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Mientras la industria mundial de las telecomunicaciones se enfrenta al despliegue de la tecnología 5G, muchos ya están poniendo sus miras en la conectividad inalámbrica 6G. Al ofrecer velocidades de datos aún más rápidas y mayor confiabilidad, 6G tiene el potencial de revolucionar la conectividad inalámbrica y desbloquear casos de uso sin precedentes.
A continuación se presenta un resumen de algunos avances recientes en políticas e investigaciones que podrían ayudar a hacer realidad el 6G.
6G en la Conferencia Mundial de la Radio
En la Conferencia Mundial de Radiocomunicaciones de este año (CMR-23), la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) discutió la asignación y armonización del espectro de radiofrecuencias para los sistemas de comunicaciones terrestres y espaciales.
Conferencia Mundial de Radiocomunicaciones. Imagen cortesía de la UIT
La UIT ha decidido asignar nuevo espectro móvil de banda baja por debajo de 1 GHz y espectro de banda media en los rangos de 3,5 GHz y 6 GHz. Esta asignación de espectro es crucial para el desarrollo y despliegue de futuras tecnologías de telecomunicaciones, incluido 6G. Además, una decisión específica que llamó la atención fue la asignación de la banda de frecuencia 6,425-7,125 GHz, también llamada banda superior de 6 GHz. Si bien los participantes de la conferencia discutieron el futuro de 6G, es notable que algunos consideraron que este enfoque era prematuro dados los problemas no resueltos con la tecnología 5G.
Además de la asignación de espectro para servicios celulares, la CMR-23 también abordó las regulaciones para estaciones en plataformas elevadas y la evolución de las operaciones satelitales.
La primera antena Metasurface del mundo para 6G
En el área de investigación, un equipo de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong ha desarrollado la “primera antena universal de metasuperficie” (UMA) del mundo para comunicaciones 6G.
La manipulación tradicional de las ondas EM depende en gran medida del efecto de propagación de materiales naturales como lentes y moduladores, que son voluminosos e inadecuados para los sistemas integrados modernos. Las metasuperficies, por otro lado, permiten interacciones onda-materia dentro de una superficie artificial ultrafina. Sin embargo, crear una metasuperficie que pueda controlar simultánea e independientemente todas las propiedades de las ondas EM, incluidas la amplitud, la fase, la frecuencia, la polarización y el impulso, ha sido durante mucho tiempo un desafío.
Configuración de la prueba UMA. Imagen cortesía de Naturaleza
Los investigadores querían desarrollar una UMA que manipulara dinámicamente todas las propiedades fundamentales de las ondas EM de forma simultánea e independiente. El equipo logró esta capacidad mediante métodos definidos por software que permitieron la generación de formas de onda complejas, la conformación del haz y la manipulación directa de la información. El mayor avance de la UMA radica en su capacidad de introducir una dimensión temporal adicional en el diseño de metasuperficies convencionales. Esta integración facilita fenómenos físicos complejos y manipulaciones en espacios de frecuencia-momento.
Según los investigadores, la UMA es particularmente buena para generar formas de onda moduladas que transmiten información digital, una característica que puede simplificar la arquitectura de los sistemas de transmisión de información. Este desarrollo abre la puerta a nuevas posibilidades en la tecnología de ondas EM y ofrece un control más preciso y versátil de lo que era posible anteriormente.
Chips fotónicos para 6G
Otro equipo de investigadores de la Universidad de Sydney también ha logrado avances en la tecnología 6G con un filtro fotónico de microondas (MWP) compacto a escala de chip.
A pesar del papel fundamental que desempeñan los filtros de RF en los sistemas de microondas, las tecnologías de filtros de RF tradicionales luchan por cumplir con los requisitos de resolución espectral fina y capacidad de sintonización de frecuencia de banda ancha, manteniendo al mismo tiempo los requisitos de tamaño, peso y potencia pequeños. Los filtros MWP eliminan estas limitaciones aprovechando la banda ancha y la naturaleza sintonizable de los componentes ópticos.
Diseños esquemáticos y de chips del subsistema del MWP. Imagen cortesía de Naturaleza
La clave de la nueva investigación fue el uso de la dispersión Brillouin estimulada (SBS), una interacción acústico-óptica no lineal de tercer orden que proporciona estabilidad y un ancho de línea de resonancia óptica estrecho. SBS permite una resolución espectral fina y capacidad de ajuste sin las limitaciones del rango espectral libre (FSR), una ventaja significativa sobre otras tecnologías de filtrado MWP. El uso de vidrios de calcogenuro con altos coeficientes de mejora de Brillouin mejora aún más el rendimiento de estos filtros.
El filtro constaba de un modulador electroóptico, una guía de ondas Brillouin y un fotodetector. Esta integración dio como resultado un procesamiento de resolución espectral fina, logrando un rechazo fuera de banda de 51 dB con un ancho de banda estrecho de 3 dB de 37 MHz y frecuencias centrales de muesca sintonizables por encima de 15 GHz. Los investigadores creen que el chip podría tener un impacto significativo en áreas como las comunicaciones 6G e incluso 7G.
El calendario de implementación de 6G
Si bien aún faltan años para que la tecnología 6G se comercialice, los desarrolladores, investigadores y formuladores de políticas tecnológicas ya están preparando la asignación de espectro y el hardware para permitir velocidades más altas de este ancho de banda.
El desarrollo y estandarización de la especificación 6G está previsto para 2025-2029, con el lanzamiento oficial previsto para 2030. Si bien investigadores como los de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong y la Universidad de Sydney ya han comenzado los estudios iniciales y la creación de prototipos, así como las pruebas de laboratorio formales, no se esperan pruebas piloto para productos comerciales 6G hasta 2028.
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