테라헤르츠 신호 투명 릴레이 및 스위칭 세계 최초 시연

2023년 6월 6일

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사실 확인된

교정하다

국립정보통신기술연구소(NICT)

국립정보통신기술원 연구진이 포함된 팀 스미토모 오사카 시멘트 주식회사; 나고야공업대학; 와세다 대학은 고속 테라헤르츠파 신호를 다른 위치로 투명 중계, 라우팅 및 전환하기 위한 세계 최초의 시스템을 공동 개발했습니다.

285GHz 대역의 32Gb/s 테라헤르츠파 신호를 광섬유와 투명 릴레이로 직접 변환하고 초단시간 내에 다른 액세스 포인트로 전환하는 것이 성공적으로 시연되었습니다.

핵심 기술에는 테라헤르츠파 신호를 광신호로 직접 변환하기 위해 새로 개발된 저손실 광변조기와 테라헤르츠 신호의 초고속 스위칭을 위한 적응형 광섬유-무선 기술이 포함됩니다. 개발된 시스템은 높은 자유 공간 손실, 약한 침투력, 제한된 통신 범위 등 테라헤르츠 대역 무선 통신의 단점을 극복하여 5G 및 6G 네트워크를 넘어 테라헤르츠 통신을 배포할 수 있는 길을 열어줍니다.

이번 시연 결과는 2023년 OFC 2023(International Conference on Optical Fiber Communications)에서 마감일 이후 논문으로 게재됐다.

테라헤르츠 대역의 무선 주파수는 5G 및 6G 네트워크를 넘어서는 초고속 데이터 통신을 위한 유망한 후보입니다. 275~450GHz 대역의 160GHz 슬롯이 최근 모바일 및 고정 서비스용으로 개설되었습니다. 그러나 높은 자유공간 손실과 약한 침투력이 병목 현상으로 남아 있어 실외에서 실내로, 장애물이 있는 환경 등 장거리 신호 전송이 어렵다.

이러한 단점을 극복하고 통신 범위를 확장하려면 서로 다른 위치 간의 테라헤르츠 신호를 투명하게 중계하고 라우팅하는 것이 중요합니다. 그러나 이러한 기능은 현재의 전자 기술로는 구현할 수 없습니다. 또한 테라헤르츠 신호의 좁은 빔폭으로 인해 사용자가 이동할 때 중단 없는 통신을 달성하기가 어렵습니다. 서로 다른 방향과 위치 간의 테라헤르츠 신호 전환은 최종 사용자와의 통신을 유지하는 데 중요합니다.

그러나 이 중요한 문제는 아직 전자 또는 광자 기술을 사용하여 해결되지 않았습니다. 에너지를 절약하고 간섭을 줄이기 위해서는 테라헤르츠 신호 방출을 적절한 간격으로 켜고 끄는 것도 중요합니다.

본 연구에서 팀은 (i) 새로 개발된 저손실 광 변조기 및 (ii) 적응형 광 변조기라는 두 가지 핵심 기술을 활용하여 285GHz 대역에서 테라헤르츠 신호의 투명한 중계, 라우팅 및 스위칭을 위한 최초의 시스템을 시연했습니다. 초고속 파장 가변 레이저를 사용하는 광섬유-무선 기술. 시스템에서는 테라헤르츠 신호를 수신하고 저손실 광 변조기를 갖춘 테라헤르츠 광 변환 장치를 사용하여 광 신호로 직접 변환합니다.