Tendencias21

Un paso más hacia la transmisión inalámbrica en terahercios

Investigadores de Países Bajos han demostrado que se pueden utilizar las frecuencias de los teraherzios para transmitir señales de forma inalámbrica por la fibra óptica existente, alcanzando velocidades de datos de 100 gigabits por segundo. Por otro lado, un consorcio europeo ha conseguido transmitir por fibra óptica a 1 terabit por segundo. Por Carlos Gómez Abajo.

Un paso más hacia la transmisión inalámbrica en terahercios

Una red de comunicación inalámbrica de velocidad ultraalta, que usa terahercios en lugar de frecuencias de gigahercios, está ahora un paso más cerca. Investigadores del Laboratorio FELIX, de la Universidad de Radboud (Nimega, Países Bajos), han demostrado que es posible transmitir con eficacia ondas de señales con frecuencias de THz a través de la red de fibra óptica existente.

La televisión de alta definición, el big data, la Internet de las cosas y las redes sociales han aumentado considerablemente la velocidad de datos de nuestra red de comunicación inalámbrica, y continuarán haciéndolo.

Una manera obvia de facilitar este crecimiento de la red es usar frecuencias de terahercios (THz, 1012 Hertz) con velocidades de datos de alta velocidad de hasta 100 Gbit / s. Los sistemas de comunicación inalámbrica de datos actuales operan a una velocidad media de 100Mbi / s, a frecuencias de alrededor de un gigahertz (GHz, 109 Hertz).

Por ejemplo: los sistemas de GPS funcionan a frecuencias de 1,3 GHz, wifi a 2,4 y 5 GHz, y el microondas a 2,45 GHz. En la búsqueda de frecuencias libres, la zona inexplorada de los THz es de gran interés.

Para navegar en Internet a THz, es necesario conectar las estaciones inalámbricas de THz a la red de fibra óptica en todo el mundo. Sin embargo, las técnicas de microondas existentes no funcionan a frecuencias de THz.

«La de los THz es una región de frecuencia difícil, porque es a la vez electrónica y óptica», explica el investigador de FELIX Giel Berden, en la nota de prensa de la universidad. «Es demasiado baja para la óptica normal, y demasiado alta para la electrónica estándar.»

Por otra parte, las ondas de señal THz están encriptadas en la red de fibra óptica, debido a que la modulación estándar de la luz láser genera dos bandas laterales (colores) que interfieren entre sí. La Óptica de Banda Lateral Única (OSSB) es un método para prevenir esta codificación de la información mediante la extinción selectiva de una banda lateral.

Divisor de haz especial

Los científicos de FELIX desarrollaron un modulador OSSB que permite transmitir ondas de THz de forma inalámbrica y sin interferencias a través de la red de fibra. El primer autor Afric Meijer explica: «Con un divisor de haz diseñado especialmente dividimos tanto las ondas THz como la luz láser infrarroja por la mitad, una de las dos bandas laterales se reduce en un factor de más de sesenta, mientras que la intensidad de la otra banda lateral aumenta de manera significativa.»

El modulador especial no contiene ninguna pieza móvil o filtros de color, y funciona en un ancho de banda ultra-ancho de 0,3-1 THz.

Aplicaciones

Como las señales de THz en el aire son fuertemente absorbidas por el vapor de agua, la comunicación inalámbrica por THz será utilizada mayormente para distancias relativamente cortas.

Dice Meijer: «Nuestro modulador nos permite utilizar la red de fibra óptica existente. El Ultra HD y las imágenes de realidad virtual se pueden recibir o transmitir sin cables a través de un enlace de THz, al igual que los petabytes de datos en los institutos de investigación y hospitales».

Y añade Berden: «Esta publicación es una prueba de principio. Utilizar realmente la técnica requiere un par de pasos adicionales, por ejemplo escalar hacia abajo el diseño para conseguir la microfabricación y mejorar la eficiencia. Nuestra esperanza es que esta idea sea desarrollada aún más por la industria».

Récord

Mientras, Nokia Bell Labs, Deutsche Telekom T-Labs y la Universidad Técnica de Munich (TUM) han alcanzado una capacidad de transmisión y una eficiencia espectral sin precedentes en una prueba de campo de comunicaciones ópticas con una nueva técnica de modulación. El avance podría ampliar la capacidad de las redes ópticas para satisfacer la creciente demanda de tráfico de datos.

Los científicos, informa TUM en un comunicado, han mostrado que la flexibilidad y el rendimiento de las redes ópticas pueden maximizarse cuando las tasas de transmisión ajustables son adaptadas dinámicamente a las condiciones del canal y las demandas de tráfico.

Como parte del Proyecto de Enrutamiento Europeo Seguro y Protegido (Saser), el experimento través de una red de fibra óptica desplegada por Deutsche Telekom alcanzó una velocidad de transmisión neta de 1 Terabit.

