टेराहर्ट्ज़ संचार 0.1–10 THz आवृत्ति रेंज में विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उपयोग करके वायरलेस डेटा ट्रांसमिशन है, जो प्रति वाहक 100 GHz तक चैनल बैंडविड्थ प्रदान करता है। IEEE टेराहर्ट्ज़ इंटरेस्ट ग्रुप (2023) के अनुसार, THz संचार चैनलों ने प्रयोगशाला सेटिंग्स में 100 Gbps से अधिक की गति का प्रदर्शन किया है, जिससे यह स्पेक्ट्रम 10+ Tbps गति के साथ 7G नेटवर्क को सक्षम करने के लिए एक प्रमुख कारक बन गया है।

मुख्य तथ्य

  • THz आवृत्ति रेंज: 0.1–10 THz (100 GHz – 10 THz) — IEEE पदनाम
  • चैनल बैंडविड्थ: प्रति वाहक 50–100 GHz, 5G mmWave से ~100 गुना चौड़ा — IEEE Communications Society, 2023
  • प्रयोगशाला रिकॉर्ड: 100 मीटर पर 300 GHz पर 100 Gbps — NTT Docomo, 2021
  • 300 GHz पर पथ हानि: मुक्त स्थान में 10 मीटर पर ~82 dB — ITU-R P.676
  • सर्वश्रेष्ठ ट्रांजिस्टर fT: अनुसंधान InP HEMT में ~1 THz — IEEE EDL, 2023
  • तत्परता स्तर: 2026 तक TRL 3–4 (प्रयोगशाला अवधारणा का प्रमाण) — यूरोपीय आयोग का अनुमान
  • परिनियोजन पूर्वानुमान: 6G Advanced में सब-THz ~2033–2035; 7G में वास्तविक THz ~2038–2042

वायरलेस संचार के अधिकांश इतिहास के लिए, टेराहर्ट्ज़ (THz) रेंज — 100 GHz और 10 THz के बीच की आवृत्तियां — एक संसाधन से अधिक एक जिज्ञासा थी। पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा प्रभावी ढंग से उत्पन्न करने के लिए बहुत अधिक, ऑप्टिकल तरीकों के लिए बहुत कम, इसे "टेराहर्ट्ज़ गैप" कहा जाता था। उपग्रहों ने माइक्रोवेव का इस्तेमाल किया। फाइबर ऑप्टिक्स ने प्रकाश का इस्तेमाल किया। THz रेंज, बीच में, काफी हद तक अप्रयुक्त थी। यह विश्लेषण 7G Network की अनुसंधान टीम द्वारा तैयार किया गया है, जो मानकों, स्पेक्ट्रम नीति और उद्योग विकास में वायरलेस प्रौद्योगिकी के विकास को ट्रैक कर रही है।

यह बदल रहा है। अर्धचालक भौतिकी, फोटोनिक्स और एंटीना डिजाइन में प्रगति ने THz रेंज में व्यावहारिक सिग्नल पीढ़ी को आगे बढ़ाया है। और जैसे-जैसे प्रत्येक निचली आवृत्ति बैंड भीड़भाड़ वाला होता जा रहा है, THz रेंज का विशाल स्पेक्ट्रल संसाधन गंभीर इंजीनियरिंग ध्यान आकर्षित कर रहा है। 7G वायरलेस नेटवर्क के लिए — जिसका मानकीकरण 2030 के दशक के मध्य में होने की उम्मीद है — THz संचार वैकल्पिक नहीं है। यह 10+ Tbps की चरम डेटा दरों को प्राप्त करने के लिए प्राथमिक तंत्र है जिसकी इस पीढ़ी को आवश्यकता होगी।

टेराहर्ट्ज़ रेंज क्या है?

विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम को आवृत्ति के अनुसार क्षेत्रों में विभाजित किया गया है। रेडियो तरंगें कुछ किलोहर्ट्ज़ से लगभग 300 GHz तक फैली हुई हैं। इन्फ्रारेड प्रकाश 300 GHz से ऊपर (या, समकक्ष, 1 मिमी से कम तरंग दैर्ध्य) शुरू होता है। "टेराहर्ट्ज़ रेंज" पारंपरिक रूप से लगभग 100 GHz (0.1 THz) से 10 THz तक की आवृत्तियों को संदर्भित करती है — एक 100 गुना आवृत्ति रेंज जो माइक्रोवेव से ऑप्टिकल तक संक्रमण को कवर करती है।

THz को संचार के लिए आकर्षक बनाने वाला एक महत्वपूर्ण गुण बैंडविड्थ है। शैनन के प्रमेय से पता चलता है कि किसी भी चैनल की अधिकतम डेटा दर उसकी बैंडविड्थ के समानुपाती होती है। 300 GHz पर एक चैनल में संभावित रूप से 50-100 GHz बैंडविड्थ हो सकती है — 5G mmWave के 400-800 MHz चैनल बैंडविड्थ की तुलना में। अन्य सभी चीजें समान होने पर, अधिक बैंडविड्थ का अर्थ है प्रति सेकंड अधिक बिट्स।

THz को चुनौतीपूर्ण बनाने वाला एक महत्वपूर्ण गुण प्रसार है। उच्च आवृत्ति वाले सिग्नल हवा से गुजरते समय ऊर्जा खो देते हैं, और वे अधिकांश सामग्रियों में प्रवेश नहीं कर सकते। 300 GHz पर, मुक्त स्थान में पथ हानि 28 GHz mmWave की तुलना में लगभग 30 dB अधिक होती है, जो स्वयं sub-6 GHz से बहुत खराब है। THz सिग्नल मुक्त स्थान में दसियों या सैकड़ों मीटर के भीतर, और दीवार से टकराने पर सेंटीमीटर या उससे कम के भीतर शोर स्तर तक क्षीण हो जाता है।

टेराहर्ट्ज़ रेंज 0.1–10 THz को कवर करती है और 50–100 GHz चैनल बैंडविड्थ प्रदान करती है — 5G mmWave से लगभग 100 गुना चौड़ा — लेकिन 300 GHz पर केवल 10 मीटर की दूरी पर ~82 dB के पथ हानि से ग्रस्त है।

THz प्रसार की भौतिकी

THz सिग्नल हानि में दो तंत्र हावी हैं:

मुक्त स्थान हानि

सभी विद्युत चुम्बकीय तरंगें दूरी के वर्ग और आवृत्ति के वर्ग के समानुपाती पथ हानि का अनुभव करती हैं। आवृत्ति को दोगुना करने से पथ हानि चार गुना बढ़ जाती है (अन्य सभी चीजें समान होने पर)। 300 GHz पर, 10 मीटर की दूरी पर मुक्त स्थान हानि लगभग 82 dB है — जिसका अर्थ है कि प्राप्त सिग्नल प्रेषित सिग्नल की तुलना में 82 dB कमजोर है। इसके लिए लिंक के ऊर्जा बजट को बंद करने के लिए अत्यधिक उच्च संचरण शक्ति या अत्यधिक उच्च लाभ दिशात्मक एंटेना (या दोनों) की आवश्यकता होती है।

आणविक अवशोषण

कुछ अणु — विशेष रूप से जल वाष्प (H₂O) और ऑक्सीजन (O₂) — विशिष्ट आवृत्तियों पर THz विकिरण को अवशोषित करते हैं। विशिष्ट आर्द्रता पर समुद्र तल पर, 183 GHz, 325 GHz और 557 GHz पर अवशोषण चोटियाँ होती हैं जो कम दूरी पर 10-100 dB अतिरिक्त क्षीणन जोड़ सकती हैं। व्यावहारिक प्रभाव यह है कि THz संचार प्रणालियों को इन अवशोषण चोटियों के बीच "पारदर्शिता खिड़कियों" में काम करना चाहिए — विशेष रूप से 300 GHz, 350 GHz और 410 GHz के आसपास, जहाँ अवशोषण कम होता है।

