Сети связи 6G в терагерцовом диапазоне: основные технологии и преимущества.
Цель 6G — поддержка пиковых скоростей передачи данных до 1 Тбит/с. Это означает, что для этого требуется гораздо большая полоса пропускания, чем та, которая используется сегодня. 4G LTE or 5GДля удовлетворения этих требований ведутся исследования в области терагерцовой (ТГц) связи (100+ ГГц).
Технология терагерцовой связи использует электромагнитные волны в терагерцовом диапазоне частот (от 100 ГГц до 10 ТГц) в качестве несущих для беспроводной связи. Благодаря сверхширокополосным спектральным ресурсам терагерцового диапазона, которые могут быть использованы для поддержки сверхскоростной беспроводной связи, он рассматривается как важная альтернатива технологии радиоинтерфейса для обеспечения скорости передачи данных в терабитах в секунду (Тбит/с) в сетях 6G в будущем и, как ожидается, будет применяться в таких сценариях, как голографическая связь, микросвязь, сверхбольшая пропускная способность магистральной сети и сверхскоростная передача данных на короткие расстояния.
В то же время, использование характеристик сверхширокой полосы пропускания терагерцовых коммуникационных сигналов для высокоточной позиционирования и получения изображений высокого разрешения сетевого или терминального оборудования также является направлением развития терагерцовых коммуникационных приложений. Сочетание богатой спектральной информации и возможностей неразрушающего контроля терагерцового частотного диапазона с терагерцовой коммуникационной технологией также является важной тенденцией в области интегрированных систем зондирования и связи (ISAC).
Сценарии применения терагерцовой связи
В контексте сценариев применения терагерцовой связи обычно выделяют следующие три категории:
Наземная связь
Терагерцовые волны обладают широким спектром ресурсов, способных поддерживать пиковые скорости передачи данных в Тбит/с, и хорошо подходят для сверхскоростной беспроводной связи с наземными станциями. Эта технология применима в различных сценариях, включая голографическую связь, высококачественные видеоконференции, дополненную/виртуальную реальность, 3D-игры, фиксированный беспроводной доступ, беспроводную магистраль, беспроводные центры обработки данных и загрузку данных с киосков.
Внеземные средства связи
Терагерцовые волны могут распространяться практически в открытом космосе, и передача на сверхбольшие расстояния может быть достигнута при очень низкой мощности. С точки зрения выравнивания и слежения антенны, а также устойчивости к атмосферным турбулентным помехам, технология терагерцовой связи обладает большими техническими преимуществами, чем беспроводная лазерная связь, в сценарии передачи больших объемов данных от спутника к наземной станции. Если в будущем терагерцовая антенная система будет миниатюризирована и станет плоской, терагерцовая система связи может использоваться в качестве оборудования беспроводной связи и ретрансляции на космических и воздушных платформах, таких как спутники, дроны и дирижабли, и может применяться в сценариях высокоскоростной беспроводной связи между группами спутников, между космическими объектами и между спутниками на расстоянии более 1,000 километров, что позволит реализовать важную часть будущей интегрированной связи.
Микросистемная связь
Благодаря непрерывным прорывам и развитию терагерцовых коммуникационных технологий, ожидается, что в будущем будут созданы приемопередающие устройства и компоненты нано-, микро- и даже микро-наноразмеров, что позволит реализовать сверхскоростные приложения для передачи данных на очень малых расстояниях.
Беспроводная связь в терагерцовом диапазоне обладает такими характеристиками, как высокая скорость передачи данных, низкая задержка и помехоустойчивость, что позволяет широко использовать её в технологии 6G.
