Un equipo de la Universidad de Tokushima, liderado por el profesor Takeshi Yasui, ha logrado una velocidad de transmisión inalámbrica de 112 Gbps en un solo canal operando en la banda de 560 GHz, un hito que demuestra por primera vez la viabilidad de enlaces superiores a 100 Gbps en frecuencias por encima de los 420 GHz. El avance, publicado ayer en la revista Communications Engineering del grupo Nature, sienta las bases tecnológicas fundamentales para las futuras redes 6G y los enlaces de retorno móvil de ultra alta velocidad.

La banda de terahercios, comprendida entre los 300 GHz y los 3 THz, se considera uno de los pilares de la sexta generación de comunicaciones móviles. No obstante, los dispositivos electrónicos convencionales experimentan una degradación severa a partir de los 350 GHz, con una drástica caída de la potencia de salida y un incremento exponencial del ruido de fase, un fenómeno que introduce fluctuaciones aleatorias de corta duración en la frecuencia o fase de la señal y deteriora gravemente su calidad. Para superar estas limitaciones, el grupo japonés recurrió a una solución fotónica basada en micropeines de solitón.

Un micropeine es un dispositivo óptico a escala de chip capaz de transformar un único láser en un conjunto de líneas espectrales equiespaciadas y de muy alta estabilidad. Estas líneas, o dientes del peine, presentan un ruido de fase extremadamente bajo y constituyen la fuente ideal para generar portadoras de terahercios con una pureza sin precedentes.

Los investigadores dieron un paso adicional al unir una fibra óptica directamente sobre un microrresonador de nitruro de silicio, eliminando la necesidad de alineaciones en espacio libre, que son delicadas y muy sensibles a cualquier interferencia. Esta técnica de unión directa aportó tres mejoras clave: compactó un montaje experimental voluminoso en un dispositivo manejable, evitó las desviaciones de alineación durante el bombeo óptico de alta potencia e integró un control de temperatura que hace al chip más robusto frente a fluctuaciones ambientales.

En la fase experimental de transmisión inalámbrica, se extrajeron dos portadoras ópticas altamente estables del micropeine. Cada una fue modulada con formatos QPSK y 16QAM respectivamente y posteriormente convertida a ondas de terahercios de 560 GHz mediante fotomezcla para su emisión inalámbrica. En el extremo receptor se utilizó un mezclador subarmónico para realizar detección heterodina. Los resultados medidos mostraron velocidades de datos de 84 Gbps con la modulación QPSK y de 112 Gbps con 16QAM.

El trabajo completo está disponible en Communications Engineering, revista del grupo Nature, y supone la primera validación práctica de que la tecnología de micropeines fotónicos puede habilitar comunicaciones de grado 6G en las bandas altas de terahercios.