ULTRAWAVE: Conexiones inalámbricas de alta velocidad y eficiencia en la futura 5G

La Universitat Politècnica de València (UPV), a través de su Centro de Tecnología Nanofotónica (NTC, por sus siglas en inglés), es uno de los socios del proyecto Ultrawave, iniciado el pasado 1 de septiembre y cuyo objetivo es el desarrollo de una nueva tecnología de bajo coste que permita conexiones inalámbricas a Internet de alta velocidad -con una cobertura de transmisión de 100 gigabits/s por kilómetro cuadrado- aplicable a la infraestructura de redes móviles de futura generación como la 5G.

Financiado por el programa Horizon 2020 de la Unión Europea (UE), el proyecto, que se extenderá hasta agosto del citado año, está liderado por la Universidad de Lancaster.

Necesidad a cortoplazo de coberturas a nivel de zettabyte

A día de hoy, los datos utilizados por tabletas y teléfonos inteligentes superan ya a los requeridos por los ordenadores personales. Y, en un futuro no muy lejano, aplicaciones y servicios como el coche sin conductor, la telemedicina, el Internet de las Cosas (IoT), la transmisión de vídeo 4K, la realidad aumentada o los juegos en la nube necesitarán coberturas a nivel de zettabyte (1.000 billones de bytes) de datos inalámbricos.

Según explica José R. Ruiz, investigador del NTC-UPV, debido a las limitaciones de la cantidad de datos que actualmente pueden transmitirse por radio-comunicación, la única manera de ofrecerlos con velocidades de descarga muy rápidas para un teléfono inteligente es cubriendo áreas urbanas con densas redes de comunicaciones móviles, compuestas de micro, nano y pico celdas.

Una capa de ultracapacidad como solución

“Sin embargo”, indica, “los fabricantes y los operadores todavía no han solucionado eficientemente esa distribución de cantidades enormes de datos a un conjunto de nuevas celdas de una red móvil como el 5G, ya que la fibra óptica es demasiado cara, difícil de desplegar, e inexistente en muchas áreas, especialmente las suburbanas y rurales”.

Para paliar este déficit, los socios de Ultrawave han ideado una nueva solución -una capa de ultracapacidad- que podrá proporcionar de forma inalámbrica datos al nivel de 100 gigabits por segundo por kilómetro cuadrado. La capa integra electrónica de vacío, electrónica en estado sólido y fotónica, en un sistema de radio-comunicación único.

El objetivo, explotar eficientemente todo el espectro de ondas milimétricas más allá de los 100 GHz

“Sólo las frecuencias de onda milimétrica (espectro 30-300 GHz) con sus anchos de banda de multiGHz, podrían soportar decenas de gigabits por segundo de velocidad de datos inalámbricos”, señala el investigador del NTC-UPV.

“Ahora bien, este espectro no ha podido ser plenamente explotado hasta la fecha, debido a diferentes limitaciones. Por ejemplo, la lluvia puede debilitar o bloquear la transmisión de los datos. El proyecto Ultrawave tiene como objetivo, por primera vez, construir tecnologías capaces de explotar todo el espectro de ondas milimétricas más allá de los 100 GHz de forma eficiente, tecnologías como los amplificadores de onda progresiva (TWT a 300 GHz) para lograr el enlace de transmisión”, afirma Ruiz.

El NTC-UPV diseñará, desarrollará e implementará la tecnología nanofotónica del proyecto

El NTC-UPVse encargará del diseño, desarrollo e implementación de la tecnología fotónica. Además, albergará las primeras pruebas de campo del proyecto, con la puesta en marcha de una infraestructura piloto de red de comunicaciones móviles basada en el uso de la nueva capa de ultracapacidad.

La solución ideada por los socios del proyecto debería permitir ofrecer servicios de alta calidad y rapidez con independencia de la densidad de móviles que se acumulen en una zona determinada, favoreciendo además la implementación completa de la red 5G.

Claudio Paoloni, jefe del Departamento de Ingeniería de la Universidad de Lancaster y coordinador de Ultrawave, explica, “imaginemos áreas llenas de gente, como la Oxford Street de Londres, con decenas de miles de usuarios de smartphones por kilómetro que desean enviar y recibir contenido con una velocidad ilimitada. Ultrawave satisfará esta demanda, creando tecnologías europeas de vanguardia para la nueva generación de redes inalámbricas”.

Junto a la UPV y la Universidad de Lancaster, en el proyecto participan también la empresa valenciana Fibernova, el Instituto Ferdinand Braun, la Universidad Goethe de Frankfurt y HFSE (Alemania), OMMIC (Francia) y la Universidad de Roma TorVergata (Italia).