Терагерцевая связь: формирование будущего беспроводных технологий

Главная / Блог / Последние технологии / Терагерцевая связь: формирование будущего беспроводных технологий

Введение  

Терагерцовая (ТГц) связь подразумевает использование электромагнитных волн в терагерцовом диапазоне частот, обычно от 0.1 до 10 ТГц. Этот диапазон находится между микроволновыми и инфракрасными частотами и обладает уникальными свойствами, благоприятными для высокоскоростной передачи данных.  

По мере роста спроса на более быструю и надежную беспроводную связь ТГц связь становится многообещающей технологией для удовлетворения этих потребностей, потенциально обеспечивающей скорость передачи данных, которая на несколько порядков выше, чем у существующих систем. 

Значимость терагерцовой связи в телекоммуникационной отрасли заключается в ее способности поддерживать сверхскоростную передачу данных и обслуживать постоянно растущее количество подключаемых устройств.  

Обладая потенциалом расширения мобильной широкополосной связи, обеспечения более быстрых локальных сетей и улучшения связи в центрах обработки данных, ТГц связь может сыграть решающую роль в следующем поколении технологий беспроводной связи, включая 6G.  

Используя ТГц частоты, поставщики телекоммуникационных услуг могут обеспечить превосходную производительность, уменьшить задержку и поддерживать более надежные и универсальные приложения. 

Содержание

Технологические преимущества 

Технология 6G представляет собой будущее беспроводной связи, обещая построить фундамент, заложенный 5G, с еще большей скоростью, пропускной способностью и надежностью.  

Ожидается, что 2030G станет коммерчески доступным к началу 6-х годов. Он будет использовать передовые технологии, такие как искусственный интеллект, периферийные вычисления и ТГц-связь, чтобы обеспечить бесперебойную связь и поддержку широкого спектра приложений, от автономных транспортных средств до умных городов и иммерсивного опыта дополненной реальности. . 

В то время как 5G предлагает значительные улучшения по сравнению со своим предшественником благодаря улучшенной мобильной широкополосной связи и меньшей задержке, 6G намерен продолжить эти достижения. Ключевые различия включают в себя: 

  • Скорость и емкость: Цель 6G — обеспечить скорость передачи данных в 100 раз выше, чем 5G, потенциально достигая терабит в секунду. 
  • Задержка: 6G будет нацелен на сверхнизкую задержку, обеспечивая связь в реальном времени для критически важных приложений, таких как удаленная хирургия и автономное вождение. 
  • Области применения: 6G будет поддерживать более продвинутые варианты использования, включая голографическую связь, цифровых двойников и расширенное межмашинное взаимодействие. 
  • Интеграция с ИИ: 6G будет глубоко интегрировать искусственный интеллект для оптимизации производительности сети, управления ресурсами и улучшения пользовательского опыта. 

Эти достижения в совокупности способствуют реализации амбициозных целей 6G, прокладывая путь в будущее повсеместной, высокоскоростной и интеллектуальной беспроводной связи. 

Используйте наши услуги по исследованию рынка чтобы получить конкурентное преимущество в своей отрасли!

Применение терагерцовой связи

  • Сверхбыстрые беспроводные локальные сети (WLAN)

Терагерцовая (ТГц) связь может произвести революцию в беспроводных локальных сетях (WLAN), обеспечивая высокую скорость передачи данных. ТГц частоты могут поддерживать скорость передачи данных от гигабит до терабит в секунду, что значительно превышает возможности современных технологий Wi-Fi.

Это обеспечивает бесперебойную потоковую передачу видео сверхвысокой четкости, быструю передачу файлов и связь с малой задержкой для таких приложений, как виртуальная реальность (VR) и дополненная реальность (AR).

Высокая пропускная способность и скорость ТГц сетей WLAN могут значительно снизить перегрузку сети в густонаселенных средах, таких как офисы, кампусы и общественные места, обеспечивая более плавную и надежную работу пользователей.

  • Входной чип

Внутричиповая связь относится к связи внутри интегральных схем (ИС) в вычислительных устройствах. Поскольку процессоры и компоненты памяти становятся более совершенными, необходимость в эффективной передаче данных внутри чипов становится критической.

ТГц связь может улучшить взаимодействие внутри чипа, обеспечивая более быструю и эффективную передачу данных между компонентами, уменьшая задержку и улучшая общую вычислительную производительность.

Это особенно важно для приложений, требующих высокой вычислительной мощности, таких как искусственный интеллект, машинное обучение и анализ данных в реальном времени.

  • Загрузка через киоск и подключение к ферме серверов

ТГц-связь может использоваться в общественных киосках для облегчения быстрой загрузки контента, позволяя пользователям быстро переносить большие файлы, такие как фильмы или обновления программного обеспечения, на свои устройства.

