Nieuwe, supersnelle draadloze technologie zou tegen 2028 onze huizen kunnen raken

De draadloze frequenties die we gebruiken om gegevens te verzenden en te ontvangen, raken steeds meer overbelast. Inderdaad, met een steeds groter aantal IoT-apparaten (Internet of Things) in ons huis – van slimme luidsprekers en camera’s tot deurbellen en lampen – hebben we geleidelijk aan geen bandbreedte meer om te gebruiken.

Nieuwe, supersnelle draadloze technologie zou tegen 2028 onze huizen kunnen raken

Maar dit zou allemaal kunnen veranderen, nu wetenschappers hebben aangetoond dat een heel ander frequentiebereik – terahertz – binnenkort een belangrijke rol zou kunnen spelen in de toekomst van draadloze technologie.

Lees volgende: Wat is 5G en wanneer komt het naar Nederland?

Terahertz zijn ongeveer 100 keer hoger in frequentie dan de microgolven die worden gebruikt door Bluetooth- en wifi-apparaten. Als zodanig hebben ze kortere golflengten en een hogere bandbreedtecapaciteit voor gegevensoverdracht. Hun kortere golflengte betekent echter ook dat ze niet door objecten kunnen gaan zoals typische draadloze draaggolven. Om deze reden is er altijd gedacht dat ze overbodig zouden zijn in huishoudelijke toepassingen, waar er zelden een duidelijk zicht is tussen een router en de aangesloten draadloze apparaten.

Onderzoekers van de Brown University, wiens werk is gepubliceerd in APL Photonicsvan AIP Publishing, hebben de haalbaarheid aangetoond van het gebruik van terahertz-draaggolven voor datatransmissie in een breed scala aan omgevingen, waaronder „non-line-of-sight“-toepassingen.

Daniel Mittleman, die het onderzoek leidde, en zijn groep onderzoekers plaatsten een ontvanger rond verschillende binnen- en buitenobjecten, en toen een terahertz-signaal direct op de ontvanger werd gericht, werd het gemakkelijk gedetecteerd. Waar zichtlijn niet mogelijk was, kon het signaal ook worden teruggekaatst van objecten om detectie te bereiken. In een bepaald experiment werd het signaal inderdaad gereflecteerd door twee verschillende delen van een muur (zie diagram) voordat het uiteindelijk door een ontvanger werd gedetecteerd.

terahertz

Links: een diagram van de draadloze terahertz-verbinding met twee weerkaatsingen tegen muren, zodat er geen zichtlijn is van de zender naar de ontvanger. Rechts: een close-upfoto van de zenderopstelling die bij de experimenten werd gebruikt. Krediet: Dan Mittelman

„We zijn niet de eerste groep die de haalbaarheid van draadloze THz-verbindingen bestudeert, zowel binnen als buiten, maar er zijn weinig uitgebreide onderzoeken geweest“, legt Mittleman uit. Veel onderzoekers in het veld zijn van mening dat links die afhankelijk zijn van indirecte of niet-line-of-sight-paden, onmogelijk zijn. „Ons werk laat zien dat dit niet per se het geval is“, zei hij

Ondanks de ontdekking van Mittelman vroeg ik me af hoe dit soort draaggolven ooit praktisch zou kunnen worden geïmplementeerd in een huiselijke omgeving, aangezien ze zo gemakkelijk worden geblokkeerd door fysieke objecten zoals muren, deuren, mensen en zelfs huisdieren.

„Ik denk niet dat iemand zich voorstelt dat het zou worden gebruikt op de manier waarop we nu 4G-netwerken gebruiken, die op veel lagere frequenties werken (waar penetratie door muren mogelijk is), vertelde Mittelman aan Alphr. “Bij deze hoge frequenties boven de 100 GHz zijn muren ondoorzichtig, dus je zou nooit van plan zijn om signalen door muren te verspreiden.

