Графеновая антенна позволит добиться терабитных скоростей обмена информацией в беспроводных сетях

Графен


В недалеком будущем с помощью новой технологии беспроводной связи можно будет загрузить на смартфон или планшетный компьютер сотни фильмов всего за несколько секунд времени. Такое фантастическое обещание может стать реальностью благодаря исследователям из Технологического университета Джорджии (Georgia Tech), которые создали новую антенну для беспроводных сетей, изготовленную из графена, тонкой углеродной пленки, толщиной в один атом. Использование таких антенн позволит получить терабитную скорость обмена информацией, правда на близком расстоянии.

"Терабит в секунду - это просто огромная полоса пропускания радиоканала. В настоящее время, если Вы используете беспроводную сеть для передачи данных от одного компьютера к другому, то для копирования информации достаточно большого объема потребуется значительное время, исчисляющее минутами в лучшем случае, а в худшем - часами. Но если у вас будет наша новая антенна, то все это займет только секунды времени" - рассказывает Иэн Акиилдиз (Ian Akyildiz), директор лаборатории широкополосных беспроводных сетей Georgia Tech.

Скорость передачи около одного терабита в секунду может быть получена с помощью графеновой антенны на расстоянии между обменивающимися устройствами до одного метра. Такая скорость позволит передать около 10 фильмов в высоком качестве всего за одну-две секунды времени.. Но на более коротком расстоянии, на расстоянии в несколько сантиметров, скорость передачи информации теоретически может достигнуть значения в 100 терабит в секунду.

Напомним, что графен - это особая форма углерода, кристаллическая решетка которого имеет толщину в один атом. Благодаря такой необычной структуре материал обладает уникальными химическими, физическими и электрическими свойствами, в том числе и высокой электропроводностью. При движении через графен электроны встречают в 50-500 раз меньше сопротивления, нежели чем при движении через кремний. Для того чтобы сделать графеновую антенну исследователи из Georgia Tech сначала изготовили графеновые полосы, шириной от 10 до 100 нанометров и длиной в 1 микрометр. Такие габариты излучающих элементов антенны позволяют ей эффективно работать в терагерцовом диапазоне, длина волны которого сопоставима с размерами антенны. Электромагнитные волны терагерцового диапазона эффективно взаимодействуют с плазмонами, колебаниями свободных электронов на поверхности материала, что позволяет осуществить передачу и прием информации.

Графеновые антенны могут послужить не только для организации сверхбыстродействующей беспроводной связи между различными устройствами, они рассматриваются также и в свете организации беспроводной связи между наноразмерными компонентами одного и того же чипа. "Антенны, изготовленные из графена, могут быть изготовлены в размерах, намного меньших, чем размеры металлических или кремниевых антенн со схожими характеристиками. Размеры графеновых антенн могут составлять от нескольких микрометров до нескольких нанометров, что позволит включать их в состав очень маленьких устройств" - рассказывают исследователи.

Конечно у группы исследователей впереди еще масса нерешенных проблем. Антенны не работают одни, для работы приемно-передающего тракта требуются генераторы сигнала, детекторы, усилители и фильтры, элементы, которые так же должны стать малогабаритными и которые должны работать на высоких частотах для того, чтобы стать одним единым законченным устройством.

Необычность используемого материала, графена, требует особых технологических методов и приемов. Особенно непредсказуемым графен становится в точках соприкосновения с другими материалами. Поэтому сейчас исследователи разрабатывают методы изготовления графеновой антенны, которые годятся для внедрения в промышленное производство. Исследователи обещают, что готовые графеновые антенны будут продемонстрированы к концу этого года, а позже начнется разработка других компонентов для высокоскоростных приемно-передающих устройств.




Ключевые слова:
Графен, Углерод, Антенна, Беспроводная, Передача, Сеть, Информация, Скорость, Плазмон, Электрон

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Скорости беспроводных 5G-технологий добрались до терабитной отметки
  • Наноантенны, изготовленные из графена, позволят создать беспроводные сети, ...
  • Новый тип Wi-Fi-сети устанавливает рекорд по скорости беспроводной передачи ...
  • В CSIRO разработан самый быстрый в мире микроволновый канал беспроводной пе ...
  • Новая технология беспроводного обмена информацией между компонентами внутри ...




