Передача информации с помощью электромагнитного излучения происходит двумя основными способами – оптическим (в видимой части спектра с включением соседних областей – УФ и ИК) и радио (в длинноволновой части спектра). Эти способы принципиально отличаются друг от друга и это связано не только с длиной волны используемого излучения.
Оптический способ
На нем основано зрение живых существ и вся техника фиксирования изображений, начиная с фотографии. Хотя обычно зрение и фотографию не относят к процессу передачи информации, фактически это есть основной по объему передаваемой информации способ передачи – из области пространства, в которой расположен наблюдаемый объект, в область восприятия – на сетчатку глаза или фотоматрицу камеры.
Для формирования изображения требуется источник освещения. Каждая точка поверхности оптической сцены излучает сферическую волну, отражая излучение источника. Таким образом, всё пространство оптической сцены заполнено излучением одного и того же спектра, распространяющимся во все стороны. В процессе распространения пересекающиеся волны не взаимодействуют (линейная оптика), но на любой поверхности (экране), куда они попадают, возникает интерференция. При монохромном источнике интерференционная картина явно видна (это используется в голографии), при немонохромном экран освещен равномерно (интерференция есть, но она неразличима из-за очень большого числа волн с разными длинами). Для получения изображения оптической сцены необходим объектив (в простейшем случае – выпуклая линза). Линза осуществляет пространственное разделение попадающих на нее волн таким образом, что в каждую точку экрана приходит волна только из одной точки оптической сцены. Поэтому никакой интерференции на экране не возникает. При монохромном освещении формируется одноцветное изображение, при немонохромном – многоцветное.
Особенности оптического способа:
параллельная передача
все каналы используют одни и те же частоты
отсутствует модуляция (кроме амплитудной), мультиплексирование, частотное разделение и любые преобразования несущей
отсутствие операций преобразования сигнала дает нулевое время обработки в канале и теоретически неограниченную скорость передачи. Всё изображение сколь угодно большой сложности формируется в приемнике за один период световой волны
передача в пределах прямой видимости
Радио способ
Развитие радио с момента его изобретения пошло как альтернатива проводной связи с сохранением принципа передачи информации из одной точки пространства в другую (радиотелеграф), а не как реализация в другой области спектра оптического способа передачи из пространства передатчика в плоскость приемника, когда всё сообщение передается одномоментно. Поэтому информация, передаваемая по радиоканалу, должна быть представлена в последовательной форме для передачи по последовательному каналу. Если в рассматриваемой области пространства используется только один радиоканал, то основной задачей является повышение скорости передачи информации, для решения которой разработано большое число методов модуляции. Если в этой области пространства необходимо организовать несколько каналов связи, возникает проблема их интерференции в приемной антенне. Основным способом решения этой проблемы является частотное разделение, возможности которого всегда ограничены шириной диапазона выделенного спектра. Для дальнейшего увеличения числа каналов в условиях дефицита частотного ресурса используется временное, фазовое и кодовое разделение каналов.
Сравнение оптического и радиоспособа
Задача:
Стадион, 2 трибуны. Нужно передать фото 1000 болельщиков с одной трибуны на другую.
Решения:
1. Радиоспособ: 1000 человек делают селфи и отправляют по мобильной сети напарникам на противоположную трибуну
2. Оптический способ: 1000 человек с противоположной трибуны фотоаппаратами с длиннофокусными объективами делают фото. Передача информации (изображения лица) происходит путем распространения света, отраженного лицом, до фотоаппарата.
Вопрос: каково время передачи информации каждым способом?
Ответ: время передачи радиоспособом зависит от возможностей мобильной сети и составит от десяти минут до бесконечности. Оптическим способом – мгновенно.
Третий способ — оптическое радио
Мое предложение: использовать оптический способ в радиоканале. Для этого к обычным радиопередатчику и радиоприемнику необходимо добавить радиолинзу. В радиолинзах нет ничего нового, их можно делать из полистирола, тефлона, полиэтилена, пенопласта и др. Но пока они используются для формирования узких лучей в радиолокаторах. Например, радиолокационная станция «НЕМАН-П», запуск – 1980 г. (Балхашский полигон). Приемная многолучевая антенна выполнена на основе двух радиолинз из неоднородного диэлектрика диаметром 7,5 м:
Пример возможного построения многоствольной радиорелейной линии (РРЛ), работающей на одной частоте:
Серийное оборудование РРЛ 38 ГГц, 9 передающих антенн диаметром 30 см собраны в массив 3х3. Аналогично собраны антенны приемников. Перед массивом приемников установлена сферическая радиолинза диаметром около 1 метра, поэтому излучение каждой антенны передатчика попадает только на одну антенну приемника, а интерференция отсутствует. В результате 9 стволов работают на одной частоте.
Другие возможные применения:
Каналы связи между стационарными узлами (базовые станции, киоски данных в сетях 6G)
-
Каналы передачи информации от мобильных телефонов к базовой станции. Все телефоны работают на одной частоте, на базовой станции стоит радиолинза в каждом секторе и обеспечивает передачу сигнала от каждого телефона только одной антенне матрицы приемников.
Ограничением оптического радио является необходимость прямой видимости, но это является условным недостатком. В широко используемых радиорелейных линиях, например, необходима не только прямая видимость, но и очень точная (до долей градуса) юстировка антенн. Человек получает основной объем информации с помощью зрения и не считает недостатком этого способа необходимость смотреть в том направлении, откуда получает информацию. Поэтому можно полагать, что с развитием высокоскоростных направленных способов передачи информации в сетях 6G (оптического радио) необходимость сохранения прямой видимости перестанет быть недостатком.
Комментарии (119)
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Данные передаются из радиопередатчика в радиоприёмник любым видом модуляции как обычно. Отличие только в том, что волна передатчика фокусируется радиолинзой на антенне приёмника. Волна от другого передатчика фокусируется этой линзой на антенне другого приёмника. Первые радиолокаторы с радиолинзами появились в 60-х годах.