„Stel je voor dat een high-definition tv-uitzendsignaal via glasvezel bij je thuis kan worden afgeleverd en vervolgens via een draadloos terahertz-signaal van de glasvezelterminal kan worden gekoppeld aan een nabijgelegen tv.“ Daniel Mittelman

„In plaats daarvan zou je je moeten voorstellen dat terahertz-signalen zouden worden verspreid in een kamer in een lokaal netwerk, waar geen muren zijn om signalen te blokkeren. Je zou dat LAN kunnen verbinden met de buitenwereld via glasvezel, of via 4G of 5G draadloze signalen… Natuurlijk valt dat hele idee in duigen als de LAN-links zo kwetsbaar zijn dat ze elke keer dat er iemand langsloopt geblokkeerd kunnen worden. Dus de mogelijkheid om non-line-of-sight links in een ruimte te gebruiken is best belangrijk.”

De ontdekking dat terahertz kan worden weerspiegeld, zou dus het verschil kunnen zijn tussen de technologie die werkt en niet werkt in een huiselijke omgeving, omdat je muren en zelfs het plafond kunt gebruiken om signalen te weerkaatsen en het risico dat ze worden onderbroken te minimaliseren .

„Als illustratief voorbeeld zou je je kunnen voorstellen dat een high-definition tv-uitzendsignaal via glasvezel bij je thuis kan worden afgeleverd en vervolgens van de glasvezelterminal kan worden gekoppeld aan een nabijgelegen tv via een draadloos terahertz-signaal,“ vervolgde Mittelman.

Zijn terahertz-golven veilig?

Vanwege hun hogere frequentie dragen terahertz-golven meer fotonenenergie dan microgolven, wat heeft geleid tot vragen over hun veiligheid. Met de krachten die in draadloze apparaten worden gebruikt, gelooft Mittelman echter dat ze volkomen veilig zijn.

„Er is niet meer reden om aan te nemen dat er veiligheidsrisico’s zijn bij terahertz-straling dan bij de“ microgolfstraling van uw mobiele telefoon,“ hij vertelt mij. „In feite kan men stellen dat terahertz veiliger zou moeten zijn dan microgolven bij vergelijkbare blootstellingsniveaus, omdat de penetratiediepte in levend weefsel kleiner is bij hogere frequenties.“

„Voor zover iemand weet, is de interactie van terahertz-signalen met waterige media (dwz levend weefsel) niet anders dan de interactie van microgolven met dezelfde media – genoeg vermogen veroorzaakt verwarming en voldoende verwarming kan slecht zijn. Als je je conclusies baseert op de best beschikbare data op dit moment, dan hoef je je daar geen zorgen over te maken.”

Wanneer zouden we deze nieuwe technologie kunnen uitrollen?

Om eerlijk te zijn, ben ik nog steeds een beetje sceptisch over het vooruitzicht om deze nieuwe draadloze technologie binnenkort in onze eigen huizen te zien, maar Mittelman is optimistischer.

„We staan ​​op het punt om een ​​nieuwe generatie draadloze technologie uitgerold te zien worden op het westelijk halfrond (5G komt in de komende twee jaar)“, vertelt hij me. De geschiedenis van draadloze technologieën heeft ons geleerd dat de capaciteit van een nieuwe draadloze generatie ongeveer acht jaar meegaat voordat deze verzadigd raakt en moet worden vervangen of aangevuld. Dat was het tijdschema voor 3G en 4G, en dat zal waarschijnlijk ook het geval zijn voor 5G.”

„Ik denk dat we een tijdje best blij zullen zijn met de gloednieuwe 5G-technologieën, maar dan zal de vraag groeien en groeien, en we zullen de behoefte beginnen te voelen aan iets dat 6G zou kunnen worden genoemd, over ongeveer tien jaar vanaf nu. Ik geloof dat we nu het noodzakelijke fundamentele onderzoek moeten doen, om die toekomst mogelijk te maken wanneer we die nodig hebben. Ik hoop in ieder geval dat dat gebeurt.“

Hinterlassen Sie den ersten Kommentar