  • 7 марта 2013 07:29
    #1 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    сотни фильмов всего за несколько секунд
    осталось изобрести в следующей жизни носитель информации с подобной скоростью записи lol
    Я с них не могу, при чем тут теоретический физический предел графена и реальная скорость записи смартфоном. Хоть бы пример удачней выбрали типа обмен между блоками суперкомпьютера, но пипл схавает.
        
    7 марта 2013 08:40
    #2 Написал: chelo_vert

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Неужели вы думаете что скорость передачи данных будет расти, а скорость записи будет оставаться прежней??
    /infotech/3320-novyy-teplovoy-metod-magnitnoy-zapisi
    -informacii-pozvolit-razognat-zhestkie-diski-v-sotni-raz.html вот что первое нашел. Только не надо говорить что жесткий диск нельзя впихнуть в смотрфон. Я это знаю и так знаю.
    Развитие флеш памяти тоже на месте не стоит!
        
    7 марта 2013 12:23
    #3 Написал: Отщепенец

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3
    За заголовок статьи человеку руки нужно оторвать, если конечно так не написано в первоисточнике!

    Для несведущих сообщаю, что скорость передачи информации никак не может зависеть от антенны, и определяется исключительно формой сигнала и его несущей частотой, приемо-передающий тракт может оказывать свое влияние только на задержки.
        
    7 марта 2013 16:27
    #4 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3861
    Цитата: Отщепенец
    Для несведущих сообщаю

    Для еще более несведущих сообщаю, что скорость передачи информации напрямую зависит от диапазона (несущей) и ширины полосы рабочей частоты(частот), а способность принимать и передавать на соответствующей частоте, в соответствующей полосе напрямую зависит от компонентов радиочастотного тракта, в число которых входит и антенна.


    --------------------
        
    7 марта 2013 18:17
    #5 Написал: Отщепенец

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3
    FomaNeverujuwij, антенна, которая входит в компоненты радиочастотного тракта, не имеет ни какого отношения к скорости передачи информации, и служит исключительно в целях фильтрования сигнала по направлению и частотному диапазону (кстати довольно грубая фильтрация). И если вы забыли курс физики средней школы, то смею напомнить, что пластины конденсатора разведенные в пространстве - есть примитивная антенна. Могу напомнить, что такое конденсатор.

    В моем предыдущем комментарии было сказано, если вы не внимательно читали, что скорость передачи информации зависит от несущей частоты - она одна - это не спектр частот, так что повторятся не нужно было, а полоса частот выбирается исходя из потребного количества каналов в заданном диапазоне, и ширины спектра одного канала, который, как ранее мною было замечено, определяется формой сигнала.
        
    8 марта 2013 09:51
    #6 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    Цитата: Отщепенец
    антенна....служит исключительно в целях фильтрования сигнала по направлению и частотному диапазону

    а что как не частота отвечает за плотность информации, т.е. за скорость ее передачи?

    К тому же в заголовке написано, что антенна "позволит добиться", где тут неправда? Докажите обратное.
        
    9 марта 2013 18:48
    #7 Написал: Отщепенец

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3
    volod,
    1. вы читали мои посты,я как раз и говорил о том, что частота электромагнитных колебаний оказывает прямое влияние на скорость передачи информации. К тому же плотность информации, передаваемой по радио каналу можно увеличивать и другими способами, например модуляцией...
    2. Антенна не может позволить увеличить плотность потока информации в радиосигнале, потому что на результирующий информационный сигнал она не оказывает никакого влияния. Антенна - первичный фильтр, который в зависимости от конструкции может фильтровать сигнал по направлению и определенному диапазону частот (достаточно широкому).
        
    9 марта 2013 19:10
    #8 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    Отщепенец, стакан наполовину пуст, спор ниочем.
    Если частота влияет на скорость информации, а антенна на возможность использовать частоту, то ясен пень, что от антенны в конечном счете и зависит скорость информации, что не так то?
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.