Это может быть особенно полезно в таких местах, как аэропорты, торговые центры и места проведения мероприятий, где высокоскоростная передача данных может повысить удобство пользователя.
Кроме того, ТГц-связь может улучшить подключение серверной фермы за счет обеспечения беспроводной связи высокой пропускной способности между серверами.

Это может повысить скорость передачи данных в центрах обработки данных, поддерживая крупномасштабные операции облачных вычислений и повышая эффективность и производительность систем обработки и хранения данных.

  • Расширенная мобильная широкополосная связь (eMBB)

Расширенная мобильная широкополосная связь (eMBB) является одним из основных вариантов использования 5G, а ТГц-связь может еще больше расширить ее возможности.

Обеспечивая сверхвысокоскоростные беспроводные соединения, ТГц связь может значительно улучшить услуги мобильной широкополосной связи, обеспечивая более быстрый доступ в Интернет, более плавную потоковую передачу видео и более надежную связь в городских и сельских районах.

Это может улучшить взаимодействие с пользователем при работе с приложениями, требующими высоких скоростей передачи данных, такими как потоковое вещание, онлайн-игры и потребление мультимедийного контента.

  • Терабитная беспроводная связь Ретрансляция

Беспроводная транзитная связь относится к каналам, которые соединяют базовые станции с базовой сетью. ТГц связь может поддерживать терабитную беспроводную транзитную связь, обеспечивая необходимую пропускную способность для обработки огромного трафика данных, генерируемого современными беспроводными сетями.

Это важно для развертывания сетей 5G и будущих сетей 6G, поскольку гарантирует, что сетевая инфраструктура сможет поддерживать высокие скорости передачи данных и низкую задержку.

Используя ТГц частоты для транзитной связи, операторы связи могут снизить зависимость от оптоволоконных кабелей, снизить затраты на развертывание и предоставить гибкие и масштабируемые сетевые решения.

Эти приложения подчеркивают преобразующий потенциал терагерцовой связи в улучшении различных аспектов беспроводной связи и сетевой инфраструктуры.

Проблемы и решения

Несмотря на свой потенциал, терагерцовая связь сталкивается с рядом проблем:

  • Затухание сигнала: ТГц волны очень чувствительны к затуханию из-за поглощения атмосферой, особенно водяным паром.
  • Ограниченный диапазон: Эффективный диапазон ТГц связи относительно мал по сравнению с более низкими частотными диапазонами, что ограничивает ее применимость в глобальных сетях.
  • Аппаратные ограничения: Разработка эффективных и экономичных терагерцовых приемопередатчиков и антенн остается серьезной технической задачей.

Предлагаемые решения 

Исследователи и инженеры активно работают над решениями для преодоления этих проблем:

  • Передовые материалы и метаматериалы: Использование передовых материалов и метаматериалов может улучшить характеристики ТГц устройств и антенн.
  • Методы формирования луча и MIMO: Внедрение методов формирования диаграммы направленности и технологии множественных входов и множественных выходов (MIMO) может повысить мощность и дальность сигнала.
  • Гибридные системы: Объединение ТГц связи с другими частотными диапазонами может создать гибридные системы, которые используют сильные стороны каждого диапазона для достижения оптимальной производительности.
  • Алгоритмы исправления ошибок: Разработка надежных алгоритмов исправления ошибок может смягчить влияние затухания сигнала и повысить надежность связи.

Интеллектуальная собственность и патентный ландшафт

Интеллектуальная собственность (ИС) играет решающую роль в разработке и коммерциализации терагерцовых (ТГц) коммуникационных технологий. Защищая инновации посредством патентов, интеллектуальная собственность создает среду, в которой могут процветать исследования и разработки (НИОКР). 

Патенты обеспечивают правовую основу, которая защищает инвестиции компаний и изобретателей, стимулируя дальнейшие инновации и развитие. 

В конкурентной среде ТГц связи, имея надежный портфель интеллектуальной собственности имеет важное значение для закрепления позиции на рынке и использования возможностей лицензирования.

Развитие управления IP в сфере ТГц коммуникаций 

По мере развития ТГц технологии стратегии управления IP развиваются, чтобы идти в ногу с быстрыми инновациями. 

Компании все больше внимания уделяют обеспечение патентов для фундаментальных технологий, таких как конструкции приемопередатчиков, алгоритмы обработки сигналов и новые материалы, улучшающие ТГц связь. 

Подача стратегических патентных заявок становится все более сложной, при этом особое внимание уделяется широкому спектру применений и потенциальных будущих разработок. 

Кроме того, совместные усилия корпораций, университетов и исследовательских институтов в области НИОКР приводят к общим правам интеллектуальной собственности и совместным патентам, что отражает междисциплинарный характер разработки ТГц технологий.

