باند تراهرتز: مرز متعاقب در ارتباطات بی سیم
باند تراهرتز: مرز متعاقب در ارتباطات بی سیم – ایران ترجمه – Irantarjomeh
مقالات ترجمه شده آماده گروه مهندسی صنایع
مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی
مقالات رایگان
قیمت
قیمت این مقاله: 38000 تومان (ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره |
47 |
کد مقاله |
IND47 |
مترجم |
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh |
نام فارسی |
باند تراهرتز: مرز متعاقب در ارتباطات بی سیم |
نام انگلیسی |
Terahertz band: Next frontier for wireless communications |
تعداد صفحه به فارسی |
74 |
تعداد صفحه به انگلیسی |
17 |
کلمات کلیدی به فارسی |
باند تراهرتز, ارتباطات ابر پهن باند, لینک های ترابیت در ثانیه (Tbps), گرافن |
کلمات کلیدی به انگلیسی |
Terahertz band, Ultra-broadband communications, Terabit-per-second (Tbps) links, Graphene |
مرجع به فارسی |
ارتباطات فیزیکی، لابراتوار شبکه بندی بی سیم پهن باند (BWN)، کالج مهندسی برق و کامپیوتر، انستیتو فناوری جرجیا، آتلانتا، ایالات متحده، دپارتمان مهندسی برق، دانشگاه بوفالو، دانشگاه ایالتی نیویورک، بوفالو، ایالات متحده آمریکا، الزویر |
مرجع به انگلیسی |
Physical Communication; Broadband Wireless Networking (BWN) Laboratory, School of Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology,Atlanta, GA United States; Department of Electrical Engineering, University at Buffalo, The State University of New York, Buffalo, NY United States; Elsevier |
سال |
2014 |
کشور |
ایالات متحده |
باند تراهرتز:
مرز متعاقب در ارتباطات بی سیم
ارتباطات فیزیکی
لابراتوار شبکه بندی بی سیم پهن باند (BWN)، کالج مهندسی برق و کامپیوتر، انستیتو فناوری جرجیا، آتلانتا، ایالات متحده
دپارتمان مهندسی برق، دانشگاه بوفالو، دانشگاه ایالتی نیویورک، بوفالو، ایالات متحده آمریکا
الزویر
2014
چکیده
این مقاله نسبت به ارائه نوعی نگرش عمیق راجع به ارتباطات باند تراهرتز (10-1/0 THz) اقدام می نماید، که به عنوان یک فناوری کلیدی جهت ارضای تقاضای فزاینده ارتباطات بی سیم پرسرعت به شمار می آید. ارتباطات باند THz سبب تعدیل ویژگی هایی نظیر کمیابی طیف و محدودیت های ظرفیت سیستم های بی سیم کنونی می شود و سیستم های کاربردی جدیدی را برای حوزه های شبکه بندی کلاسیک و همچنین الگوهای ارتباطاتی نانومقیاسی نوین ارائه می نماید. در این مقاله، طراحی ابزار و چالش های توسعه برای باند THz در ابتدا مورد بررسی قرار می گیرد. متعاقبا، محدودیت ها و راه حل های محتمل برای معماری های فرستنده و گیرنده پرسرعت مورد بررسی قرار گرفته و چالش های توسعه آنتن های فوق / ابر پهن باند جدید و آرایه های بسیار بزرگ مرتبط نیز مورد کنکاش قرار خواهد گرفت. به هنگام توسعه نهایی چنین ابزاره هایی، لازم است تا قابلیت برقراری ارتباطات با استفاده از باند تراهرتز (THz) حصل آید. در این زمینه چالش های ارتباطاتی بسیار زیاد و نوینی نظیر مدلسازی انتشار، آنالیز ظرفیت، طرح های مدولاسیون / تلفیق، و دیگر راه حل های فیزیکی و لایه لینک در باند THz وجود دارند که می توان آنها را به عنوان یک مرز جدید در تحقیقات مربوط به ارتباطات مورد نظر قرار داد. این چالش ها به طور عمیق در مقاله جاری مورد بررسی قرار گرفته و ویژگی های تحقیقاتی انجام شده موجود و آنچه که می بایست در آینده انجام شود ارائه خواهد شد.