Maxlen79
21.11.2025 16:02То есть в капюшоне я по телефону не поговорю? И в туалете связь ловить не будет.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02А вас не огорчает тот факт, что вы не видите, что творится сзади, а в капюшоне даже и по бокам? Каким образом сочетать разные технологии связи - нужно думать, для этого есть международные консорциумы, институты и т.д. Если у человека будет возможность иметь на телефоне обычную связь в обычном режиме и в 100 раз более быструю в режиме прямой видимости с базовой станцией (как сейчас телефон работает и в GSM, и в LTE), он не будет против повернутся к базовой станции.
Maxlen79
21.11.2025 16:02Я в закрытой комнате сижу. И БС меня не видит. Куда ни повернусь везде стены. Связи нет. Зачем такая связь?
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Чем вас не устраивает связь в сети 5G? Но если вместо единиц гигабит/с вам нужны будут десятки и сотни гигабит, придется выйти в прямую видимость с БС. Никого же не возмущает, что если хочешь видеть, нужно открыть глаза и повернуть голову в нужную сторону.
Maxlen79
21.11.2025 16:02Это не ответ на мой вопрос. Снижение скорости это одно. В случае оптики там теряется сразу всё.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Это не единственный канал в телефоне. Никто же не отменил GSM при переходе к 3G, 4G и 5G. Это или дополнительный мобильный канал, или основной канал для стационарных пунктов, как РРЛ.
liutas4x4
21.11.2025 16:02Еще как отменил. Нет GSM в развитых странах. А в некоторых и CDMA больше нет.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02В Люксембурге, может и нет GSM, а как обеспечить голосовую связь на больших расстояниях и в подвалах и лифтах? GSM работает на 39 км и хорошо пробивает и кирпичные, и бетонные стены, 3G демонтировали и отдали частоты в 4-5 G и дальность - единицы километров. От CDMA давно отказались
Maxlen79
21.11.2025 16:02Как выглядит в данном случае передатчик? Светодиод, лампочка или лазер?
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Это обычный радиопередатчик и обычный радиоприемник. Просто перед приемником стоит пенопластовая радиолинза (это кажется смешным, но это правда, реально)
Maxlen79
21.11.2025 16:02Обычный радио - это уже не оптический. В чем новшество?
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Оптическое радио - это множество радиоканалов на одной частоте. При тех же передатчиках и приемниках, но с антенными решетками и радиолинзами.
Maxlen79
21.11.2025 16:02Мне кажется, вы не понимаете о чем говорите.
Что такое оптика? Электромагнитная волна на частоте видимого спектра ещё не оптика.
Что значит много каналов на одной частоте? Как они друг другу не мешают при этом?
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Я под оптикой имею в виду пространственное разделение каналов линзой. В линзовой оптике нет интерференции между каналами, а без линзы - интерференция делает невозможной передачу картинки. Снимите объектив с фотоаппарата - что он зафиксирует?
Maxlen79
21.11.2025 16:02В этом и проблема взаимопонимания. Вы используете общепринятые слова и выражения в своих личных значениях со своими определениями.
Значит вы не про видимый глазу свет говорите? А про электромагнитные волны определённой частоты? И линза ваша это антенна?
Потому что в общепринятых определениях свет это всё-таки ещё и фотоны.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Да, термина "оптическое радио" нет, пришлось его придумать. Я говорю, что в диапазонах электромагнитных волн длиной 1 микрон и 10 сантиметров используются разные принципы разделения каналов - в первом случае пространственный с помощью линзы, во втором - частотный с помощью покупки за бешеные деньги частотных разрешений. И поэтому предлагаю разделять радиоканалы не разносом частот, а установкой радиолинзы перед массивом приемников. А все передатчики (например, телефоны) работают на одной частоте. В случае с телефонами - только на передачу. Прием тоже можно будет сделать, когда произойдет переход в терагерцовый диапазон
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Собираюсь провести эксперимент, используя пару SDR на частоте 2,5 ГГц и пенопластовую линзу. Рассчитываю форму и размер линзы. Рассматривал вариант водяной линзы, но не нашел линзу от старого телевизора
alcotel
21.11.2025 16:02Серийное оборудование РРЛ 38 ГГц, 9 передающих антенн диаметром 30 см собраны в массив 3х3. Аналогично собраны антенны приемников. Перед массивом приемников установлена сферическая радиолинза диаметром около 1 метра
Чтобы кратность увеличения изображения одной линзой была 1:1, линза должна стоять ровно посередине между приёмниками и передатчиками.
А теперь угадайте, что же делает линза с излучением? Просто сдвигает фазу. Посередине чуть побольше, по краям - поменьше. И расходящийся фронт волны превращается в сходящийся. Ровно то же самое делает фазированная антенная решётка. Только она не весит тонну.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02В глазу хрусталик не стоит посередине, объектив фотоаппарата и телескопа - тоже.
Линза выполняет пространственное разделение - волны с разных направлений пространства фокусируются на разных точках глазного дна, фотоматрицы, антенной решётки. Для организации многоствольной РРЛ нужно несколько стандартных пролётов (два и более) и одна радиолинза из пенопласта. Для 38 ГГц достаточно метрового диаметра. Такой кусок пенопласта не весит тонну.
alcotel
21.11.2025 16:02Пенопласт на 99% состоит из воздуха с диэлектрической проницаемостью 1,00. Он мало что сделает с волной. Разве что немного рассеет, как капли дождя(((
Так глаз, фотоаппарат и телескоп не получают картинку в масштабе 1:1. Линза с фокусным расстоянием в 1 м уменьшит изображение передатчика, удалённого на 1 км в 1000 раз. И приёмные антенны придётся размещать с шагом в 0,3 мм, что на 1,5 порядка меньше длины волны этой РРЛ.
