Presentación del proyecto FOCAL
El proyecto de investigación Comunicaciones fotónicas en la banda de los sub-Terahercios mediante láseres modulados directamente en redes 6G (HETERODYNE) ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades en el Programa Estatal de I+D+i Orientada a los Retos de la Sociedad dentro de la convocatoria de 2024.
El equipo que desarrolla este proyecto está formado por investigadores de la Universitat Politècnica de València pertenecientes al Instituto de Telecomunicaciones y Aplicaciones Multimedia (iTEAM).
El enorme crecimiento del tráfico global de internet móvil, impulsado por aplicaciones que demandan grandes cantidades de datos, como vídeos en alta definición, IoT y servicios en la nube móvil, destaca la necesidad de tecnologías de comunicación avanzadas. Las comunicaciones en el rango sub-THz (100 GHz a 1 THz) emergen como un habilitador clave para las redes 6G, ofreciendo altas tasas de transferencia de datos, baja latencia, conectividad para dispositivos densos y mayor seguridad. Estas capacidades hacen que el rango sub-THz sea ideal para aplicaciones como sensores de alta resolución, IoT en entornos industriales, centros de datos y comunicaciones de corto alcance. Sin embargo, las señales sub-THz enfrentan importantes desafíos, como altas pérdidas de propagación y problemas de bloqueo, lo que limita su uso a áreas específicas o entornos interiores. Los principales retos actuales se encuentran en el desarrollo de hardware, la integración de infraestructura, la escalabilidad y la eficiencia energética.
Las técnicas fotónicas de microondas ofrecen soluciones para generar señales de alta frecuencia con bajo ruido de fase y sintonización en frecuencia. Entre ellos, la generación de señales fotónicas basada en el batido de láseres independientes resulta muy atractiva debido a su simplicidad, bajo coste y excelente sintonizabilidad en frecuencia hasta la banda THz. El uso de detectores de envolvente permite el heterodinaje de láseres con mayores anchos de línea para generar señales sub-THz y facilita su integración en redes ópticas pasivas de multiplexación por división en longitud de onda ultra densa.
El proyecto HETERODYNE propone la utilización de láseres modulados directamente en un esquema basado en láseres libres para la generación de señales sub-THz, con el objetivo de lograr sistemas rentables y adecuados para la implementación de redes 6G. Además de identificar casos de uso y requisitos para las comunicaciones en la banda sub-THz en 6G, el proyecto demostrará un enfoque basado en láseres libres modulados directamente para la generación de señales sub-THz, analizará los factores de degradación y optimizará la configuración del transceptor fotónico sub-THz propuesto. Se desarrollarán soluciones eficientes de procesamiento de señales para permitir una transmisión inalámbrica confiable de datos en frecuencias sub-THz, y se demostrarán transmisiones de múltiples señales en diferentes bandas empleando un enlace frontal común.
Además, el proyecto demostrará redes heterogéneas que integrarán las comunicaciones inalámbricas en los sub-THz, en las cuales se emplearán algoritmos de inteligencia artificial para una gestión eficiente de recursos. Los demostradores finales validarán la aplicación en escenarios realistas, como comunicaciones sub-THz bidireccionales en redes interiores, comunicaciones de alta velocidad y corto alcance en centros de datos, y comunicaciones integradas, sensores y localización para IoT basadas en redes heterogéneas.