Investigadores de la UCL han establecido un nuevo récord mundial en transmisión inalámbrica, que promete comunicaciones inalámbricas más rápidas y confiables.

El equipo envió datos con éxito por aire a una velocidad de 938 Gigabits por segundo (Gb/s) en un rango de frecuencia récord de 5 a 150 Gigahercios (GHz).

Esta velocidad es hasta 9380 veces más rápida que la mejor velocidad promedio de descarga 5G en el Reino Unido, que actualmente es de 100 megabits por segundo (Mb/s) o más.El ancho de banda total de 145 GHz es más de cinco veces mayor que el anterior.transmisión inalámbricarécord mundial.

Normalmente, las redes inalámbricas transmiten información utilizandoondas de radioen un estrecho rango de frecuencias.Los métodos de transmisión inalámbrica actuales, como Wi-Fi y telefonía móvil 5G, funcionan predominantemente en frecuencias bajas por debajo de 6 GHz.

Pero la congestión en este rango de frecuencias ha limitado la velocidad de las comunicaciones inalámbricas.

Los investigadores de UCL Electronic & Electrical Engineering superaron este cuello de botella transmitiendo información a través de una gama mucho más amplia de frecuencias de radio combinando radio ytecnologías ópticaspor primera vez.Los resultados sondescritoen un estudio publicado en elRevista de tecnología Lightwave.

Se espera que este uso más eficiente del espectro inalámbrico ayude a satisfacer la creciente demanda de capacidad y velocidad de datos inalámbricos durante los próximos tres a cinco años.

El Dr. Zhixin Liu, autor principal del estudio de UCL Electronic & Electrical Engineering, dijo: "La tecnología inalámbrica actualcomunicaciónLos sistemas luchan por mantenerse al día con la creciente demanda de acceso a datos de alta velocidad, y la capacidad en los últimos metros entre el usuario y la red de fibra óptica nos frena.

"Nuestra solución es utilizar más frecuencias disponibles para aumentar el ancho de banda, manteniendo al mismo tiempo una alta calidad de señal y proporcionando flexibilidad para acceder a diferentes recursos de frecuencia. Esto da como resultado una conexión súper rápida y confiable.redes inalámbricas, superando el cuello de botella de velocidad entre los terminales de los usuarios e Internet.

"Nuestro nuevo enfoque combina por primera vez dos tecnologías inalámbricas existentes, la electrónica de alta velocidad y la fotónica de ondas milimétricas, para superar estas barreras. Este nuevo sistema permite la transmisión de grandes cantidades de datos a velocidades sin precedentes, lo que será crucial para lafuturo de las comunicaciones inalámbricas."

Para abordar las limitaciones actuales de la tecnología inalámbrica, investigadores de la UCL desarrollaron un enfoque novedoso que combina electrónica avanzada, que funciona bien en el rango de 5 a 50 GHz, y una tecnología llamada fotónica que utiliza la luz para generar información de radio, que funciona bien enel rango de 50â150GHz.

El equipo generó señales de alta calidad combinando generadores electrónicos de señales digitales a analógicas con generadores de señales de radio basados ​​en luz, lo que permitió transmitir datos en una amplia gama de frecuencias de 5 a 150 GHz.

Impacto en las tecnologías inalámbricas

Las redes de comunicaciones de última generación dependen de varias tecnologías para funcionar.Los sistemas de comunicaciones de fibra óptica transmiten datos a largas distancias, entre continentes y desde los centros de datos hasta los hogares de las personas.La tecnología inalámbrica a menudo llega en la etapa final, cuando los datos se transmiten a una distancia corta, por ejemplo desde un enrutador de Internet doméstico a los dispositivos conectados a él a través de Wi-Fi.

Si bien la fibra óptica, que forma la columna vertebral de las redes de comunicaciones modernas, ha logrado grandes avances en ancho de banda y velocidad en los últimos años, estos avances son limitados sin avances similares en la tecnología inalámbrica que transmite información los últimos metros en hogares, lugares de trabajo y espacios públicos.alrededor del mundo.

La nueva tecnología desarrollada por la UCL tiene el potencial de revolucionar varios sectores, entre ellos la conectividad wifi de la que dependen las personas en casa y en otros lugares públicos.

Los usuarios de teléfonos móviles pueden esperar velocidades de Internet móvil más rápidas y conexiones más estables, con redes 5G y posteriores 6G impulsadas por este tipo de sistema.Esto permitiría que más personas utilicen la red en entornos urbanos densamente poblados o en grandes eventos como conciertos sin experimentar desaceleración, o proporcionaría a la misma cantidad de usuarios velocidades mucho más rápidas.

Por ejemplo, una película 4k Ultra HD de dos horas (alrededor de 14 GB de datos) tardaría 19 minutos en descargarse a través de 5G a 100 Mb/s.Con la nueva tecnología, se pudo descargar en sólo 0,12 segundos.

El profesor Izzat Darwazeh, autor del estudio y director del Instituto de Comunicaciones y Sistemas Conectados (ICCS) de la UCL de Ingeniería Electrónica y Eléctrica de la UCL, dijo: "La belleza de la tecnología inalámbrica es su flexibilidad en términos de espacio y ubicación. Puede serSe utiliza en escenarios donde el cableado óptico sería un desafío, como en una fábrica que contiene disposiciones complejas de equipos.

"Este trabajo actualiza la tecnología inalámbrica con los mayores anchos de banda y velocidades que se han logrado con los sistemas de comunicaciones ópticas y de radiofrecuencia dentro de la infraestructura de comunicaciones digitales de próxima generación".

Si bien la tecnología sólo se ha demostrado actualmente en el laboratorio, se está trabajando para producir un sistema prototipo que pueda usarse para pruebas comerciales.Si esto tiene éxito, la tecnología estará lista para incorporarse a equipos comerciales en un plazo de tres a cinco años.

La profesora Polina Bayvel, autora del estudio, codirectora de ICCS y directora del Grupo de Redes Ópticas de la UCL, dijo: "Agradecemos a UKRI y EPSRC por apoyar este trabajo que nos permitirá establecer un banco de pruebas y experimentos líder en el mundo.capacidades en estas áreas. Son esenciales para el futuro de la infraestructura de comunicaciones nacional del Reino Unido, que es un recurso crítico".

Más información:Zichuan Zhou et al, Transmisión de banda ultraancha de 938 Gb/s, 5â150 GHz por aire utilizando generación combinada de señales asistidas electrónica y fotónica,Revista de tecnología Lightwave(2024).DOI: 10.1109/JLT.2024.3446827