科学家可以利用弯曲光线制造速度极快的 6G

研究人员发现了一种使携带数据的太赫兹信号绕过障碍物的方法，为超快 6G 铺平了道路。

蜂窝数据传输的未来可能在于空中“弯曲”光束，以极快的速度提供 6G 无线网络，从而绕过发射器和接收器之间的视线。 

在 3 月 30 日发表在《自然通信工程》杂志上的一项新研究中，研究人员解释了他们如何开发出一种能够动态调整支持未来 6G 信号所需的波的发射器。 

最先进的蜂窝通信标准是 5G。据贸易机构 GSMA 称，6G 预计将于 2030 年开始推出，速度数千倍。 5G 主要在电磁频谱中 6 GHz 以下的频段运行，而 5G 则不同，6G 预计将在 100 GHz 至 300 GHz 之间的亚太赫兹 (THz) 频段以及太赫兹频段运行 - 只是低于红外线。这种辐射越接近可见光，信号就越容易被物理物体阻挡。高频 5G 和未来 6G 的一个主要挑战是信号需要发射器和接收器之间的直接视线。 

但在实验中，科学家们表明，可以有效地“弯曲”建筑物等障碍物周围的高频信号。

该研究的合著者、电气与计算机教授爱德华·奈特利 (Edward Knightly) 表示：“这是世界上第一条弯曲数据链路，是实现高数据速率和高可靠性 6G 愿景的一个重要里程碑。”莱斯大学工程系在一份声明中。

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在电磁波谱的这个区域中，组成太赫兹辐射的光子，或者说光粒子，通常沿直线传播，除非空间和时间被巨大的引力扭曲——即黑色的引力。孔发挥作用。但研究人员发现，自加速光束（2007 年的研究首次证明）会形成特殊的电磁波结构，当它们在空间中移动时，可以向一侧弯曲或弯曲。 

通过设计具有操纵数据承载信号的强度、强度和时间的模式的发射器，研究人员产生了共同作用的波，以产生即使到接收器的路径被部分阻塞也保持完整的信号。他们发现，通过将数据打乱为畅通无阻的模式，可以形成一束光束，以适应任何挡在其路径上的物体。因此，虽然光子仍然沿直线传播，但太赫兹信号实际上在物体周围弯曲。

迈向 6G 未来

虽然在没有黑洞力量的情况下弯曲光线并不是什么新研究，但这项研究的重要意义在于它可以使 6G 网络成为现实。 

5G 毫米波 (mmWave) 目前通过占用 24GHz 至 100GHz 电磁频谱之间更高的 5G 无线电频率来提供最快的网络带宽，从而提供10 至 50 GB 的理论最大下载速度（数十亿位）每秒。太赫兹射线位于毫米波之上，频率在 100 GHz 至 10,000 GHz (10 THz) 之间，需要提供每秒 1 太比特的数据传输速度，比美国平均 5G 速度快近 5,000 倍。 

布朗大学工程学院教授 Daniel Mittleman 在一份声明中表示：“我们希望每秒获得更多数据。” “如果你想做到这一点，你需要更多的带宽，而使用传统频段根本不存在这种带宽。”

但由于它们工作的频率较高，5G 毫米波和未来的 6G 信号都需要发射器和接收器之间有直接的视线。但实际上，通过在弯曲的轨迹上传输信号，未来的 6G 网络不需要用接收器和发射器覆盖建筑物。

然而，接收器需要位于发射器的近场范围内才能使信号弯曲发挥作用。使用高频太赫兹射线时，这意味着相距约 33 英尺（10 米），这对于全市 6G 来说不利，但对于下一代 Wi-Fi 网络可能很实用。

“每个人都问我们的关键问题之一是你能弯曲多少以及距离多远，”米特曼说。 “我们已经对这些事情进行了粗略的估计，但我们还没有真正量化它，所以我们希望将其绘制出来。”

虽然弯曲太赫兹信号为未来 6G 网络带来了很多希望，但太赫兹频谱的使用仍处于起步阶段。科学家们表示，通过这项研究，我们距离实现速度无与伦比的蜂窝无线网络又近了一步。