Napredak u 6G komunikacijama mogao bi transformirati način na koji svijet koristi bežične mreže, a ključna tehnologija u ovom razvoju je polarizacijski multiplekser koji djeluje na terahercnim frekvencijama. Znanstveni tim iz Australije, u suradnji s istraživačima iz Japana, razvio je inovativni uređaj koji omogućava višestruko povećanje kapaciteta prijenosa podataka putem korištenja različitih polarizacija elektromagnetskih valova. Ovaj uređaj, koji je prvi takve vrste, uspješno je testiran unutar sub-terahercnog J-pojasa (220-330 GHz), što otvara put za njegovu primjenu u budućim 6G mrežama i drugim naprednim tehnologijama.

Terahercni spektar: nova granica bežičnih komunikacija
Terahercne komunikacije predstavljaju sljedeću evoluciju u svijetu bežične tehnologije. Ove komunikacije, koje funkcioniraju na ekstremno visokim frekvencijama, imaju potencijal da pruže neusporedive brzine prijenosa podataka koje daleko nadmašuju trenutne 4G i 5G standarde. Iako 5G mreže već koriste visoke frekvencije između 20 i 70 GHz, 6G mreže ulaze u terahercni raspon, čime se omogućuje prijenos podataka na još većim brzinama. To otvara vrata novim aplikacijama, uključujući visokodefinicijske video prijenose, proširenu stvarnost (AR), virtualnu stvarnost (VR), te Internet stvari (IoT).

Međutim, upravljanje terahercnim spektrom donosi vlastite izazove. Zbog svoje visoke frekvencije, terahercni valovi podložni su većem gubitku signala zbog apsorpcije u atmosferi i interakcije s materijalima. Razvijanje tehnologije koja može učinkovito koristiti ovaj spektar zahtijeva napredne pristupe i inovativna rješenja.

Revolucionarna tehnologija polarizacijskog multipleksera
Upravo tu dolazi do izražaja rad australskog tima. Njihov integrirani polarizacijski multiplekser koristi se za simultani prijenos više tokova podataka unutar istog frekvencijskog pojasa. To se postiže iskorištavanjem različitih polarizacija elektromagnetskih valova, čime se efektivno udvostručuje kapacitet prijenosa podataka bez potrebe za dodatnim spektrom. Ovaj uređaj ne samo da poboljšava učinkovitost prijenosa, već također smanjuje gubitak podataka, što je ključno za pouzdane i brze komunikacije u budućim mrežama.

Uređaj je izrađen korištenjem standardnih proizvodnih procesa za silicijske čipove, što znači da se može masovno proizvoditi po relativno niskoj cijeni. To je važan korak naprijed u komercijalizaciji terahercnih komunikacijskih sustava, jer omogućava široku primjenu ove tehnologije u raznim industrijama.

Primjene u raznim industrijama
Primjena ove tehnologije mogla bi imati dubok utjecaj na mnoge industrije. U telekomunikacijama, terahercne mreže omogućit će prijenos podataka brzinama koje su potrebne za nove aplikacije poput 8K video prijenosa, AR i VR. U zdravstvenoj industriji, terahercne tehnologije mogle bi omogućiti naprednije metode dijagnostike putem neinvazivnih skeniranja koja koriste terahercne valove. U proizvodnji i logistici, IoT uređaji opremljeni terahercnim komunikacijama mogli bi omogućiti brže i pouzdanije mreže za praćenje i upravljanje zalihama u stvarnom vremenu.

Jedna od najzanimljivijih primjena je u području proširene i virtualne stvarnosti. Kako ove tehnologije postaju sve popularnije, zahtijevaju mreže koje mogu podržati ogromne količine podataka koje je potrebno prenijeti gotovo trenutno. Terahercne komunikacije omogućuju upravo to, otvarajući put za nove, imerzivne korisničke doživljaje.

Izazovi i budućnost terahercne tehnologije
Unatoč ovim obećavajućim mogućnostima, postoje brojni izazovi koje je potrebno riješiti prije nego što terahercne komunikacije postanu uobičajene. Najveći izazov je razvoj sustava koji mogu raditi u stvarnim uvjetima, gdje su terahercni valovi podložni interferencijama i gubicima. Istraživači trenutno rade na rješavanju tih problema, s ciljem poboljšanja performansi i smanjenja troškova implementacije.

Istraživanja se također fokusiraju na sigurnosne aspekte terahercnih komunikacija. Zbog visokih frekvencija, terahercni valovi imaju jedinstvena svojstva koja ih čine otpornijima na presretanje i druge sigurnosne prijetnje. To čini ovu tehnologiju posebno privlačnom za vojne i vladine aplikacije, gdje je sigurnost podataka od najveće važnosti.

Očekuje se da će u sljedećem desetljeću ova tehnologija proći kroz fazu ubrzanog razvoja, s ciljem integracije u široku lepezu industrija. Istraživači predviđaju da će unutar sljedećih pet godina biti dostupni prvi komercijalni proizvodi temeljeni na ovoj tehnologiji, dok bi široka primjena mogla uslijediti u narednih deset godina. Ovo uključuje ne samo telekomunikacijske mreže, već i druge sektore poput automobilske industrije, gdje bi terahercni senzori mogli omogućiti napredne sustave za autonomnu vožnju.

Najnovija verzija polarizacijskog multipleksera može se besprijekorno integrirati s ranijim uređajima za oblikovanje zraka, koje je tim razvio, čime se omogućavaju napredne funkcije komunikacije unutar jedne platforme. Ova tehnologija ne samo da postavlja temelje za sljedeću generaciju bežičnih mreža, već i otvara nove mogućnosti u širokom spektru aplikacija.

Kako se istraživanja nastavljaju, znanstvenici vjeruju da će polarizacijski multiplekseri igrati ključnu ulogu u budućim komunikacijskim sustavima. Njihova sposobnost da poveća kapacitet prijenosa podataka bez povećanja spektra mogla bi dovesti do razvoja novih usluga i aplikacija koje će oblikovati budućnost digitalnog svijeta. S obzirom na brzinu kojom se tehnologija razvija, pred nama je uzbudljivo razdoblje inovacija koje će redefinirati granice onoga što je moguće u svijetu bežičnih komunikacija.

Izvor: University of Adelaide