6G: Tecnologia atinge velocidade 9.000 vezes superior ao 5G em teste

Pesquisadores da University College London (UCL) estabeleceram um novo recorde na transmissão de dados sem fio multiplexados, alcançando impressionantes 938 gigabits por segundo (Gbps). Essa conquista representa uma velocidade 9.000 vezes superior à média das conexões atuais de 5G. Para se ter uma ideia da dimensão, essa taxa de transmissão de dados possibilita o download de mais de 20 filmes em um segundo.

A conquista foi realizada utilizando um espectro de frequências mais amplo do que nunca, abrangendo de 5 gigahertz (GHz) a 150 GHz, e combinando ondas de rádio e luz em um experimento para testar os limites futuros do 6G.

Maior largura de banda que o 5G

Em grandes eventos, como shows e jogos esportivos, e em locais movimentados, como estações de trem, a alta demanda por sinal sem fio frequentemente sobrecarrega as redes móveis, levando a falhas ou lentidão. Esse problema é principalmente causado pela largura de banda limitada com a qual as redes 5G operam. Atualmente, o espectro eletromagnético destinado ao 5G varia entre os países, mas geralmente abrange frequências mais baixas, abaixo de 6 gigahertz, com faixas de frequência relativamente estreitas.

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Para superar essas limitações e aumentar as taxas de transmissão, a equipe de Zhixin Liu, da University College London, utilizou um espectro de frequências significativamente mais amplo em seu experimento, indo de 5 gigahertz até 150 gigahertz. Essa solução inédita incluiu o uso combinado de ondas de rádio tradicionais e luz, visando explorar todo o potencial do espectro para alcançar velocidades de transmissão muito superiores às das redes atuais.

Como foi feita a transmissão de dados?

A equipe liderada por Zhixin Liu combinou sinais eletrônicos e fotônicos para criar uma transmissão eficiente e de alta velocidade. O sinal foi gerado utilizando uma faixa de frequências que vai de 5 GHz a 150 GHz, abrangendo tanto as frequências de rádio convencionais quanto a banda de ondas milimétricas de alta frequência.

Para isso, eles usaram moduladores ópticos, que converteram sinais elétricos em sinais ópticos, e lasers para transmitir esses sinais. Essa solução optoeletrônica ajudou a aumentar a largura de banda disponível para transmissão.

Para gerar sinais na banda de alta frequência, de 75 a 150 GHz, os pesquisadores usaram uma técnica de travamento de frequência com lasers. Eles estabilizaram a frequência dos lasers utilizando um oscilador de quartzo como referência, o que reduziu o ruído de fase e aumentou a estabilidade dos sinais transmitidos. O resultado abarcou as bandas W (75–110 GHz) e D (110–150 GHz).

Já para a geração dos sinais na faixa de 5–75 GHz, foram utilizados conversores digital-analógicos de alta velocidade. Esses dispositivos convertem os dados digitais em sinais analógicos para serem transmitidos nas frequências mais baixas.

Divisão de sinais e multiplexação

Para atingir a velocidade de 938 Gbps, os pesquisadores empregaram a técnica de multiplexação por divisão de frequência ortogonal (OFDM), que possibilita transmitir múltiplos sinais simultaneamente em diferentes frequências. Essa técnica é semelhante à divisão de uma rodovia em várias faixas, permitindo que mais dados sejam transmitidos paralelamente.

Além disso, foi aplicado o processo de bit loading para otimizar a transmissão, adaptando a quantidade de dados transmitidos em cada subfaixa de frequência para maximizar a eficiência.

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Esse processo possibilitou que os pesquisadores alcançassem a maior velocidade registrada para transmissão de dados sem fio com multiplexação, tornando-se um importante passo para o desenvolvimento da tecnologia 6G.

O sucesso do teste foi atribuído ao uso de múltiplas tecnologias para lidar com faixas amplas de frequências. Segundo Zhixin Liu, a solução adotada pode ser comparada a transformar as redes atuais de 5G em “estradas de 10 pistas”, permitindo o tráfego de dados mais intenso e rápido.

Por fim, vale destacar que o recorde de velocidade de transmissão de dados sem fio sem multiplexação (sinal individual) é ainda maior que os 938 Gbps, tendo superado a taxa de 1 terabit por segundo.

Os resultados e detalhes do experimento realizado foram publicados na revista Journal of Lightwave Technology.