कम आर्द्रता की स्थिति में (रेगिस्तान, उच्च ऊंचाई, ठंडी जलवायु) और इनडोर सेटिंग्स में (जहां आर्द्रता नियंत्रित होती है), अवशोषण काफी कम होता है। यह इनडोर THz संचार को बाहरी लंबी दूरी के लिंक की तुलना में काफी अधिक व्यावहारिक बनाता है।

THz प्रसार मुक्त स्थान हानि (300 GHz पर 10 मीटर पर 82 dB) और 183, 325 और 557 GHz के आसपास चोटियों पर H₂O और O₂ के आणविक अवशोषण द्वारा सीमित है, जिससे सिस्टम को 300, 350 और 410 GHz के पास पारदर्शिता खिड़कियों में काम करने के लिए मजबूर होना पड़ता है।

7G के लिए THz अभी भी क्यों आवश्यक है

इन चुनौतियों को देखते हुए, कोई पूछ सकता है: क्यों न बस अधिक sub-6 GHz स्पेक्ट्रम का उपयोग किया जाए, या mmWave परिनियोजन का विस्तार किया जाए? उत्तर अंकगणित में निहित है। 100 GHz से नीचे की आवृत्तियों पर कुल उपलब्ध बैंडविड्थ — पहले से ही सेलुलर, उपग्रह, रडार, वाईफाई और अन्य सेवाओं से भीड़भाड़ वाली — विश्व स्तर पर दसियों गीगाहर्ट्ज़ में मापी जाती है। मौजूदा स्पेक्ट्रम आवंटन से 2040 के दशक में वायरलेस बैंडविड्थ की मांग को पूरा करना शारीरिक रूप से असंभव है।

इसके विपरीत, THz रेंज में प्रत्येक ट्रांसमिशन विंडो में सैकड़ों गीगाहर्ट्ज़ संभावित स्पेक्ट्रम होता है। प्रभावी उपयोग के लिए पूरी तरह से नए सिस्टम आर्किटेक्चर की आवश्यकता होगी — लेकिन आवश्यक बैंडविड्थ है। इंजीनियरिंग चुनौती वास्तविक है। विकल्प बदतर है।

FCC और ITU स्पेक्ट्रम आवंटन डेटा के अनुसार, 100 GHz से नीचे की कुल उपलब्ध बैंडविड्थ विश्व स्तर पर दसियों गीगाहर्ट्ज़ में मापी जाती है और पहले से ही भीड़भाड़ वाली है। THz रेंज प्रत्येक पारदर्शिता विंडो में सैकड़ों गीगाहर्ट्ज़ प्रदान करती है, जिससे यह 7G युग की क्षमता की जरूरतों को पूरा करने का एकमात्र व्यवहार्य मार्ग बन जाता है।

हार्डवेयर चुनौती: THz सिग्नल उत्पन्न करना

THz सिग्नल उत्पन्न करना और उनका पता लगाना एक मौलिक कारण से चुनौतीपूर्ण है: इसके लिए इलेक्ट्रॉनिक्स की आवश्यकता होती है जो THz गति से स्विच करते हैं। ट्रांजिस्टर के लिए एक प्रमुख योग्यता का आंकड़ा संक्रमण आवृत्ति (fT) है — वह आवृत्ति जिस पर लाभ एकता तक गिर जाता है। एक ट्रांजिस्टर को एम्पलीफायर के रूप में उपयोग करने के लिए fT से काफी नीचे काम करने की आवश्यकता होती है।

वर्तमान अत्याधुनिक ट्रांजिस्टर:

