La nueva tecnología permitirá a una Inteligencia Artificial conectada con un médico en la Tierra, operar quirúrgicamente en ingravidez a un astronauta en dificultades durante un viaje estelar. Credit: ©HIROSHIMA UNIVERSITY, NICT, PANASONIC, AND 123RF.COM
La Universidad de Hiroshima, el Instituto Nacional de Tecnología de la Información y las Comunicaciones de Japón y Panasonic Corporation han desarrollado un transceptor de terahercios (THz) que puede transmitir o recibir datos digitales a 80 gigabits por segundo (Gbit/s). Esta nueva tecnología podría cambiar totalmente la forma en que transmitimos los datos de forma inalámbrica.
El transceptor, dispositivo que cuenta con un transmisor y un receptor que comparten un circuito, se implementó utilizando tecnología de circuito integrado de silicio CMOS, lo que supone una gran ventaja para la transmisión de volumen de datos digitales. Los detalles de la tecnología se han presentado en la Conferencia Internacional de Circuitos de Estado Sólido (ISSCC) 2019 que se realiza del 17 al 21 de febrero en San Francisco, California.
La banda THz es un nuevo e inmenso recurso de frecuencia que se espera utilizar para futuras comunicaciones inalámbricas de ultra alta velocidad. El estándar IEEE 802.15.3d, publicado en octubre de 2017, define el uso del rango de frecuencia de THz inferior entre 252 gigahercios (GHz) y 325 GHz (la "banda de 300 GHz") como canales de comunicación inalámbrica de alta velocidad.
El transceptor desarrollado por este grupo de investigación tiene un solo chip y utiliza el canal 66 definido por el Estándar para alcanzar la velocidad de comunicación de 80 Gbit/s. Previamente, este grupo había desarrollado un chip transmisor de banda de 300 GHz con capacidad de 105 Gbit/s y un chip receptor con capacidad de 32 Gbit/s. Ahora ha integrado un transmisor y un receptor en un solo chip de transceptor.
"Presentamos un transmisor CMOS que podría alcanzar 105 Gbit/s en 2017, pero el rendimiento de los receptores que desarrollamos, estaba muy por detrás por una razón: podemos usar una técnica llamada 'poder' combinando transmisores para aumentar el rendimiento, pero no se puede aplicar la misma técnica a los receptores. Un transmisor ultrarrápido es inútil a menos que esté disponible un receptor igualmente rápido. Finalmente, hemos logrado que el rendimiento del receptor CMOS se acerque a 100 Gbit/s", dijo el profesor Minoru Fujishima, de la Escuela Superior de Ciencias Avanzadas de la Materia, de la Universidad de Hiroshima, en un comunicado.
El transceptor, dispositivo que cuenta con un transmisor y un receptor que comparten un circuito, se implementó utilizando tecnología de circuito integrado de silicio CMOS, lo que supone una gran ventaja para la transmisión de volumen de datos digitales. Los detalles de la tecnología se han presentado en la Conferencia Internacional de Circuitos de Estado Sólido (ISSCC) 2019 que se realiza del 17 al 21 de febrero en San Francisco, California.
La banda THz es un nuevo e inmenso recurso de frecuencia que se espera utilizar para futuras comunicaciones inalámbricas de ultra alta velocidad. El estándar IEEE 802.15.3d, publicado en octubre de 2017, define el uso del rango de frecuencia de THz inferior entre 252 gigahercios (GHz) y 325 GHz (la "banda de 300 GHz") como canales de comunicación inalámbrica de alta velocidad.
El transceptor desarrollado por este grupo de investigación tiene un solo chip y utiliza el canal 66 definido por el Estándar para alcanzar la velocidad de comunicación de 80 Gbit/s. Previamente, este grupo había desarrollado un chip transmisor de banda de 300 GHz con capacidad de 105 Gbit/s y un chip receptor con capacidad de 32 Gbit/s. Ahora ha integrado un transmisor y un receptor en un solo chip de transceptor.
"Presentamos un transmisor CMOS que podría alcanzar 105 Gbit/s en 2017, pero el rendimiento de los receptores que desarrollamos, estaba muy por detrás por una razón: podemos usar una técnica llamada 'poder' combinando transmisores para aumentar el rendimiento, pero no se puede aplicar la misma técnica a los receptores. Un transmisor ultrarrápido es inútil a menos que esté disponible un receptor igualmente rápido. Finalmente, hemos logrado que el rendimiento del receptor CMOS se acerque a 100 Gbit/s", dijo el profesor Minoru Fujishima, de la Escuela Superior de Ciencias Avanzadas de la Materia, de la Universidad de Hiroshima, en un comunicado.
Quirófano en ingravidez
"La gente habla mucho sobre la singularidad tecnológica en estos días. El principal punto de interés parece ser si aparecerá una superinteligencia artificial. Pero una pregunta más significativa que debo hacerme como ingeniero es cómo podemos mantener el avance tecnológico cada vez más acelerado. Eso es un requisito previo. Los avances no solo en potencia computacional, sino también en velocidad y capacidad de comunicación dentro y entre los ordenadores, son de vital importancia. No querría tener una operación de gravedad cero a bordo de un avión espacial sin una conexión en tiempo real con estaciones terrenas atendidas por médicos de Inteligencia Artificial y médicos humanos. Después de todo, la singularidad es una profecía autocumplida. No es algo que algún genio pueda hacer que suceda de repente. Será un resultado lejano de lo que desarrollamos hoy y mañana ", añade el Fujishima.
