Con il lancio commerciale del 5G, le discussioni al riguardo sono state molto intense di recente. Chi ha familiarità con il 5G sa che le reti 5G operano principalmente su due bande di frequenza: sub-6 GHz e onde millimetriche (Millimeter Waves). Infatti, le nostre attuali reti LTE sono tutte basate su sub-6 GHz, mentre la tecnologia a onde millimetriche è la chiave per liberare appieno il potenziale dell'era 5G prevista. Purtroppo, nonostante decenni di progressi nelle comunicazioni mobili, le onde millimetriche non sono ancora entrate a pieno titolo nella vita delle persone per vari motivi.
Tuttavia, gli esperti del Brooklyn 5G Summit di aprile hanno suggerito che le onde terahertz (Terahertz Waves) potrebbero compensare le carenze delle onde millimetriche e accelerare la realizzazione del 6G/7G. Le onde terahertz hanno un potenziale illimitato.
Ad aprile, si è tenuto, come da programma, il sesto Brooklyn 5G Summit, che ha trattato argomenti come l'implementazione del 5G, le lezioni apprese e le prospettive di sviluppo del 5G. Inoltre, il professor Gerhard Fettweis dell'Università di Tecnologia di Dresda e Ted Rappaport, fondatore di NYU Wireless, hanno discusso del potenziale delle onde terahertz durante il summit.
I due esperti hanno affermato che i ricercatori hanno già iniziato a studiare le onde terahertz e che le loro frequenze saranno una componente cruciale della prossima generazione di tecnologie wireless. Durante il suo discorso al summit, Fettweis ha passato in rassegna le precedenti generazioni di tecnologie di comunicazione mobile e discusso il potenziale delle onde terahertz nell'affrontare i limiti del 5G. Ha sottolineato che stiamo entrando nell'era del 5G, significativa per l'applicazione di tecnologie come l'Internet delle cose (IoT) e la realtà aumentata/virtuale (AR/VR). Sebbene il 6G condivida molte somiglianze con le generazioni precedenti, ne risolverà anche molte carenze.
Quindi, cosa sono esattamente le onde terahertz, così apprezzate dagli esperti? Le onde terahertz sono state proposte dagli Stati Uniti nel 2004 e inserite tra le "Dieci tecnologie che cambieranno il mondo". La loro lunghezza d'onda varia da 3 micrometri (μm) a 1000 μm e la loro frequenza varia da 300 GHz a 3 terahertz (THz), superiore alla frequenza più alta utilizzata nel 5G, che è di 300 GHz per le onde millimetriche.
Dal diagramma sopra, si può osservare che le onde terahertz si collocano tra le onde radio e le onde ottiche, il che conferisce loro caratteristiche in una certa misura diverse dalle altre onde elettromagnetiche. In altre parole, le onde terahertz combinano i vantaggi della comunicazione a microonde e della comunicazione ottica, come elevate velocità di trasmissione, grande capacità, forte direzionalità, elevata sicurezza e forte penetrazione.
Teoricamente, nel campo delle comunicazioni, maggiore è la frequenza, maggiore è la capacità di comunicazione. La frequenza delle onde terahertz è da 1 a 4 ordini di grandezza superiore a quella delle microonde attualmente utilizzate e può fornire velocità di trasmissione wireless che le microonde non possono raggiungere. Pertanto, può risolvere il problema della trasmissione di informazioni limitata dalla larghezza di banda e soddisfare le esigenze di banda degli utenti.
Si prevede che le onde terahertz saranno utilizzate nelle tecnologie delle comunicazioni entro il prossimo decennio. Sebbene molti esperti ritengano che rivoluzioneranno il settore delle comunicazioni, non è ancora chiaro quali carenze specifiche possano essere colmate. Questo perché gli operatori di telefonia mobile di tutto il mondo hanno appena lanciato le loro reti 5G e ci vorrà del tempo per individuarne le carenze.
Tuttavia, le caratteristiche fisiche delle onde terahertz ne hanno già evidenziato i vantaggi. Ad esempio, le onde terahertz hanno lunghezze d'onda più corte e frequenze più elevate rispetto alle onde millimetriche. Ciò significa che le onde terahertz possono trasmettere dati più velocemente e in quantità maggiori. Pertanto, l'introduzione delle onde terahertz nelle reti mobili potrebbe risolvere le carenze del 5G in termini di throughput e latenza dei dati.
Fettweis ha anche presentato i risultati dei test durante il suo discorso, dimostrando che la velocità di trasmissione delle onde terahertz è di 1 terabyte al secondo (TB/s) entro 20 metri. Sebbene questa prestazione non sia particolarmente eccezionale, Ted Rappaport è fermamente convinto che le onde terahertz siano la base per il futuro 6G e persino 7G.
Pioniere nel campo della ricerca sulle onde millimetriche, Rappaport ha dimostrato il ruolo delle onde millimetriche nelle reti 5G. Ha ammesso che, grazie alla frequenza delle onde terahertz e al miglioramento delle attuali tecnologie cellulari, in un futuro prossimo vedremo smartphone con capacità di calcolo simili a quelle del cervello umano.
Naturalmente, in una certa misura, tutto questo è altamente speculativo. Ma se il trend di sviluppo continua come è attualmente, possiamo aspettarci che gli operatori di telefonia mobile applichino le onde terahertz alle tecnologie delle comunicazioni entro il prossimo decennio.
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Data di pubblicazione: 25-11-2024