Fonte: Phys.org
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La perfetta integrazione dei collegamenti wireless nelle reti in fibra ottica è la chiave per le reti di dati ad alte prestazioni: le future reti cellulari saranno costituite da molte piccole celle radio che possono essere collegate in modo flessibile tramite collegamenti di trasmissione THz ad alte prestazioni. Al ricevitore, i segnali THz possono essere convertiti direttamente in segnali ottici con l'aiuto di modulatori plasmonici ultrarapidi e trasmessi tramite reti in fibra di vetro.
Le future reti di dati wireless dovranno raggiungere velocità di trasmissione più elevate e ritardi più brevi, fornendo al contempo un numero crescente di dispositivi terminali. A tal fine, sono necessarie strutture di rete costituite da molte piccole celle radio. Per collegare queste celle saranno necessarie linee di trasmissione (ad alte prestazioni) ad alte frequenze fino alla gamma dei terahertz (THz). Inoltre, se possibile, deve essere garantita la perfetta connessione alle reti in fibra di vetro. I ricercatori dell'Istituto di tecnologia di Karlsruhe (KIT) utilizzano modulatori elettro-ottici ultrarapidi per convertire i segnali di dati terahertz in segnali ottici. Tutti i dettagli dello studio sono riportati nell'articolo su Nature Photonics.
Mentre la nuova tecnologia di rete cellulare 5G è già stata testata ed è pronta per le nuove applicazioni, i ricercatori stanno già lavorando su tecnologie per la prossima generazione di trasmissione dati wireless. Si tratta del "6G" (sesta generazione), il cui obiettivo è quello di raggiungere velocità di trasmissione molto più elevate, ritardi più brevi e una maggiore "densità" del dispositivo, con l'integrazione dell'intelligenza artificiale.
Sulla strada per la rete cellulare di sesta generazione (6G), molte sfide devono essere affrontate sia per quanto riguarda i singoli componenti che la loro interazione. Le future reti wireless saranno costituite da un numero di piccole celle radio per trasmettere in modo rapido ed efficiente grandi volumi di dati. Queste celle saranno collegate da linee di trasmissione, che possono gestire decine o addirittura centinaia di gigabit al secondo per collegamento. Le frequenze necessarie sono nell'intervallo dei terahertz; cioè tra le microonde e la radiazione infrarossa (nello spettro elettromagnetico). Inoltre, i percorsi di trasmissione wireless devono essere perfettamente collegati alle reti in fibra di vetro. In questo modo, verranno combinati i vantaggi di entrambe le tecnologie; ovvero: alta capacità e affidabilità, nonché mobilità e flessibilità.
Gli scienziati hanno sviluppato un approccio promettente alla conversione dei flussi di dati tra i domini terahertz e quelli ottici. Nell'esperimento sono stati utilizzati modulatori elettro-ottici ultrarapidi per convertire direttamente un segnale dati terahertz in un segnale ottico e per accoppiare direttamente l'antenna del ricevitore a una fibra di vetro. Nel loro esperimento, gli scienziati hanno selezionato un'onda portante avente una frequenza di circa 0,29 THz e hanno raggiunto una velocità di trasmissione dati di 50 Gbit / s.
"Il modulatore si basa su una nanostruttura plasmonica e ha una larghezza di banda di oltre 0,36 THz", afferma il professor Christian Koos; per poi aggiungere: "I nostri risultati rivelano il grande potenziale dei componenti nanofotonici per l'elaborazione del segnale ultraveloce". Il concetto dimostrato dai ricercatori ridurrà considerevolmente la complessità tecnica delle future stazioni radio di base e consentirà connessioni terahertz con velocità di trasmissione dati molto elevate: sono possibili diverse centinaia di gigabit al secondo.
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