Дифракционный предел это называется. Он налагает ограничения на размер линзы, зеркала или антенны. Вот будет связь в терагерцовом диапазоне - тогда и линзу можно поставить. А пока проще те же фазовые сдвиги получить обработкой сигнала с того же числа антенн.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Радиолинзы: замедляющие и ускоряющие. Замедляющие – из полистирола, тефлона, полиэтилена, пенопласта и др. Показатель преломления n > 1. Ускоряющие – конструкция из кусков металла и воздушных промежутков между ними n < 1.
Я предлагаю только рассмотреть способ организации многоканальной радиосвязи на одной частоте. Конечно, это должен быть терагерцовый диапазон (6G) с сантиметровыми линзами и антенными решетками с миллиметровыми элементами. Дальность в 6G никто и не планирует делать километровую. Человек и глазами-то плохо видит на километр
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Вся проблема - в дефиците частот. 2 года назад сети 5G работали уже в 100 странах мира и имели 1 миллиард абонентов. У нас 5G нет до сих пор. Почему? Нет частот. А для зрения частот всем хватает...
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Для терагерцового диапазона, в котором собираются запускать сеть 6G к 2030 году, диаметр линзы будет сантиметровый
liutas4x4
21.11.2025 16:02Не понял про (2), стадион. Ну, сфоткали. А отослали как? Опять "мобильная связь?"
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Задача - человеку на второй трибуне получить фото человека на первой. Если он его сфоткал, ничего посылать не надо, фото у него уже есть. Это пример скорости передачи огромного количество изображений в одном пространственном канале на одной частоте. Свет, несущий изображение, доходит с первой трибуны на вторую со скоростью света. Я предлагаю делать то же самое на радиочастотах
NightShad0w
21.11.2025 16:02А это не фазированная ли решетка на минималках? Продолжая пример с трибунами, при массовом фотографировании происходит же перенос общей картины трибуны параллельным способом. Чем-то похоже на фронт волны у фазированной антенны.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02ФАР работает с одной волной (на одной частоте). Здесь нужна антенная решетка, но не фазированная, ее элементы - независимые антенны. Разделение каналов не фазовое, а пространственное - обеспечивается линзой. Каждый радиоканал, образованный передатчиком и элементом антенной решетки, подключенным к своему приемнику, работает совершенно независимо с любым видом модуляции. Да, кроме массива (решетки) антенн нужен массив приемников, но это дешевле частот (Минсвязи выставляет на аукцион диапазон частот для 5G за 24 МИЛЛИАРДА рублей)
alekseypro
21.11.2025 16:02Когда был ребенком в 90е, то втыкал в радиоточку ИК диод, а к наушникам подключал ИК фотодиод и на небольшом расстоянии, вот таким способом, получалось слушать "беспроводное" радио. Тихо конечно, но в ночной тишине, все было прекрасно слышно. Сейчас уже точно не помню, но подключал светодиод то ли через резистор, то ли через конденсатор (мало что понимал) так как горьким опытом спалил не один ИК диод, без ограничения :)
Но это ещё не всё. Т.к. радиоточки в моей комнате не было, я протянул 0.3 мм проволоку под плинтусом из родительской комнаты к своему абонентскому громкоговорителю, а вторым проводом стала батарея отопления в моей комнате. Так это и проработало до 2000 года :)
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Да, если поставить линзу можно получить оптическое радио. Без линзы в комнате мог работать только один такой ИК канал. С линзой их может быть множество
Superzoos
21.11.2025 16:02Вроде слова умные есть в статье, но будто бред сумасшедшего прочитал. Слишком много фантастических домыслов и преувеличений. Хоть свет и радиоволны имеют общую природу, но вот так примитивно мешать одно с другим нельзя.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Этот бред обсуждался на солидной конференции и опубликован в серьёзном журнале. Готовится эксперимент
Superzoos
21.11.2025 16:02То, что он обсуждался и то, что готовится какой-то там эксперимент не является аргументом. Описанное в статье не выдерживает никакой критики.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Не выдерживает критики потому что ее нет. С чем вы не согласны? Радиолинзы используются в радиолокаторах больше 50 лет и гораздо более сложным способом - для формирования узкого лепестка. Я предлагаю начать использовать простейший вариант - фокусировать радиоизображение на антенной решетке
randomsimplenumber
21.11.2025 16:02Радиолинза размером с дом мало кого интересует. Можно прикинуть, на каких частотах работает свет, на каких радио, и как оно будет масштабироваться.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Вы удивитесь, но я прикинул перед тем, как писать. На частотах в диапазоне 5 ГГц, который сейчас выделяется для 5G, достаточно диаметра 1 метр. Это вполне можно поставить на базовой станции или в стволе РРЛ
randomsimplenumber
21.11.2025 16:02Если в фокусе линзы меньше 10 000 антенн (всего лишь матрица 100х100) - не стоит и начинать. Прикиньте размер матрицы для начала.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Я не разрабатываю аппаратуру для конкретного применения, я только предложил способ уменьшить потребность в частотах для сетей 6G в терагерцовом диапазоне, которые должны поддерживать работу более миллиона терминалов на квадратном километре
randomsimplenumber
21.11.2025 16:02Размер линзы должен быть зачительно больше длины волны. И линзой очень сложно управлять. И тут нам в помощь фазированная антенная решетка. Недавно изобрели, лет 50 как.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02При длине волны 3 мм хватит диаметра линзы 10 см. Линзой управлять не надо, ее дело создавать радиоизображение на матрице элементарных антенн (кстати, линза дает усиление, поэтому можно обойтись малыми лепестками). И количество одновременно работающих каналов ограничивается только числом элементов матрицы, а в ФАР каждый момент времени работает один канал. А фокусировку волны линзой изобрели лет 500 назад. Остается сложный момент - как сохранить непрерывность связи при перемещении передатчика в пространстве. Это приводит к перемещению его изображения на другой элемент матрицы. Но здесь надо думать
randomsimplenumber
21.11.2025 16:02В школу, срочно в школу ;)
Телескоп видели? А радиотелескоп? Линзами управлять все равно нужно. Но зеркалами дешевле.
