Le reti telefoniche di prossima generazione stanno per affrontare una rivoluzione senza precedenti, superando di molto le attuali prestazioni grazie a una tecnica innovativa che consente la trasmissione di dati su una vasta gamma di frequenze, sia radio che ottiche. Questo passo avanti potrebbe rispondere alle crescenti esigenze di connettività, soprattutto in situazioni dove la domanda di rete è altissima, come eventi affollati o stazioni piene di viaggiatori.
La sfida delle reti sovraccariche
Durante grandi eventi come concerti e partite sportive, le reti mobili sono spesso messe alla prova. Il sovraccarico si verifica perché le reti cellulari operano su una banda di frequenza limitata, che non sempre riesce a sostenere l’enorme traffico dati. Ad esempio, le frequenze allocate al 5G variano da nazione a nazione, ma la maggior parte si trova sotto i 6 GHz, limitando la capacità complessiva.
Per cercare di superare questi limiti, Zhixin Liu e il suo team dell’University College di Londra hanno sperimentato l’uso di frequenze molto più alte, spaziando dai 5 ai 150 GHz e utilizzando sia onde radio che la luce. Questa scelta ha permesso loro di esplorare una gamma molto più ampia rispetto ai tentativi precedenti.
Secondo Liu, i convertitori digitale-analogico attuali, usati per trasmettere dati tramite onde radio, non funzionano bene con le frequenze alte. Perciò, il suo gruppo ha combinato la tecnologia attuale per le frequenze più basse con un approccio a LASER per quelle più alte. Questo mix ha dato vita a una banda dati ampia, utilizzabile in futuro anche negli smartphone.
Il risultato di questo lavoro è stato impressionante: il team è riuscito a raggiungere una velocità di trasmissione di 938 Gigabit al secondo, ovvero oltre 9000 volte più veloce rispetto alla velocità media di download del 5G nel Regno Unito. Questo progresso potrebbe aprire la strada a nuove applicazioni o garantire che molti utenti possano accedere contemporaneamente alla banda necessaria per attività come lo streaming video.
Trasmissione avanzata per le reti del futuro
Il progetto ha raggiunto un traguardo notevole nel campo delle trasmissioni wireless, mettendo a punto una tecnologia a banda ultra-larga di 145 GHz che sfrutta i segnali OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing). Tale trasmissione copre l’intervallo da 5 a 150 GHz, combinando tecnologie elettroniche avanzate con tecnologie fotoniche, aprendo nuove opportunità rispetto alle sperimentazioni precedenti.
In particolare, per la banda tra 5 e 75 GHz, sono stati impiegati convertitori digitale-analogico ad alta velocità, mentre per le bande W (75 – 110 GHz) e D (110 – 150 GHz) il team ha usato segnali modulati otticamente mescolati con LASER bloccati su fotodiodi ad alta velocità. Utilizzando un oscillatore al quarzo comune per sincronizzare due coppie di LASER a banda stretta, è stato possibile generare segnali stabili nelle bande W e D, riducendo il rumore di fase e massimizzando l’uso dello spettro.
Liu ha paragonato questo risultato alla trasformazione delle reti 5G in vere e proprie autostrade a 10 corsie, dove ogni corsia rappresenta una possibilità in più per far fluire dati, garantendo connessioni più stabili e veloci, proprio come una strada più ampia che permette il passaggio di più veicoli senza congestione.
