로데앤슈바르츠(R&S)는 파리에서 열린 유럽 마이크로웨이브 위크(EuMW 2024)에서 광자 테라헤르츠 통신 링크 기반의 6G 무선 데이터 전송 시스템 개념 증명(proof-of-concept)을 발표하며 차세대 무선 기술의 발전을 이끌었습니다. 6G-ADLANTIK 프로젝트에서 개발된 이 초안정 가변 테라헤르츠 시스템은 주파수 콤 기술을 기반으로 하며, 반송파 주파수는 500GHz를 훨씬 웃돕니다.
6G 시대로 나아가기 위해서는 고품질 신호를 제공하고 최대한 넓은 주파수 범위를 커버할 수 있는 테라헤르츠 전송 소스를 개발하는 것이 중요합니다. 광학 기술과 전자 기술의 결합은 미래에 이러한 목표를 달성할 수 있는 한 가지 방법입니다. R&S는 파리에서 열리는 EuMW 2024 컨퍼런스에서 6G-ADLANTIK 프로젝트를 통해 최첨단 테라헤르츠 연구에 기여하고 있음을 선보입니다. 이 프로젝트는 광자와 전자의 통합을 기반으로 하는 테라헤르츠 주파수 대역 부품 개발에 중점을 두고 있습니다. 아직 개발되지 않은 이러한 테라헤르츠 부품은 혁신적인 측정과 더 빠른 데이터 전송에 활용될 수 있습니다. 이러한 부품은 6G 통신뿐만 아니라 센싱 및 이미징 분야에도 사용될 수 있습니다.
6G-ADLANTIK 프로젝트는 독일 연방 교육연구부(BMBF)의 자금 지원을 받으며 R&S가 총괄합니다. 참여 기관으로는 TOPTICA Photonics AG, Fraunhofer-Institut HHI, Microwave Photonics GmbH, 베를린 공과대학교, Spinner GmbH 등이 있습니다.
광자 기술 기반의 6G 초안정 가변 테라헤르츠 시스템
본 개념 증명은 주파수 콤 기술을 기반으로 테라헤르츠 신호를 생성하는 광자 테라헤르츠 믹서를 이용한 초안정, 가변형 테라헤르츠 시스템을 6G 무선 데이터 전송에 적용할 수 있음을 보여줍니다. 이 시스템에서 광다이오드는 광 주파수가 약간씩 다른 레이저에서 생성된 광 비트 신호를 광자 혼합 과정을 통해 전기 신호로 효과적으로 변환합니다. 광전 믹서 주변의 안테나 구조는 발진하는 광전류를 테라헤르츠파로 변환합니다. 이렇게 생성된 신호는 6G 무선 통신에 맞게 변조 및 복조될 수 있으며, 넓은 주파수 범위에서 쉽게 튜닝할 수 있습니다. 또한, 이 시스템은 코히런트하게 수신된 테라헤르츠 신호를 이용하여 부품 측정에도 확장 적용될 수 있습니다. 본 프로젝트에서는 테라헤르츠 도파관 구조의 시뮬레이션 및 설계와 초저위상 잡음 광자 기준 발진기 개발 또한 연구 분야에 포함됩니다.
이 시스템의 초저위상 잡음은 TOPTICA 레이저 엔진에 탑재된 주파수 콤록킹 광 주파수 신시사이저(OFS) 덕분입니다. R&S의 고급 장비들이 이 시스템의 핵심 구성 요소입니다. R&S SFI100A 광대역 IF 벡터 신호 발생기는 16GS/s의 샘플링 속도로 광 변조기용 기저대역 신호를 생성합니다. R&S SMA100B RF 및 마이크로파 신호 발생기는 TOPTICA OFS 시스템에 안정적인 기준 클록 신호를 제공합니다. R&S RTP 오실로스코프는 광전도 연속파(cw) 테라헤르츠 수신기(Rx) 뒤의 기저대역 신호를 40GS/s의 샘플링 속도로 샘플링하여 300GHz 반송파 주파수 신호를 추가 처리 및 복조합니다.
6G 및 미래 주파수 대역 요구 사항
6G는 산업, 의료 기술 및 일상생활에 새로운 응용 시나리오를 제공할 것입니다. 메타컴 및 확장 현실(XR)과 같은 애플리케이션은 현재 통신 시스템으로는 충족할 수 없는 새로운 수준의 지연 시간과 데이터 전송 속도를 요구할 것입니다. 국제전기통신연합(ITU)의 세계전파회의 2023(WRC23)에서는 2030년 출시될 최초의 상용 6G 네트워크를 위한 추가 연구 대상으로 FR3 대역(7.125~24GHz)을 지정했지만, 가상현실(VR), 증강현실(AR) 및 혼합현실(MR) 애플리케이션의 잠재력을 최대한 실현하기 위해서는 최대 300GHz에 이르는 아시아 태평양 지역 주파수 대역 또한 필수적입니다.
게시 시간: 2024년 11월 13일