В МТИ разработали отражатель волн миллиметрового диапазона для обеспечения беспроводной работы ВР-шлемов

Наличие проводов и, как следствие, скованность движений при использование шлемов виртуальной реальности стало камнем преткновения при развитии технологии. Пока стартапы и производители пытаются приспособить не самый быструю (в приложении к ВР-шлемам) и надежную, но массовую технологию как Wi-Fi, инженеры Массачусетского Технологического Института предложили использовать миллиметровые волны для передачи данных на ВР-шлемы, о чем говорится в соответствующей опубликованной работе, а также в пресс-релизе на сайте института. Еще в январе 2016 года исследователи представили прототип этого устройства, которое они назвали «MoVR».

В конце прошлого тысячелетия некоторые производители обещали распространить миллиметровую технологию в сфере сотовой связи (миллиметровый диапазон соответствует длине волны от 1 до 10 мм или от 30 до 300 ГГц). Сотовая связь формата GSM, к примеру, работает в мегагерцовом диапазоне частот от 850 до 1900 МГц.

Однако, у данной технологии есть значительный минус. Из-за небольшой длины волны сигнал подвержен серьезному затуханию на дистанции при распространении в атмосфере из-за резонансного поглощения колебания газами (речь о полосе 57-64 ГГц, в которой волна входит в резонанс с молекулами кислорода). По этой и ряду других причин, миллиметровый диапазон для связи чаще используется в формате «точка-точка» в пределах прямой видимости и трансляцией через узконаправленные антенны с большим усилением сигнала.

В тоже время миллиметровый диапазон позволяет изготавливать антенны намного меньшего размера. Сейчас на этих длинах волн работает радиосвязь малого радиуса действия (до нескольких километров), качество которой, кроме всего прочего, сильно зависит от погодных условий и рельефа местности. На диапазоне 37-64 ГГц находятся синоптики, так как данные о скорости затухания сигнала позволяют получать данные о состоянии атмосферы. Кроме этого миллиметровый диапазон активно используется военными как в приборах радиолокации и обнаружения, так и в некоторых видах вооружения.

Как можно понять, миллиметровый диапазон не подходит для массовых систем дальней связи, однако он отлично показывает себя на коротких дистанциях в контролируемых климатических условиях (например, в помещении, где не может пойти дождь). Современные рядовые Wi-Fi роутеры, которые стоят сейчас в квартирах обычных пользователей, и работающие по стандартам 802.11b и 802.11g в диапазоне 2,4 ГГц обеспечивают реальный канал шириной до 20 Мбит/c или 2,5 Мбайт/c (не путать с заявленными 100 Мбит/c или более профессиональными и дорогостоящими моделями оборудования). Чаще всего причиной подобного поведения становится низкая скорость маршрутизации сигнала между LAN и WAN-интерфейсами.

Для стабильной трансляции двух FullHD-видеопотоков в режиме реального времени данной пропускной способности недостаточно. ВР-шлемы ведущих производителей в режиме FullHD требуют канал шириной в 6 Гбит/c (6000 Мбит/c) или 750 Мбайт/c. Пока обеспечить подобный канал может только проводное HDMI-соединение спецификации 2.0.

В своей работе исследователи использовать аналог стандарта IEEE 802.1ad, с внедрением которого из-за его природы возникают серьезные проблемы. Ранее для миллиметровых волн бытового применения не находили из-за невозможности преодоления ими стен и преград, пусть и при обеспечении скорости беспроводной передачи информации на отметке от 7 до 10 Гбит/c. Также изначально от использования миллиметровых волн отказались, так как игрок в ВР-шлеме находится в постоянном движении, что препятствует постоянному получению стабильного сигнала в зоне прямой видимости.

Фактически, инженеры МТИ предлагают вернуться к отвергнутой ранее технологии и передаче данных по принципу «точка-точка», когда игрок (приемник) будет находиться в зоне прямой видимости сигнала миллиметрового роутера вне зависимости от его ориентации относительно самого устройства.

Схема прототипа отражателя MoVR

В отражателе MoVR используется две зеркальные миллиметровые антенны, которые позволят собрать сигнал с роутера в узконаправленный пучок и перенаправить его на антенну-приемник на шлеме. Для обеспечения работоспособности конструкции во время игры, зеркала оснащены автоматической системой ориентации на сигнал. Таким образом, инженеры предлагают использовать адаптированную и ранее известную систему миллиметровой связи по принципу «точка-точка», которая работает исключительно в условиях прямой видимости, но обеспечивает стабильный и широкий канал.

Так инженеры схематически показывают принцип работы MoVR (в левом верхнем углу комнаты)

Утверждается, что подобный подход сможет обеспечить стабильную работу сразу нескольких устройств в одном помещении без перекрытия сигнала и создания помех.