如何满足未来6G信号快速传输需求？科学家找到一种新方法
据美国趣味科学网站5月6日报道，未来的蜂窝数据可能会通过空中弯曲的光束传输，带来拥有闪电般速度的6G无线网络，而无需让发射器和接收器处在相互可视的距离内。
报道称，研究人员3月30日在《通讯-工程学》杂志上发表了一篇新研究报告，描述了他们研发的一种信号发射器，它能够动态调整光波，以满足未来6G信号的传输需求。
目前最先进的蜂窝通信标准是5G。全球移动通信系统协会说，6G技术将在2030年推出，其速度预计将是5G当前实际速度的数千倍。
与5G(5G主要在电磁波谱中6千兆赫兹以下的频段运行)不同，6G预计将在亚太赫兹(100千兆赫兹到300千兆赫兹)和太赫兹频段运行。而太赫兹频段就在红外线之下。传输频段越接近可见光，信号越容易被实物阻挡。高频5G和未来6G面临的一个重大挑战是，要传输信号，需要让发射器和接收器处在相互可视的距离内。
但在实验中，科学家们证明，可以让高频信号弯曲，从而绕过建筑物等障碍物。
研究报告的合著者、美国赖斯大学电气与计算机工程学教授爱德华·奈特利在一份声明中说：“这是世界上首个弯曲的数据传输连接，是实现6G构想(高速、可靠地传输数据)的里程碑。”
构成太赫兹频段的光子通常沿直线运行，除非时间和空间被巨大的引力(比如黑洞施加的那种引力)扭曲。但是，研究人员发现，自加速光束会形成特殊构造的电磁波，能够在穿越空间的过程中向一侧弯曲或扭转。
研究人员设计了一种发射器，能够对传输数据的信号的强度、密度和时间进行操控，从而保证在通向接收器的传输路径被部分阻断时信号仍保持不变。他们发现，可以根据遇到的障碍物调整光束，从而将数据切换到不被阻挡的模式。这样一来，太赫兹信号有效地绕过了障碍物。
尽管在没有黑洞的情况下弯曲光线并不是新的研究成果，但这一研究的重要意义在于，它有可能使6G网络成为现实。
5G毫米波目前提供最快的网络带宽时需占用24千兆赫兹到100千兆赫兹的较高5G频段。而太赫兹波的频率在毫米波之上，大约在100千兆赫兹到1万千兆赫兹之间，这是让数据传输速度达到每秒1太比特——几乎是美国5G的平均速度的5000倍——所需要的频率。
美国布朗大学工程学院教授丹尼尔·米特尔曼在一份声明中说：“我们总是希望每秒能传输更多数据。如果想做到这一点，就需要增加带宽，使用常规频段根本不可能达到那样的带宽。”
由于在较高的频段运行，5G和未来的6G信号都需要发射器和接收器处在相互直接可视的距离内。但是，如果能沿着弯曲的轨迹传输信号，建设未来的6G网络时，就不需要在建筑物上装满接收器和发射器了。
不过，需要在发射器的近场范围内安装一个接收器，以便信号弯曲流程正常运转。
米特尔曼说：“每个人都会问的关键问题是，弯曲程度有多大，距离有多远。我们对这些参数做过粗略估计，但还没有真正量化，我们希望能进行详细的描述。”
虽然从6G网络的角度看弯曲太赫兹信号前景十分光明，但太赫兹波段的使用仍处于起步阶段。科学家们认为，通过这项研究，我们距离实现超高速蜂窝无线网络又近了一步。（编译/潘晓燕）
来源：参考消息