Científicos chinos desarrollan el primer chip inteligente del mundo que permite comunicaciones a toda banda a gran velocidad

El desarrollo fue posible gracias a la utilización de materiales fotón de litio de película delgada avanzada y una arquitectura novedosa.

Por Fabián Pizarro

Utilizando materiales fotón de litio de litio de película delgada avanzada y una arquitectura novedosa, investigadores en China han desarrollado el primer chip de comunicación inalámbrica adaptativo, de banda completa y alta velocidad basado en tecnología de fusión optoelectrónica integrada, informó el jueves Science and Technology Daily.

Los hallazgos fueron publicados en Nature . El hardware electrónico tradicional sólo puede operar dentro de una sola banda de frecuencia, ya que los dispositivos para diferentes bandas se basan en reglas de diseño, esquemas estructurales y sistemas de materiales, haciendo que el funcionamiento de la banda cruzada sea extremadamente difícil.  

Para cerrar la "brecha de banda" entre dispositivos que operan en diferentes bandas de frecuencias, el profesor Wang Xingjun y el investigador Shu Haowen de la Universidad de Pekín, en colaboración con el profesor Wang Cheng de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong, llevaron a cabo una investigación sobre un "motor transceptor inalámbrico de fusión optoelectrónica de la banda ancha". Basados en una plataforma avanzada de material fotónico de litio de película delgada, desarrollaron con éxito un chip integrado capaz de conversión de señal inalámbrica y óptica de banda ancha, coordinación de señales de oscilación de bajo ruido y oscilador local, y modulación de la banda base digital.  

Basándose en este chip central, el equipo propuso además una arquitectura integrada de oscilador optoelectrelectrón electrónico (OEO) utilizando resonadores de microringivos ópticos de alto rendimiento. Al aprovechar el mecanismo preciso de selección de frecuencias y bloqueo de microringes de alta precisión, el sistema genera señales de bajo ruido y osciladores locales en cualquier punto de frecuencia a través de un rango de banda ultra ancha.  

En comparación con las soluciones electrónicas tradicionales basadas en multiplicadores de frecuencia, este sistema OEO en chip logra una reconfiguración en tiempo real, flexible y rápido de frecuencias centrales de 0,5 GHz a 115 GHz por primera vez, abarcando casi ocho octavas de rendimiento de sintonía de señal de bajo ruido. Puede operar tanto bandas de alta frecuencia que ofrecen abundantes recursos de datos y tasas extremadamente altas, pero sufren de capacidades limitadas de transmisión de larga distancia, y bandas de baja frecuencia, que muestran una fuerte penetración y una amplia cobertura, pero tienen una capacidad limitada. Esto representa un avance histórico, informó Science and Technology Daily.

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

La validación experimental demuestra que el innovador sistema basado en chip puede lograr tasas de transmisión inalámbrica de alta velocidad superiores a 120 Gbps, cumpliendo los requisitos de velocidad máxima para la comunicación 6G. Además, el enlace de comunicación inalámbrica de extremo a extremo mantiene un rendimiento consistente en toda la banda de frecuencias, sin que se haya observado degradación en bandas de alta frecuencia. Esto despeja el obstáculo para el desarrollo eficiente de los recursos de espectro de terahercios e incluso de mayor frecuencia para la comunicación 6G.  

Según Wang Xingjun, este chip pondrá la base de hardware para "redes nativas de la IA", informó Science and Technology Daily. Puede ajustar dinámicamente los parámetros de comunicación a través de algoritmos incorporados para adaptarse a entornos electromagnéticos complejos. También permite que futuras estaciones base y dispositivos vehicular perciban con precisión su entorno al tiempo que transmiten datos, impulsan mejoras en componentes clave como antenas de banda ancha y módulos de integración optoelectrónica. Esta innovación promete llevar a cabo una transformación integral en toda la cadena, desde materiales y dispositivos hasta sistemas y redes completas.

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