En un avance significativo para la tecnología de transmisión de datos, investigadores de la Universidad de California, Irvine, han desarrollado un transceptor inalámbrico que opera en la banda de 140 GHz. Este dispositivo es capaz de transferir datos a velocidades asombrosas de hasta 120 Gbps, lo que equivale a aproximadamente 15 GB/s. Estas cifras son impresionantes, especialmente cuando se comparan con las tecnologías existentes que limitan la velocidad de transmisión.
Las conexiones más rápidas disponibles actualmente, como el Wi-Fi 7, teóricamente alcanzan un máximo de 3.75 GB/s (30 Gbps), y el 5G mmWave se queda en aproximadamente 0.625 GB/s (5 Gbps). Por lo tanto, el nuevo transceptor de UC Irvine no solo supera estas cifras, sino que lo hace de manera significativa, logrando un rendimiento que es cerca del 300% mayor que el proporcionado por el Wi-Fi 7 y un impresionante 2300% más que el 5G mmWave.
Reducción del consumo energético
Uno de los principales desafíos que enfrentan los sistemas de transmisión de datos es el alto consumo de energía asociado a los convertidores digitales a analógicos (DACs) utilizados en los transmisores convencionales. En frecuencias extremadamente altas, estos componentes se vuelven complicados y poco eficientes, lo que dificulta su escalabilidad en dispositivos móviles.
El problema del cuello de botella de DAC
El equipo de investigación ha identificado lo que llaman un cuello de botella de DAC, que limita la capacidad de aumentar la velocidad de transmisión.
Para superar este obstáculo, han diseñado un sistema que sustituye un único convertidor de alta velocidad por tres sub-transmisores sincronizados que trabajan en conjunto. Este nuevo diseño consume apenas 230 mW, una cifra notablemente baja en comparación con los convertidores digitales que requerirían varios vatios, lo que los haría inviables para dispositivos que funcionan con batería.
Si se hubieran utilizado los métodos tradicionales, la duración de la batería de los dispositivos de próxima generación podría verse reducida a minutos.
En lugar de intensificar el procesamiento digital, el sistema realiza operaciones clave de señal en el dominio analógico, lo que resulta en un menor consumo energético mientras mantiene altas tasas de datos.
Fabricación y diseño del chip
El transceptor innovador está diseñado como un único chip integrado, en lugar de depender de un conjunto de componentes discretos. Este chip se fabrica en silicio utilizando un proceso de 22 nm de silicio sobre aislante, lo que evita la complejidad de fabricación asociada con nodos de vanguardia que son más pequeños, como los de 2 nm o 18A utilizados por empresas como TSMC y Samsung. Esta técnica simplifica la producción y puede facilitar la fabricación a gran escala en comparación con tecnologías experimentales.
Posibilidades en el mercado
Las velocidades reportadas por este transceptor se acercan a las de los enlaces de fibra óptica comúnmente utilizados en centros de datos, lo que abre la puerta a reemplazos de cableado extensivo por soluciones inalámbricas de corto alcance. Esto no solo podría reducir los costos de instalación, sino que también ofrecería mayor flexibilidad en entornos de servidores densamente poblados.
A pesar de estas promesas, los límites físicos siguen siendo un desafío. Los sistemas actuales de 5G en ondas milimétricas, que pueden operar hasta 71 GHz, ya sufren de rangos de transmisión cortos de aproximadamente 300 metros. Trabajar en frecuencias aún más altas probablemente reducirá aún más la cobertura, lo que significa que cualquier implementación masiva requerirá una infraestructura densa y una planificación meticulosa.
Este desarrollo demuestra lo que es técnicamente posible, pero la adopción práctica dependerá de la extensión del rango, la gestión de interferencias y la integración en redes existentes.
