- Esta tecnología ofrece servicios de transmisión continua sin interrupciones, incluso en zonas muy concurridas como estadios, centros de transporte o comerciales, y será clave en ámbitos como los vehículos autónomos y la robótica en fábricas.
La compañía Vodafone y profesores del grupo de investigación Photonics and Radiofrequency Research Lab, integrados dentro del Instituto en Investigación en Telecomunicación (Telma) de la Universidad de Málaga (UMA) han iniciado una colaboración para desarrollar chips fotónicos de silicio que permitan mejorar la eficiencia y velocidad de comunicación en redes móviles.
La colaboración entre la UMA y Vodafone, que colaboran en el hub de innovación en Martiricos, se centra en la disciplina conocida como ‘microwave photonics’, que busca el uso de tecnologías fotónicas para procesar de forma más eficiente las señales de radiofrecuencia. Estos chips son capaces de dirigir señales móviles en la dirección de los usuarios mediante tecnologías fotónicas. Esta colaboración forma parte del proyecto asociado concedido a Vodafone en el marco del programa de la Comisión Europea «Proyectos Importantes de Interés Común Europeo» (IPCEI), con el apoyo del Ministerio de Industria y Turismo de España.
Vodafone, con el apoyo de la UMA, planea desarrollar en los próximos dos años un diseño para chips fotónicos de unidades de radio destinados a estaciones base móviles. El objetivo principal es ofrecer a los clientes servicios de transmisión continua sin interrupciones, incluso en zonas muy concurridas como estadios, centros de transporte o centros comerciales, según ha explicado la UMA este viernes.
Se espera que la tecnología de formación de haces basados en ‘microwave photonics’ también contribuya significativamente a diversas aplicaciones industriales que requieren baja latencia y gran ancho de banda, como los vehículos autónomos y la robótica en fábricas. Los sistemas avanzados de radar y las comunicaciones satelitales directas a dispositivos, que tienen en cuenta la curvatura de la Tierra, también se beneficiarán de sus capacidades superiores de direccionamiento de haces.
Al contrario que los chips electrónicos, que manipulan electrones, los chips fotónicos manipulan fotones, lo que les permite realizar algunas tareas de forma mucho más eficiente y rápida.
Una transmisión «más rápida y eficiente»
El propósito principal de la colaboración entre la Universidad y Vodafone es integrar estos chips fotónicos en las estaciones base para posibilitar que las antenas de telefonía móvil emitan y reciban las señales de radio en direcciones específicas seleccionables, es decir, posibilitar que las señales de radio de las estaciones base se emitan (y reciban) en la dirección en que se encuentra el usuario).
«Esto mejoraría notablemente la capacidad y la eficiencia de las redes, reduciría la pérdida de datos y minimizaría las interferencias con otras frecuencias», explica el catedrático de Teoría de la Señal y Comunicaciones y responsable del grupo de investigación Photonics & RF Research Lab, Iñigo Molina.
La Universidad señala que la implementación de esta tecnología es «clave» para el desarrollo de redes 5G avanzadas y futuras redes 6G, ya que permitiría una transmisión de datos más rápida y eficiente, con menores latencias y mayores anchos de banda. Su aplicación es determinante para sectores emergentes como los vehículos autónomos y la industria conectada.
«La UMA está muy bien posicionada en el ámbito de la fotónica, un puntal emprendedor dentro de la institución académica, lo que coloca a Málaga como un centro de innovación en telecomunicaciones, destacando la colaboración entre la industria y la Universidad para impulsar el futuro de las redes móviles», destaca esta institución.
Un ejemplo son las dos empresas de base tecnológica creadas en el entorno de esta materia, Bioherent y AGPhotonics, a partir de resultados de investigación del Photinics&RF Research Lab, que apostó por la fotónica integrada hace décadas.
Ventajas de la luz
Por lo que se refiere a la colaboración UMA-Vodafone, el proceso de utilizar luz en lugar de la electrónica para la formación avanzada de haces basada en ‘microwave photonics’ (advanced microwave photonics beamforming), aprovecha las ventajas de los chips fotónicos para dirigir y enfocar con precisión el tráfico móvil (como la transmisión de vídeo en directo) hacia el usuario.
«Aunque algunas antenas móviles ya están equipadas con tecnología de formación de haces (beamforming) para dirigir la señal hacia una zona específica en lugar de emitirla de forma más amplia, esta formación de haces se realiza en el dominio eléctrico, lo que limita el rango de frecuencias en el que funciona la antena», detalla.
La incorporación de la fotónica supone una «ventaja significativa», ya que no tiene rango de frecuencias. Además, proporciona un mayor grado de precisión, reduciendo la pérdida de señal y limitando las interferencias de otras frecuencias. Otros beneficios incluyen una mayor eficiencia energética y mayor capacidad para soportar un gran número de usuarios sin sacrificar la calidad del servicio.
Según la UMA, la tecnología fotónica está surgiendo en un momento «ideal» para beneficiar a las redes 5G de próxima generación y a las futuras redes 6G basadas en software. «Además, está mejor preparada para manejar frecuencias de radio más altas en comparación con los sistemas electrónicos actuales», añade.
Diseño de prototipos para nuevos chips
El equipo está desarrollando dos prototipos. El primero consiste en un chip pasivo como parte del trabajo preliminar de prueba de concepto. Posteriormente, se desarrollará un chip activo mejorado para reemplazar el componente actual de formación de haces dentro de una unidad de radio. El objetivo final de Vodafone es desarrollar una unidad de radio óptica avanzada (en la que la mayoría de los elementos eléctricos serán reemplazados por ópticos), aunque eso requerirá más tiempo.
Una vez completadas las «exhaustivas pruebas» y la validación para su uso en redes comerciales, un chip activo de formación de haces totalmente funcional será capaz de operar con hasta 32 pequeñas antenas de radio integradas en un solo mástil, con cada antena controlada de forma individual.
Tecnología disruptiva
Esta configuración permite una orientación flexible y precisa del haz de luz hacia múltiples usuarios, mejorando el rendimiento y reduciendo el consumo energético, al tiempo que se adapta a diseños fotónicos compactos e integrados.
