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Publicado el 4 Noviembre, 2016 por Toni Pradas en Ciencia
 
 

TELECOMUNICACIONES

El presuroso zumbido del Dato Escarlata

Investigadores de los Países Bajos demostraron que se pueden utilizar las frecuencias de los terahercios para transmitir señales de forma inalámbrica por la fibra óptica

 

Las frecuencias de terahercios son una región difícil, porque es a la vez electrónica y óptica, explica el investigador del Laboratorio FELIX, Giel Berden. (Foto: RADBOUD UNIVERSITY)

Las frecuencias de terahercios son una región difícil, porque es a la vez electrónica y óptica, explica el investigador del Laboratorio FELIX, Giel Berden. (Foto: RADBOUD UNIVERSITY)

Por TONI PRADAS

Más rápida que Aquiles, el de los pies ligeros; incluso más vertiginosa que el superhéroe Flash, el Corredor Escarlata de la DC Comics, así quieren que sea un día la comunicación inalámbrica. Es el sueño de los tecnólogos del planeta Infotierra. Por eso no han dejado un segundo de investigar dónde se hallan los bordes extremos de su ciencia para lograr semejante capricho.

Ambicionan, por ejemplo, alcanzar la transmisión inalámbrica de datos en terahercios, en lugar de las hoy utilizadas frecuencias de gigahercios, ya de por sí superveloces, apenas imaginada como un zumbido por los dibujantes de Flash.

Créalo o no, esa comunicación inalámbrica de velocidad ultra alta se nos acerca a paso de zancadas. Investigadores del Laboratorio FELIX, de la Universidad de Radboud en Nimega, la ciudad más antigua de los Países Bajos, recientemente demostraron que es posible transmitir con eficacia, a través de la red de fibra óptica común, ondas de señales con frecuencias de terahercios (THz), conocidas normalmente como radiación submilimétrica.

Digamos que esto permitiría desarrollar aún más la televisión de alta definición, el big data, la Internet de las cosas y las redes sociales, sistemas estos que han aumentado considerablemente la velocidad de datos de nuestra red de comunicación inalámbrica, y continuarán haciéndolo a medida que existan maneras de disparar la velocidad de los datos.

Para entender mejor este crecimiento de la red, pensemos que las frecuencias de terahercios –es decir, 1012 hercios (el hercio es la unidad de frecuencia del Sistema Internacional de Unidades)– permiten elevadísimas velocidades de datos de hasta 100 gigabits por segundo (Gbit/s).

Recordemos que los sistemas de comunicación inalámbrica de datos actuales operan a una velocidad media de 100 megabits por segundo, a frecuencias de alrededor de un gigahercio (GHz, 109 hercios). Por ejemplo: los sistemas de GPS funcionan a frecuencias de 1,3 GHz; el wifi a 2,4 y 5 GHz; y el microondas, a 2,45 GHz.

Bien vistos, son sistemas de lentitud paquidérmica con respecto a las potencialidades que avizora la telemática. Es por eso que en la búsqueda de frecuencias libres, la zona inexplorada de los terahercios (THz) despierta tanto interés.

Gracias a los adelantos de las últimas tecnologías en frecuencias superiores a 275 GHz, los dispositivos y circuitos integrados que las utilizan permiten aplicaciones complejas como la espectroscopia y la generación de imágenes, pues la energía fotónica utilizada tiene una buena penetración en muchos materiales, de forma que pueden tomarse imágenes de objetos opacos y hasta ser útiles en operaciones de socorro, en caso de incendios o en entornos con polvo como los desiertos.

También es posible usarse en pruebas no destructivas, en inspecciones de seguridad o de control de calidad, ya que su radiación no es ionizante como la de los rayos X.

Sin embargo, a pesar de que la gran ventaja de estas elevadas frecuencias con las enormes anchuras de banda, estas todavía no se utilizan para el desarrollo de sistemas de comunicaciones inalámbricos de ultra alta velocidad.

No es extraño suponer entonces que lograr las aplicaciones de radiocomunicaciones con tales velocidades, es lo que tiene a los ingenieros con los ojos enrojecidos de tanto estudiar y probar.

Divide haces y vencerás

Esquema de la comunicación por terahercios. (verde, continua), con luz láser (roja, en zigzag). (Fuente: RADBOUD UNIVERSITY)

Esquema de la comunicación por terahercios. (verde, continua), con luz láser (roja, en zigzag). (Fuente: RADBOUD UNIVERSITY)

Para navegar en Internet a THz, es necesario conectar las estaciones inalámbricas de THz a la red de fibra óptica en todo el mundo. Sin embargo, las técnicas de microondas existentes no funcionan a frecuencias de THz.

“Es una región de frecuencia difícil, porque es a la vez electrónica y óptica”, explicó el investigador de FELIX, Giel Berden, en una nota de prensa de la universidad. “Es demasiado baja para la óptica normal, y demasiado alta para la electrónica estándar”.

Por otra parte, las ondas de señal THz están encriptadas en la red de fibra óptica, debido a que la modulación estándar de la luz láser genera dos bandas laterales (colores) que interfieren entre sí. La Óptica de Banda Lateral Única (OSSB) es un método para prevenir esta codificación de la información mediante la extinción selectiva de una banda lateral.

“Con un divisor de haz diseñado especialmente dividimos tanto las ondas THz como la luz láser infrarroja por la mitad; una de las dos bandas laterales se reduce, mientras que la intensidad de la otra banda lateral aumenta de manera significativa”, precisó el primer autor del estudio, Afric Meijer.

Así se pudo escuchar el presuroso zumbido del Dato Escarlata.

Como las señales de THz en el aire son fuertemente absorbidas por el vapor de agua, la comunicación inalámbrica por THz será utilizada mayormente para distancias relativamente cortas.

“Nuestro modulador –añadió Meijer– nos permite utilizar la red de fibra óptica existente. El Ultra HD y las imágenes de realidad virtual se pueden recibir o transmitir sin cables a través de un enlace de THz, al igual que los petabytes (unidad de almacenamiento) de datos en los institutos de investigación y hospitales”.


Toni Pradas

 
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