L’innovazione del terahertz offre velocità di trasmissione dati mobili elevatissime
Sin dall’avvento degli smartphone, il consumo di dati è esploso. I consumatori e le aziende si affidano sempre più spesso ai dati mobili per fornire una serie di servizi, e si prevede che questa domanda sia destinata a crescere in futuro. «Da un punto di vista meramente tecnico, ciò rappresenta una sfida», osserva il coordinatore del progetto ThoR Thomas Kürner del Politecnico di Braunschweig (TU Braunschweig) in Germania. «Cosa possiamo fare per agevolare una maggiore velocità di trasmissione dei dati?» Un modo potrebbe essere quello di potenziare l’efficienza dei sistemi di trasmissione dei dati, al fine di comprimere più dati nella larghezza di banda attualmente disponibile, ma «è sempre più difficile da realizzare», dice Kürner. Un altro modo è quello di aumentare la larghezza di banda disponibile. Ma anche questo è arduo, dato che lo spettro disponibile si esaurisce sempre di più.
Larghezza di banda ad alta frequenza
L’idea del progetto ThoR è nata dalla scoperta che lungo lo spettro, oltre i 275 gigahertz nella gamma dei terahertz (THz), c’è ancora larghezza di banda disponibile per fornire servizi di dati mobili. «Questo spazio non è completamente privo di regole», aggiunge Kürner. «Ci sono alcune applicazioni scientifiche come i satelliti per l’esplorazione della Terra o la radioastronomia che utilizzano questa larghezza di banda. Ma la larghezza di banda disponibile potrebbe essere sufficiente per costruire sistemi in grado di fornire elevate velocità di trasmissione dei dati.» Per raggiungere questo obiettivo, è necessario superare un ostacolo insidioso. L’utilizzo di frequenze elevate può comportare una significativa attenuazione della trasmissione o una riduzione dell’intensità di potenza. Per mitigare questa attenuazione, è possibile utilizzare il potenziale delle antenne THz ad elevato guadagno per garantire un collegamento backhaul stabile. Il collegamento backhaul di una rete mobile descrive la connessione di una centrale di cella, di solito un ripetitore, alla rete principale. Si tratta di un collegamento realizzabile tramite cavi in fibra ottica, che comporta quindi lo scavo del manto stradale. In città soprattutto, non è fattibile collegare via cavo ogni stazione base della rete mobile.
Collegamento radio in Thz
L’obiettivo del progetto ThoR era quindi quello di dimostrare che un ponte radio THz fornito di antenne montate su due tetti poteva rappresentare una valida alternativa. Il team del progetto era fiducioso che questo avrebbe creato un collegamento backhaul tra le celle radio mobili e i nodi della rete radio mobile, senza la necessità di opere stradali. Per raggiungere questo obiettivo, il progetto ha riunito un consorzio di partner europei e giapponesi. Molti di questi partner hanno sviluppato gli elementi costitutivi di tale prototipo. Il progetto ThoR ha fatto un ulteriore passo avanti integrando questi elementi in un collegamento radio THz funzionale e bidirezionale. Una volta integrata la tecnologia, le antenne sono state installate su due edifici del campus universitario, a una distanza di oltre 160 metri. Sono stati quindi trasmessi dati reali, compresi i video, e l’efficienza del sistema è stata analizzata da Kürner e dal suo team.
Elevata velocità di trasmissione dei dati
Il progetto ha dimostrato con successo le potenzialità di un collegamento radio THz bidirezionale alla rete dati dei provider di telefonia mobile. Il prototipo ha dimostrato di essere in grado di trasmettere velocità di trasmissione molto elevate e di essere scalabile in modo da poter realizzare velocità di trasmissione ancora più elevate. «Siamo riusciti a dimostrare come questa tecnologia può trasportare in modo efficiente le comunicazioni wireless», afferma Kürner. «Ciò potrebbe contribuire a garantire la realizzazione di tutte le funzionalità promesse dal 5G e dal 6G.» È necessario un ulteriore sviluppo del prototipo prima che la tecnologia possa essere immessa sul mercato. Kürner e il suo team sono comunque fiduciosi del potenziale di questa innovazione di backhaul.
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