Comunicação na banda do terahertz

A comunicação na banda do terahertz é apenas um dos componentes da tecnologia 6G, ao lado da comunicação e sensoriamento integrados (ISAC) , AI/ML e superfícies inteligentes reconfiguráveis (RIS) . Embora as frequências na banda do sub-terahertz não façam parte da especificação inicial do 6G, elas são amplamente consideradas como candidatas para versões posteriores do 6G e para casos de uso especializados, como enlaces ponto a ponto de capacidade ultra-alta, nos quais podem oferecer taxa de transferência máxima e latências extremamente baixas. A comunicação na banda do terahertz também apresenta potencial para novas e empolgantes aplicações (por exemplo, a comunicação holográfica).

Pesquisa em comunicação na banda do terahertz

A Rohde & Schwarz está apoiando atividades de pesquisa em organizações dedicadas ao desenvolvimento do 6G, universidades e institutos de pesquisa na Europa, Ásia e Estados Unidos. Como parceiros ativos no projeto 6G-TERAKOM, estamos pesquisando o desenvolvimento de um sistema de comunicação sem fio com antenas integradas que funcione na faixa do terahertz.

Também participamos do projeto 6G-ADLANTIK, que desenvolveu tecnologias e componentes para frequências na banda do terahertz com base na integração fotônica-eletrônica. Esses componentes podem ser usados para transferências rápidas de dados, assim como para técnicas de medição inovadoras.

A integração fotônica de RF está se tornando um fator-chave que vai muito além da pesquisa do 6G: componentes fotônicos-eletrônicos compactos podem abranger frequências de micro-ondas, ondas milimétricas e frequências na banda do terahertz em uma única plataforma. Ela também pode gerar e analisar sinais com larguras de banda extremamente amplas.

Os componentes e as interfaces continuam a apresentar um aumento na largura de banda, não apenas nas comunicações sem fio, mas também nas interconexões de ultrabanda larga dos data centers de IA verticalmente escalados. As tecnologias de medição devem ser adaptadas de acordo com a escala. As abordagens fotônicas desenvolvidas no projeto 6G-ADLANTIK, como a geração fotônica de sinais na banda do terahertz com ruído de fase muito baixo, estabelecem as bases para a caracterização desses enlaces e componentes de banda ultralarga. Paralelamente, os trabalhos de preparação das bases para a padronização da comunicação na banda do terahertz já estão em andamento. Por exemplo, o grupo ISG THz (ETSI Industry Specification Group Terahertz) e os grupos de estudo da ITU-R (Setor de radiocomunicações da ITU) estão preparando as bases para a comunicação na banda do terahertz nas futuras versões do 6G.

Seus desafios ao testar tecnologias 6G na banda do terahertz

A banda do terahertz apresenta novos desafios para componentes semicondutores e requer campanhas adicionais de sondagem de canais a fim de desenvolver novos modelos de canais para frequências ainda mais altas.

Novos componentes semicondutores são necessários para a banda do terahertz. Esses componentes devem fornecer uma alta potência de saída em frequências extremamente altas. Essa demanda por uma maior largura de banda representa um grande desafio para a indústria de semicondutores, já que componentes como amplificadores de potência (por exemplo, circuitos monolíticos integrados de micro-ondas) influenciam significativamente no funcionamento de todo o sistema em termos de potência de saída, eficiência, largura de banda e outros aspectos.

O desenvolvimento da comunicação na banda do sub-terahertz (conforme previsto para o 6G) só é possível com uma compreensão sólida das propriedades de propagação das ondas eletromagnéticas. Portanto, é essencial realizar mais estudos sobre medições de propagação do canal acima de 100 GHz, uma vez que essa faixa de frequência ainda não foi suficientemente pesquisada. A propagação de sinais na banda do sub-terahertz é fortemente influenciada pelo corpo humano, por veículos e por condições ambientais (por exemplo, a chuva). Os modelos existentes de canal do 5G devem ser verificados e ajustados para refletir corretamente o impacto causado pelo ambiente. Nesse sentido, o desenvolvimento de inovadores e precisos instrumentos de medição para a banda do terahertz é fundamental para a pesquisa do 6G.

Soluções para testes de comunicações na banda do terahertz

A Rohde & Schwarz já está atendendo ativamente aos requisitos da comunicação 6G na banda do terahertz com soluções inovadoras de teste e medição para a geração e análise de sinais. Atualmente, a maioria das atividades de pesquisa está concentrada na banda D, que é uma das bandas candidatas mais amplamente estudadas para a evolução da 6G a longo prazo.

Nossa configuração simples e de alto desempenho para a banda D consiste em:

• Front-end FE110: conversores de frequência ascendentes e descendentes na banda W
• Front-end FE170: conversores de frequência ascendentes e descendentes na banda D
• Conversores de frequência FC330: conversores de frequência ascendentes e descendentes na banda H
• Gerador de sinais vetoriais de banda larga de frequência intermediária R&S®SFI100A
• Gerador de sinais vetoriais R&S®SMW200A
• Analisador de espectro e sinal R&S®FSW