Rohde & Schwarz e IEMN colaboran en 6G THz al unir tecnologías electrónicas y fotónicas

 
El Instituto de Electrónica, Microelectrónica y Nanotecnología (IEMN, Lille, Francia) y Rohde & Schwarz han ampliado su colaboración para investigar las comunicaciones THz que utilizan tecnologías fotónicas. En una demostración reciente, IEMN alcanzó un hito cuando los investigadores lograron generar un enlace bidireccional de 300 GHz sobre una distancia al aire libre de 645 m para usar en futuros escenarios de backhauling 6G. El generador de señales de microondas R&S SMA100B de Rohde & Schwarz fue un componente crucial en la configuración de la prueba de rendimiento. El R&S SMA100B proporciona una señal de ruido de fase ultrabajo que ayuda a acelerar la investigación y el desarrollo de comunicaciones de THz para prepararlo para la industrialización.
 

Leyenda: Vista del enlace 6G bidireccional de 300 GHz, Francia, 645 m. Crédito: Prof. G. Ducournau, IEMN UMR CNRS 8520 - Universidad de Lille, Francia.

La puerta a la era 6G ahora está abierta y los sistemas de comunicaciones sub-THz hasta la banda de 300 GHz se están convirtiendo en una realidad. Se necesita urgentemente instrumentación, bancos de pruebas y metrología para estas nuevas frecuencias, lo que exige enfoques que llenen el vacío entre las bandas de ondas milimétricas y ópticas.

Durante varios años, Rohde & Schwarz y el equipo de IEMN dirigido por el Prof. Guillaume Ducournau han investigado mediciones de alta frecuencia y la integración de soluciones de prueba y medición de Rohde & Schwarz con tecnologías fotónicas para acelerar los avances en las tecnologías 6G emergentes.

El estudio de nuevos recursos de espectro ayudará a avanzar en los futuros sistemas de comunicaciones inalámbricas. Se espera que las frecuencias de backhaul aumenten una vez que el mercado de comunicaciones de banda E esté saturado. Se espera que las frecuencias potenciales, como los sistemas de banda D (110-170 GHz), ingresen al mercado en algún momento después de 2025, mientras que la banda H o las bandas sub-THz de hasta 300 GHz llegarán en algún momento después de 2030. Desarrollar nuevas arquitecturas y sistemas de prueba para Caracterizar el rendimiento de mmW/THz tanto a nivel de componentes como de sistemas es muy importante para estas tendencias inalámbricas.

Abordar el extremo más alto del espectro de ondas milimétricas (300 GHz y más) es un gran desafío en los niveles de componentes y sistemas. La instrumentación ha experimentado recientemente varios avances, incluidos los analizadores de redes vectoriales, las interfaces y los subsistemas de los analizadores de señales y espectros. El IEMN realiza una caracterización de sistemas y componentes THz de última generación con el analizador vectorial de redes R&S ZNA y varios convertidores de frecuencia que cubren frecuencias desde el rango de ondas milimétricas hasta 1,1 THz como el R&S ZC1100.

Las colaboraciones de investigación recientes en tecnologías electrónicas y fotónicas han propuesto una arquitectura superheterodina que permitiría la agregación de canales desde la banda V (40-75 GHz) o la banda E (60-90 GHz) al espectro THz. La portadora de THz se obtiene multiplicando la frecuencia con un oscilador local basado en fotónica sincronizado con una frecuencia de referencia. Rohde & Schwarz apoyó al equipo de pruebas en Lille con una solución R&S SMA100B de última generación que permite la generación de señales de referencia con ruido de fase ultrabajo. Este enfoque de instrumentación permite una señal de alimentación del oscilador local libre de espurias para el convertidor ascendente/descendente de THz, lo que limita los tonos espurios en los espectros de THz.

El sistema es el primero en integrar con éxito el dúplex de frecuencia THz y permitir la transmisión y recepción simultáneas en ambos extremos con un solo par de antenas. Después de validar el rendimiento del sistema en un laboratorio, se probó en Alemania con dos pares de antenas a una distancia de 150 m, como parte del proyecto UE-Japón ThoR, seguido de pruebas al aire libre en Francia durante un distancia de 645 m con una tasa de transmisión del sistema de 12,6 Gbps. Esta es la distancia máxima alcanzada por un sistema de duplicación de THz en la banda de 300 GHz.

El Prof. Guillaume Ducournau, jefe de investigación de comunicaciones inalámbricas THz en IEMN, dice: “Con nuestra experiencia en tecnologías THz, como fotomezcladores THz optoelectrónicos, receptores electrónicos de alta velocidad e instrumentación THz, estamos comprometidos con la investigación de nuevas áreas 6G, el desarrollo de prototipos , verificando tecnologías y proponiendo servicios de medición avanzados para nuestros colaboradores. Para hacer frente a los desafíos que se avecinan, nos complace continuar y ampliar nuestra colaboración con Rohde & Schwarz y desarrollar una base sólida para la industrialización”.

Taro Eichler, gerente de tecnología de Rohde & Schwarz, dice: “Estamos encantados de colaborar con IEMN en la integración de tecnologías electrónicas y fotónicas para comunicaciones THz y esperamos extender el enfoque a otras aplicaciones. Los resultados de la investigación también proporcionarán información valiosa para los grupos de especificación de la industria, como el ETSI ISG THz creado recientemente, así como para otros organismos de normalización.

Rohde & Schwarz apoya activamente las actividades de investigación de 6G en Europa, Asia y EE. UU., al mismo tiempo que contribuye a proyectos de investigación, el trabajo de alianzas industriales y colabora con institutos de investigación y universidades líderes. La experiencia y las soluciones de prueba y medición de la compañía están abriendo la puerta a la próxima generación de comunicaciones inalámbricas para su implementación comercial para el año 2030.

Para obtener más información sobre las soluciones de prueba 6G de Rohde & Schwarz, visite: https://www.rohde-schwarz.com/6g