Chip de silício impulsiona as comunicações 6G
EurekaAlert
As comunicações Terahertz representam a próxima fronteira na tecnologia sem fio, prometendo taxas de transmissão de dados que excedem em muito os sistemas atuais.
Ao operar em frequências terahertz, esses sistemas podem suportar largura de banda sem precedentes, permitindo comunicação sem fio ultrarrápida e transferência de dados. No entanto, um dos desafios significativos nas comunicações terahertz é gerenciar e utilizar efetivamente o espectro disponível.
A equipe desenvolveu o primeiro (de)multiplexador de polarização terahertz integrado de banda ultralarga implementado em uma base de silício sem substrato, que eles testaram com sucesso na banda J sub-terahertz (220-330 GHz) para comunicações 6G e além.
O professor Withawat Withayachumnankul, da Universidade de Adelaide, da Escola de Engenharia Elétrica e Mecânica, liderou a equipe, que também inclui o ex-aluno de doutorado da Universidade de Adelaide, Dr. Weijie Gao, que agora é pesquisador de pós-doutorado trabalhando ao lado do professor Masayuki Fujita na Universidade de Osaka.
“Nosso multiplexador de polarização proposto permitirá que vários fluxos de dados sejam transmitidos simultaneamente na mesma banda de frequência, dobrando efetivamente a capacidade de dados”, disse o professor Withayachumnankul.
“Essa grande largura de banda relativa é um recorde para qualquer multiplexador integrado encontrado em qualquer faixa de frequência. Se fosse dimensionado para a frequência central das bandas de comunicações ópticas, essa largura de banda poderia cobrir todas as bandas de comunicações ópticas.
Um multiplexador possibilita que vários sinais de entrada compartilhem um dispositivo ou recurso – como os dados de várias chamadas telefônicas sendo realizadas em um único fio.
O novo dispositivo que a equipe desenvolveu pode dobrar a capacidade de comunicação sob a mesma largura de banda com menor perda de dados do que os dispositivos existentes. É feito usando processos de fabricação padrão, permitindo uma produção econômica em larga escala.
“Essa inovação não apenas aumenta a eficiência dos sistemas de comunicação terahertz, mas também abre caminho para redes sem fio de alta velocidade mais robustas e confiáveis”, disse o Dr. Gao.
“Como resultado, o multiplexador de polarização é um facilitador fundamental para realizar todo o potencial das comunicações terahertz, impulsionando avanços em vários campos, como streaming de vídeo de alta definição, realidade aumentada e redes móveis de próxima geração, como 6G.”
Os desafios inovadores abordados no trabalho da equipe, que eles publicaram na revista Laser & Photonic Reviews, avançam significativamente a praticidade das tecnologias terahertz habilitadas para fotônica.
“Ao superar as principais barreiras técnicas, essa inovação está pronta para catalisar uma onda de interesse e atividade de pesquisa no campo”, disse o professor Fujita, coautor do artigo.
“Prevemos que nos próximos um a dois anos, os pesquisadores começarão a explorar novas aplicações e refinar a tecnologia.”
Nos próximos três a cinco anos, a equipe espera ver avanços significativos nas comunicações de alta velocidade, levando a protótipos comerciais e produtos em estágio inicial.
“Dentro de uma década, prevemos a adoção e integração generalizadas dessas tecnologias terahertz em vários setores, revolucionando campos como telecomunicações, imagens, radar e internet das coisas”, disse o professor Withayachumnankul.
Este multiplexador de polarização mais recente pode ser perfeitamente integrado aos dispositivos de formação de feixe anteriores da equipe na mesma plataforma para obter funções avançadas de comunicação.