کلمات کلیدی: باند تراهرتز، ارتباطات فوق / ابر پهن باند، لینک های ترابیت در ثانیه (Tbps)، گرافن
1- مقدمه
در خلال چندین سال گذشته، ترافیک داده های بی سیم به شدت افزایش یافته است و دلیل چنین افزایشی را می توان تغییرات اعمالی توسط جامعه امروزی، همراه با داده های به اشتراک گذاشته شده و مصرف فزاینده اطلاعات دانست. این چالش با یک تقاضای روبرشد برای حصول ارتباطات بی سیم پرسرعت، در هر کجا و در هر زمان، همراه می باشد. علی الخصوص، سرعت داده های بی سیم در هر هیجده ماه، در مقایسه با سه دهه قبل، دو برابر گردیده و به سرعت به ظرفیت سیستم های ارتباطات دارای سیم نزدیک می شود [1]. در پی این رویه، لینک های بدون سیم ترابیت در ثانیه (Tbps) به نظر در خلال پنج الی ده سال آینده به عنوان یک واقعیت ارائه خواهند شد. راه حل های سطح فیزیکی پیشرفته و مهمتر از آن، باندهای طیفی جدید، جهت پشتیبانی از این سرعت بسیار بالای اطلاعاتی مورد نیاز خواهند بود.
در این مضمون، ارتباطات باند تراهرتز [2 ـ 8] به عنوان یک فناوری بی سیم کلیدی نوظهور بشمار آمده و قابلیت مرتفع نمودن و ارضای تقاضاهای بیشمار، از طریق دسترسی بیشتر به طیف های مرتبط و حل محدودیت های ظرفیت سیستم های بی سیم جاری، و فراهم آوردن مجموعه ای از کاربردهای جدید در رشته های گوناگون، را خواهد داشت (بخش 2). باند THz به عنوان یک باند طیفی به شمار می آید که حوزه آن فرکانس های بین 1/0 THz و 10 THz می باشد. در عین آنکه نواحی دارای فرکانس زیر و روی این باند (میکروویوها و سیستم های مادون قرمز یا ریز قرمز دور، به ترتیب) به طور گسترده ای مورد بررسی قرار گرفته اند، چنین موردی همچنان به عنوان یکی از باندهای فرکانسی بشمار می آید که کمترین میزان بررسی در زمینه ارتباطات را بخود اختصاص داده است.
چندین دلیل در ارتباط با کاربرد باند THzبرای شبکه های ارتباطاتی ابر پهن باند وجود دارد:
-
فناوریهای بی سیم زیر 1/0 THz قابلیت پشتیبانی از لینک های Tbps را ندارند. از طرف دیگر، مدولاسیون های پیشرفته دیجیتال نظیر همتافتگری تقسیم فرکانس متعامد (OFDM)، و طرح های ارتباطاتی پیچیده، نظیر سیستم های بسیار بزرگ بصورت چند ورودی و چند خروجی (MIMO) می باشند، که جهت حصول یک طیف بسیار بالای کارآمد در فرکانس های زیر 5 GHz بکار گرفته می شوند. با این وجود، کمیابی پهنای باند در دسترس سبب محدود شدن نرخ قابل حصول داده ها می گردد. به طور مثال، در شبکه های تکاملی پیشرفته بلند مدت (LTE-A)، نرخ پیک داده ها در مرتبه 1 Gbps به هنگامی محتمل خواهد بود که از یک طرح MIMO چهار به چهار با استفاده از یک پهنای باند انباشته 100 مگاهرتز استفاده شود [9]. این نرخ های داده از سه مرتبه بزرگی زیر 1 Tbps هدفمند برخوردار می باشند. از طرف دیگر، سیستم های ارتباطاتی موج میلی متری (mm-Wave))، نظیر سیستم های 60 گیگاهرتز، قابلیت پشتیبانی از نرخ های داده ای در مرتبه 10 Gbps در محدوده یک متر را خواهند داشت [10]. در حالی که چنین موردی را می توان قطعاً به عنوان مسیری مدنظر قرار داد که می بایست دنبال شود، این نرخ اطلاعاتی هنوز دو مرتبه بزرگی زیر میزان نیاز مورد انتظار است. مسیر ارتقای نرخ داده ها شامل توسعه معماری های گیرنده فرستنده پیچیده تری با قابلیت پیاده سازی راه حل های لایه فیزیکی دارای کارایی بسیار بالاتر طیفی می باشد. با این وجود، پهنای باند مورد مصرف محدود به کمتر از 7 گیگاهرتز می باشد، که به طور مؤثر سبب تحمیل نمودن یک کران بالایی بر روی نرخ های داده می شود.
