Desde clientes de cafeterías que conectan sus computadoras portátiles a la red Wi-Fi local hasta estaciones remotas de monitoreo meteorológico en la Antártida, la comunicación inalámbrica es una parte esencial de la vida moderna.Investigadores de todo el mundo están trabajando actualmente en la próxima evolución de las redes de comunicación, denominada "más allá de las redes 5G" o 6G.

Para permitir la comunicación casi instantánea necesaria para aplicaciones como la realidad aumentada o el control remoto de robots quirúrgicos, se necesitarán velocidades de datos ultraaltas en canales inalámbricos.

en unestudiarpublicado enIEICE Electrónica Express, investigadores de la Universidad de Osaka e IMRA AMERICA han encontrado una manera de aumentar estas velocidades de datos reduciendo el ruido en el sistema mediante láseres.

Para empaquetar grandes cantidades de datos y mantener respuestas rápidas, los transmisores y receptores 6G utilizarán la banda de subterahercios, que se extiende de 100 GHz a 300 GHz.Se utiliza un enfoque sofisticado llamado "modulación de señal multinivel" para aumentar aún más la velocidad de transmisión de datos de estos enlaces inalámbricos.

Sin embargo, cuando se opera en el extremo superior de estas frecuencias extremadamente altas, la modulación de señal multinivel se vuelve muy sensible al ruido.

Para funcionar bien, se basa en señales de referencia precisas, y cuando estas señales comienzan a avanzar y retroceder en el tiempo (un fenómeno llamado "ruido de fase"), el rendimiento de la modulación de señal multinivel cae.

"Este problema ha limitado hasta ahora las comunicaciones de 300 GHz", afirma Keisuke Maekawa, autor principal del estudio."Sin embargo, encontramos que enaltas frecuencias, un generador de señales basado en un dispositivo fotónico tenía mucho menos ruido de fase que un generador de señales eléctrico convencional."

El equipo utilizó un láser de dispersión Brillouin estimulado, que emplea interacciones entre el sonido yondas de luz, para generar una señal precisa.Luego configuraron un sistema de comunicación inalámbrica en la banda de 300 GHz que emplea un generador de señales basado en láser tanto en el transmisor como en el receptor.El sistema también utilizó procesamiento de señales digitales (DSP) en línea para demodular las señales en el receptor y aumentar la velocidad de datos.

"Nuestro equipo logró una velocidad de transmisión monocanal de 240 gigabits por segundo", afirma Tadao Nagatsuma, investigador principal del proyecto."Esta es la velocidad de transmisión más alta obtenida hasta ahora en el mundo utilizando DSP en línea".

A medida que 5G se extiende por todo el mundo, los investigadores están trabajando arduamente para desarrollar la tecnología que será necesaria para 6G, y los resultados de este estudio son un paso significativo hacia la banda de 300GHz.comunicación inalámbrica.

Los investigadores anticipan que con técnicas de multiplexación (donde se puede utilizar más de un canal) y receptores más sensibles, la velocidad de datos se puede aumentar a 1 terabit por segundo, iniciando una nueva era de comunicación global casi instantánea.

Más información:Keisuke Maekawa et al, Comunicaciones inalámbricas sub-THz de 240 Gbit/s de un solo canal utilizando un receptor de ruido de fase ultrabajo,IEICE Electrónica Express(2023).DOI: 10.1587/elex.20.20230584