Ну да, если у вас есть 10 000 независимых приемников (не только антенн), размещенных друг от друга на расстоянии значительно большем чем длина волны (прикидываем размер матрицы и размер линзы).. Можно конечно. Но оооочень дорого.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Про школу правильно. Вы не поняли смысл. Повторяю: аналогично тому, как на фотоматрице в фотоаппарате формируется изображение волнами длиной чуть меньше микрона, предлагается формировать радиоизображение волнами в 1000 раз длиннее. Размер элемента антенной решетки может быть 0,5 мм (по классике - полуволновой вибратор, а может быть и четвертьволновой, и меньше). Волноводы от элементов антенн идут к массиву приемников, которые могут быть размещены как угодно. Если это два стационарных узла (аналог РРЛ) все антенны и линзы юстированы и жестко закреплены. Если это базовая станция, линза установлена неподвижно перед антенной решеткой, направленной в заданный сектор. Телефоны могут находиться в любой точке сектора и даже перемещаться. Линза и антенная решетка неподвижны!
randomsimplenumber
21.11.2025 16:02Вы не поняли. Промасштабируйте фотоаппарат в 1000 раз. Где то так.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Зачем? Масштабируется только антенная решётка, но не 100 мегапикселей, 100*100 достаточно
randomsimplenumber
21.11.2025 16:02Расстояние между приемниками - значительно больше длины волны. Раз в 10 хотя бы. Иначе из за интерферренции ничего не разобрать. Какой получится размер матрицы? Какого размера нужна линза?
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Все зависит от длины волны. Я не даю готовых аппаратных решений, я изложил способ. Попов при демонстрации радио вообще принимал грозовые разряды, а не интернет-трафик. Нужно было закрыть его работу?
randomsimplenumber
21.11.2025 16:02Ну так у грозоотметчика Попова с интернет- траффиком ничего общего нет, и не планировалось никогда ;)
У радистов есть свои формулы и теория, почему они так не делают, а делают иначе. Но на лекции для колхозников - просто сопоставьте длину волны света и радиоволны и промасштабируйте фотоаппарат. И про обьектив не забудьте, желательно длиннофокусный. Оптика - сложное.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02У радистов исторически не изжит подход - создание последовательного канала точка-точка. Только сейчас начинают появляться работы про излучающие и принимающие поверхности (ссылка ниже). Оптический подход гораздо проще - нужно всего лишь для выбранной длины волны рассчитать диаметр и толщину линзы и установить ее на правильном расстоянии от антенной решетки, шаг которой тоже выбран с учетом длины волны. Еще раз напоминаю, что 45 лет уже работает радар с радиолинзами - гораздо более сложный вариант с линзами Люнеберга, формирующими управляемый узкий луч на относительно низких частотах, поэтому линзы имеют большой диаметр. Я никому ничего не навязываю, просто уверен, что через несколько лет это будет реализовано. Кем - не знаю. Попов тоже не знал про Маркони, и про то, что он получит патент на радио.
gaussssss
21.11.2025 16:02Оптический подход гораздо проще - нужно всего лишь для выбранной длины волны рассчитать диаметр и толщину линзы и установить ее на правильном расстоянии от антенной решетки
Для создания канала между неподвижными излучателями и приемниками - возможно (только применение не особо понятно, мимо в радиорелейке?). А каким макаром выполнять сканирование? Механическим поворотом антенн и перемещением линзы?
В статье критически мало технической конкретики.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Сканирование не нужно. Линза обеспечивает пространственное разделение каналов - с каждого пространственного угла излучение фокусируется на одном элементе (объектив фотоаппарата обеспечивает фокусировку излучения каждой точки объекта съемки на одной ячейке фотоматрицы). Для РРЛ - 9 приемных антенн (недостаток этого метода - в каждом пролете нужны 2 антенны - приемная и передающая) установленных за линзой, принимают излучение от 9 передающих. Антенны юстируются обычным способом. Получаем 9 пролетов на одной частоте. Не нужно никакого нового оборудования, кроме радиолинзы. Техническая конкретика будет в отчете заказчику
gaussssss
21.11.2025 16:02Кому сканирование не нужно? Вам может и не нужно, а всем остальным нужно. В чем смысл радиосистемы которая исключительно механически подгоняется в современном мире и при этом дальность ее работы исчисляется метрами?
Не нужно никакого нового оборудования, кроме радиолинзы
Чтобы получить что, кучу неудобств и ноль функционала?
Техническая конкретика будет в отчете заказчику
С таким подходом заказчик должен быть конкретным лохом.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Кому сканирование не нужно?
В радиооптике сканирование не нужно, во всех остальных областях она ничего не меняет. Можно, конечно, используя лазерное сканирование построить изображение оптической сцены, но зачем? Можно просто щелкнуть фотоаппаратом. Сканирование используется в радиолокации, в радиосвязи гораздо реже, только в специальных случаях. Ни в одной сотовой сети сканирование в пространстве с целью поиска телефона не выполняется.
gaussssss
21.11.2025 16:02Ни в одной сотовой сети сканирование в пространстве с целью поиска телефона не выполняется
Слово beamforming вам о чем-то говорит? А принцип тот же, только для построения многолучевой дн. Линзу при этом как перестраивать будете?
