Utilizando materiales fotónicos avanzados de niobato de litio de lámina fina y una arquitectura novedosa, investigadores chinos han desarrollado el primer chip de comunicación inalámbrica adaptable, de banda completa y alta velocidad con tecnología de fusión optoelectrónica integrada, informó el jueves el Diario de Ciencia y Tecnología. Los resultados se publicaron el miércoles en la revista Nature.

El equipo electrónico tradicional solo puede funcionar dentro de una única banda de frecuencia, ya que los dispositivos para diferentes bandas se basan en reglas de dise?o, esquemas estructurales y sistemas de materiales distintos, lo que hace que el funcionamiento entre bandas sea extremadamente difícil.

Para salvar la ?brecha de banda? entre los dispositivos de diferentes bandas de frecuencia, el profesor Wang Xingjun y el investigador Shu Haowen, de la Universidad de Beijing, en colaboración con el profesor Wang Cheng, de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong, llevaron a cabo un estudio sobre un ?motor transceptor inalámbrico de fusión optoelectrónica de banda ultraancha?. A partir de una avanzada plataforma de material fotónico de niobato de litio de lámina fina, dieron con un chip integrado capaz de realizar conversión de se?ales ópticas e inalámbricas de banda ancha, coordinación de se?ales de portador y oscilador local de bajo ruido y modulación de banda base digital.

A partir de este chip central, el equipo propuso además una arquitectura de oscilador optoelectrónico integrado (OOI) que utiliza resonadores ópticos de microanillo de alto rendimiento. Aprovechando la selección precisa de frecuencias y el mecanismo de bloqueo de los microanillos de alta precisión, el sistema genera se?ales de portador y oscilador local de bajo ruido en cualquier punto de frecuencia en un rango de banda ultraancha.

En comparación con las soluciones electrónicas convencionales basadas en multiplicadores de frecuencia, este sistema en chip logra por primera vez una reconfiguración en tiempo real, flexible y rápida de las frecuencias centrales de 0,5 GHz a 115 GHz, abarcando casi ocho octavas de rendimiento de sintonización de se?ales de bajo ruido. Puede funcionar en bandas de alta frecuencia, que ofrecen abundantes recursos de datos y velocidades extremadamente altas, pero adolecen de capacidades de transmisión a larga distancia limitadas, como en bandas de baja frecuencia, que presentan una fuerte penetración y una amplia cobertura; no obstante poseen una capacidad limitada. Esto representa un avance histórico, reportó el Diario de Ciencia y Tecnología.

Según el informe, este enfoque evita fundamentalmente el problema de la grave degradación del ruido de fase en las bandas de alta frecuencia causada por la acumulación de ruido en las cadenas multiplicadoras de frecuencia tradicionales. Además, supera el desafío de larga data de equilibrar el ancho de banda, el rendimiento del ruido y la reconfigurabilidad en los sistemas anteriores.

La validación experimental demuestra que el innovador sistema basado en chips puede alcanzar velocidades de transmisión inalámbrica ultrarrápidas de más de 120 Gbps, cumpliendo con los requisitos de velocidad máxima para la comunicación 6G. Asimismo, el enlace de comunicación inalámbrica de extremo a extremo mantiene un rendimiento constante en toda la banda de frecuencia, sin degradación en las bandas de alta frecuencia. Esto elimina la traba para el desarrollo eficiente de recursos de espectro de terahercios e incluso de frecuencias más altas para las comunicaciones 6G.

Según Wang Xingjun, el chip dará la hora en equipos de ?redes nativas de IA?, informó el medio escrito. Puede ajustar dinámicamente los parámetros de comunicación a través de algoritmos integrados para adaptarse a entornos electromagnéticos complejos y permite que las futuras estaciones base y dispositivos vehiculares perciban con precisión su entorno mientras transmiten datos, lo que incentiva mejoras en componentes clave como las antenas de banda ancha y los módulos de integración optoelectrónica. Este avance promete traer consigo una transformación integral en toda la cadena, desde los materiales y dispositivos hasta los sistemas y redes completos.