Comunicación en la banda de los terahercios

La comunicación en la banda de los terahercios (THz) es solo uno de los componentes de la tecnología 6G, junto con la detección y comunicación integradas (ISAC) , la inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático (ML) , así como las superficies inteligentes reconfigurables (RIS) . Mientras que las frecuencias de los subterahercios (sub-THz) no forman parte de la especificación inicial de la tecnología 6G, son ampliamente consideradas como candidatas para los posteriores Releases de 6G, y para casos de uso especializados, como los enlaces de punto a punto de ultraalta capacidad, en los que pueden proporcionar un rendimiento máximo y latencias extremadamente bajas. La comunicación en la banda de los THz también ofrece un gran potencial para nuevas y fascinantes aplicaciones, como la comunicación holográfica.

Investigación sobre la comunicación en la banda de los terahercios

Rohde & Schwarz apoya actividades de investigación en organizaciones 6G, universidades e institutos de investigación en Europa Asia y los EE. UU. Como socio activo del proyecto 6G-TERAKOM, estamos investigando el desarrollo de un sistema inalámbrico con antenas integradas que opere en el rango de los THz.

También estamos involucrados en el proyecto 6G-ADLANTIK, el cual desarrolla tecnologías y componentes para frecuencias de THz en función de la integración fotónico-electrónica. Estos componentes pueden utilizarse para transferencias rápidas de datos, así como para innovadoras técnicas de medición.

La integración fotónica de RF está emergiendo como un facilitador clave que va mucho más allá de la investigación 6G: los componentes fotónico-electrónicos compactos pueden cubrir frecuencias de microondas, ondas milimétricas y el rango de los THz en una única plataforma. También pueden generar y analizar señales con anchos de banda extremadamente amplios.

Tanto los componentes como las interfaces están continuamente aumentando su ancho de banda, no solo en las comunicaciones inalámbricas, sino también en las interconexiones de banda utraancha de los centros de datos de IA a gran escala. Las tecnologías de medición deben ampliar sus capacidades a la par. Los enfoques fotónicos desarrollados en el proyecto 6G-ADLANTIK, la generación fotónica de señales en la banda de los THz con un ruido de fase muy bajo, sientan las bases para caracterizar este tipo de componentes y enlaces de banda ultraancha. En paralelo, ya están en marcha los trabajos preliminares para la estandarización de las comunicaciones en la banda de los terahercios. Por ejemplo, el grupo de especificaciones de la industria THz (ISG THz) de ETSI y los grupos de estudio UIT-R están preparando las bases para la comunicación en la banda de los terahercios en futuros Releases de 6G.

Los desafíos de las tecnologías THz para 6G

El rango de los THz presenta nuevos desafíos para los componentes de semiconductores y requiere de campañas de sondeo de canal adicionales para desarrollar nuevos modelos de canal para frecuencias aún más altas.

Se requieren de nuevos componentes de semiconductores para el rango de los THz. Estos componentes deben proporcionar una elevada potencia de salida a frecuencias extremadamente altas. Esta demanda de un mayor ancho de banda representa un gran desafío para la industria de semiconductores, ya que componentes como los amplificadores de potencia (por ejemplo, circuitos integrados de microondas monolíticos -MMIC-) influyen en gran medida en el funcionamiento de todo el sistema en términos de potencia de salida, eficiencia, y ancho de banda, entre otros.

El desarrollo de las comunicaciones en el rango sub-THz (como se concibe para la tecnología 6G) solo es posible si se cuenta con un sólido conocimiento de las propiedades de propagación de las ondas electromagnéticas. Por lo tanto, son necesarios estudios adicionales sobre las mediciones de propagación en el canal por encima de los 100 GHz, ya que esta gama de frecuencias aún no se ha investigado lo suficiente. La propagación de las señales sub-THz, se ve muy afectada por los cuerpos humanos, los vehículos y las condiciones ambientales, como la lluvia. Los modelos actuales de canales 5G deben verificarse y ajustarse a fin de que reflejen correctamente el impacto del entorno. Por consiguiente, es fundamental el desarrollo de instrumentos de medición de THz precisos e innovadores para la investigación de la tecnología 6G.

Soluciones de T&M para las comunicaciones en la banda de los terahercios

Rohde & Schwarz ya está abordando de manera activa los requisitos para la comunicación 6G en la banda de los THz con soluciones de T&M innovadoras para el análisis y la generación de señales. En la actualidad, la mayor parte de las investigaciones se centran en la banda D , la cual es una de las bandas candidatas más estudiada para la evolución a más largo plazo de la tecnología 6G.

Nuestra configuración sencilla y de alto rendimiento para la banda D consiste en:

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