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Как вы представляете использование beamforming на базовой станции, обслуживающей одновременно 1000 абонентов? А ITU-R требует обслуживать 1 млн. абонентов на квадратном километре. Вы в телефоне при фотографировании часто линзу перестраиваете? Поставили радиолинзу на базовой станции, она и стоит, обслуживает свой сектор - у всех телефонов в этом секторе сигнал передатчика принимается отдельным приемником. Зачем что-то менять, перестраивать? Телефон даже не знает, что работает через линзу - он излучает ту частоту, которую назначила базовая станция. Переместился в зону другой базовой станции - работает по классической технологии.
gaussssss
21.11.2025 16:02Как вы представляете использование beamforming на базовой станции, обслуживающей одновременно 1000 абонентов
Ээээээ, ровно так как это используется сейчас? Или вы думаете там тысяча лучей формируется? Есть несколько лучей, они перестраиваются в зоны с большим числом абонентов.
Вы в телефоне при фотографировании часто линзу перестраиваете?
Примерно каждый раз когда фокусировку произвожу?
Поставили радиолинзу на базовой станции, она и стоит, обслуживает свой сектор - у всех телефонов в этом секторе сигнал передатчика принимается отдельным приемником
Так что вы предлагаете, просто сформировать многолучевку, покрывающую весь сектор обзора бс? Тогда ваш пример в статье крайне странный, антенна на 38 ггц размером 30 см явно не имеет широкий луч, по соотношению габаритов к длине волны больше напоминает зеркальную антенну, а тогда при статичной многолучевке зона покрытия будет минимальна.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Ээээээ, ровно так как это используется сейчас?
Регулируемые антенны базовых станций позволяют регулировать диаграмму направленности, угол наклона, но не сканировать пространство. Это делается при перенастройке сети.
Примерно каждый раз когда фокусировку произвожу
Я сейчас на улице смотрел вдаль и четко видел объекты в нескольких километрах и в нескольких метрах в одном поле зрения. Хрусталик не перестраивался. Зачем это делать с радиолинзой?
Так что вы предлагаете, просто сформировать многолучевку, покрывающую весь сектор обзора бс?
Как раз наоборот - никаких лучей, одно поле изображения как на фотоматрице фотоаппарата. Теоретически максимальное количество каналов, которые могут работать одновременно на одной частоте определяется числом элементарных антенн в антенной решетке
gaussssss
21.11.2025 16:02Регулируемые антенны базовых станций позволяют регулировать диаграмму направленности, угол наклона, но не сканировать пространство. Это делается при перенастройке сети.
Изменение дн буквально делается абсолютно так же как сканирование одним лучом. Фазовое распределение и все.
Хрусталик не перестраивался
Значит вам в нии глаза, будут изучать чудеса вашей биологии. У обычных людей это так не работает.
Как раз наоборот - никаких лучей, одно поле изображения как на фотоматрице фотоаппарата
значит вы предлагаете разогнать ближнюю зону антенн до сотен метров и работать там по законам оптики? Боюсь тогда отношение габаритов одного приемника к длине волны сделает это неприменимым в реальности.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Изменение дн буквально делается абсолютно так же как сканирование одним лучом. Фазовое распределение и все.
Да, но один раз при монтаже базовой станции, а не бегает лучом за абонентом
Значит вам в нии глаза, будут изучать чудеса вашей биологии
Вы плёночным фотоаппаратом фотографировали? Резкость наводили при портретной съемке, при пейзажной не надо
значит вы предлагаете разогнать ближнюю зону антенн до сотен метров
Какова ближняя зона у элементарной антенны диаметром несколько миллиметров, на которую линзой фокусируется излучение частотой 100 ГГц? (Я все время говорю о 6G)
gaussssss
21.11.2025 16:02Да, но один раз при монтаже базовой станции, а не бегает лучом за абонентом
Нет, в 5g используется уже многолучевость и лучом бегают за группами абонентов. Где больше потребителей - туда локальный максимум дн.
Резкость наводили при портретной съемке, при пейзажной не надо
То глаз, то съемка, давайте не скакать с аналогии на аналогию?
Какова ближняя зона у элементарной антенны диаметром несколько миллиметров, на которую линзой фокусируется излучение частотой 100 ГГц?
Если линза не в её ближней зоне - будет соизмерима с размерами антенны. Только вы предлагали линзу перед антеннами бс ставить, я о них и говорил.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Где больше потребителей - туда локальный максимум дн
Но это не индивидуальный луч ФАР для каждого абонента. И в этом групповом луче каждому абоненту выделяется своя частота (если не учитывать TDMA).
То глаз, то съемка, давайте не скакать с аналогии на аналогию?
Не вижу никакой принципиальной разницы между хрусталиком с глазным дном и объективом с фотоматрицей. Хрусталик - линза, глазное дно - массив палочек и колбочек. Вы не согласны?
Только вы предлагали линзу перед антеннами бс ставить, я о них и говорил.
Антенну, естественно, придется заменить на решетку. Предполагаю, что размер решетки будет десятки сантиметров - метр. Перед ней линза, диаметр предположительно метр. Но я не разработчик антенных систем, я только предложил перенести способ получения информации, который используется 150 лет в одной области (фотографии), в другую - радиосвязь.
gaussssss
21.11.2025 16:02Но это не индивидуальный луч ФАР для каждого абонента
А где я писал что это так?
Но я не разработчик антенных систем
А я имею профильное образование по радиолокационным системам. Поэтому большинство тезисов вызывает глубокое недоумение.
Прочел кстати исходную статью. Воды много, конкретики мало, но хотя бы не предполагается использование этой идеи для работы бс с абонентами, только между самими бс. И в том и проблема линз что они исключительно стационарны.
А за фразу "чувствительность приемника определяется площадью линзы" на моей кафедре сразу можно незачет получить)
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02А за фразу "чувствительность приемника определяется площадью линзы" на моей кафедре сразу можно незачет получить)
Это просто сжатая форма, в расчете на то, что читатель вошел в курс. Чувствительность приемника определяется мощностью сигнала в дБм, при которой он имеет вероятность ошибки не хуже заданной. Мощность сигнала, попадающего на вход приемника, определяется апертурой линзы, т.е. площадью, с которой собирается энергия сигнала. Один и тот же приемник в комплекте с разными линзами будет иметь разное отношение сигнал/шум на входе. Это можно обобщить и говорить о зависимости чувствительности от диаметра (площади) линзы. Людям свойственно использовать сокращения в общении и опускать какие-то слова
gaussssss
21.11.2025 16:02Людям свойственно использовать сокращения в общении и опускать какие-то слова
Только это статья в научном журнале)
Это можно обобщить и говорить о зависимости чувствительности от диаметра (площади) линзы
Усиления антенны, а не чувствительности приемника.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Если в качестве приёмника рассматривать собственно приемник+антенна+линза, то увеличение диаметра приёмника повышает его чувствительность. Звучит пока странно, но привыкнуть можно. Если в науке не вводить новых понятий и не говорить о вещах, которые не проходили в институте, она умрет
gaussssss
21.11.2025 16:02Если в науке не вводить новых понятий и не говорить о вещах, которые не проходили в институте, она умрет
ага, только в данном случае это переименовывание давно известных и базовых вещей и к развитию науки отношения не имеет. А уж в научных статьях тем более неприемлемо.
randomsimplenumber
21.11.2025 16:02Если в науке не вводить новых понятий и не говорить о вещах, которые не проходили в институте
Если в институте не проходили уравнение Максвелла.. я понимаю, не всем оно нужно, но кому не нужно - тот ничего нового в антеннах не придумает.
randomsimplenumber
21.11.2025 16:02Я сейчас на улице смотрел вдаль и четко видел объекты в нескольких километрах и в нескольких метрах в одном поле зрения. Хрусталик не перестраивался.
Вам так кажется. Во 1х - перестраивается. Во 2х - мозг дорисовывает то, что нужно, и вам кажется, что все произошло автоматически.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Я это знаю, поэтому не переводил взгляд, смотрел на дальний объект и в этом же поле видел ближний. Я много фотографировал пленочным фотоаппаратом, где диафрагму и резкость нужно было ставить вручную, поэтому представляю глубину резкости
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Есть еще один вариант реализации оптического радио – не линзовый, а голографический прием. В плоскости приема фиксируется интерференционная картина волнового фронта, созданного массивом передатчиков (голограмма). По этой голограмме восстанавливается радиоизображение массива передатчиков в плоскости массива приемников таким образом, что радиоизображение каждого передатчика совпадает с положением соответствующего приемника. В результате создается множество каналов, работающих на одной частоте (или с одинаковым диапазоном частот) без межканальной интерференции.
Но это другая история для другой аудитории
alcotel
21.11.2025 16:02Активные ФАР спокойно работают со множеством лучей одновременно. Направляя кучу разных сигналов в разные направления, и принимая аналогично. Угловое разрешение в первую очередь зависит от длины волны и размера, и оно такое же, как у линзы и тарелки. Не понятно, зачем решëтка с линзой, когда можно оставить только решëтку. В чëм выигрыш?
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Цена одного канала с фазовращателем в активной ФАР порядка 100 $, цена решетки 100х100 получается миллион. В оптическом радио пространственное разделение обеспечивает линза, на каждый элемент решетки приходит энергия с одного пространственного угла, собираемая всей апертурой линзы. Антенная решетка в этом случае – просто матрица лепестков (как фотоматрица в фотоаппарате), линза формирует на ней радиоизображение. Для использования в РРЛ нужно поставить рядом несколько стандартных антенн, на нужном расстоянии установить радиолинзу нужного диаметра и кривизны и всё. Для использования на базовой станции сотовой связи нужно заменить панельную секторную антенну на матричную и поставить перед ней линзу. Все телефоны излучают одну частоту.
При построении сети 5G в Германии операторы предпочли заплатить за частоты 4 миллиарда евро, но не стали ставить ФАР на базовых станциях.
randomsimplenumber
21.11.2025 16:02И что дальше с радиоизображением делать? Расшифровать матрицей размером 100х100?
Ну и годится такая схема только для стационарных аппаратов и на расстоянии прямий видимости. Телефон с линзой, которую нужно куда то наводить, я плохо представляю. Так на прямой видимости между стационарными передатчиками можно кинуть кабель с любым количеством каналом. Проще и надежнее.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Радиоизображение формируется на массиве элементарных антенн. Каждая антенна связана обычным волноводом со своим приемником. В итоге приемник получает сигнал только с одного передатчика, межканальной интерференции нет.
Для двухсторонней оптической радиосвязи в телефоне тоже должна быть линза и он должен смотреть на базовую станцию. Оставим эту половину технологии на будущее - 6G, а может и 7G. Сейчас можно реализовать прием базовой станцией сигналов всех телефонов (канал вверх, uplink) на одной частоте. Обратный канал (downlink) пусть работает по-старому. Получается снижение потребности в частотах в 2 раза (нужно платить не 4, а 2 миллиарда).
По поводу кабелей между стационарными передатчиками. Есть требование Международного союза электросвязи (ITU-R) к 5G : плотность подключений до 1 млн. устройств на квадратный километр. В каком городе можно кинуть миллион кабелей на каждом километре?
gaussssss
21.11.2025 16:02Для двухсторонней оптической радиосвязи в телефоне тоже должна быть линза и он должен смотреть на базовую станцию. Оставим эту половину технологии на будущее - 6G, а может и 7G.
