主頁（http://www.130131.com）：首次太赫茲多路復(fù)用數(shù)據(jù)傳輸試驗將通信速率提高100倍

    多路復(fù)用是指通過一個信道發(fā)送多個信號，已經(jīng)成為當(dāng)前語音或數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本特征。日前，來自美國布朗大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員首次展示了利用太赫茲波進(jìn)行多路復(fù)用數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒�，�?shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)50Gbps，這種高頻電磁波可以使下一代超高帶寬無線網(wǎng)絡(luò)通信成為可能。 
    8月10日出版的《自然·通訊》期刊發(fā)表了美國布朗大學(xué)的研究論文。研究人員稱通過太赫茲多路復(fù)用器發(fā)射了兩段實時視頻信號，數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)50Gbps（吉比特每秒），比當(dāng)前最快的蜂窩網(wǎng)絡(luò)快約100倍。 
    “研究表明，我們能以很高的傳輸速率和很低的誤碼率通過太赫茲波來傳輸信息”，通信作者、美國布朗大學(xué)工程學(xué)院教授丹尼爾·米特爾曼（Daniel Mittleman）表示，“這是首次利用實際數(shù)據(jù)流對太赫茲多路復(fù)用系統(tǒng)進(jìn)行測試和分析，研究結(jié)果表明，這種方法未來用于太赫茲無線網(wǎng)絡(luò)通信是可行的。” 
    當(dāng)前的聲音或數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)都是利用微波來攜帶無線信號。但由于數(shù)據(jù)量的指數(shù)級增長，微波網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)越來越難以滿足高速通信的需求。太赫茲波比微波頻率高很多，能夠攜帶更多的數(shù)據(jù)。然而，科學(xué)家目前才剛剛開始對太赫茲波開展研究與試驗，太赫茲通信的許多基本要素還不具備。 
    復(fù)用/解復(fù)用（簡寫為mux/demux）系統(tǒng)技術(shù)是其中的基本要素之一。這項技術(shù)允許一條電纜承載多個電視頻道或者成百上千的用戶訪問無線Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。為此，研究人員以兩塊平行放置的金屬片作為波導(dǎo)，其中一片中間有一道細(xì)縫，當(dāng)攜帶數(shù)據(jù)的太赫茲電波通過波導(dǎo)時，它們射出細(xì)縫的角度會因頻率差異而有所不同，藉此區(qū)別成不同的信號。 
    由太赫茲波本身的特性所決定，太赫茲通信網(wǎng)絡(luò)中的信號將作為定向波束傳播，而不是像現(xiàn)有無線通信系統(tǒng)進(jìn)行全向廣播。傳播角度和頻率之間的方向關(guān)系是利用太赫茲系統(tǒng)復(fù)用/解復(fù)用的關(guān)鍵。特定位置的用戶（因此從多路復(fù)用系統(tǒng)的特定角度）將在特定頻率上進(jìn)行通信。 
    2015年米特爾曼實驗室首次在論文中描述了太赫茲波導(dǎo)的概念。在最初的研究中，他們使用了一種寬帶太赫茲光源，以確認(rèn)不同頻率電磁波確實是從設(shè)備上以不同的角度出現(xiàn)，從而證實了這種方法在理論上是可行的。米特爾曼表示，最近的研究采用了實際數(shù)據(jù)對裝置進(jìn)行了測試，這是太赫茲多路復(fù)用通信技術(shù)研究的關(guān)鍵一步。 
    米特爾曼近期的實驗表明，數(shù)據(jù)無差錯傳輸速率達(dá)到10吉比特每秒，比目前的標(biāo)準(zhǔn)Wi-Fi速度要快得多。當(dāng)傳輸速率提高到50吉比特每秒（每個信道25吉比特每秒）時，誤碼率有所增加，但仍遠(yuǎn)小于當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)的誤碼率，可通過前向糾錯方法進(jìn)行糾正。 

    研究人員計劃繼續(xù)對太赫茲通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組件進(jìn)行開發(fā)。米特爾曼近期已經(jīng)獲得美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）頒發(fā)的許可證，獲準(zhǔn)在布朗大學(xué)校園內(nèi)開展太赫茲通信戶外測試。這是FCC頒發(fā)的最高頻率的通信牌照，米特爾曼認(rèn)為這可能是FCC嚴(yán)肅考慮開展太赫茲通信研究的開始。 
    這項工作獲得了美國國家科學(xué)基金會、美國陸軍研究局凱克基金會和法國國家科研署等機(jī)構(gòu)的資助。