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Terabit/s Wireless Connectivity by TeraHertz innovative technologies to deliver Optical Network Quality of Experience in Systems beyond 5G

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Impulsar las redes 5G con un nuevo diseño

Un grupo de investigadores está desarrollando nuevos componentes de red y algoritmos que pueden eliminar las limitaciones de las redes 5G, como los costes y el consumo energético, para garantizar que estas tecnologías de nueva aparición lleguen de manera equitativa a todos los habitantes de la Tierra.

Cambio climático y medio ambiente

Se dice que el alto rendimiento de las redes 5G y «Beyond 5G» (6G) abre una nueva vía para tecnologías como la presencia virtual en reuniones, la impresión 3D, la conducción autónoma y la automatización del trabajo. Las únicas limitaciones de las redes 5G vienen dadas por las restricciones en cuanto a las infraestructuras disponibles, que limitan el ancho de banda, la velocidad de procesamiento de datos, los costes y el consumo energético. Se necesitan investigaciones que permitan superar estas limitaciones analizando las distintas tecnologías y componentes requeridos para hacer realidad las redes Beyond 5G. Es importante tener en cuenta que las innovaciones en la arquitectura y el diseño de los sistemas pueden transformar esta tecnología más allá de las limitaciones que la lastran en la actualidad.

Hacer avanzar las soluciones para la igualdad de acceso y oportunidades

El proyecto financiado con fondos europeos TERRANOVA tenía por objeto aumentar las tasas de datos de Beyond 5G e impulsar su adopción para tecnologías nuevas, como la realidad virtual, que se pueden beneficiar de las tasas de transmisión extremadamente altas (del orden de terabits por segundo) y de la latencia cero. Asimismo, el proyecto buscaba aumentar la conectividad de áreas remotas, como islas y montañas, y poder ofrecer allí una conexión a internet de alta velocidad que permitiese lograr una igualdad de oportunidades en la competencia mundial. «Hoy en día esta conectividad tiene unos costes prohibitivos cuando se utilizan exclusivamente tecnologías de fibra óptica», explica Angeliki Alexiou, coordinadora del proyecto. Esto requiere el uso de conexiones inalámbricas que utilicen las bandas de frecuencia del régimen de terahercios (THz) como extensiones de retorno de las conexiones de fibra óptica para eliminar la división entre las áreas rurales y las grandes ciudades ofreciendo un acceso a internet con velocidades de terabits por segundo.

Rediseñar las redes 5G a partir del diseño

Los investigadores desarrollaron una conectividad inalámbrica de terabits por segundo rediseñando los transceptores para ampliar la capacidad y la fiabilidad de los enlaces de fibra óptica con las redes inalámbricas. De esta manera se puede ofrecer a los usuarios una conexión de alta velocidad incluso cuando no hay conectividad de fibra. El equipo diseñó protocolos de red y señales para aprovechar el nuevo ancho de banda que estará disponible para Beyond 5G con el fin de impulsar la velocidad de conexión. TERRANOVA propuso un sistema de acceso inalámbrico de THz diseñando un nuevo algoritmo de adaptación del enlace que tiene en cuenta el ancho de banda dependiente de la distancia que se encuentra en el régimen de THz. El equipo también desarrolló nuevos algoritmos de conformación de haces que pueden realizar un seguimiento de la calidad de la conformación de haces para un rendimiento óptimo de las redes Beyond 5G, mediante transmisiones con un haz especialmente estrecho denominadas «haces de lápiz».

Las múltiples innovaciones de TERRANOVA

Los socios del proyecto desarrollaron la primera conformación de haces digitales en tiempo real a 300 GHz, lo cual les hizo merecedores del premio al mejor artículo científico en la Conferencia EuCNC2020. El equipo también avanzó la primera transmisión en tiempo real de 100 Gb/s sobre un enlace de fibra óptica transparente con segmentos de 100 km, consiguiendo la tasa de transmisión más alta jamás alcanzada en el enlace combinado más largo. «Todos los socios implicados continúan con su trabajo de investigación en iniciativas nacionales y de la Unión Europea (Horizonte 2020), aprovechando los conocimientos científicos, la experiencia y los activos de innovación creados», concluye Alexiou. Se siguen produciendo colaboraciones sólidas entre los grupos más pequeños de socios de TERRANOVA y todos los socios industriales han incorporado a sus productos comerciales la tecnología desarrollada por el proyecto.

Palabras clave

TERRANOVA, Beyond 5G, conectividad, THz, inalámbrico, conformación de haces, fibra óptica

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