Сейчас в телефонах стоит простейшая печатная антенна, на бс-ках стоят аналогично крайне простые антенны. Каким образом их функционал заменит линза? Если у вас есть технология изготовления линзы с электрически управляемой формой поверхности - тогда ладно. Но есть небольшие сомнения.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Во-первых, я отложил этот вопрос на будущее. Во-вторых, в литературе (журналах и книгах про 6G) уже обсуждается тема голографических метаповерхностей, выполняющих функции распределенных управляемых антенн (см., например, ссылку ниже). В-третьих, для радиооптики не нужны антенны изменяемой формы - на базовой станции перед матричной антенной ставится выпиленная из пенопласта или полистирола сферическая линза и никто больше с ней ничего не делает (ну, может, только повернут ее в другую сторону, где больше абонентов)
randomsimplenumber
21.11.2025 16:02Оптика - сложное и прошло мимо. Без управляемой линзы, подобной хрусталику в глазу, не взлетит.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02За это отвечает глубина резкости - начиная с какого расстояния нужно менять фокусное расстояние объектива. Глубина резкости изменяется фокусным расстоянием и диафрагмой. Далеко не у всех камер наблюдения эти параметры регулируются
randomsimplenumber
21.11.2025 16:02Ну, поясните тогда. Вот 1 млн передатчиков, на матрице 1000х1000. Вот 1 млн приемников, хаотично разбросанных. Как линза догадается, какой луч куда направить? Картинка из учебника с линзой и деревом.жпг
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Когда вы фотографируете толпу народа, как объектив фотоаппарата догадывается, куда направить луч? (Я все время говорю, что это будет работать на приеме сигнала от телефонов)
randomsimplenumber
21.11.2025 16:02Когда вы фотографируете толпу народа, как объектив фотоаппарата догадывается, куда направить луч?
Ну, попробуйте как нибудь сфотографировать трибуну стадиона. И рассмотреть одновременно 10 людей в разных рядах. В 1 , 25 и в 50, например.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Если они далеко друг от друга, возьму широкоугольный объектив, если рядом и нужно рассмотреть подробности, возьму длиннофокусный. Но они будут в одном кадре и информация о них придет в один момент и на одной частоте, и никакой интерференции от этого не будет. Почему бы это не использовать в радиосвязи?
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02В метре от антенны терминалов не будет - есть санитарная норма, не менее 30 метров. В сети 6G дальность связи будет никак не больше 300-500 м. Линзу (диаметр и фокусное расстояние) нужно рассчитать, исходя из коэффициента преломления. Но это пусть делает разработчик.
gaussssss
21.11.2025 16:02Во-вторых, в литературе (журналах и книгах про 6G) уже обсуждается тема голографических метаповерхностей
И это не имеет ни малейшего отношения к вашей идее с линзой. Отражающие решетки идея давно не новая.
Если у вас есть мысли как создать перестраиваемую линзу - так их и озвучивайте. А если вся идея "сделал бы кто такую линзу, я бы ее ух как применил" так это фигня какая-то.
ну, может, только повернут ее в другую сторону, где больше абонентов
Так как повернут-то, механически? Это медленно, ненадёжно и неточно.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Написал выше - при необходимости настроить глубину резкости можно поставить диафрагму. Но лучше ставить линзу, обеспечивающую нужную неперестраиваемую глубину резкости. Множество оптических устройств имеют неперестраиваемые объективы.
А для многоствольных РРЛ вообще в принципе ничего перестраивать не надо.
Так как повернут-то, механически? Это медленно, ненадёжно и неточно.
Повернут только в случае необходимости изменения зоны покрытия, как сейчас крутят панельные антенны, закрепленные на трубостойках.
alcotel
21.11.2025 16:02Нарисуйте эскиз прохождения лучей для предлагаемой РРЛ. Всё станет понятно.
Пользуясь оптической аналогией: вы пытаетесь спроецировать фотоматрицу одного фотоаппарата на другой 1:1 ?
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Нарисуйте эскиз прохождения лучей для предлагаемой РРЛ. Всё станет понятно.
Стандартный рисунок из геометрической оптики: объект - линза - экран с изображением
Пользуясь оптической аналогией: вы пытаетесь спроецировать фотоматрицу одного фотоаппарата на другой 1:1 ?
Нет, не представляю, как это. Геометрическая оптика никак не привязана к фотонам, она работает на всех длинах волн любой природы, но меняется масштаб и материал линзы.
Если используется электромагнитная волна длиной не 0,7 микрона, а 3 миллиметра, то материал нужен не стекло, а пенопласт, и размер матрицы - десятки сантиметров. Остальное всё так же
alcotel
21.11.2025 16:02Стандартный рисунок из геометрической оптики: объект - линза - экран с изображением
Размеры на нём проставьте. Расстояние между объектами, между изображениями, между объектом, линзой и экраном, размер линзы. Хотя-бы с точностью до порядка. Где вообще у вас хоть какой-то расчёт?
При масштабировании с 0,7 мкм в 3 мм (в 4000 раз, какие нафиг десятки см) по закону квадратов-кубов масса линзы уходит в небеса. Поэтому РЛС с линзой до сих пор одна единственная в мире, а ФАР используются повсеместно. Не только у военных, а, например, Starlink, или простейший вариант - MIMO на WiFi-роутере.
gaussssss
21.11.2025 16:02Поэтому РЛС с линзой до сих пор одна единственная в мире
В оригинальной статье чуваки предлагают использовать линзу люнеберга как перспективную для бс 5г и 6г. Это все какой-то мем...
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Это пример формирования узкого луча с помощью очень сложной линзы Люнеберга. Затем предлагается использовать простейшую сферическую однородную линзу для фокусирования радиоизображения на антенной решетке
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Кстати, в 60-х годах в США радиолокаторы с радиолинзой ставились на истребители
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Где вообще у вас хоть какой-то расчёт?
У нас с вами договор на выполнение этих работ? Я не знал.
масса линзы уходит в небеса
Если диаметр линзы будет на 2 порядка больше длины волны - это меньше метра. А масса метрового куска пенопласта...
ФАР используются повсеместно
Для организации большого числа одновременно работающих каналов на одной частоте?
randomsimplenumber
21.11.2025 16:02Если диаметр линзы будет на 2 порядка больше длины волны - это меньше метра. А масса метрового куска пенопласта..
