figura.

                Es decir, la eficiencia en el rango de 1,4-2,2 THz es 0,1-0,6%, por lo tanto, la potencia de salida es 0,5-18 μW (micro-). Tendré más cuidado la próxima vez, de lo contrario resultó ser demasiado optimista Compañero
  6. Edvid
    Edvid Abril 27 2020 23: 06 nuevo
    +1
    Y en la conexión de torsión ty..shi..na ..
    1. Banzai
      Banzai Abril 27 2020 23: 53 nuevo
      +4
      Los trabajadores del torso son tratados ahora de forma gratuita. Y estarás curado))))
  7. Banzai
    Banzai Abril 27 2020 23: 51 nuevo
    0
    Fui al sitio. Pensé que leería las normas de análisis, me gustaría conocer la opinión de la gente sensata ... Pero terminé en el foro de ear-matzo y el periódico de mierda. ¿Está ahora en todas partes?
  8. Banzai
    Banzai Abril 28 2020 00: 09 nuevo
    -2
    Camaradas, ¿hay algo más o menos real en la aplicación? Los campos de torsión y la teoría de la tierra plana no ofrecen. ¿Hay alguna señal? Debe haber una solución.
    1. Bobrick
      Bobrick Abril 28 2020 01: 23 nuevo
      +3
      ¿Y qué necesitas escribir?
      Incluso ahora, hay estaciones de retransmisión de radio en servicio (R-431AM, R-416 y otras) que transmiten señales a través de un horizonte (dos antenas a 20 metros de altura proporcionan un alcance de comunicación de aproximadamente 25..30 km y una velocidad de conexión de 100 Mbps / con, además de esto, son difíciles de detectar y suprimir por equipos de guerra electrónica).
      Y del artículo está claro que tales instalaciones ya pueden usarse de manera similar.
      Habrá una instalación en funcionamiento: también aparecerá una estación de radio, qué más escribir en ese momento.
      1. ltc35
        ltc35 Abril 28 2020 21: 57 nuevo
        0
        Aquí estoy casi igual. Es dolorosamente poco realista ofrecer frecuencias para las cuales la atmósfera ya es un obstáculo.
  9. gridasov
    gridasov Abril 28 2020 00: 14 nuevo
    +1
    Antes de hablar sobre los principios de propagación de ondas en el rango indicado, es necesario comprender cómo formar un pulso magnético electrónico y, en consecuencia, sus algoritmos, es decir, un generador de tales pulsos. Naturalmente, para lograr un rango de transmisión de señal suficiente, es necesario comprender qué es el giro y cómo incluirlo en el proceso de onda. por lo tanto, no hay razón para creer que el conocimiento moderno nos permitirá dominar esta área
  10. ¡bien
    ¡bien hecho Abril 28 2020 01: 15 nuevo
    0
    ¿Y en honor a lo que son estas olas repentinamente tan selectivas?
  11. KCA
    KCA Abril 28 2020 04: 27 nuevo
    +1
    ¿Cuál es el punto de aumentar el volumen de datos transmitidos? Hace mucho tiempo, los objetivos para ICBM se transmitían en modo telegráfico utilizando el ZAS de Makhovik, la velocidad de transmisión de varios cientos de baudios, el secreto, casi para siempre, ¿quién necesita terabytes por segundo y por qué? ¿Transmisión de video HD 1080i? ¿Correr helicópteros en un baño de mujeres?
    1. Bobrick
      Bobrick Abril 29 2020 11: 51 nuevo
      0
      Así que ahora se topan con videoconferencias y con la transferencia de tarjetas gráficas con reportajes fotográficos, e incluso la lista de deseos apareció en teléfonos inteligentes militares y tabletas gráficas que funcionan en Internet.
  12. Aficionado
    Aficionado Abril 28 2020 07: 04 nuevo
    0
    Los enlaces láser (un análogo óptico de RRL) existen desde hace aproximadamente 20 años. La distancia entre las estaciones es de 3-5 km (debido a las peculiaridades de la distribución de la luz, las condiciones climáticas y la contaminación atmosférica). El ancho de banda de los sistemas modernos es casi el mismo que para los enlaces de fibra óptica (gigabits / seg).
    Actualmente, la señal óptica (láser) se ha transmitido con éxito en una distancia de varios cientos de miles de kilómetros. En particular, un logro récord en este sentido es la recepción de una señal láser desde la estación automática MESSENGER. La señal de un emisor láser a bordo (diodo infrarrojo de láser de neodimio) fue recibida con éxito por un receptor de tierra a una distancia de 24 millones de km. (wiki)