Novo chip de silício desbloqueia o potencial do 6G

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Cientistas da Universidade de Adelaide desenvolveram um novo chip de silício que pode dobrar a capacidade de dados das futuras redes 6G. A tecnologia, que utiliza um multiplexador de polarização integrado em terahertz, promete revolucionar as comunicações sem fio, possibilitando velocidades de transmissão muito superiores às atuais, com menor perda de dados e produção em larga escala.

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Um multiplexador de polarização é um dispositivo utilizado em sistemas de comunicação para permitir que múltiplos fluxos de dados sejam transmitidos simultaneamente através da mesma banda de frequência, utilizando diferentes polarizações das ondas eletromagnéticas.

A comunicação em frequências de terahertz está sendo apontada como o próximo grande avanço em tecnologia sem fio, oferecendo taxas de transmissão de dados que superam em muito os sistemas atuais. Operando nessas frequências, esses sistemas podem suportar uma largura de banda sem precedentes, possibilitando comunicações e transferências de dados ultrarrápidas.

No entanto, um dos grandes desafios nas comunicações em terahertz é o gerenciamento eficaz e a utilização do espectro disponível.

Um avanço significativo foi alcançado por uma equipe de cientistas, liderada pelo Professor Withawat Withayachumnankul da Universidade de Adelaide, com a criação do primeiro multiplexador de polarização integrado em terahertz com uma largura de banda ultra ampla, implementado em uma base de silício sem substrato.

Este dispositivo foi testado com sucesso na faixa J de sub-terahertz (220-330 GHz) para comunicações 6G e além.

Dobro da capacidade de dados com novo chip de silício

O Professor Withayachumnankul explicou ao EurekAlert! que o multiplexador de polarização desenvolvido pela equipe permitirá a transmissão simultânea de múltiplos fluxos de dados sobre a mesma banda de frequência, dobrando efetivamente a capacidade de dados.

“Essa grande largura de banda relativa é um recorde para qualquer multiplexador integrado em qualquer faixa de frequência”, afirmou o professor. “Se fosse escalada para a frequência central das bandas de comunicações ópticas, tal largura de banda poderia cobrir todas as bandas de comunicações ópticas.”

Um multiplexador possibilita que vários sinais de entrada compartilhem um único dispositivo ou recurso — como ocorre com os dados de várias chamadas telefônicas sendo transmitidas por um único fio.

Produção em larga escala e menor perda de dados

O novo dispositivo desenvolvido pela equipe pode dobrar a capacidade de comunicação sob a mesma largura de banda, com menor perda de dados em comparação com os dispositivos existentes. Além disso, ele é fabricado utilizando processos padrão, o que permite uma produção em larga escala de forma econômica.

O Dr. Weijie Gao, ex-aluno de doutorado da Universidade de Adelaide e atualmente pesquisador na Universidade de Osaka, destacou que essa inovação não apenas aumenta a eficiência dos sistemas de comunicação em terahertz, mas também abre caminho para redes sem fio de alta velocidade mais robustas e confiáveis.

“O multiplexador de polarização é um facilitador chave para realizar todo o potencial das comunicações em terahertz, impulsionando avanços em áreas como streaming de vídeo em alta definição, realidade aumentada e redes móveis de próxima geração, como o 6G”, acrescentou Dr. Gao.

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Desafios superados e futuro do 6G e demais comunicações em terahertz

Os desafios abordados pelo trabalho da equipe, publicados na revista Laser & Photonic Reviews, representam um avanço significativo na viabilidade das tecnologias de terahertz habilitadas por fotônica. O Professor Masayuki Fujita, da Universidade de Osaka e coautor do artigo, mencionou ao EurekAlert! que, ao superar barreiras técnicas fundamentais, essa inovação está preparada para catalisar um aumento de interesse e atividade de pesquisa na área.

Nos próximos anos, espera-se que os pesquisadores explorem novas aplicações e refinem a tecnologia, com protótipos comerciais e produtos em estágio inicial surgindo entre três e cinco anos. Em uma década, o professor Withayachumnankul prevê uma ampla adoção e integração dessas tecnologias de terahertz em diversos setores, revolucionando áreas como telecomunicações, imagem, radar e internet das coisas.

Este multiplexador de polarização mais recente pode ser integrado perfeitamente com os dispositivos de formação de feixe desenvolvidos anteriormente pela equipe, tudo na mesma plataforma, para alcançar funções avançadas de comunicação.