Tendencias Científicas
Cuanta más alta es la frecuencia, más pequeño es el chip. The high frequency chip only measures 4 x 1.5 mm², as the size of electronic devices scales with frequency / wavelength. Imagen: Sandra Iselin. Fuente: Fraunhofer IAF.
Investigadores del Instituto Fraunhofer de Física Aplicada del Estado Sólido y del Instituto de Tecnología de Karlsruhe han logrado la transmisión inalámbrica de 40 Gigabit/segundo a 240 Gigaherzios a una distancia de un kilómetro.
Su prueba más reciente establece un nuevo récord. En el futuro, estos enlaces de radio podrán cerrar las brechas en el suministro de Internet de banda ancha al complementar la red en las zonas rurales y lugares de difícil acceso.
En comparación con la media europea, Alemania va a la zaga en la expansión de la red de fibra óptica, de acuerdo con las estadísticas de FTTH Council Europe. Implementar nuevos cables de fibra óptica es caro y difícil cuando hay obstáculos naturales o urbanos, tales como ríos o cruces de tráfico.
Los enlaces de radio de banda ancha pueden ayudar a superar estas áreas críticas, lo que facilita la expansión de las infraestructuras de red. En las zonas rurales pueden ser una alternativa rentable y flexible para la fibra óptica.
Por primera vez, se han desarrollado transmisores y receptores electrónicos totalmente integrados para una frecuencia de 240 GHz, que permite la transmisión de datos a una velocidad de hasta 40 Gigabits por segundo. Esto es igual a la transmisión de un DVD completo en menos de un segundo.
Los investigadores ya han sido capaces de cubrir distancias de más de un kilómetro, como parte del proyecto "Millilink". "Hemos logrado desarrollar un enlace de radio basado en circuitos electrónicos activos, lo que permite velocidades de transmisión de datos igual de elevadas que las de la fibra óptica", explica en la nota de prensa el profesor Ingmar Kallfass, que trabaja en el proyecto.
Su prueba más reciente establece un nuevo récord. En el futuro, estos enlaces de radio podrán cerrar las brechas en el suministro de Internet de banda ancha al complementar la red en las zonas rurales y lugares de difícil acceso.
En comparación con la media europea, Alemania va a la zaga en la expansión de la red de fibra óptica, de acuerdo con las estadísticas de FTTH Council Europe. Implementar nuevos cables de fibra óptica es caro y difícil cuando hay obstáculos naturales o urbanos, tales como ríos o cruces de tráfico.
Los enlaces de radio de banda ancha pueden ayudar a superar estas áreas críticas, lo que facilita la expansión de las infraestructuras de red. En las zonas rurales pueden ser una alternativa rentable y flexible para la fibra óptica.
Por primera vez, se han desarrollado transmisores y receptores electrónicos totalmente integrados para una frecuencia de 240 GHz, que permite la transmisión de datos a una velocidad de hasta 40 Gigabits por segundo. Esto es igual a la transmisión de un DVD completo en menos de un segundo.
Los investigadores ya han sido capaces de cubrir distancias de más de un kilómetro, como parte del proyecto "Millilink". "Hemos logrado desarrollar un enlace de radio basado en circuitos electrónicos activos, lo que permite velocidades de transmisión de datos igual de elevadas que las de la fibra óptica", explica en la nota de prensa el profesor Ingmar Kallfass, que trabaja en el proyecto.
El experimento se realizó en Karlsruhe, entre dos rascacielos. Imagen: Ulrich Lewark. Fuente: KIT.
Altas frecuencias
Usar la gama de altas frecuencias entre 200 y 280 Gigaherzios no sólo permite la transmisión rápida de grandes volúmenes de datos, sino que también da lugar a técnicas de montaje muy compacto. Dado que el tamaño de los circuitos electrónicos y las antenas depende de la frecuencia/longitud de onda, el chip transmisor y el receptor sólo miden 4 x 1,5 mm².
La tecnología de semiconductores desarrollada en el Instituto Fraunhofer, sobre la base de transistores de alta movilidad (HEMT), hace que sea posible el uso de las frecuencias entre 200 y 280 GHz con transmisores y receptores activos en la forma de circuitos integrados y compactos.
La atmósfera muestra una baja atenuación en este rango de frecuencias, lo que permite enlaces de radio direccionales de banda ancha. "Esto hace que nuestro enlace de radio sea más fácil de instalar en comparación con sistemas ópticos en el espacio libre para la transmisión de datos. También muestra una mejor robustez en condiciones meteorológicas malas, como la niebla o la lluvia ", explica Jochen Antes, del Instituto de Karlsruhe.
En telecomunicaciones, la óptica de espacio libre es una tecnología de comunicación óptica que utiliza la propagación de la luz (visible o infrarroja) en la atmósfera para transmitir información entre dos puntos. Al igual que las redes de fibra óptica, esta tecnología utiliza un diodo emisor de luz o un láser como fuente de transmisión, aunque no necesita que el haz de luz sea guiado a través de cables ópticos. . Para recibir la señal, los haces de luz se centran en un lente de recepción conectada a un receptor de alta sensibilidad a través de un cable de fibra óptica.
