Il progresso tecnologico non si ferma mai e il campo delle telecomunicazioni è uno dei più dinamici e in rapida evoluzione. Infatti, se con l’avvento del 5G abbiamo già assistito a un salto significativo nelle capacità di trasferimento dati, gli scienziati e gli ingegneri guardano già oltre, verso il 6G, una tecnologia che promette di rivoluzionare ulteriormente il nostro modo di connetterci.
Oggi andremo a parlare di una ricerca all’avanguardia che potrebbe essere cruciale per il futuro delle reti wireless 6G; questa ricerca si concentra sulla “curvatura” dei fasci di luce, una tecnica che potrebbe permettere ai segnali di aggirare gli ostacoli fisici, eliminando la necessità di una linea di vista diretta tra trasmettitore e ricevitore.
Reti wireless 6G
Questo rappresenta un potenziale cambiamento di paradigma nel campo delle telecomunicazioni, poiché le attuali reti 5G richiedono una linea di vista libera per funzionare al meglio, limitando la loro efficacia in ambienti urbani densi dove gli edifici possono facilmente bloccare i segnali.
La ricerca citata è stata pubblicata su Nature’s Communications Engineering lo scorso 30 marzo e descrive come i ricercatori hanno sviluppato un trasmettitore capace di regolare dinamicamente le onde per supportare i futuri segnali 6G; questo studio rappresenta un passo significativo verso la realizzazione delle reti 6G, che si prevede saranno migliaia di volte più veloci del 5G e che inizieranno a essere lanciate nel 2030, secondo l’ente commerciale GSMA.
Il 6G dovrebbe operare in bande sub-terahertz (THz) tra 100 GHz e 300 GHz e in bande THz, appena al di sotto dell’infrarosso, frequenze che sono molto più vicine alla luce visibile rispetto a quelle utilizzate dal 5G, il che le rende più suscettibili all’essere bloccate da oggetti fisici.
Detto ciò, gli esperimenti hanno dimostrato che è possibile “curvare” i segnali ad alta frequenza attorno agli ostacoli, come gli edifici, una scoperta che potrebbe superare una delle principali sfide delle reti ad alta frequenza.
Edward Knightly, coautore dello studio e professore di ingegneria elettrica e informatica presso la Rice University, ha descritto questo risultato come “il primo collegamento dati curvo al mondo”, una pietra miliare fondamentale per la visione 6G di elevata velocità di trasmissione dati e alta affidabilità.
Come si è sviluppata questa nuova ricerca sul 6G
La ricerca ha rivelato che i fotoni, le particelle di luce che compongono la radiazione THz, generalmente viaggiano in linea retta a meno che non siano influenzati da forze gravitazionali massicce, come quelle esercitate dai buchi neri, tuttavia i ricercatori hanno scoperto che i fasci di luce autoaccelerati, dimostrati per la prima volta nel 2007, possono formare configurazioni speciali di onde elettromagnetiche che si piegano o si curvano mentre si muovono nello spazio.
Progettando trasmettitori che manipolano la forza, l’intensità e la tempistica dei segnali, è stato possibile creare onde che lavorano insieme per mantenere un segnale intatto anche se il suo percorso verso un ricevitore è bloccato, questo ha portato alla formazione di un raggio di luce che si adatta agli oggetti sul suo cammino, permettendo ai fotoni di viaggiare in linea retta mentre il segnale THz si curva attorno agli oggetti.
La piegatura della luce non è una novità nella ricerca scientifica, ma l’importanza di questo studio sta nel suo potenziale di rendere le reti 6G una realtà pratica, anche perché attualmente, l’onda millimetrica 5G (mmWave) offre la larghezza di banda di rete più veloce, occupando le frequenze radio 5G più elevate tra 24 GHz e 100 GHz per fornire velocità di download massime teoriche da 10 a 50 gigabit al secondo.
I raggi THz, che si trovano al di sopra delle onde mmWave, potrebbero fornire velocità di trasferimento dati di un terabit al secondo, quasi 5.000 volte più veloci della velocità media del 5G statunitense.
Daniel Mittleman, professore alla Brown’s School of Engineering, ha sottolineato l’importanza di avere più dati al secondo e la necessità di più larghezza di banda, che non è disponibile utilizzando le bande di frequenza convenzionali, tra l’altro la ricerca suggerisce che, fornendo un segnale su una traiettoria curva, le future reti 6G potrebbero non richiedere che gli edifici siano coperti da ricevitori e trasmettitori, superando così una delle limitazioni delle attuali reti 5G mmWave.
Fatta questa premessa, affinché la deflessione del segnale funzioni, un ricevitore deve trovarsi all’interno della portata del campo vicino del trasmettitore, che per i raggi THz ad alta frequenza significa circa 10 metri di distanza, con questo limite di distanza che non è ideale per una copertura 6G in tutta la città, ma potrebbe essere pratico per le reti Wi-Fi di prossima generazione.
Mittleman ha anche evidenziato che ci sono ancora questioni da risolvere, come la misurazione di quanto possa essere curvato un segnale e la distanza massima a cui può essere efficace, ma queste sono aree di ricerca attiva che saranno cruciali per mappare il potenziale delle reti 6G.
Prospettive
In conclusione, lo studio fornisce una panoramica eccitante di una tecnologia emergente che potrebbe avere un impatto significativo sul futuro delle telecomunicazioni, e la capacità di “curvare” i segnali ad alta frequenza potrebbe non solo migliorare la copertura e l’affidabilità delle reti wireless, ma anche aprire nuove possibilità per applicazioni che richiedono una larghezza di banda elevata e una latenza ridotta.
Mentre il 6G rimane ancora all’orizzonte, gli sviluppi in questo campo promettono di portare la connettività a un livello completamente nuovo, con implicazioni che vanno ben oltre la semplice navigazione su internet o lo streaming di video, potrebbe infatti essere la chiave per abilitare una nuova era di innovazioni tecnologiche, dall’Internet delle cose (IoT) alla realtà aumentata, dalla guida autonoma alle città intelligenti, e molto altro ancora.
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