Poster: 6G - dalle onde millimetriche ai Terahertz

Comunicazioni Terahertz

Poster: 6G - dalle onde millimetriche ai Terahertz

Questo poster illustra le nuove regioni di frequenza 6G e i casi d'uso.

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Frequenze THz per lo spettro 6G

Mentre il 5G utilizza già frequenze alle onde millimetriche molto elevate, la ricerca sul 6G esplora frequenze ancora più elevate, oltre i 100 GHz per soddisfare la domanda a lungo termine di velocità di trasmissione dati più elevate e anche di una latenza più bassa. La ricerca accademica sta attualmente studiando l'uso di frequenze fino a 330 GHz. Nel percorso verso un utilizzo di frequenze più elevate, il settore delle comunicazioni wireless sta concentrando la prima versione del 6G (3GPP Release 20) sulla banda FR3 e sullo spettro a banda media (da 7 GHz a 24 GHz), mentre la banda D (da 110 GHz a 170 GHz) è oggetto di studio come candidata per le versioni successive del 6G.

Le comunicazioni 6G funzioneranno anche a tutte le frequenze già supportate dalle attuali reti 5G, come le onde millimetriche e le tradizionali bande di frequenza sub-8 GHz. Nell'ambito di queste frequenze sono possibili numerose altre applicazioni, come l'imaging non distruttivo (scanner di sicurezza) e la spettroscopia (analisi dei materiali).

Panoramica delle bande di frequenza 5G e 6G.

La comunicazione Terahertz è solo una delle componenti della tecnologia 6G, insieme al sistema integrato di rilevamento e comunicazione (ISAC) , all’ intelligenza artificiale (AI)/machine learning (ML) nonché alle superfici intelligenti riconfigurabili (RIS) . Sebbene le frequenze sub-THz non facciano parte delle specifiche iniziali del 6G, sono ampiamente considerate come una possibilità per le versioni successive del 6G e per casi d’uso specifici, quali i collegamenti punto-punto ad altissima capacità, dove assicurano il massimo throughput e latenze estremamente basse. Le comunicazioni in banda Terahertz hanno inoltre potenzialità per nuove e interessanti applicazioni, come la comunicazione olografica.

La ricerca nelle comunicazioni Terahertz

Rohde & Schwarz sostiene attività di ricerca presso organizzazioni 6G, università e istituti di ricerca in Europa, Asia e Stati Uniti. Come partner attivo del progetto 6G-TERAKOM, stiamo conducendo ricerche per sviluppare un sistema wireless con antenne integrate che operi nella banda dei Terahertz.

Abbiamo fatto parte anche del progetto 6G-ADLANTIK, nell'ambito del quale sono stati sviluppati componenti e tecnologie THz basati sull'integrazione fotonica-elettronica. Tali componenti possono essere utilizzati per trasferimenti veloci di dati e per tecniche di misura innovative.

L'integrazione fotonica nelle radiofrequenze (RF) si sta affermando come un fattore chiave ben oltre la ricerca sul 6G: i componenti fotonico-elettronici compatti possono coprire, su un'unica piattaforma, le frequenze delle microonde, delle onde millimetriche e dei THz. È in grado, inoltre, di generare e analizzare segnali con larghezze di banda estremamente ampie.

La larghezza di banda dei componenti e delle interfacce continua ad aumentare, non solo nelle comunicazioni wireless ma anche nelle interconnessioni a banda ultra-larga dei data center dedicati all'intelligenza artificiale su larga scala. Le tecnologie di misura devono evolversi di conseguenza. Gli approcci fotonici sviluppati nell'ambito del progetto 6G-ADLANTIK, come la generazione di segnali fotonici THz con rumore di fase estremamente basso, gettano le basi per la caratterizzazione di tali componenti e collegamenti a banda ultra-larga. Parallelamente, sono già in corso i lavori preparatori per la standardizzazione delle comunicazioni THz. Ad esempio, il Gruppo di Specificazione Industriale Terahertz dell’ETSI (ISG THz) e i gruppi di studio dell’ITU-R stanno gettando le basi per le comunicazioni THz nelle future versioni del 6G.

White paper: Fondamenti di tecnologia THz per il 6G

White paper

Fondamenti di tecnologia THz per il 6G

Questo white paper offre una panoramica dei fondamenti della tecnologia Terahertz e delle relative proprietà, con particolare attenzione alle comunicazioni basate sul 6G.

Le vostre sfide con i test delle tecnologie Terahertz nel 6G

La gamma THz presenta nuove sfide per i componenti a semiconduttore e richiede ulteriori campagne di channel sounding per sviluppare nuovi modelli di canale adatti a frequenze ancora più elevate.

Per la gamma THz sono necessari nuovi componenti a semiconduttore. Questi componenti devono fornire un'elevata potenza di uscita a frequenze estremamente elevate. Questa richiesta di maggiore larghezza di banda rappresenta una sfida importante per l'industria dei semiconduttori, visto che componenti come gli amplificatori di potenza (ad esempio i circuiti integrati monolitici a microonde) influenzano in modo significativo il funzionamento dell'intero sistema, compresa la potenza di uscita, l'efficienza, la larghezza di banda e altro ancora.

Lo sviluppo delle comunicazioni sub-THz (come previsto per il 6G) è possibile solo grazie a un'approfondita comprensione delle proprietà di propagazione delle onde elettromagnetiche. È, quindi, fondamentale approfondire le ricerche sulle misure di propagazione all'interno del canale al di sopra dei 100 GHz, poiché tale intervallo di frequenze è ancora poco studiato. La propagazione dei segnali sub-THz è fortemente influenzata da organismi umani, da veicoli e dalle condizioni ambientali, come la pioggia. I modelli di canale 5G esistenti devono essere verificati e messi a punto per riflettere correttamente l'impatto dell'ambiente. Pertanto, lo sviluppo di strumenti di misura THz innovativi e accurati è fondamentale per la ricerca sul 6G.

Soluzioni di test per comunicazioni THz

Rohde & Schwarz sta già rispondendo attivamente alle esigenze della comunicazione 6G THz con soluzioni di misura e collaudo innovative per la generazione e l'analisi dei segnali. Attualmente, la maggior parte delle attività di ricerca si concentra sulla banda D, una delle bande candidate più ampiamente studiate per l'evoluzione a lungo termine del 6G.

La nostra configurazione semplice e ad alte prestazioni per la banda D è composta da:

Vantaggi delle nostre soluzioni di ricerca THz nel 6G

  • Strumenti di serie facili da montare e da configurare
  • Soluzione completamente integrata e calibrata con frequenza e potenza d'uscita definite
  • I frontend occupano poco spazio perché un sintetizzatore interno fornisce un oscillatore locale (LO), il che significa che non è necessaria alcuna sorgente di segnale analogica aggiuntiva per ottenere un'eccellente prestazione di rumore di fase
  • Possibilità di migliorare ulteriormente le prestazioni della soluzione di test con accessori intelligenti (ad es. filtri passa banda e amplificatori di potenza TX)

Volete discutere i vostri casi specifici di test di comunicazione THz con i nostri esperti?

Soluzioni di test 6G per applicazioni di comunicazione THz

Le comunicazioni THz nel 6G sulla stampa

Domande frequenti sulle comunicazioni terahertz

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