-
فناوری های بی سیم متراکم فراتر از 10 هرتز قابلیت پشتیبانی از لینک های Tbps را ندارند. علیرغم پهنای باند بسیار بزرگ در دسترس در سیستم های ارتباطاتی نوری دارای فضای آزاد (FSO)، که در فرکانس های مادون قرمز (IR) و فراتر از آن کار می کنند، چندین مسئله وجود دارد که سبب محدود شدن قابلیت کاربرد این طرح ها برای ارتباطات بی سیم شخصی می شود. بودجه پایین توان ارسال به واسطه محدودیت های ایمنی، تأثیر ویژگی های مختلف اتمسفر یا آب و هوایی بر روی انتشار سیگنال (همانند مه گرفتگی، باران، گرد و غبار یا آلودگی)، اتلاف های پژواک یا انکسار بالای انتشار و تأثیر عدم یکنواختی بین فرستنده و گیرنده سبب محدود شدن نرخ داده های قابل حصول و محدوده ارسال سیستم های ارتباطاتی FSO می گردد [2]. به طور مثال، یک سیستم ارتباطات FSO IR قابلیت پشتیبانی از لینک های بی سیم گیگابیت در ثانیه، در مورد انتشار در خط دید (LOS)، را داشته و در این راستا برای شبکه های محلی بی سیم (WLANs) در مرجع [11] پیشنهاد شده است. با این وجود، تنها نرخ های بسیار پایین تر اطلاعاتی در ارتباط با ارتباطات غیرخط سیر (NLOS) پشتیبانی می شود، همانند موارد تحلیلی نشان داده شده در مرجع [12]. به طور مشابه، در مرجع [13]، یک سیستم ارتباطاتی FSO داخلی قابلیت پشتیبانی از یک لینک 1 گیگابیت در ثانیه در فرکانس های نور مرئی را خواهد داشت. از طریق پیگیری مجموعه ای از رویکردهای مختلف، یک سیستم FSO دوردست قابلیت پشتیبانی از لینک 28/1 Tbps را خواهد داشت، همانگونه که در مرجع [14] نشان داده شده است. تجهیزات ارتباطاتی فیبر نوری متعارف جهت ایجاد و تشخیص سیگنال های نوری دارای ظرفیت بالا بکار گرفته شده اند، که متعاقباً از آنها در سری های سیستم های پیشرفته نوری استفاده گردیده است. این سیستم برابر با 12 cm × 12 cm × 20 cm و وزن آن نیز تقریباً 1 کیلوگرم می باشد و شامل بلوک های تولید / تشخیص و ماژوله سازی / غیرماژوله سازی نمی باشد. کلیه این قیدها سبب محدود شدن امکان پذیری کاربرد این رویکرد بزرگ مقیاس نوری برای ارتباطات شخصی و بی سیم موبایل شده است.
در مقابل، باند THz ارائه دهنده پهنای باند بزرگتری می باشد که از محدوده ای از ده ها گیگاهرتز تا چندین تراهرتز را شامل می شود که منوط به فاصله ارسال می باشد. پهنای باند در دسترس بیشتر از یک مرتبه بزرگی فراتر از سیستم های نوین موج ـ میلیمتری هستند، در حالی که فرکانس عملیات حداقل به میزان یک مرتبه بزرگی زیر سیستم FSO می باشد. به علاوه، فناوری مورد نیاز جهت برقراری ارتباطات باند THz به آسانی و به سرعت در حال پیشرفت بوده و ایجاد معماری های گیرنده و فرستنده جدید و ساخت آنتن های نوین با استفاده از مواد جدید با ویژگی های بی نظیر در نهایت سبب فایق آمدن بر یکی از چالش های اصلی شده است، یعنی آنچه تحت عنوان فاصله / شکاف THz خوانده می شود (بخش 3).
با این وجود، همچنان شاهد چالش های متعدد تحقیقاتی با توجه به ابزاره ها و سیستم های ارتباطاتی می باشیم که خود نیازمند راه حل های نوآورانه و حتی بازنگری مفاهیم کاملاً جاافتاده در ارتباطات بی سیم می باشند. یکی از چالش های اصلی به وسیله اتلاف مسیر بسیار بالا در فرکانس های باند THz تحمیل می گردد، که سبب محدودیت اصلی در زمینه فاصله ارتباطاتی شده است. چالش های دیگری نیز در محدوده ای از پیاده سازی گیرنده و فرستنده های باند THz دارای توان بالای فشرده، ایجاد و توسعه آنتن های فوق پهن باند یا ابر باند کارآمد در فرکانس باند THz، و ویژگی های اتلاف مسیر انتخابی ـ فرکانس کانال باند THz، الی توسعه مدولاسیون های نوین، طرح های ارسال و پروتکل های ارتباطاتی مد نظر می باشند، آن هم به گونه ای که قابلیت دربرگیری الگوهای خاص حاصل شود. بسیاری از این چالش ها برای سیستم های ارتباطات موج میلیمتری شایع بوده و در نتیجه راه حل های ارائه شده در این مقاله را نیز می توان برای این گونه سیستم ها نیز بکار گرفت.
