Un avance pionero optimizará las comunicaciones 5G y el Internet de las Cosas

universidad-politecnica-valenciaInvestigadores de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV) y de la Academia de Ciencias chinas proponen una técnica pionera a nivel internacional en el campo de las telecomunicaciones que permitirá optimizar las comunicaciones 5G porque simplifica la generación, transporte y distribución fotónica de señales de radiofrecuencia, así como facilitar el Internet de las Cosas.

El trabajo propone la aplicación de una técnica, utilizada hasta ahora en mecánica cuántica, al campo de la fotónica de microondas y entre sus aplicaciones también facilitaría la conducción autónoma, como explica a EFE el investigador del Instituto de Telecomunicaciones y Aplicaciones Multimedia (iTEAM) de la UPV José Capmany.

El trabajo de los investigadores españoles y chinos se ha publicado en la revista Nature Light: Science & Applications y la clave de su desarrollo se encuentra en la aplicación, por primera vez del concepto de simetría de paridad temporal o Time Parity Symmetry (TPS) al campo de la Fotónica de Microondas.

Según Capmany, el principio de la TPS se basa en la ruptura de una condición matemática que verifican las soluciones de las conocidas como ‘ecuaciones de Maxwell’ en osciladores acoplados, y este tipo de dispositivos son esenciales para generar señales de radiofrecuencia u ópticas de gran calidad y aplicación en múltiples campos.

“En los casos de las comunicaciones 5G y conducción autónoma, ambos precisan de señales de alta frecuencia y calidad en la banda de microondas y milimétricas, para su distribución posterior entre usuarios en el primer caso y para la detección de obstáculos en el segundo”, explica el investigador.

Capmany ha añadido que en el caso de los sensores ocurre algo similar, ya que “la generación de señal de frecuencia sintonizable es una herramienta poderosa para el análisis espectral de diferentes materiales, por ejemplo”.

Para generar señales electromagnéticas de gran calidad (con un denominado ruido de fase muy pequeño) es necesario que las cavidades que componen los osciladores tengan longitudes grandes, lo que provoca la oscilación de millones de frecuencias simultáneas y, para seleccionar una de ellas, es necesario emplear filtros de altísima calidad, lo que encarece el coste del sistema.

Mediante el uso de la técnica TPS es posible utilizar cavidades de longitudes elevadas sin necesitar el empleo posterior de filtros selectivos, lo que reduce también coste, según Capmany, que incide en que esta técnica se había aplicado anteriormente en láseres y en osciladores electrónicos.

Así, el trabajo desarrollado por los investigadores del Instituto de Semiconductores de la Academia de Ciencias china y el ITEAM de la UPV ha demostrado la aplicabilidad de dicha técnica a osciladores optoelectrónicos (OEOs) y abre el campo de aplicación a otras funcionalidades de la Fotónica de Microondas como el filtrado.

“Los OEOs son dispositivos híbridos que combinan una cavidad fotónica y de radiofrecuencia mixta. Son análogos a los láseres, pero generan señales de radiofrecuencia empleadas en metrología, comunicaciones y Radar”, explica Capmany.

Entre sus aplicaciones, este trabajo permitirá también generar señales de radiofrecuencia de gran estabilidad que pueden ser útiles para la metrología, concluye el investigador.

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