Un transmisor del tamaño de un botón —apenas cinco milímetros de diámetro— capaz de enviar datos a 112 gigabits por segundo. Para hacerse una idea de la escala: eso equivale a más de 370 veces la velocidad media del 5G en Estados Unidos.
Investigadores japoneses han cruzado por primera vez la barrera de los 100 Gbps en el espectro terahercio, una región de frecuencias que la electrónica convencional no ha logrado dominar. La pregunta es qué tecnología cabe en un espacio tan reducido para mover semejante volumen de información.
Un hito que el 5G no podía alcanzar
El salto del 5G al 6G no es una mejora gradual. Es un cambio de escala. La velocidad media del 5G en Estados Unidos ronda los 300 megabits por segundo, mientras que el objetivo teórico del 6G es 1 terabit por segundo, más de 3.000 veces superior. Cerrar esa brecha exige frecuencias que el 5G nunca ha utilizado.
El espectro por encima de 350 GHz es donde existe esa capacidad. Las bandas inferiores ya están saturadas de señales 5G y no tienen margen para velocidades de próxima generación. El rango terahercio es, en teoría, el espacio donde caben esos datos. Nadie había conseguido aprovecharlo de forma práctica.
El despliegue comercial del 6G se espera en torno a 2030, aunque queda trabajo considerable por delante. Una de las piezas clave será el backhaul inalámbrico: la red troncal que conecta las antenas entre sí y con el resto de la infraestructura. Sin un backhaul de altísima velocidad, las promesas del 6G no llegan al usuario final.
El talón de Aquiles de la electrónica convencional en el espectro terahercio
Cuando la electrónica convencional intenta operar por encima de 350 GHz, aparece un problema difícil de esquivar: el ruido de fase. Se trata de fluctuaciones en la señal que dificultan separar la información deseada de las interferencias. A frecuencias tan elevadas, ese ruido limita tanto la estabilidad como la cantidad de datos transportables.
La fotónica —el uso de la luz para transmitir datos— parecía una salida razonable. Pero los sistemas fotónicos convencionales requieren láseres voluminosos con alineación óptica muy precisa, y aunque reducen algunos problemas, siguen siendo vulnerables al ruido de fase.
Los micropeines ópticos surgieron como alternativa prometedora: generan líneas de luz precisas con gran estabilidad óptica, lo que reduce el ruido de fase de forma notable. Presentaban, sin embargo, un obstáculo concreto. No lograban combinar al mismo tiempo la generación estable de señal y las modulaciones de orden elevado necesarias para transmitir grandes volúmenes de datos.
La clave: unir fibra óptica y microchip directamente
La solución del equipo japonés parte de un cambio estructural. En lugar de alinear el láser con el microchip mediante sistemas ópticos complejos, los investigadores unieron directamente una fibra óptica a un microresonador de nitruro de silicio. Ese enlace elimina la alineación precisa y hace el sistema mucho más robusto frente a las vibraciones propias de entornos reales.
Para generar las portadoras de señal aplicaron una técnica denominada injection locking: sincronizaron el micropeine con láseres para obtener dos portadoras con alta estabilidad y buena relación señal-ruido. Ahí reside la solución al problema que los micropeines anteriores no podían superar.
Sobre esas portadoras codificaron los datos usando dos formatos de modulación de orden elevado, QPSK y 16QAM, que permiten comprimir la mayor cantidad posible de información en cada transmisión. Las señales ópticas se convirtieron después en ondas terahercio de 560 GHz mediante fotomezcla (photomixing) antes de enviarse al receptor.
Los resultados: 112 Gbps desde un transmisor del tamaño de un botón
Los experimentos arrojaron resultados concretos. Con QPSK, el sistema alcanzó 84 Gbps; con 16QAM, llegó a 112 Gbps. Es la primera vez que se superan los 100 Gbps en una frecuencia por encima de 420 GHz.
El transmisor mide cinco milímetros. Un sistema de micropeine convencional ocupa 450 milímetros. Dos órdenes de magnitud de diferencia.
El equipo también integró un control de temperatura en el microresonador, lo que le permite mantener las características de resonancia óptica aunque la temperatura fluctúe —un requisito indispensable para cualquier despliegue fuera del laboratorio—. Los resultados se publicaron el 16 de mayo en la revista Communications Engineering. El profesor Takeshi Yasui, de la Universidad de Tokushima, describió el avance como «un paso importante hacia los sistemas 6G prácticos y el backhaul móvil de ultra-alta velocidad».
Qué significa para el futuro de las redes inalámbricas
El impacto más inmediato apunta al backhaul inalámbrico. Si un transmisor compacto puede mover datos a 112 Gbps sin cables de fibra óptica enterrados, las redes de alta velocidad podrían desplegarse en lugares donde la infraestructura subterránea resulta cara o directamente inviable.
El equipo no da por cerrada la investigación. Los próximos pasos incluyen reducir el ruido de fase y aumentar la potencia de salida para alcanzar velocidades todavía mayores —dos líneas de trabajo necesarias antes de que la tecnología pueda integrarse en infraestructuras comerciales reales—.
Quedan retos pendientes: escalar la producción, garantizar la fiabilidad en condiciones variables y demostrar el rendimiento en entornos densos. Con el 6G en el horizonte de 2030, el margen se estrecha. Este resultado indica que la barrera técnica más exigente —dominar el espectro terahercio con dispositivos compactos— puede tener solución.