Esto se acerca a la velocidad de transferencia de información máxima teórica de ese canal, y por tanto al Límite de Shannon del enlace de fibra. El Límite de Shannon fue descubierto en 1948 por Claude Shannon, pionero de Bell Labs «padre de la teoría de la información.»

Referencia bibliográfica:

A. S. Meijer, G. Berden, D. D. Arslanov, M. Ozerov, R. T. Jongma, W. J. van der Zande: An ultrawide-bandwidth single-sideband modulator for terahertz frequencies. Nature Photonics (2016). DOI: 10.1038/nphoton.2016.182

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • La mayor erupción volcánica de la era geológica actual ocurrió en Japón hace 7.300 años 18 marzo, 2024
    Un estudio detallado de los depósitos volcánicos submarinos alrededor de la caldera Kikai, en Japón, descubrió que un evento que tuvo lugar en esa región de Asia hace 7.300 años fue, con claridad, la mayor erupción volcánica registrada en el planeta durante el Holoceno, la época geológica actual iniciada hace aproximadamente 11.500 años.
    Pablo Javier Piacente
  • Las enfermedades neurológicas ya son el primer problema de salud mundial 18 marzo, 2024
    El 43% de la población mundial padece enfermedades neurológicas: afectan a 3.400 millones de personas y cuestan la pérdida de 443 millones de años de vida saludable. España supera en un 18% la media mundial de afectados por patologías que van desde dolores de cabeza tensionales hasta accidentes cerebrovasculares.
    Redacción T21
  • La Inteligencia Artificial aprende lo que significa estar vivo 18 marzo, 2024
    La IA ha descubierto en seis semanas unas células que la ciencia había tardado 134 años en identificar. Puede que haya tropezado también con un tipo de célula totalmente desconocida. ¿Qué va a pasar con los biólogos humanos?
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Las ranas les guiñan el ojo a los machos elegidos para el apareamiento 17 marzo, 2024
    Un curioso estudio ha descubierto que las ranas les guiñan el ojo al macho para indicarle que le gusta. En respuesta al parpadeo, el macho lanza repetidamente un grito entrecortado y salta junto a ella para aparearse.
    N+1/T21
  • Los perros son nuestros terapeutas de cuatro patas 16 marzo, 2024
    Investigadores de Corea del Sur colocaron auriculares con electrodos a 30 adultos y luego midieron los cambios en sus ondas cerebrales mientras interactuaban con un caniche llamado Aro. Los resultados indicaron que pasear al perro hizo que los participantes se sintieran más relajados, cepillarle mejoró la concentración y jugar con la mascota produjo ambos efectos.
    Redacción T21
  • Revelado el “piercing” del Neolítico 15 marzo, 2024
    Los arqueólogos han descubierto una colección de artefactos decorativos con forma de tachuelas, que podrían utilizarse en las modernas perforaciones de labios. Identificados en las tumbas de un asentamiento neolítico en el sureste de Turquía, representan los primeros ejemplos convincentes de perforaciones corporales voluntarias, como las que se realizan en la actualidad para la práctica […]
    Pablo Javier Piacente
  • Es urgente limitar a la IA para evitar el apocalipsis de nuestra civilización 15 marzo, 2024
    Un nuevo informe elaborado por la firma Gladstone por pedido del Departamento de Estado de los Estados Unidos advierte que la rápida evolución de la Inteligencia Artificial (IA) podría representar un riesgo "catastrófico" para la seguridad nacional e incluso para toda la humanidad. El documento sugiere que el gobierno estadounidense debe actuar "rápidamente y con […]
    Pablo Javier Piacente
  • La fibra óptica inteligente se despliega por el fondo del mar 15 marzo, 2024
    Una nueva fibra óptica asistida por IA se está desplegando en el fondo del mar no solo para la transmisión de datos, sino también para alertar en tiempo récord de tsunamis o terremotos y para monitorizar el calentamiento de los océanos.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Una extraña formación rocosa en África esconde en sus entrañas la evidencia de los terremotos más antiguos de la Tierra 14 marzo, 2024
    Las grandes cantidades de ceniza volcánica encontradas en el cinturón de piedras verdes de Barberton, en África, pueden ser un registro antiguo de violencia volcánica similar a la que puede observarse actualmente en la Tierra, según un nuevo estudio. Además de demostrar que en los inicios de nuestro planeta los terremotos estuvieron más presentes de […]
    Pablo Javier Piacente
  • La sabiduría ancestral de las mujeres reduce el impacto climático 14 marzo, 2024
    Las mujeres no solo son víctimas de la sequía, sino que pueden ser agentes de cambio con conocimientos y habilidades únicas para adaptarse y atenuar su impacto: aplican una técnica estadística moderna para localizar el agua desde mucho antes de su elaboración científica. Son más necesarias que nunca en tiempos de crisis climática.
    Alicia Domínguez y Eduardo Costas (*)