Samsung разрабатывает новые технологии беспроводной связи с использованием миллиметровых волн
На сегодняшний день самой современной технологией мобильной связи является LTE — сети связи четвёртого поколения (4G). Эта технология обеспечивает теоретическую скорость передачи данных между базовой станцией и клиентским устройством до 326 Мбит/с.
На начало 2013 года во всем мире насчитывалось 156 коммерческих сетей LTE, расположенных в 67 странах. Предполагается, что к концу года, уже в 87 государствах будет 240 сетей четвертого поколения. Рынок мобильной связи насчитывает порядка 700 разнообразных устройств, поддерживающих технологию LTE, модемы, Wi-Fi-роутеры, телефоны.
И, несмотря на то, что LTE достаточно новая технология, уже сейчас начинается проектирование мобильных сетей пятого поколения (5G), где обещана в десятки раз более высокая пропускная способность.
Для чего все это? Неужели не хватает нынешней скорости? По оценкам рынка связи, предполагается, что к 2020 году подключение к беспроводным сетям потребуется различным устройствам, которые на текущий момент, в этом не нуждаются. Но развитие компьютерной техники, ее миниатюризация, разработка миниатюрных литиевых аккумуляторов, делает возможным встраивание электроники и каналов связи в одежду, различные датчики, импланты, биосенсоры и т.д. 50 миллиардам устройств потребуются подключения к беспроводным сетям, и скорость передачи информации возрастет. Пока рано говорить как будут выглядеть технологии 5G, но уже сейчас для высокоскоростной связи предлагается рассмотреть использование миллиметрового диапазона радиоволн (3 до 300 ГГц). По расчетам компании Samsung, государственные и международные регуляторы могут выдать разрешение на использование спектра шириной до 100 ГГц. В этом диапазоне, теоретически возможна передача информации со скоростью до 10 Гбит/с, что более чем достаточно для любых современных потребностей.
Достоинством миллиметрового диапазона является очень высокая пропускная способность каналов связи и близкая к оптической форма распространения излучения, исключающая интерференцию и связанное с ней нарушение устойчивости связи из-за многолучевого приема. Но есть, конечно и свои сложности, прежде всего большее поглощение миллиметровых радиоволн в атмосфере, осадках и водяном паре.
В Samsung предполагают обойти эти сложности, применив специализированный массив антенн. Компанией разработан прототип системы с 64 антеннами, размером со спичечный коробок. Система управления приемопередатчиком способна формировать динамический сигнал шириной 10 градусов с изменением направления передачи. Приемник и передатчик будут выбирать оптимальную траекторию передачи сигнала с помощью направленного пучка радиоволн. При этом, так как эти направленные пучки волн не перекрываются, возможно повторное использование частотного диапазона.
Экспериментальные оценки показывают, что система позволит осуществлять обмен данными со скоростью более 1 Гбит/с с двумя мобильными пользователями, перемещающимися со скоростью около 8 км/ч. При этом расстояние устойчивого приема составляет порядка 2 км при прямой видимости, и 200 м при ее отсутствии.
Эксперты, отмечая перспективность использования миллиметровых волн, отмечают, что они, несмотря на все свои достоинства, не смогут заменить традиционные, низкочастотные сети связи. Так как радиус соты вряд ли будет больше нескольких сотен метров. И будущая технология 5G будет включать, как слоеный пирог, несколько параллельно работающих систем. Миллиметровые волны будут одним из этих слоев.