Comunicación en el rango de los terahercios

La comunicación en el rango de los terahercios (THz) es solo uno de los componentes de la tecnología 6G que va acompañado de detección y comunicación integradas (ISAC) , IA y aprendizaje automático , así como superficies reconfigurables inteligentes (RIS) . Si bien las frecuencias en el rango de sub-THz no forman parte de la especificación inicial de 6G, se consideran ampliamente como candidatas para posteriores versiones de 6G y para casos de uso especializados, como enlaces punto a punto de capacidad ultraalta, donde pueden aportar un caudal de datos máximo y latencias extremadamente bajas. La comunicación de THz encierra también un interesante potencial de cara a nuevas y apasionantes aplicaciones como la comunicación holográfica.

Investigación de la comunicación de terahercios

Rohde & Schwarz apoya en las actividades de investigación en torno a 6G a organizaciones, universidades e institutos de investigación de Europa, Asia y EE. UU. Como socio activo del proyecto 6G-TERAKOM, participamos en la investigación y el desarrollo de un sistema de comunicaciones móviles con antenas integradas que funcione en el rango de los terahercios.

Asimismo, colaboramos en el proyecto 6G-ADLANTIK, que desarrolló tecnologías y componentes para frecuencias de THz basados en la integración de la electrónica y la fotónica. Este tipo de componentes se pueden utilizar para transferencias de datos rápidas e innovadores métodos de medida.

La integración de la fotónica de RF está emergiendo como un elemento habilitador clave mucho más allá de la investigación en 6G: los componentes fotónico-electrónicos compactos permiten cubrir frecuencias de microondas, ondas milimétricas y terahercios en una única plataforma. Además, también pueden generar y analizar señales con anchos de banda extremadamente amplios.

Los componentes y las interfaces siguen aumentando su ancho de banda, no solo en las comunicaciones móviles, sino también en las interconexiones de banda ultraancha de centros de datos de IA a gran escala. Las tecnologías de medida deben ampliar sus capacidades al mismo ritmo. Las propuestas sobre fotónica desarrolladas en el marco del proyecto 6G-ADLANTIK, como la generación de señales de THz fotónica con ruido de fase muy bajo, sientan las bases para la caracterización de estos componentes y enlaces de banda ultraancha. De forma paralela, ya está en marcha la labor de estandarización para la comunicación en el rango de los terahercios. Por ejemplo, el Grupo de Especificación Industrial de ETSI sobre Terahercios (ISG THz) y las comisiones de estudio de ITU-R están preparando la base para la comunicación de THz en las futuras versiones de 6G.

Sus desafíos de test y medida para las tecnologías de THz en 6G

El rango de los terahercios plantea nuevos desafíos en cuanto a los componentes semiconductores y exige campañas adicionales de sondeo de canales para desarrollar nuevos modelos de canal para frecuencias aún más altas.

También son necesarios nuevos componentes semiconductores para el rango de terahercios. Estos componentes deben proporcionar una alta potencia de salida con frecuencias extremadamente elevadas. La demanda de mayor ancho de banda constituye un gran desafío para la industria de los semiconductores, ya que componentes como los amplificadores de potencia (p. ej., circuitos MMIC) influyen de forma decisiva en el buen funcionamiento del sistema completo en términos de potencia de salida, eficiencia, ancho de banda y otros aspectos.

El desarrollo de la comunicación de subterahercios (tal y como está previsto para 6G) exige un sólido conocimiento de las propiedades de propagación de las ondas electromagnéticas. Por tanto, es necesario seguir investigando las medidas de propagación de canales por encima de 100 GHz, dada la falta de estudios suficientes de este rango de frecuencias. La propagación de las señales de sub-THz está muy influenciada por la presencia del cuerpo humano, de vehículos o de fenómenos medioambientales como la lluvia. Los modelos de canal 5G existentes deben someterse a una evaluación y adaptación precisa para reproducir correctamente el impacto del entorno. Por consiguiente, el desarrollo de instrumentos de medida para el rango THz innovadores y fiables constituye un paso elemental para la investigación de 6G.

Soluciones de test para la comunicación de THz

Rohde & Schwarz ya ha empezado a abordar de forma activa los requisitos para la comunicación de THz en 6G con sus innovadoras soluciones de test y medida para la generación y el análisis de señales. Actualmente, la mayor parte de las actividades de investigación se centran en la banda D, que es una de las bandas que más se están estudiando como candidatas para la evolución de 6G a más largo plazo.

Nuestra configuración de medida sencilla y de alto rendimiento para la banda D se compone de:

• Front-ends FE110: convertidores de frecuencia ascendentes y descendentes de banda W
• Front-ends FE170: convertidores de frecuencia ascendentes y descendentes de banda D
• Convertidores de frecuencia FC330: convertidores de frecuencia ascendentes y descendentes de banda H
• Generador de señales vectoriales FI de banda ancha R&S®SFI100A
• Generador de señales vectoriales R&S®SMW200A
• Analizador de señal y espectro R&S®FSW