Los científicos desarrollan un chip 6G de "espectro completo" que podría transferir datos a 100 gigabits por segundo, 10.000 veces más rápido que el 5G
Los investigadores han desarrollado un chip 6G que utiliza un enfoque electrofotónico dual para enviar señales a través de nueve bandas de radiofrecuencia.
(Crédito de la imagen: Weiquan Lin vía Getty Images)
Por Rich McEachran
livesciencia.com
Científicos de China y Estados Unidos han desarrollado un pequeño chip 6G que podría hacer que las velocidades de datos lentas y poco confiables en el campo sean cosa del pasado, y es cientos de veces más rápido que las velocidades de descarga actuales de su teléfono inteligente.
El 5G es el estándar de oro actual para las comunicaciones inalámbricas y suele utilizar frecuencias inferiores a 6 gigahercios, aunque esto varía según el país. La red celular de mayor rendimiento en EE. UU. en el primer semestre de 2025 ofrecía una velocidad de descarga 5G de 299,36 megabits por segundo .
Por otro lado, se espera que la tecnología 6G, que según los expertos estará lista en 2030 , utilice múltiples bandas de frecuencia y tenga el potencial de ser 10 000 veces más rápida que la 5G. Sin embargo, el problema de aprovechar la tecnología 6G es que los dispositivos necesitarán múltiples componentes para aprovechar las diferentes bandas de radiofrecuencia, algo de lo que carecen los dispositivos modernos.
Pero ahora, los investigadores han integrado todo el espectro inalámbrico, que abarca nueve bandas de radiofrecuencia (RF), de 0,5 a 110 GHz, en un chip que mide apenas 0,07 por 0,43 pulgadas (1,7 por 11 milímetros).
El nuevo chip también es capaz de alcanzar una velocidad de transmisión de datos de más de 100 gigabits por segundo, incluso en bandas bajas utilizadas en zonas rurales, donde las velocidades pueden ser notoriamente lentas. La comunicación también se mantuvo estable en todo el espectro, según los investigadores. Su investigación se publicó el 27 de agosto en la revista Nature.
Para poner esta velocidad de datos en contexto, 1.000 teléfonos inteligentes con el chip incorporado podrían transmitir un video de ultra alta definición 8K simultáneamente sin un rendimiento menor, según el medio estatal chino Xinhua .
Esta "solución de hardware única", como la describieron los científicos en el estudio, podría reconfigurarse dinámicamente para cambiar la banda de frecuencia según cuándo sea necesario.
Esto es importante porque los dispositivos que aprovechan 6G van a utilizar diferentes espectros inalámbricos, desde microondas y ondas milimétricas (mmWave) hasta bandas de terahercios (THz), señalaron los investigadores.
Las bandas de alta frecuencia mmWave y sub-THz (entre 100 GHz y 300 GHz) se utilizarán para aplicaciones que requieren una latencia extremadamente baja, como la computación de inteligencia artificial (IA) de alta velocidad y la teledetección. Sin embargo, las bandas sub-6 GHz y de microondas siguen siendo necesarias para proporcionar cobertura en áreas extensas, explicaron los científicos en el estudio.
Un enfoque basado en la luz para 6G
El problema con el hardware inalámbrico actual, según los científicos del estudio, es que está diseñado para operar en una frecuencia estrecha. Actualmente, la implementación de 6G requeriría varios sistemas para distintas bandas, lo que haría que su implementación a gran escala fuera costosa y compleja.
El nuevo chip de los investigadores podría reemplazar múltiples sistemas mediante un enfoque electroóptico dual: utiliza luz para generar señales estables en todo el espectro de radiofrecuencia (RF). Un modulador electroóptico de banda ancha convierte las señales inalámbricas en señales ópticas, que luego pasan a través de osciladores optoelectrónicos sintonizables. Estos circuitos utilizan luz y electricidad para generar radiofrecuencias, desde la banda de microondas hasta la banda de THz.
Los científicos fabricaron su chip a partir de niobato de litio de película delgada (TFLN), en lugar del niobato de litio tradicional, que se utiliza para modular la luz a altas velocidades. El TFLN se ha convertido en la opción predilecta para el hardware de telecomunicaciones de próxima generación gracias a su capacidad para ofrecer mayores anchos de banda con menor latencia.
Cuando se implemente el 6G y más personas demanden más datos, las redes celulares inevitablemente se saturarán, como ocurre con las redes 5G en horas punta. Un mayor tráfico podría provocar congestión y velocidades de datos más lentas.
El nuevo sistema evita interferencias mediante lo que los investigadores describen como "gestión adaptativa del espectro". Normalmente, las señales se concentran en una o dos bandas de frecuencia, pero con este nuevo chip, las señales pueden alternar entre múltiples frecuencias sin comprometer la transmisión de datos. Esto podría reducir la probabilidad de problemas de señalización en grandes eventos o espacios concurridos, donde decenas de miles de dispositivos se conectan a una red simultáneamente.
"Esta tecnología es como construir una autopista súper ancha donde las señales electrónicas son vehículos y las bandas de frecuencia son carriles", dijo a Xinhua el autor principal del estudio, Wang Xingjun , decano asociado de la Escuela de Electrónica de la Universidad de Pekín.
Si bien Wang y sus coautores creen que su chip 6G de "espectro completo" tiene el potencial de integrarse en todos los dispositivos compatibles, es necesario realizar mucho trabajo para construir la infraestructura para la próxima generación de comunicaciones inalámbricas.
Rich McEachran
__________________
Fuente:
