Voor velen van ons, wanneer we een sms sturen of bellen vanaf onze mobiele telefoons, we vertrouwen op 4G. Hoewel we erop vertrouwen, heel weinig van ons weten wat het eigenlijk betekent. In werkelijkheid, de " G " in deze termen staat alleen voor generatie:generatie van draadloze mobiele telecommunicatietechnologie. 2G bracht ons spraakcommunicatie, 3G gaf ons toegang tot internet en sommige videodiensten, en 4G maakten zaken als de app-economie mogelijk. Maar nu de toepassingen van onze draadloze technologie zich zo snel uitbreiden - van smartphones en tablets, tot volledige implementatie van Internet of Things (IoT) - zelfs 4G zal het niet langer redden.

"5G brengt ons naar een echt verbonden samenleving met zeer hoge datasnelheden, lage latentie, en massaal onderling verbonden apparaten, ", zegt Doug Sicker, hoofd van de afdeling Engineering en Openbaar Beleid. "Deze sprong in verbondenheid gaat gepaard met hoge netwerkkosten, dus er wordt veel nagedacht over het vergroten van de capaciteit en het minimaliseren van de kosten."

Terwijl de rest van de wereld 5G prijst als the next big thing, Sicker en zijn medewerkers Kazi Mohammed Saidul Huq van het Instituto de Telecomunicações in Portugal en EPP CMU-afgestudeerde student Rohit Singh kijken al verder dan 5G. Hun werk is niet alleen bedoeld om 5G-netwerken naar nog geavanceerdere terahertz-snelheden te brengen, maar ook om de basis te leggen voor netwerken van de toekomstige generatie.

"Portugal heeft de afgelopen tien jaar aanzienlijk geïnvesteerd om hun wetenschappelijke en technologische productie te bevorderen, " zegt Ziek, "en communicatie van de volgende generatie maakt daar deel van uit, samen met een push op AI en biotech. Ons werk lijkt enorme hoeveelheden nieuw spectrum te bieden voor diensten van het IoT-type, vooral met bandbreedte-intensieve eisen."

specifiek, Het werk van Sicker in Portugal is gericht op de groei van IoT-netwerken voor gebruik binnenshuis. De huidige 3G- en 4G-technologieën zijn ontworpen om door muren en voertuigen te dringen, die handig kan zijn voor het bereiken van telefoons in gebouwen en auto's. Echter, het 3G/4G-spectrum kan slechts een beperkt aantal gebruikers ondersteunen bij hoge datasnelheden. Maar 5G-netwerken die op THz-snelheden draaien, kunnen een veel groter aantal gebruikers ondersteunen met veel hogere datasnelheden. In tegenstelling tot eerdere netwerken, echter, deze ultrasnelle frequenties zijn niet ontworpen om door muren te dringen.

Wanneer een signaal niet door muren kan bewegen, het raakt gevangen in een beperkt gebied. Hoewel dit misschien als een nadeel klinkt, door het signaal in een kleine ruimte zoals een gebouw of zelfs een kamer te houden, kunnen meerdere gebruikers en apparaten hetzelfde spectrum hergebruiken. Verder, deze inperking kan schadelijke interferentie tot een minimum beperken, waardoor dezelfde frequentie van het ene huis naar het andere kan worden gebruikt zonder elkaar in de weg te zitten.

Dus, terwijl 4G prima werkt voor je mobiele telefoon en streamingdiensten, een 5G Advanced opent een hele nieuwe wereld van mogelijkheden voor aangesloten apparaten binnenshuis:slimme thermostaten en koelkasten, beveiligingssystemen, zelfs geïntegreerde sensoren om de gezondheid van gebouwen te bewaken. Hoewel de THz-frequentieband een overvloed aan bandbreedte opent, die kunnen worden gebruikt om tegemoet te komen aan dicht op gegevens gebaseerde apparaten, het opent ook nieuwe gebieden van technische en beleidsgerelateerde uitdagingen. Het doel van dit project is om de oorzaak van hogere datasnelheden te bevorderen door de inherente uitdagingen die gepaard gaan met de THz-band te overwinnen.

Het project is slechts een van de vele die voortkomen uit de samenwerking van Carnegie Mellon University met het Instituto de Telecomunicações in Aveiro, Portugal. Gelanceerd in 2006, dit programma heeft tot doel Portugal in de voorhoede te plaatsen op het gebied van onderzoek en technologische ontwikkeling op het gebied van informatie- en communicatietechnologieën.

"We zijn enthousiast over dit eerste werk, "Sicker zegt, "en we hopen in de toekomst veel grotere projecten met onze collega's in Portugal aan te gaan."