Notícia

Novo link sem fio em terahertz poderia ajudar a aumentar o alcance digital

Matthew Modoono, Universidade Northeastern

Fonte

Universidade Northeastern

Data

sexta-feira, 6 janeiro 2023 11:00

Áreas

Ciência de Dados. Computação. Eletrônica. Engenharia Biomédica. Física Médica.

Durante anos, a ideia do 6G foi considerada ficção científica. Agora, está mais perto do que nunca, mas o Dr. Josep Jornet, professor de Engenharia Elétrica e de Computação da Universidade Northeastern, nos Estados Unidos, disse que ainda há espaço para melhorias.

Juntamente com a NASA, a Força Aérea dos EUA e a Amazon, o professor Josep Jornet provou pela primeira vez que a comunicação sem fio de alta velocidade e alta largura de banda na frequência terahertz é possível em longas distâncias. A pesquisa, publicada recentemente na revista científica Nature Electronics, mostrou que há um caminho a seguir para a comunicação sem fio em massa, que pode diminuir a divisão digital sentida pelas comunidades que não têm acesso às redes de fibra óptica de alta velocidade.

“Você precisa encontrar uma tecnologia que possa fornecer conectividade óptica sem os problemas ópticos, e achamos que a tecnologia terahertz faz isso”, disse o Dr. Josep Jornet.

A banda terahertz é um conjunto de frequências acima de 100 gigahertz, ultrapassando o limite de 71 gigahertz do 5G. O lançamento do 6G sem fio trará esse nível de serviço ao público, mas, embora o envio de sinais pela banda terahertz tenha sido comprovado, fazê-lo a uma grande distância tem sido praticamente impossível. Quanto maior a frequência, menor a distância que a informação pode percorrer. Para comunicações em terahertz, isso equivaleria a uma comunicação de 30 centímetros, disse o professor Jornet.

“Mas minha pesquisa é motivada por mostrar às pessoas que coisas que elas acreditam que não funcionarão podem funcionar”, disse o pesquisador.

O Dr. Josep Jornet e sua equipe conseguiram formar um link de 2 quilômetros, a conexão terahertz mais longa já estabelecida na Terra. Não foi sem desafios, no entanto. Para começar, um rádio de frequência terahertz não é algo que se possa encontrar disponível, e é por isso que ele procurou a NASA em primeiro lugar. Durante anos, a NASA vem trabalhando com sistemas sem fio terahertz para detectar sinais no espaço, mas os esforços da organização têm se concentrado apenas em receber sinais. Quando se trata de enviar um sinal, as coisas ficam complicadas.

Tradicionalmente, um rádio de comunicação possui um gerador de sinal, um mixer, que adiciona as informações ao sinal e uma antena que converte o sinal em algo que possa ser enviado pelas ondas do rádio. O problema é que as frequências de terahertz são tão altas e requerem tanta energia para serem alcançadas que qualquer mixer colocado no rádio não funcionaria. Pensando nisso, o professor Jornet surgiu com uma solução elegante.

“Não temos um mixer que aguente tanta potência – tudo bem, então não vamos ter um mixer”, disse ele. Em vez de colocar o mixer após a fonte do sinal, o Dr. Jornet e sua equipe alimentaram as informações diretamente na própria fonte. No entanto, isso distorceu a informação a ponto de torná-la muito confusa. Outro problema exigia outra solução criativa.

“Em vez de tentar fixar as informações no receptor, vou pré-distorcer o sinal”, diz ele. “Vou deixar o sinal feio, de forma que, quando passar pela fonte, fique bonito.”

Surpreendentemente, até mesmo para o professor Jornet e sua equipe, funcionou. Eles tiveram quatro dias na Base da Força Aérea dos EUA em Nova York, para realizar uma conexão terahertz de longa distância e, no segundo dia, conseguiram enviar e recuperar as informações sem nenhum erro.

O impacto desse tipo de conexão de alta velocidade e largura de banda seria monumental, fornecendo taxas de dados mais altas e mais conectividade até mesmo para comunidades rurais distantes.

“Um dos requisitos para que esse sinal viaje é que não haja obstáculos. Você precisa ter linha de visão. É por isso que dizemos que isso é ótimo se você quiser conectar torres em fazendas, em terras”, concluiu o pesquisador.

O Dr. Josep Jornet prevê que antes mesmo do 6G estar disponível nos celulares, a tecnologia terahertz começará a fazer uma grande diferença na infraestrutura de comunicação.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Northeastern (em inglês).

Fonte: Cody Mello-Klein, Universidade Northeastern. Imagem: Matthew Modoono, Universidade Northeastern.

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