Terahertzový multiplexor. Kredit: Mittleman lab/Brown University/Ducournau Lab/CNRS/University of Lille.

Multiplexování je zásadní technologií každého pokročilého komunikačního systému. Zní to možná komplikovaně a cize, ale je to vlastně docela prosté. Jde o spojení většího počtu analogových signálů nebo digitálních datových toků do jediného signálu. Asi nepřekvapí, že se přístroji pro multiplexování přezdívá multiplexor. Jeho protějškem je demultiplexor, který vytáhne ze signálu jednotlivé původní signály. V hantýrce mux a demux.

Mezinárodní vědecký tým nedávno vyzkoušel postup, s nímž je možné přenést multiplexovaná data na terahertzových vlnách. Technologie, která bude pracovat s tímto vysokofrekvenčním zářením, by mohla vést k vývoji nové generace bezdrátových sítí v pásmu ultravysokých vln. Výzkum publikoval časopis Nature Communications.

Daniel Mittleman. Kredit: Brown University.

Daniel Mittleman z americké Brownovy univerzity a jeho spolupracovníci přenesli přes terahertzový multiplexor dva videosignály v reálném čase. Dosáhli přitom souhrnné rychlosti přenosu (aggregate data rate) 50 gigabitů za sekundu. To je asi 100 krát vyšší rychlost, než jaké dosahují při optimálním přenosu dat dnešní nejrychlejší celulární mobilní sítě.

Mittleman a spol. názorně předvedli, že je možné v multiplexu na terahertzových vlnách přenést více datových signálů najednou. Podařilo se jim to ve velmi vysoké rychlosti a s velmi nízkou chybovostí. Podle Mittlemana je to poprvé, kdy někdo použil terahertzový multiplexový systém. Jejich systém by se prý mohl prosadit v budoucích terahertzových bezdrátových sítích.

Soudobé sítě pro bezdrátový přenos hlasu i dat využívají mikrovlny. Nároky na bezdrátové sítě se ale zvýšily natolik, že to mikrovlnné technologie nemohou zvládnout. Terahertzové vlny mají oproti mikrovlnám vyšší frekvence a mají tudíž mnohem vyšší kapacitu pro přenos dat.

Brown University.

Terahertzové komunikace jsou ale zatím v plenkách. Vědci s nimi teprve začínají experimentovat a mnoho základních komponent pro terahertzovou komunikaci vlastně ještě neexistuje. To je i případ systémů pro multiplexování a demultiplexování dat pro terahertzovou komunikaci. Právě díky takové technologii je možné přenášet vysílání mnoha televizních programů v jednom kabelu anebo poskytovat wifi připojení pro velký počet uživatelů.

Mittlemanův tým během experimentu „protlačil“ terahertzovým multiplexorem dvoje televizní vysílání s vysokým rozlišením, jedno na frekvenci 264,7 GHz, druhé 322,5 GHz. Multiplexovaný signál pak doputoval do televizního přijímače, který mohl zobrazit oba dva původní kanály. Další experimenty pak ukázaly, že do rychlosti 10 gigabitů za sekundu je přenos dat terahertzovým multiplexorem zcela bez chyb. Už to je daleko rychlejší přenos, než u soudobých mikrovlnných sítí. Badatelé dosáhli rychlosti přenosu až 50 gigabitů za sekundu (25 gigabitů za sekundu na každý z kanálů). Při této rychlosti se objevovaly chyby, bylo jich ale jen málo a soudobé technologie oprav chyb při komunikaci by si s nimi poradily.

Mittleman a spol. teď budou dál vylepšovat multiplexor a také hodlají vyvíjet další komponenty, které jsou nezbytné pro terahertzovou komunikaci. Plánují rovněž venkovní experimenty v kampusu Brownovy univerzity, pro které již získali povolení.

Video:   Terahertz Multiplexer  Spustit lze na stránce zde


Literatura
Brown University 10. 8. 2017, Wikipedia (Multiplexing).