Japão atinge velocidade recorde de 112 Gbps com chip 90 vezes menor para redes 6G

Cientistas no Japão alcançaram transmissão de dados a 112 gigabits por segundo utilizando sistema de comunicação sem fio em frequência terahertz. O avanço foi possível com um novo chip fotônico miniaturizado, conhecido como microcomb, que gera frequências ópticas estáveis e ocupa espaço 90 vezes menor que sistemas convencionais.

O experimento, publicado na revista Communications Engineering, operou na faixa de 560 gigahertz, muito acima do espectro congestionado usado pelo 5G. Esta é a primeira vez que velocidades superiores a 100 Gbps são atingidas em frequências acima de 420 GHz, superando limitações históricas de potência e ruído.

Sistemas eletrônicos convencionais enfrentam degradação severa ao operar em ondas terahertz, pois o ruído de fase dificulta a separação entre dados úteis e interferências. A fotônica surge como alternativa promissora, mas dependia de lasers volumosos e alinhamentos ópticos de precisão extrema, inviáveis em condições reais.

A equipe liderada pelo professor Takeshi Yasui, do Instituto de Fotônica Pós-LED da Universidade de Tokushima, uniu diretamente uma fibra óptica a um microressonador de nitreto de silício. A abordagem eliminou a necessidade de alinhamento externo, gerando portadoras de sinal óptico com estabilidade excepcional.

Os pesquisadores codificaram os dados utilizando formatos avançados de modulação que permitem comprimir o máximo de informação em cada onda transmitida. Os sinais ópticos foram convertidos para a onda terahertz de 560 GHz e enviados a um receptor que decodificou os dados com sucesso.

Nos testes, o sistema atingiu 84 Gbps com modulação QPSK e 112 Gbps com 16QAM, tudo através de um transmissor com apenas 5 milímetros de diâmetro. Um sistema microcomb convencional ocupa cerca de 450 milímetros, demonstrando o salto de miniaturização obtido.

O dispositivo integra controle de temperatura no microressonador, permitindo resistência a flutuações térmicas. Essa robustez é fundamental para aplicações práticas fora do laboratório, onde as condições ambientais variam constantemente.

As redes 6G comerciais têm previsão de lançamento para 2030, prometendo velocidades teóricas de até 1 terabit por segundo. Para viabilizar esse salto, será necessário backhaul sem fio ultrarrápido capaz de operar nas bandas terahertz, exatamente o tipo de infraestrutura que o microchip japonês pode fornecer.

O próximo passo da pesquisa envolve reduzir o ruído de fase e aumentar a potência de saída do sistema. O trabalho abre caminho para substituir cabos de fibra óptica subterrâneos por enlaces sem fio de altíssima capacidade, acelerando a chegada do 6G.

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