Rohde & Schwarz (R&S) esitteli Pariisissa järjestetyssä European Microwave Week (EuMW 2024) -tapahtumassa konseptitodistuksen fotonisiin terahertsiyhteyksiin perustuvasta 6G-langattomasta tiedonsiirtojärjestelmästä, joka edistää seuraavan sukupolven langattomien teknologioiden kehitystä. 6G-ADLANTIK-projektissa kehitetty erittäin vakaa, viritettävä terahertsijärjestelmä perustuu taajuuskampatekniikkaan, jonka kantoaaltotaajuudet ovat huomattavasti yli 500 GHz.
Matkalla kohti 6G:tä on tärkeää luoda terahertsitaajuisia lähetyslähteitä, jotka tarjoavat korkealaatuisen signaalin ja voivat kattaa mahdollisimman laajan taajuusalueen. Optisen teknologian yhdistäminen elektroniseen teknologiaan on yksi vaihtoehto tämän tavoitteen saavuttamiseksi tulevaisuudessa. Pariisissa järjestettävässä EuMW 2024 -konferenssissa R&S esittelee panostaan huippuluokan terahertsitutkimukseen 6G-ADLANTIK-projektissa. Projekti keskittyy fotonien ja elektronien integrointiin perustuvien terahertsitaajuusalueen komponenttien kehittämiseen. Näitä vielä kehittämättömiä terahertsikomponentteja voidaan käyttää innovatiivisiin mittauksiin ja nopeampaan tiedonsiirtoon. Näitä komponentteja voidaan käyttää paitsi 6G-viestinnässä myös sensori- ja kuvantamislaitteissa.
6G-ADLANTIK-projektia rahoittaa Saksan liittovaltion opetus- ja tutkimusministeriö (BMBF) ja koordinoi R&S. Kumppaneihin kuuluvat TOPTICA Photonics AG, Fraunhofer-Institut HHI, Microwave Photonics GmbH, Berliinin teknillinen yliopisto ja Spinner GmbH.
6G:n erittäin vakaa, viritettävä terahertsijärjestelmä, joka perustuu fotoniteknologiaan
Konseptitodistus esittelee erittäin vakaan, viritettävän terahertsijärjestelmän 6G-langattomaan tiedonsiirtoon, joka perustuu fotonisiin terahertsisekoittimiin, jotka tuottavat terahertsisignaaleja taajuuskampatekniikan avulla. Tässä järjestelmässä fotodiodi muuntaa tehokkaasti hieman eri optisilla taajuuksilla toimivien lasereiden tuottamat optiset sykesignaalit sähköisiksi signaaleiksi fotonien sekoittamisen avulla. Valosähköisen sekoittimen ympärillä oleva antennirakenne muuntaa värähtelevän valovirran terahertsiaalloiksi. Tuloksena oleva signaali voidaan moduloida ja demoduloida 6G-langatonta tiedonsiirtoa varten, ja sitä voidaan helposti virittää laajalla taajuusalueella. Järjestelmää voidaan myös laajentaa komponenttimittauksiin käyttämällä koherenttisti vastaanotettuja terahertsisignaaleja. Terahertsiaaltojohdinrakenteiden simulointi ja suunnittelu sekä erittäin vähän vaihekohinaa omaavien fotonisten referenssioskillaattorien kehittäminen ovat myös projektin työalueita.
Järjestelmän erittäin alhainen vaihekohina johtuu TOPTICA-lasermoottorin taajuuskampalukitusta optisesta taajuussyntetisaattorista (OFS). R&S:n huippuluokan instrumentit ovat olennainen osa tätä järjestelmää: R&S SFI100A -laajakaistainen IF-vektorisignaaligeneraattori luo kantataajuussignaalin optiselle modulaattorille 16 GS/s näytteenottonopeudella. R&S SMA100B -radiotaajuus- ja mikroaaltosignaaligeneraattori tuottaa vakaan referenssikellosignaalin TOPTICA OFS -järjestelmille. R&S RTP -oskilloskooppi näytteistää kantataajuussignaalia valojohtavan jatkuvan aallon (cw) terahertsivastaanottimen (Rx) takaa 40 GS/s näytteenottonopeudella 300 GHz:n kantoaaltosignaalin jatkokäsittelyä ja demodulointia varten.
6G ja tulevaisuuden taajuusaluevaatimukset
6G tuo uusia sovellusskenaarioita teollisuuteen, lääketieteelliseen teknologiaan ja arkeen. Sovellukset, kuten metakomit ja laajennettu todellisuus (XR), asettavat uusia vaatimuksia latenssille ja tiedonsiirtonopeuksille, joita nykyiset viestintäjärjestelmät eivät pysty täyttämään. Kansainvälisen televiestintäliiton maailman radiokonferenssi 2023 (WRC23) on tunnistanut uusia FR3-spektrin (7,125–24 GHz) kaistoja jatkotutkimusta varten ensimmäisiä kaupallisia 6G-verkkoja varten, jotka on tarkoitus käynnistää vuonna 2030. Virtuaalitodellisuuden (VR), lisätyn todellisuuden (AR) ja sekoitetun todellisuuden (MR) sovellusten täyden potentiaalin hyödyntämiseksi myös Aasian ja Tyynenmeren alueen hertsikaista 300 GHz:iin asti on välttämätön.
Julkaisun aika: 13.11.2024