Terahertz Frequencies

Elektromanyetik spektrum geniştir ve on yıllardır, kablosuz iletişim büyük ölçüde 100 GHz'in altında çalışır.6G'ye iten, terahertz (THz) bandına dikkat çeker, yaklaşık 0.1 THz'ı 10 THz'a kadar 10 THz'i yaydırır: Bu bölge ultra-broadband iletimi için tatlı bir nokta sunar. Terahertz dalgaları genellikle alt mil dalgalar olarak adlandırılır, çünkü 3 mm'den 0.03 mm'ye kadar uzanır.Bu küçük dalgalar önemlidir: büyük bant genişliği ve radyo ve radyo-broadband iletimi için potansiyel sağlar.

Bunu perspektifte koymak için, 4G LTE 2.5 GHz'nin altındaki frekansları kullanıyor, 5G mmWave daha önce bilim kurgulanan 24-40 GHz'yi işletmekteyken, bu frekanslarda bazı deneysel gruplar 70 GHz'ye kadar aşırı derecede farklı.Stratz, THz bölgesinin yüksek hızlı bir şekilde genişlemesine başlıyor - bireysel kanallar on milyonlarca ışık olabilir - daha önce de sağlam bir şekilde pompalanabilir - bu sert bir mühendislik problemlerini kullanarak sınırlıyor.

6G Networks'in Sözlüğü

6G, 5G'nin zaten hırslı hedeflerinin ötesinde bir paradigma değişikliği olarak düşünüldü, 5G yüksek bant genişliği ve düşük gecikmeliliği getirdi, 6G gerçekten immersive deneyimler ve makine-tomak iletişim için gerekli olan aşırılık sağlar.

Immersive Applications için Ultra Yüksek Veri Oranları

Terahertz bağlantıları ile, 4K filmini indirme ikincisinden daha az alabilir. Daha da önemlisi, gerçek zamanlı holografik iletişim, hacimsel video akışı ve tamamlanmamış sistemler, yüksek çözünürlükte 0,5 Tbps bağlantılarını mümkün hale getirebilir.Bu uygulamalar büyük bant genişliği talep edebilir - tek bir holografik akış, veri merkezlerinde ve yüksek kaliteli yerlere kadar onlarda on iki Gbps'ye ihtiyaç duyabilir.

Düşük Latency ve Real-Time Control

6G'de Latency neredeyse imkansız olması bekleniyor. THz frekanslarında mümkün olan kısa sembolün son derece hızlı işleme ve senkronizasyona izin veriyor. Bu, uzaktan robot cerrahi, otonom araç koordinasyonu ve milisan gecikmelerinin korkunç olabileceğinin uygulanması için kritik.

Kitlesel Cihaz Bağımlılığı ve Sensing

6G ağları sadece insanları bağlayacak, aynı zamanda çok sayıda sensörler ve eylemci de. Terahertz dalgaları, kısa bilgi nedeniyle yüksek çözünürlüklü algılama ve görüntüleme için doğal olarak uygundur. Bu, entegre iletişim ve algılama sağlar - Ortak İletişim ve Sensing (JCAS) bir konsept. tek bir THz üssü istasyonu aynı anda yüksek hızlı iletişim verileri sunabilecek ve akıllı şehirlere izin verebilecektir.

Terahertz 6G Yolunda Teknik Meydanlar

Onun sözüne rağmen, müthiş engeller için terahertz frekanslarının dağıtımı. Araştırmacılar aktif olarak her birine hitap ediyor, ancak ticari dağıtım yolu dik.

Peraksiyon ve Atmospheric Abxia

Terahertz dalgaları atmosferik su buharı, oksijen ve diğer moleküller tarafından güçlü bir şekilde absorbe edilir. 0.1 THz'de, intenuation yaklaşık 0.1 dB/km; 1 THz'de 10-20'ye kadar dB/km'ye yükselerek, 6G muhtemelen küçük hücrelerin son derece yoğun bir ağlarına güvenecektir ve hatta açık bir şekilde GERÇEĞİ bağlantıların birkaç yüz metreye kadar yayılması olasılığı yüksektir.

Transceiver ve Anten Tasarımı

Ahşap frekansları için verimli transceivers inşa etmek büyük bir donanım meydan okumadır. Geleneksel CMOS tabanlı elektronik mücadele bu frekanslarda yeterli güç üretmek için.Promising alternatifler III-V yarı iletkenler (örneğin InP ve GaAs gibi), silikon-germanium (SiGe) BiCMOS ve plasmonik cihazlar.

Signal Processing and Gürültü

THz frekanslarında, alıcı gürültü figürü, yüksek sipariş QAM nedeniyle doğal olarak daha yüksektir ve düşük çözünürlükte amplifikasyon elde etme zorluğuna ihtiyaç duyar.Bu limitler hassasiyet ve dinamik aralıklar. Gelişmiş modulation şemaları, mobil kullanıcılarla bağlantıları korumak için hızlı bir şekilde kirişli (OFDM) gibi.

Devam eden Araştırma ve Dağcılık

Amerika Birleşik Devletleri'nde, DARPA T-MUSIC programı ölçeklenebilir, verimli THz transceivers geliştirmeyi amaçlamaktadır. Avrupa'da, 6G ana projesi HEXA-X-II, Asya'da, Çin ve Japonya'da alt modülasyonlu gruplar için geniş bir teste sahiptir (örneğin, 100 GHz-300 GHz).

Metamalzemeler ve metasurfaces ayrıca büyük bir söz tutuyor. Bu yapay yapılar, doğal malzemelerle mümkün olmayan şekillerde terahertz dalgalarını manipüle edebilir. Örneğin, yeniden yapılandırılabilir metasurfaces, pasif röpekler, kirişleri atlamak için kirişler yollayabilir. Araştırmacılar tek bir çipe yönlendirebilir:0), düşük maliyetli bir Nükreatif kaynaktır.

6G için standartlaşma süreci devam ediyor. 3GPP, 2030'da beklenen tüm özelliklerle 19 Aralık için çalışma öğelerini incelemeye başladı. ITU'nun IMT-2030 framework hatlarında, immersive iletişim, büyük iletişim ve hiper-reliable düşük ücretli iletişim gibi senaryolar bulunuyor - hepsi THz gruplarından yararlanabiliyordu.

Sonuç ve Future Outlook

Terahertz frekansları, kablosuz iletişim için bir sonraki büyük sınırı temsil eder.Proforasyon, donanım ve sinyal işlemedeki zorluklar önemli olsa da, potansiyel ödüller dönüştürücüdür. 6G ağlar, terahertz tarafından yakıtlanan uygulamaları fiziksel ve dijital gerçeklik arasındaki hattı bulanıklaştırır, ancak holografik telepresenceden gerçek zamanlı dijital ikizlere kadar takip eder. Araştırma devam ederken, önümüzdeki beş yıl içinde erken gösteriler ve ticari prototipleri görmeyi bekleyebiliriz.

Ağ planlayıcıları ve mühendisler için, şimdi terahertz teknolojisinin altyapıyı nasıl etkileyeceğini düşünmeye başlama zamanıdır. Dense dağıtımları, gelişmiş anten sistemleri ve optik fiber arkahaul ile entegrasyon gerekli olacaktır. Düzenleme organlarının tüm alanlarına uyumlu olarak, 6G'nin geleceğini dengelemek için zamana ihtiyaç duyacaktır.