Hasta ahora, los enlaces de radio no eran capaces de transmitir directamente datos a las velocidades de la fibra de vidrio. Esto podría cambiar en el futuro, como muestra el experimento. Tal sistema también tendría la ventaja de la llamada transparencia de bits, es decir, la señal de una fibra de vidrio podría alimentar directamente un enlace de radio, sin consumo de energía por transcodificación. Podría entonces ser transmitida y redirigida hacia una fibra de vidrio.
"La mejora de la eficiencia espectral utilizando formatos de modulación más complejos o una combinación de varios canales, es decir, la multiplexación, ayudará a alcanzar tasas de datos aún mayores", dice el investigador Antes. Esto podría dar un nuevo impulso a la expansión de la red de banda ancha.
Aparte de los dos institutos de investigación Fraunhofer IAF y KIT, en el proyecto también colabora Siemens, entre otras empresas. Además de expandir la banda ancha a zonas rurales, otras posibles aplicaciones son las resdes de área loca (WLAN) y personal (WPAN) inalámbricas, así como las comunicaciones intra-máquina, entre otras.
Cambio de infraestructuras
Mientras, Europa en general se prepara para cambiar a fondo su infraestructura de banda ancha. El proyecto paneuropeo DISCUS tiene como objetivo proporcionar una red más viable económicamente, que sea ambientalmente sostenible y capaz de soportar todos los servicios actuales y futuros en el futuro previsible. Esto proporcionará Internet avanzado de muy alta velocidad a las redes en las zonas urbanas y rurales, así como una mayor calidad y una extensa disponibilidad, que las redes de hoy en día no son capaces de ofrecer.
Usar la gama de altas frecuencias entre 200 y 280 Gigaherzios no sólo permite la transmisión rápida de grandes volúmenes de datos, sino que también da lugar a técnicas de montaje muy compacto. Dado que el tamaño de los circuitos electrónicos y las antenas depende de la frecuencia/longitud de onda, el chip transmisor y el receptor sólo miden 4 x 1,5 mm².
La tecnología de semiconductores desarrollada en el Instituto Fraunhofer, sobre la base de transistores de alta movilidad (HEMT), hace que sea posible el uso de las frecuencias entre 200 y 280 GHz con transmisores y receptores activos en la forma de circuitos integrados y compactos.
La atmósfera muestra una baja atenuación en este rango de frecuencias, lo que permite enlaces de radio direccionales de banda ancha. "Esto hace que nuestro enlace de radio sea más fácil de instalar en comparación con sistemas ópticos en el espacio libre para la transmisión de datos. También muestra una mejor robustez en condiciones meteorológicas malas, como la niebla o la lluvia ", explica Jochen Antes, del Instituto de Karlsruhe.
En telecomunicaciones, la óptica de espacio libre es una tecnología de comunicación óptica que utiliza la propagación de la luz (visible o infrarroja) en la atmósfera para transmitir información entre dos puntos. Al igual que las redes de fibra óptica, esta tecnología utiliza un diodo emisor de luz o un láser como fuente de transmisión, aunque no necesita que el haz de luz sea guiado a través de cables ópticos. . Para recibir la señal, los haces de luz se centran en un lente de recepción conectada a un receptor de alta sensibilidad a través de un cable de fibra óptica.
Hasta ahora, los enlaces de radio no eran capaces de transmitir directamente datos a las velocidades de la fibra de vidrio. Esto podría cambiar en el futuro, como muestra el experimento. Tal sistema también tendría la ventaja de la llamada transparencia de bits, es decir, la señal de una fibra de vidrio podría alimentar directamente un enlace de radio, sin consumo de energía por transcodificación. Podría entonces ser transmitida y redirigida hacia una fibra de vidrio.
"La mejora de la eficiencia espectral utilizando formatos de modulación más complejos o una combinación de varios canales, es decir, la multiplexación, ayudará a alcanzar tasas de datos aún mayores", dice el investigador Antes. Esto podría dar un nuevo impulso a la expansión de la red de banda ancha.
Aparte de los dos institutos de investigación Fraunhofer IAF y KIT, en el proyecto también colabora Siemens, entre otras empresas. Además de expandir la banda ancha a zonas rurales, otras posibles aplicaciones son las resdes de área loca (WLAN) y personal (WPAN) inalámbricas, así como las comunicaciones intra-máquina, entre otras.
Cambio de infraestructuras
Mientras, Europa en general se prepara para cambiar a fondo su infraestructura de banda ancha. El proyecto paneuropeo DISCUS tiene como objetivo proporcionar una red más viable económicamente, que sea ambientalmente sostenible y capaz de soportar todos los servicios actuales y futuros en el futuro previsible. Esto proporcionará Internet avanzado de muy alta velocidad a las redes en las zonas urbanas y rurales, así como una mayor calidad y una extensa disponibilidad, que las redes de hoy en día no son capaces de ofrecer.
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