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6G太赫茲技術實現超高速傳輸 [趨勢新知]
種類:其他公告  發布單位:技術處  發布日期:2023-04-26 17:00
作者:陳俊儒/工研院

一、前言

跨國電信標準組織3GPP(第三代合作夥伴計畫),預計最快於2023年下半年或2024年開啟對於6G相關規格的研制工作,並將於2026年或2027年開始進行6G標準規範,2028年後推動6G技術商品化。雖然目前5G的商轉尚未完全普及,3GPP也尚未啟動6G的標準研究工作,然而通訊發展先進國,包含美國、歐盟、中國、日本、韓國等,其6G發展相關的產官學研單位,近年來紛紛發表6G發展願景,例如極致體驗、智慧互連、數位包容、安全韌性、淨零永續等。綜整各方的論述,6G仍可以說是現今5G的延伸,預期6G技術會有很大的程度優化並改善5G的性能。

二、6G候選頻段

Samsung於2022年5月發布6G頻譜白皮書《6G Spectrum: Expanding the Frontier》,表示如果要實現6G完整的體驗服務,頻譜需要覆蓋300GHz以下,低、中、高三個頻段,以促進無線訊號蓋範圍和傳輸容量的提升。Samsung對低、中、高頻段的定義如下:

● 低頻段:低於1GHz,雖然頻寬較低,但它的傳播特性好,可提供無線訊號的廣域覆蓋和深度室內穿透。

● 中頻段:1到24GHz,可提供數百MHz頻寬,目前5G可使用1到7GHz,未來6G可能會擴展7到24GHz這一個範圍,預期這個部分將會在國際電信聯盟無線電通信部門(ITU-R)和第三代合作夥伴計畫(3GPP)進行相關的研究和討論。

● 高頻段:24到300GHz,可分成兩個部分,一個是24到92GHz的毫米波頻段,目前5G可使用24到71GHz;另一個是92到300GHz的次太赫茲頻段,它的連續頻寬可能會超過10個GHz,可以去滿足一些高速傳輸極致體驗的新服務,例如XR、Hologram、Digital Twin等。

三、6G太赫茲應用情境

太赫茲在6G的應用可分成兩大類,一種是固定點對點通訊應用、一種是行動通訊和感測應用。固定點對點通訊應用方面,像是大容量無線接入和回傳,傳輸距離大於100公尺;數據中心無線網路鏈結,傳輸距離大約是介於1公尺到100公尺之間;還有近距離D2D通訊,傳輸距離約在1公尺之內。而行動通訊和感測應用方面,例如沉浸式體驗、感測與通訊整合等。可發現太赫茲的傳輸距離,短到1公尺以內,長到100公尺以上,短和長的需求都有。

四、太赫茲在非通訊應用的發展

除了通訊大廠之外,亦有TeraView、RaySecur、TiHive Technologies等多家新創積極推動太赫茲技術發展,並尋找可優先發展的非通訊應用市場,例如非破壞性檢測、有害物偵測、醫療成像、3D封裝缺陷檢測等。

五、結論

近年來各個通訊發展先進國,包含美國、歐盟、中國、日本、韓國等國,其6G發展相關的產官學研等單位,紛紛發表6G願景,且均將太赫茲列為6G發展的關鍵頻段。D頻段(130-175GHz)在6G的初期研究頗受Samsung、LG、Nokia等國際通訊大廠關注,並且近年在次太赫茲通訊技術有所突破,預期將促使更多廠商投入太赫茲研發,有助於克服太赫茲在穩定性、功率、能耗等技術挑戰,並大幅降低成本。

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更新日期:2020-04-28

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