Можно ли использовать простой полиэтиленовый поливочный шланг в качестве волновода? Оказывается, можно! Главное — подобрать нужный диаметр. Бельгийская лаборатория KU Leuven ESAT-MICAS провела серию экспериментов, в ходе которых доказала перспективность использования пластиковых волноводов для передачи широкополосного сигнала на дальности до 10 метров. В перспективе дальность передачи может быть увеличена до 20 метров. При этом пластиковые волноводы сочетают преимущества высокочастотных медных и оптических линий связи, являясь предельно дешёвой альтернативой как для одной среды, так и для второй.
Мультигигабитная линия связи на базе тефлоновой трубки (волновода)
Учёные соединили пластиковой (тефлоновой) трубкой с внешним диаметром 2 мм и внутренним диаметром 1 мм передатчик и приёмник, работающие на частоте 120 ГГц. На дальности до 7 метров скорость передачи составила 12,7 Гбит/с. С учётом высокого затухания миллиметрового сигнала в меди, для передачи данных с подобной скоростью понадобилось бы значительно больше мощности, а для организации оптического канала нужны были бы преобразователи в оптический сигнал и обратно. Пластиковый волновод подключался прямо к выходу антенны на чипе и не требовал каких-то хитрых разъёмов или конвертеров. Кроме того, он был лёгким и свободным от электромагнитных излучений (наводок).
Блок-схема устройства передачи и приёма с использованием пластикового волновода
Разработчики уверены, что пластик скрывает массу полезных свойств. Пластмассовые волноводы могут быть круглыми, прямоугольными, пустотелыми, заполненными, полиэтиленовыми, полипропиленовыми, тефлоновыми и так далее. Они хорошо подходят для интеграции в CMOS-процесс, что открывает путь к подключению волноводов прямо к чипам или к антеннам в чипах. Пластик не заменит оптику на дистанциях свыше десятков, сотен и тысяч метров, как и не способен противостоять медным соединениям на дальности до нескольких десятков сантиметров. Однако 10-20 метров — это вполне ему по плечу.