Rohde & Schwarz (R&S) ha presentato un prototipo di sistema di trasmissione dati wireless 6G basato su collegamenti di comunicazione fotonici a terahertz in occasione della European Microwave Week (EuMW 2024) di Parigi, contribuendo così a far progredire le tecnologie wireless di prossima generazione. Il sistema a terahertz ultra-stabile e sintonizzabile sviluppato nell'ambito del progetto 6G-ADLANTIK si basa sulla tecnologia a pettine di frequenza, con frequenze portanti significativamente superiori a 500 GHz.
Nel percorso verso il 6G, è fondamentale creare sorgenti di trasmissione a terahertz che forniscano un segnale di alta qualità e coprano la più ampia gamma di frequenze possibile. La combinazione di tecnologia ottica ed elettronica rappresenta una delle opzioni per raggiungere questo obiettivo in futuro. Alla conferenza EuMW 2024 di Parigi, R&S ha presentato il suo contributo alla ricerca all'avanguardia nel campo dei terahertz nell'ambito del progetto 6G-ADLANTIK. Il progetto si concentra sullo sviluppo di componenti per la banda di frequenza dei terahertz basati sull'integrazione di fotoni ed elettroni. Questi componenti, ancora in fase di sviluppo, potranno essere utilizzati per misurazioni innovative e trasferimenti di dati più veloci. Tali componenti potranno trovare applicazione non solo nelle comunicazioni 6G, ma anche nel rilevamento e nell'imaging.
Il progetto 6G-ADLANTIK è finanziato dal Ministero federale tedesco dell'Istruzione e della Ricerca (BMBF) e coordinato da R&S. Tra i partner figurano TOPTICA Photonics AG, Fraunhofer-Institut HHI, Microwave Photonics GmbH, l'Università Tecnica di Berlino e Spinner GmbH.
Un sistema terahertz sintonizzabile ultra-stabile a 6G basato sulla tecnologia dei fotoni
La dimostrazione di fattibilità illustra un sistema a terahertz ultra-stabile e sintonizzabile per la trasmissione dati wireless 6G, basato su miscelatori fotonici a terahertz che generano segnali a terahertz utilizzando la tecnologia a pettine di frequenza. In questo sistema, il fotodiodo converte efficacemente i segnali di battimento ottico generati da laser con frequenze ottiche leggermente diverse in segnali elettrici attraverso il processo di miscelazione dei fotoni. La struttura dell'antenna attorno al miscelatore fotoelettrico converte la fotocorrente oscillante in onde a terahertz. Il segnale risultante può essere modulato e demodulato per la comunicazione wireless 6G e può essere facilmente sintonizzato su un'ampia gamma di frequenze. Il sistema può essere esteso anche alla misurazione di componenti utilizzando segnali a terahertz ricevuti in modo coerente. La simulazione e la progettazione di strutture a guida d'onda a terahertz e lo sviluppo di oscillatori di riferimento fotonici a bassissimo rumore di fase rientrano anch'essi tra le aree di lavoro del progetto.
Il bassissimo rumore di fase del sistema è reso possibile dal sintetizzatore di frequenza ottica (OFS) a pettine di frequenza integrato nel motore laser TOPTICA. Gli strumenti di alta gamma di R&S sono parte integrante di questo sistema: il generatore di segnale vettoriale IF a banda larga R&S SFI100A crea un segnale in banda base per il modulatore ottico con una frequenza di campionamento di 16 GS/s. Il generatore di segnale RF e microonde R&S SMA100B genera un segnale di clock di riferimento stabile per i sistemi OFS TOPTICA. L'oscilloscopio R&S RTP campiona il segnale in banda base a valle del ricevitore a terahertz a onda continua (cw) fotoconduttivo (Rx) con una frequenza di campionamento di 40 GS/s per l'ulteriore elaborazione e demodulazione del segnale portante a 300 GHz.
6G e requisiti futuri per le bande di frequenza
Il 6G porterà nuovi scenari applicativi nell'industria, nella tecnologia medica e nella vita quotidiana. Applicazioni come i metacomandi e la Realtà Estesa (XR) imporranno nuove esigenze in termini di latenza e velocità di trasferimento dati che gli attuali sistemi di comunicazione non sono in grado di soddisfare. Mentre la Conferenza Mondiale delle Radiocomunicazioni 2023 (WRC23) dell'Unione Internazionale delle Telecomunicazioni ha identificato nuove bande nello spettro FR3 (7,125-24 GHz) per ulteriori ricerche in vista del lancio delle prime reti 6G commerciali nel 2030, per realizzare appieno il potenziale delle applicazioni di realtà virtuale (VR), realtà aumentata (AR) e realtà mista (MR), sarà indispensabile anche la banda di frequenza Asia-Pacifico fino a 300 GHz.
Data di pubblicazione: 13 novembre 2024