Pesquisadores da Universidade de Osaka, Japão e a Universidade de Adelaide, A Austrália trabalhou em conjunto para produzir o novo multiplexador feito de silício puro para comunicações de alcance terahertz na banda de 300 GHz.

"Para controlar a grande largura de banda espectral das ondas terahertz, um multiplexador, que é usado para dividir e juntar sinais, é fundamental para dividir as informações em blocos gerenciáveis ​​que podem ser processados ​​mais facilmente e, portanto, podem ser transmitidos mais rapidamente de um dispositivo para outro, "disse o professor associado Withawat Withayachumnankul da Escola de Engenharia Elétrica e Eletrônica da Universidade de Adelaide.

"Até agora, multiplexadores compactos e práticos não foram desenvolvidos para a gama terahertz. Os novos multiplexadores terahertz, que são econômicos de fabricar, será extremamente útil para comunicações sem fio de banda ultralarga.

"O formato dos chips que desenvolvemos é a chave para combinar e dividir canais, de modo que mais dados possam ser processados ​​mais rapidamente. A simplicidade é sua beleza."

Pessoas ao redor do mundo estão usando cada vez mais dispositivos móveis para acessar a internet e o número de dispositivos conectados está se multiplicando exponencialmente. Em breve, as máquinas estarão se comunicando na Internet das Coisas, o que exigirá redes sem fio ainda mais poderosas, capazes de transferir grandes volumes de dados com rapidez.

As ondas Terahertz são uma parte do espectro eletromagnético que tem uma largura de banda espectral bruta que é muito mais ampla do que a das comunicações sem fio convencionais, que se baseia em microondas. A equipe desenvolveu multiplexadores terahertz ultracompactos e eficientes, graças a um novo processo de tunelamento óptico.

"Um multiplexador óptico de quatro canais típico pode abranger mais de 2.000 comprimentos de onda. Isso teria cerca de dois metros de comprimento na banda de 300 GHz, "disse o Dr. Daniel Headland, da Universidade de Osaka, que é o principal autor do estudo.

"Nosso dispositivo tem apenas 25 comprimentos de onda, que oferece redução dramática de tamanho por um fator de 6.000. "

O novo multiplexador cobre uma largura de banda espectral que é mais de 30 vezes o espectro total alocado no Japão para 4G / LTE, a tecnologia móvel mais rápida disponível atualmente e 5G que é a próxima geração, combinado. Como a largura de banda está relacionada à taxa de dados, a transmissão digital de ultra-alta velocidade é possível com o novo multiplexador.

"Nosso multiplexador de quatro canais pode potencialmente suportar uma taxa de dados agregada de 48 gigabits por segundo (Gbit / s), equivalente ao vídeo de definição ultra-alta 8K descompactado sendo transmitido em tempo real, "disse o professor associado Masayuki Fujita, o líder da equipe da Universidade de Osaka.

“Para tornar todo o sistema portátil, planejamos integrar este multiplexador com diodos de tunelamento ressonantes para fornecer compactos, transceptores terahertz multicanais. "

O esquema de modulação empregado no estudo da equipe era bastante básico; a energia terahertz foi simplesmente ligada e desligada para transmitir dados binários. Estão disponíveis técnicas mais avançadas que podem espremer taxas de dados ainda mais altas para 1 Terabit / s em uma determinada alocação de largura de banda.

"O novo multiplexador pode ser produzido em massa, assim como chips de computador, mas muito mais simples. Portanto, a penetração de mercado em grande escala é possível, "disse o professor Tadao Nagatsuma da Universidade de Osaka.

"Isso permitiria aplicativos em 6G e além, bem como a Internet das Coisas, e comunicações de baixa probabilidade de interceptação entre aeronaves compactas, como drones autônomos. "

Este estudo, que é publicado no jornal Optica .