บริษัท Rohde & Schwarz (R&S) ได้นำเสนอต้นแบบระบบส่งข้อมูลไร้สาย 6G ที่ใช้การเชื่อมต่อสื่อสารแบบโฟโตนิกเทราเฮิร์ตซ์ ในงาน European Microwave Week (EuMW 2024) ที่กรุงปารีส ซึ่งช่วยผลักดันขอบเขตของเทคโนโลยีไร้สายยุคใหม่ให้ก้าวไปอีกขั้น ระบบเทราเฮิร์ตซ์ที่ปรับได้และมีความเสถียรสูงเป็นพิเศษที่พัฒนาขึ้นในโครงการ 6G-ADLANTIK นั้นใช้เทคโนโลยีหวีความถี่ โดยมีคลื่นความถี่พาหะสูงกว่า 500 GHz อย่างมาก
บนเส้นทางสู่ 6G การสร้างแหล่งกำเนิดสัญญาณเทราเฮิร์ตซ์ที่มีคุณภาพสัญญาณสูงและครอบคลุมช่วงความถี่กว้างที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้นั้นมีความสำคัญอย่างยิ่ง การผสมผสานเทคโนโลยีทางแสงเข้ากับเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์เป็นหนึ่งในทางเลือกที่จะบรรลุเป้าหมายนี้ในอนาคต ที่งานประชุม EuMW 2024 ในปารีส R&S ได้นำเสนอผลงานการวิจัยเทราเฮิร์ตซ์ล้ำสมัยในโครงการ 6G-ADLANTIK โครงการนี้มุ่งเน้นการพัฒนาส่วนประกอบช่วงความถี่เทราเฮิร์ตซ์โดยอาศัยการบูรณาการของโฟตอนและอิเล็กตรอน ส่วนประกอบเทราเฮิร์ตซ์ที่ยังไม่ได้รับการพัฒนาเหล่านี้สามารถนำไปใช้ในการวัดที่ล้ำสมัยและการถ่ายโอนข้อมูลที่รวดเร็วยิ่งขึ้น ส่วนประกอบเหล่านี้ไม่เพียงแต่ใช้สำหรับการสื่อสาร 6G เท่านั้น แต่ยังใช้สำหรับการตรวจจับและการถ่ายภาพอีกด้วย
โครงการ 6G-ADLANTIK ได้รับทุนสนับสนุนจากกระทรวงศึกษาธิการและการวิจัยแห่งสหพันธรัฐเยอรมนี (BMBF) และประสานงานโดย R&S โดยมีพันธมิตร ได้แก่ TOPTICA Photonics AG, Fraunhofer-Institut HHI, Microwave Photonics GmbH, มหาวิทยาลัยเทคนิคเบอร์ลิน และ Spinner GmbH
ระบบเทราเฮิร์ตซ์แบบปรับได้เสถียรสูงพิเศษ 6G ที่ใช้เทคโนโลยีโฟตอน
การพิสูจน์แนวคิดนี้แสดงให้เห็นถึงระบบเทราเฮิร์ตซ์ที่เสถียรเป็นพิเศษและปรับได้สำหรับการส่งข้อมูลไร้สาย 6G โดยใช้ตัวผสมสัญญาณเทราเฮิร์ตซ์แบบโฟตอนิกส์ที่สร้างสัญญาณเทราเฮิร์ตซ์โดยใช้เทคโนโลยีหวีความถี่ ในระบบนี้ โฟโตไดโอดจะแปลงสัญญาณบีตแสงที่สร้างโดยเลเซอร์ที่มีความถี่แสงแตกต่างกันเล็กน้อยให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าผ่านกระบวนการผสมโฟตอน โครงสร้างเสาอากาศรอบตัวผสมสัญญาณโฟตอนิกส์จะแปลงกระแสไฟฟ้าที่สั่นให้เป็นคลื่นเทราเฮิร์ตซ์ สัญญาณที่ได้สามารถปรับและถอดรหัสได้สำหรับการสื่อสารไร้สาย 6G และสามารถปรับได้อย่างง่ายดายในช่วงความถี่กว้าง ระบบนี้ยังสามารถขยายไปสู่การวัดส่วนประกอบโดยใช้สัญญาณเทราเฮิร์ตซ์ที่ได้รับอย่างสอดคล้องกัน การจำลองและการออกแบบโครงสร้างท่อนำคลื่นเทราเฮิร์ตซ์และการพัฒนาออสซิลเลเตอร์อ้างอิงแบบโฟตอนิกส์ที่มีสัญญาณรบกวนเฟสต่ำมากก็เป็นหนึ่งในพื้นที่การทำงานของโครงการนี้เช่นกัน
สัญญาณรบกวนเฟสต่ำมากของระบบนี้เกิดจากตัวสังเคราะห์ความถี่แสงแบบล็อกด้วยหวีความถี่ (OFS) ในเครื่องเลเซอร์ TOPTICA เครื่องมือระดับไฮเอนด์ของ R&S เป็นส่วนสำคัญของระบบนี้: เครื่องกำเนิดสัญญาณเวกเตอร์ IF แบบบรอดแบนด์ R&S SFI100A สร้างสัญญาณเบสแบนด์สำหรับตัวปรับสัญญาณแสงด้วยอัตราการสุ่มตัวอย่าง 16 GS/s เครื่องกำเนิดสัญญาณ RF และไมโครเวฟ R&S SMA100B สร้างสัญญาณนาฬิกาอ้างอิงที่เสถียรสำหรับระบบ OFS ของ TOPTICA ออสซิลโลสโคป R&S RTP สุ่มตัวอย่างสัญญาณเบสแบนด์ด้านหลังตัวรับสัญญาณเทราเฮิร์ตซ์แบบคลื่นต่อเนื่อง (cw) ที่ใช้ตัวนำแสง (Rx) ที่อัตราการสุ่มตัวอย่าง 40 GS/s เพื่อการประมวลผลและการดีโมดูเลชันของสัญญาณความถี่พาหะ 300 GHz ต่อไป
ข้อกำหนดสำหรับ 6G และแถบความถี่ในอนาคต
6G จะนำมาซึ่งสถานการณ์การใช้งานใหม่ๆ ในอุตสาหกรรม เทคโนโลยีทางการแพทย์ และชีวิตประจำวัน แอปพลิเคชันต่างๆ เช่น เมตาคอมและความเป็นจริงเสมือน (XR) จะสร้างความต้องการใหม่ๆ ด้านความหน่วงและอัตราการถ่ายโอนข้อมูลที่ระบบการสื่อสารในปัจจุบันไม่สามารถตอบสนองได้ ในขณะที่การประชุมวิทยุโลกปี 2023 (WRC23) ของสหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศได้ระบุแถบความถี่ใหม่ในย่านความถี่ FR3 (7.125-24 GHz) สำหรับการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อเครือข่าย 6G เชิงพาณิชย์แรกที่จะเปิดตัวในปี 2030 แต่เพื่อให้สามารถใช้งานศักยภาพของแอปพลิเคชันเสมือนจริง (VR) ความเป็นจริงเสริม (AR) และความเป็นจริงผสม (MR) ได้อย่างเต็มที่ แถบความถี่เอเชียแปซิฟิกเฮิรตซ์สูงถึง 300 GHz ก็เป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งเช่นกัน
วันที่เผยแพร่: 13 พฤศจิกายน 2024