Alta velocidad para satélites
La tecnología podrá ofrecer enlaces de alta velocidad a satélites, que solo pueden ser inalámbricos. Eso podría, a su vez, aumentar significativamente las velocidades de conexión de la red en vuelo, por ejemplo.
Otras aplicaciones posibles incluyen la descarga rápida desde servidores de contenido a dispositivos móviles y enlaces inalámbricos ultrarrápidos entre estaciones base, según los investigadores.
Otra posibilidad completamente nueva ofrecida por esta tecnología son las comunicaciones de latencia mínima de alta velocidad de datos, ya que las fibras ópticas están hechas de vidrio y la velocidad de la luz disminuye en las fibras. Eso hace que la fibra óptica sea inadecuada para aplicaciones que requieren respuestas en tiempo real, explican los investigadores.
"Por supuesto, todavía queda un largo camino por recorrer, pero espero que estemos preparando el camino para un día así. Y no se preocupe, puede agotar su cuota mensual de diez gigabytes en cuestión de horas, ya que su cuota mensual entonces estará en terabytes ", concluyó.
"La gente habla mucho sobre la singularidad tecnológica en estos días. El principal punto de interés parece ser si aparecerá una superinteligencia artificial. Pero una pregunta más significativa que debo hacerme como ingeniero es cómo podemos mantener el avance tecnológico cada vez más acelerado. Eso es un requisito previo. Los avances no solo en potencia computacional, sino también en velocidad y capacidad de comunicación dentro y entre los ordenadores, son de vital importancia. No querría tener una operación de gravedad cero a bordo de un avión espacial sin una conexión en tiempo real con estaciones terrenas atendidas por médicos de Inteligencia Artificial y médicos humanos. Después de todo, la singularidad es una profecía autocumplida. No es algo que algún genio pueda hacer que suceda de repente. Será un resultado lejano de lo que desarrollamos hoy y mañana ", añade el Fujishima.
Alta velocidad para satélites
La tecnología podrá ofrecer enlaces de alta velocidad a satélites, que solo pueden ser inalámbricos. Eso podría, a su vez, aumentar significativamente las velocidades de conexión de la red en vuelo, por ejemplo.
Otras aplicaciones posibles incluyen la descarga rápida desde servidores de contenido a dispositivos móviles y enlaces inalámbricos ultrarrápidos entre estaciones base, según los investigadores.
Otra posibilidad completamente nueva ofrecida por esta tecnología son las comunicaciones de latencia mínima de alta velocidad de datos, ya que las fibras ópticas están hechas de vidrio y la velocidad de la luz disminuye en las fibras. Eso hace que la fibra óptica sea inadecuada para aplicaciones que requieren respuestas en tiempo real, explican los investigadores.
"Por supuesto, todavía queda un largo camino por recorrer, pero espero que estemos preparando el camino para un día así. Y no se preocupe, puede agotar su cuota mensual de diez gigabytes en cuestión de horas, ya que su cuota mensual entonces estará en terabytes ", concluyó.
Referencias
S. Lee, R. Dong, T. Yoshida, S. Amakawa, S. Hara, A. Kasamatsu, J. Sato, M. Fujishima, "An 80Gb/s 300GHz-Band Single-Chip CMOS Transceiver," IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC), 2019.
K. Takano, S. Amakawa, K. Katayama, S. Hara, R. Dong, A. Kasamatsu, I. Hosako, K. Mizuno, K. Takahashi, T. Yoshida, M. Fujishima, "A 105Gb/s 300GHz CMOS Transmitter," IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC), pp. 308-309, 2017.
S. Hara, K. Katayama, K. Takano, R. Dong, I. Watanabe, N. Sekine, A. Kasamatsu, T. Yoshida, S. Amakawa, M. Fujishima, "A 32Gbit/s 16QAM CMOS Receiver in 300GHz Band," IEEE International Microwave Symposium (IMS2017), pp. 1-4, 2017.
S. Lee, R. Dong, T. Yoshida, S. Amakawa, S. Hara, A. Kasamatsu, J. Sato, M. Fujishima, "An 80Gb/s 300GHz-Band Single-Chip CMOS Transceiver," IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC), 2019.
K. Takano, S. Amakawa, K. Katayama, S. Hara, R. Dong, A. Kasamatsu, I. Hosako, K. Mizuno, K. Takahashi, T. Yoshida, M. Fujishima, "A 105Gb/s 300GHz CMOS Transmitter," IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC), pp. 308-309, 2017.
S. Hara, K. Katayama, K. Takano, R. Dong, I. Watanabe, N. Sekine, A. Kasamatsu, T. Yoshida, S. Amakawa, M. Fujishima, "A 32Gbit/s 16QAM CMOS Receiver in 300GHz Band," IEEE International Microwave Symposium (IMS2017), pp. 1-4, 2017.