Ведущие патентообладатели и изобретатели 

Ведущие компании в сфере ТГц связи патентный ландшафт В их число входят крупные телекоммуникационные и технологические компании, такие как Huawei, Samsung и Nokia, а также академические учреждения, такие как Массачусетский технологический институт и Стэнфордский университет. 

Эти организации находятся в авангарде разработки и патентования новых технологий ТГц связи, при этом было подано множество патентов по различным аспектам этой технологии.

 Распределение патентных заявок по годам (2020–2024 гг.) 

Анализ тенденций подачи патентных заявок с 2020 по 2024 год показывает устойчивый рост количества патентов, поданных в сфере ТГц связи. 

В число основных правопреемников входят компании из США, Китая и Южной Кореи, что отражает глобальный интерес и стремление к развитию этой технологии. 

Распределение по годам указывает на растущую динамику, причем в последние годы наблюдается значительный рост количества заявок, что предполагает ускорение усилий по инновациям и развитию.

Высшая международная патентная классификация (IPC) 

Наиболее распространенные классы IPC для патентов на ТГц связь включают H04B (передача), H01Q (антенны) и H03K (импульсные методы). 

Эти классификации подчеркивают разнообразные технологические области, задействованные в разработке систем ТГц связи, охватывающие как аппаратные средства, так и инновации в области обработки сигналов.

Правовой статус семейств патентов 

Правовой статус основных семейств патентов в области ТГц связи варьируется, при этом многие патенты все еще находятся на стадии подачи заявок. 

Тем не менее, значительное их количество было предоставлено, что обеспечило прочную основу для текущих исследований и разработок. 

Наличие выданных патентов указывает на зрелую область, в которой первоначальные усилия в области НИОКР превращаются в охраняемые законом инновации, готовые к коммерциализации.

Обзор рынка и новые игроки

Команда Мировой рынок терагерцовой (ТГц) технологии быстро расширяется, чему способствуют значительные достижения в области телекоммуникаций, здравоохранения, безопасности и научных исследований.

Этот рост обусловлен уникальными возможностями ТГц связи, такими как сверхскоростная передача данных и улучшенная визуализация. Рынок характеризуется сочетанием авторитетных компаний и волной инновационных стартапов, разрабатывающих передовые ТГц-решения.

Ожидается, что по мере развития этих технологий они создадут значительные возможности в различных секторах, что еще больше ускорит рост рынка.

Лучшие стартапы в сфере терагерцовой связи

Несколько многообещающих стартапов добились заметных успехов в сфере ТГц связи.

Такие компании, как TeraView, Menlo Systems и Bridge12 Technologies, находятся в авангарде разработки инновационных ТГц технологий и приложений.
Эти стартапы играют решающую роль в продвижении инноваций, расширении границ возможностей ТГц связи и быстром выводе на рынок новых решений.

Их вклад важен для продолжающегося развития и коммерциализации ТГц технологии.

Заключение

Терагерцовая связь обладает огромным потенциалом для преобразования телекоммуникационной отрасли и за ее пределами. 

Несмотря на текущие проблемы, продолжающиеся исследования и технологические достижения открывают путь для практического и широкого внедрения ТГц связи. 

Поскольку отрасль продолжает внедрять инновации и преодолевать эти препятствия, ТГц связь призвана сыграть ключевую роль в будущем беспроводных технологий, предлагая беспрецедентную скорость, емкость и возможности подключения.

О ТТК

At ТТ Консультанты, мы являемся ведущим поставщиком индивидуальной интеллектуальной собственности (ИС), технологической разведки, бизнес-исследований и поддержки инноваций. Наш подход сочетает в себе инструменты искусственного интеллекта и модели большого языка (LLM) с человеческим опытом, предоставляя непревзойденные решения.

В нашу команду входят квалифицированные эксперты в области интеллектуальной собственности, технические консультанты, бывшие эксперты USPTO, европейские патентные поверенные и многие другие. Мы обслуживаем компании из списка Fortune 500, новаторов, юридические фирмы, университеты и финансовые учреждения.

Сервисы:

Выбирайте консультантов TT для получения индивидуальных высококачественных решений, которые по-новому определяют управление интеллектуальной собственностью.

Свяжитесь с нами

Поговорите с нашим экспертом

Свяжитесь с нами сейчас, чтобы запланировать консультацию и начать точно и дальновидно формировать свою стратегию признания патента недействительным. 

Отправить статью

Категории

ТОП
всплывающее окно

РАСКРЫТЬ СИЛУ

Вашей Идеи

Расширьте свои патентные знания
Эксклюзивная информация ждет вас в нашем информационном бюллетене

    Закажите обратный звонок!

    Благодарим вас за интерес к TT Consultants. Пожалуйста, заполните форму и мы свяжемся с вами в ближайшее время

      Закажите обратный звонок!

      Благодарим вас за интерес к TT Consultants. Пожалуйста, заполните форму и мы свяжемся с вами в ближайшее время