علاوه بر این چالش ها، باند THz هنوز کاملاً تنظیم و تعدیل نگردیده است. بنابراین، هم اکنون برای جامعه ارتباطات راه دور وقت مناسبی جهت تعریف تعاملی ویژگی های مرتبط و هموار نمودن راه برای آینده این الگوی ارتباطاتی نوین به وجود آمده است. در این زمینه، شبکه های شخصی بی سیم IEEE 802.15 (WPAN) هم اکنون تحت مطالعه قرار گرفته اند و این بررسی با توجه به قابلیت های 100 گیگابیت در ثانیه بی سیم (SG100G) می باشد [15]، موردی که قبلاً تحت عنوان گروه تراهرتز IEEE 802.15 (IGThz) شناخته می شد هم اکنون به طور کامل موقعیت خود را مشخص ساخته است. هدف نهایی SC100G ایجاد نوعی استاندارد اولیه برای ارتباطات باند SC100G می باشد تا قابلیت پشتیبانی از چند ـ Gbps و لینک های Tbps به وجود آید.
در این مقاله، ما نگرش های نوین در ارتباط با شبکه های ارتباطاتی باند THz را مورد بازنگری قرار داده و نوعی بررسی عمیق را در ارتباط با این الگوی شبکه بندی نوین چه از نقطه نظر ویژگی های ابزارها و چه از نقطه نظر ویژگی های تئوریکی اطلاعاتی مد نظر قرار می دهیم. در بخش 2، کاربردهای بالقوه زیاد ارتباطات ابر پهن باند در باند THzرا بررسی می کنیم. در بخش 3، ما چالش های فناوریهای مربوط به ابزاره های مرتبط را ارائه نموده که شامل طراحی فرستنده و گیرنده و همچنین آنتن در باند THz می باشد. در بخش 4، چالش های ارتباطاتی بر حسب مدلسازی کانال، ویژگی های فیزیکی، لینک، قابلیت های لایه های شبکه و انتقال برای شبکه های ارتباطات باند THz را مورد بررسی قرار می دهیم. در بخش پنج، ویژگی های نوین پلتفرم های تجربی و شبیه سازی شده را مشخص نموده و چالش های اصلی در ارتباط با پیاده سازی آنها را ارائه می نماییم. در نهایت در بخش 6 به نتیجه گیری این مقاله می پردازیم.
2- كاربردهای ارتباطات باند تراهرتز
پهن باند بسیار بزرگی كه به وسیله باند THz فراهم آمده است راه ها را به سوی بهره گیری از سیستم های كاربردی مختلف باز می نماید كه نیازمند نرخ داده های فوق سریع بوده و اجازه ایجاد یكسری از ویژگی های كاربردی جدید در سناریوهای شبكه بندی كلاسیك و همچنین در الگوهای ارتباطاتی نانو مقیاس جدید را خواهد داد. برخی از این كاربردها قبلاً مشخص شده اند و كاربردهای دیگر بدون شك با توجه به پیشرفت فناوری ظهور خواهند نمود.
2-1. ارتباطات باند تراهرتز ماكرو مقیاس
كاربردهای نوظهور ارتباطات باند THz در سطح ماكرو بشرح ذیل هستند:
-
شبكه های سلولی نسل پنجم: ارتباطات باند THz را می توان در سلولهای كوچك نسل بعدی بكارگرفت، همانند بخشی از شبكه های سلولی سلسله مراتبی یا شبكه های ناهمگن [9]. باند THz قابلیت فراهم آوردن سلولهای كوچك با ارتباطات داده ای كاملاً پرسرعت در محدوده تحت پوشش تا 10 متر را خواهد داشت. محیط عملیاتی این سلولهای كوچك شامل كاربران استاتیك و سیار می باشند، یعنی هردوی سناریوهای داخل و خارج از ساختمان. كاربردهای خاص عبارتند از فراهم آوردن استریم چند رسانه ای با وضوح كاملاً بالا برای تلفن های هوشمند یا ارائه سیستم های ویدئو كنفرانس دارای وضوح كاملاً زیاد (شكل 1 الف). بعلاوه، از لینك های باند THz جهت دار به منظور فراهم آوردن تمرکز اطلاعاتی یك سیستم دور گشت بی سیم پر سرعت استفاده می شود.