Для 1 (одной) антенны. Если у вас там матрица 100х100 - начинайте умножение ;)
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Матрица антенн = антенная решетка, перед ней одна (!) линза, как объектив в фотоаппарате
alcotel
21.11.2025 16:02Для организации большого числа одновременно работающих каналов на одной частоте?
Ну вообще-то в Старлинке именно так. Товарищ Маск может быть и богат, но частоты к этому времени уже достаточно плотно распределены.
Если диаметр линзы будет на 2 порядка больше длины волны - это меньше метра
... то угловое разрешение приёмника получается не более 0,7°. Полтора диаметра диска Луны. Соседнюю вышку РРЛ приёмник, конечно, различит. Но различить соседнюю антенну на той-же вышке - это фантастика.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Ну вообще-то в Старлинке именно так. Товарищ Маск может быть и богат, но частоты к этому времени уже достаточно плотно распределены.
И как в Старинке реализовано канальное уплотнение на одной частоте? Сверхбыстрая ФАР переключает луч между всеми потребителями? Тогда это TDMA . ФАР формирует одновременно сотни лучей, которые с летящего спутника держат на связи каждый своего абонента?
то угловое разрешение приёмника получается не более 0,7°. Полтора диаметра диска Луны
При 0.7° на дистанции 300 м это 3,5 метра. Но диаметр линзы можно сделать не 30 см, а метр. В 6G больших расстояний не будет
alcotel
21.11.2025 16:02Нет проблем у активной ФАР сформировать много лучей. Это только у военных - $100 за элемент. У обычных людей - это не сильно отличается от микросхемы трансивера WiFi. Везде давно принцип SDR используется, и повернуть фазу и сложить и вычесть сигналы - это буквально 2 байта перемножить.
Я пример с РРЛ считал. РРЛ на дальность 300 м с 3,5-метровыми ушами нафиг никому не сдалась. Проще на её столбах оптику развесить.
Ну и при предельном угловом разрешении селективность между пространственными каналами дай-то бог в 6 дБ будет. Офигенно. Можно BPSK почти без ошибок передать.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Почему тогда у нас операторы готовы выложить 24 млрд. руб за диапазон частот 100 МГц для 5G? Заплатили бы за одну частоту и давно бы уже построили сети с активными ФАР на базовых станциях...
randomsimplenumber
21.11.2025 16:02Потому что на 1 частоте ничего нельзя передать. Нужен диапазон частот. Теория сигналов, Фурье и прочий матан. Кто знает - тому не надо обьяснять.
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Специалисты понимают, что под одной частотой при использовании FDMA, а не TDMA и CDMA понимается диапазон частот, используемый одним терминалом в одном сеансе
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Я не стал говорить про гораздо более сложные варианты, например, голографические MIMO-поверхности для сетей 6G. Журнал IEEE тоже бред публикует?
alcotel
21.11.2025 16:02Пример с трибунами стадиона - это в чистом виде мошенничество с цифрами. (или я по привычке ищу злой умысел там, где его нет (с))
Способом (1) человек передаёт портрет в мегапиксель. Пользуясь камерой весом порядка 2 г.
Способом (2) человек тоже получает портрет. Но портрет оказывается 3х4 пикселя. Несопоставимый объём информации.
И только взяв карманный такой телескоп (которые чаще делают с зеркалами, а не с линзами, из-за веса), штатив, и в хорошую погоду (без тумана, дождя, градиента температуры воздуха) способом (2) можно попробовать получить качество изображения, сравнимое с (1).
ALT0105 Автор
21.11.2025 16:02Это сравнение не аппаратных решений, а принципов передачи информации - параллельного и последовательного
alcotel
21.11.2025 16:02С параллельным принципом в РРЛ, кроме очевидных (селективности, веса), учли ли вы повышение мощности излучения? Я вот про что:
Если регулятор разрешит увеличить мощность передатчика, скажем, с 1 кВт до 9 кВт, то оператору по-моему, проще поставить один более мощный передатчик с одной такой-же антенной. Этим оператор улучшит соотношение сигнал/шум в приёмнике в 9 раз, и в 9 раз поднимет скорость передачи в одном стволе.
Если регулятор не разрешит, а оператор поставит 9 антенн по 0,11 кВт каждая то всё наоборот. Скорость передачи в каждом стволе придётся снизить в те же 9 раз.
Maxlen79
Мне кажется, или это какой-то бред? Как вы видите процесс передачи данных? На одном конце работает телевизор, на другом камера? Какие данные вы собираетесь передавать и как работает передатчик? Это картинки или лучи лазера? Вас не смущает среда передачи данных? Даже РРЛ не идеально работает при плохой погоде.
ALT0105 Автор
Оптическое радио будет иметь смысл в сетях 6G, радиус действия которых будет не больше сотен метров (а то и десятков). Есть линза или нет, это никак не влияет на затухание в среде передачи
randomsimplenumber
Мне кажется, что чувак давно мертв, а из его аккаунта пишет Терминатор. Ждет, когда в каменты зайдет Джон Коннор, чтобы вычислить его по IP.
ALT0105 Автор
А какая разница, кто пишет? Выставлена идея для обсуждения, по ней есть мнение?
randomsimplenumber
Нейроидею предлагаю обсуждать нейрокомментаторам ;)
ALT0105 Автор
Хорошее предложение, я двумя руками за. Только как объяснить, например, студентам, чтобы они не приносили дипломы, написанные нейросетью. А если нейросеть предложит способ лечения неизлечимой болезни, тоже обсуждать не надо? Только в данном случае я - живой и пишу свои мысли
randomsimplenumber
Радисты в чатик не заходят, а с программистами можно чего угодно обсуждать ;)
gaussssss
Радисты заходят, радистам уже плохо такое читать...