Keysight contribuye a alcanzar un rendimiento de 1 Tbps utilizando frecuencias en el rango de los terahercios

Paper presented at Asia-Pacific Microwave Conference with CNRS, Lille University, and Osaka University details accomplishment.  

La demanda de más datos móviles y de mayores velocidades de transmisión es insaciable. El objetivo del 6G es alcanzar velocidades de transmisión de datos 10 veces superiores a las del 5G, llegando a alcanzar, en última instancia, una velocidad de hasta 1 terabit por segundo (Tbps). Esta velocidad permitirá casos de uso como las comunicaciones holográficas y las experiencias de realidad extendida, que no son posibles con las velocidades de datos actuales. 

Para alcanzar velocidades de 1 Tbps, se necesitan varias decenas o cientos de gigahercios de ancho de banda, lo que hace que las frecuencias más altas, como las subterahercios (sub-THz), resulten atractivas. En la actualidad se están llevando a cabo numerosas investigaciones para crear los primeros sistemas de comunicaciones sub-THz, pero los componentes para estas frecuencias aún se encuentran en fase de desarrollo y son muy escasos.

En diciembre, Keysight e investigadores del Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS) de Francia, la Universidad de Lille y la Universidad de Osaka anunciaron que habían superado la barrera de 1 Tbps. En un artículo presentado en la Conferencia de Microondas de Asia-Pacífico, los profesores Guillaume Ducournau y Tadao Nagatsuma detallaron este logro utilizando un sistema construido con una combinación de fotodiodos de terahercios y un receptor electrónico que cubre un rango de 500 a 724 GHz. En esta banda de frecuencias, utilizaron la agregación de canales con 14 portadoras y una gama de 16 a 64 de modulación de amplitud en cuadratura (QAM) para alcanzar un caudal de datos total de 1,04 Tbps.  

Para medir el rendimiento de su sistema de última generación, utilizaron un osciloscopio Keysight Infiniium de la serie UXR de cuatro canales, junto con un software de análisis de señales vectoriales (VSA). La figura 1 muestra, en amarillo, el rendimiento medido del sistema de agregación de portadoras entre 500 y 724 GHz, con un total de 14 portadoras. El rendimiento medido de una sola portadora a 632 GHz se muestra a continuación en la figura 2. El alto rendimiento del UXR hizo posibles estas mediciones. Los cuatro canales de 70 GHz y el amplio rango de tensión admitido permitieron recibir todo el ancho de banda de sus señales. Además, la amplia biblioteca de formas de onda compatibles con el VSA permitió a los investigadores demodular sus señales con facilidad para medir con éxito el rendimiento del sistema.  

«La combinación del fotodiodo de terahercios de banda ancha, el receptor y el rendimiento único del UXR de Keysight nos ha permitido realmente llevar a buen término estos experimentos», afirmó el profesor Ducournau. «Sus instrumentos avanzados están impulsando de verdad nuestra investigación en el ámbito de los terahercios». 

Figura 2: Ancho de banda medido de la señal portadora a 632 GHz con diferentes modulaciones. 32-QAM / 40 GBaud (0,2 Tbps, izquierda) y 16-QAM / 40 GBaud (160 Gbps, derecha). 

La fotónica es una de las nuevas tecnologías que se están investigando para permitir las comunicaciones en bandas sub-THz. Queda por ver si la fotónica se generalizará en el futuro, pero Keysight mantiene su compromiso de proporcionar las herramientas que los investigadores necesitan para desarrollar la próxima generación de dispositivos de comunicaciones inalámbricas.