-
شبكه های محلی بی سیم ترابیت (T-WLAN): ارتباطات باند THz قابلیت ارائه ارتباطات یا اتصالات یكپارچه بین شبكه های با سیم ابر پرسرعت، همانند لینك های فیبرنوری، و ابزارهای بی سیم شخصی نظیر لپ تاپ ها و تبلت ها را خواهد داشت (عدم وجود تمایز سرعت بین لینك های بی سیم و با سیم). چنین موردی سبب تسهیل كاربرد سیستم هایی می شوند كه كاملاً به پهنای باند نیاز داشته و از كاربران استاتیك و سیاری برخوردار می باشند كه غالباً در ارتباط با سناریوهای داخل ساختمانی مدنظر خواهند بود. برخی از كاربردهای خاص شامل ویدئو كنفرانس هولوگرافیك دارای وضوح عالی (شكل 1ب) یا توزیع داده های بی سیم ابر پرسرعت در مراكز داده می باشند[17،16].
-
شبكه های شخصی بی سیم ترابیت (T-WPAN): لینك های Tbps همراه با ابزاره هایی كه در مجاورت شما قرار دارند را می توان جزء موارد محتمل در ارتباط با ارتباطات باند THz دانست. محیط عملیاتی غالباً داخل ساختمانی می باشد و ترجیحاً بر روی میز است. كاربردهای خاص شامل كیوسك های چند رسانه ای و انتقال داده های ابر پرسرعت بین ابزارهای شخصی است (شكل 1 ج). به طور مثال، جهت انتقال محتویات متناظر یك دیسك بلوری (blue-ray) به یك ابزار همانند تبلت با استفاده از یك لینك 1 Tbps به زمانی كمتر از یك ثانیه نیاز خواهد بود، كه چنین پدیده ای سبب ارتقای نرخ ارسال اطلاعات در مقایسه با فناوری های موجود نظیر وای فای دیركت (WiFi Direct)، اپل ایرپلی (Apple Airplay) یا میراكست (Miracast) می گردد.
-
ارتباطات بی سیم ترابیت ایمن: باند THz همچنین قابلیت ارائه ارتباطات ایمن ابر پهن باند مخصوصاً در رشته های نظامی و تدافعی را دارا می باشد (شكل 1 د). تضعیف قدرت امواج تحت شرایط جوی در فركانس های باند THz و همچنین كاربرد آرایه های بسیار بزرگ آنتی جهت فایق آمدن بر ارتباطات محدود از نقطه نظر فاصله منجر به ارائه پرتوهای بسیار باریك و كاملاً تیز شده است كه به طور قابل توجهی سبب محدود شدن احتمال استراق سمع می شود. تكنیك های طیف گسترده را همچنین می توان برای كانال كاملاً گسترده پهن باند جهت ممانعت و فایق آمدن بر حملات پارازیتی شایع بكارگرفت.
2-2. ارتباطات باند تراهرتز در سطح میكرو/ نانومقیاس
باند THz قابلیت برقراری ارتباطات بی سیم در بین ماشین های نانومقیاس یا اصطلاحاً نانو ماشین ها را نیز خواهد داشت، یعنی ابزاره های كاربردی بسیار كوچكی كه قابلیت انجام وظایف ساده در مقیاس نانو را دارا می باشند، نظیر محاسبه، ذخیره سازی داده ها، حسگری یا سیستم های محرك. هر جزء یك نانو ماشین از نظر اندازه تا حداكثر چند صد نانومتر مكعب بوده، و اندازه كل این ابزارك در مرتبه حداكثر چندین میكرومتر مكعب می باشد. پیشرفتهای نوین در گیرنده و فرستنده های نانومقیاس و آنتن ها در ارتباط با باند THz به عنوان محدوده فركانس عملیاتی آنها می باشد [18-23]. البته این بدان معنا نمی باشد كه نانو ماشین ها به صورت عامدانه جهت برقراری ارتباط در باند تراهرتز ایجاد شده اند، بلكه اندازه بسیار كوچك و ویژگی های منحصربفرد نانو آنتن ها و گیرنده و فرستنده های نانویی سبب می شود تا نانو ماشین ها قابلیت برقراری ارتباط در این فركانس بسیار بالا را داشته باشند. برخی از كاربردهای خاص عبارتند از:
-
سیستم های كنترل سلامت و بهداشت: یون های سدیم، گلوكز و یون های دیگر در خون [24]، كلسترول [25]، بیونشانگرهای سرطانی [26] یا وجود عامل های آلودگی مختلف [27] را می توان با استفاده از حسگرهای نانومقیاس یا نانو حسگرها كنترل نمود. چندین نانوحسگر كه در اطراف بدن توزیع شده اند قابلیت تعریف شبكه ای از نانو حسگرهای بدن انسان را خواهند داشت (شكل 2 الف)، كه می توان از آن جهت جمع آوری داده های مرتبط در خصوص وضعیت سلامت بیمار استفاده نمود. بر این اساس می توان از یك رابط بی سیم بین این نانو حسگرها و میكرو ابزاره ها نظیر تلفن سلولی یا تجهیزات پزشكی خاص، جهت جمع آوری اطلاعات و ارسال آن به پزشك معالج یا مركز بهداشتی مرتبط، استفاده نمود.
-
دفاع هسته ای، بیولوژیكی و شیمیایی: نانو حسگرهای شیمیایی و بیولوژیكی را می توان جهت شناسایی مواد شیمیایی مضر و سلاح های بیولوژیكی در یك حالت توزیعی بكارگرفت. یكی از مزیت های اصلی كاربرد نانو حسگرها به جای حسگرهای شیمیایی كلاسیك آن است كه وجود تركیبات شیمیایی با تراکم به کوچکی یك مولكول را می توان بسیار سریعتر از حسگرهای میكرو مقیاس كلاسیك مورد شناسایی قرار داد [18]. با این وجود، با توجه به این موضوع كه این حسگرها می بایست از تماس مستقیم با مولكول ها برخوردار باشند، لازم است تا شبكه ای داشته باشیم كه دارای تعداد بسیار بزرگی از گره های نانو حسگر باشد. به وسیله طیف بینی توزیعی، یك شبكه نانو حسگر بی سیم قابلیت تحت پوشش قرار دادن اطلاعات تركیب مولكولی هوا در یك موقعیت خاص برای یك ابزاره سطح ماكرو در یك زمان بسیار كوتاه را خواهد داشت.
-
اینترنت نانو چیزها: اتصال بینابینی ماشین های نانومقیاس به شبكه های ارتباطاتی موجود و نهایتاً اینترنت مشخص كننده یك سیستم سایبر فیزیكی حقیقی می باشد كه تحت عنوان اینترنت نانو چیزها (IoNT) خوانده می شود [28]. IoNT قابلیت فعال سازی برنامه های كاربردی قابل توجه جدیدی را خواهد داشت كه حتی می تواند بر روی روشی كه ما كار می كنیم نیز تاثیرگذار باشد. به طور مثال، در یك دفتر متصل شده به شبكه (شكل 2 ب)، یك سیستم گیرنده فرستنده نانویی و یك آنتن نانویی را می توان در هر شی یا آبجكت واحد جای داد تا قابلیت اتصال همیشگی به اینترنت به وجود آید. در نتیجه، كاربران قابلیت دنبال نمودن كلیه اقلام حرفه ای و شخصی خود در یك حالت ساده را خواهند داشت.
-
ارتباطات ابر پرسرعت رو- تراشه ای: باند THz قابلیت فراهم آوردن كارا و مقیاس پذیر ارتباطات داخلی در شبكه های رو- تراشه ای بی سیم را خواهد داشت [29]، و برای این كار می بایست از آنتن های نانویی سطحی جهت ایجاد لینك های ابر پر سرعت استفاده نمود (شكل 2ج). این رویكرد نوین به طور قابل توجهی سبب تكمیل ضروریات اكید در ارتباط با محدودیتهای مربوط به جا یا مساحت و سناریوهایی كه در آن با ارتباطات زیاد به صورت روتراشه ای سروكار داریم، از طریق كاربرد پهنای باند بالا و سربار بسیار اندك، می گردد. مهمتر آنكه، كاربرد ارتباطات باند THz مبتنی بر گرافن [21] قابلیت برقراری ارتباطات ذاتی همزمان در سطح هسته را خواهد داشت.