  • InP HEMT (इंडियम फॉस्फाइड हाई इलेक्ट्रॉन मोबिलिटी ट्रांजिस्टर): सर्वश्रेष्ठ अनुसंधान उपकरणों में लगभग 700-1000 GHz का fT दिखाया गया है। व्यावहारिक एम्पलीफायर लगभग 300-400 GHz तक काम करते हैं। यह आज सब-THz संचार प्रणालियों के लिए प्रमुख तकनीक है।
  • GaN HEMT: InP की तुलना में कम fT (आमतौर पर अनुसंधान उपकरणों के लिए 200-400 GHz), लेकिन बहुत अधिक आउटपुट पावर — THz संचार लिंक में ट्रांसमिट एम्पलीफायरों के लिए उपयोगी है जहां शक्ति महत्वपूर्ण है।
  • ग्राफीन ट्रांजिस्टर: 1 THz से ऊपर सैद्धांतिक संक्रमण आवृत्तियां, लेकिन व्यावहारिक एम्पलीफायरों ने संपर्क प्रतिरोध और सब्सट्रेट प्रभावों के कारण प्रयोगशाला उपकरणों के प्रदर्शन को प्राप्त नहीं किया है। अनुसंधान का एक सक्रिय क्षेत्र।
  • फोटोनिक दृष्टिकोण: दो लेजर आवृत्तियों (फोटोमिक्सिंग) को बीट करके THz सिग्नल उत्पन्न करना इलेक्ट्रॉनिक ट्रांजिस्टर की सीमाओं से पूरी तरह से बचा जाता है और 1-3 THz तक पहुंच सकता है। इलेक्ट्रॉनिक दृष्टिकोण की तुलना में कम शक्ति, लेकिन सुधार हो रहा है।

7G के लिए, व्यावहारिक THz संचार प्रणालियों को यूरोपीय आयोग के Horizon Europe THz प्रौद्योगिकी रोडमैप के अनुसार, निकटतम परिनियोजन (2030 के दशक) के लिए 100-500 GHz रेंज में काम करने वाले InP या GaN-आधारित फ्रंट-एंड की आवश्यकता होगी। फोटोनिक या उन्नत जटिल अर्धचालक-आधारित दृष्टिकोण 2030 के दशक के अंत और 2040 के दशक में आवृत्ति रेंज को 1 THz और उससे आगे तक बढ़ा देंगे।

प्रौद्योगिकीfT रेंजआउटपुट पावरपरिपक्वता
InP HEMT700–1000 GHzकम (सब-mW)सबसे परिपक्व; ~400 GHz तक एम्पलीफायर
GaN HEMT200–400 GHzउच्च (100+ mW)सब-THz ट्रांसमिट एम्पलीफायरों के लिए परिपक्व
ग्राफीन>1 THz (सैद्धांतिक)बहुत कमअनुसंधान चरण; संपर्क प्रतिरोध सीमाएं
फोटोनिक (फोटोमिक्सिंग)N/A (ऑप्टिकल बीटिंग)कम (µW–mW)3 THz तक प्रयोगशाला डेमो; तेजी से सुधार

IEEE Electron Device Letters (2023) के अनुसार, InP HEMT 700–1000 GHz के fT और ~400 GHz तक व्यावहारिक एम्पलीफायरों के साथ THz डिवाइस प्रौद्योगिकी का नेतृत्व करते हैं। GaN HEMT ट्रांसमिट एम्पलीफायरों के लिए उच्च आउटपुट पावर प्रदान करते हैं, और फोटोनिक दृष्टिकोण कम शक्ति पर 1–3 THz तक पहुंचते हैं।

THz के लिए एंटीना डिजाइन

THz आवृत्तियों पर, तरंग दैर्ध्य मिलीमीटर के अंश होते हैं। 300 GHz सिग्नल की तरंग दैर्ध्य 1 मिमी होती है; 1 THz सिग्नल की तरंग दैर्ध्य 300 माइक्रोमीटर होती है। इसके दो महत्वपूर्ण निहितार्थ हैं।

सबसे पहले, एंटेना छोटे हो जाते हैं। 300 GHz पर एक हाफ-वेव डिपोल 0.5 मिमी लंबा होता है — इतना छोटा कि इसे चिप पैकेज में ही एकीकृत किया जा सके। यह एंटीना-इन-पैकेज (AiP) डिजाइनों को सक्षम बनाता है, जहां ट्रांसीवर और एंटीना एक एकल एकीकृत मॉड्यूल होते हैं, जिससे इंटरकनेक्ट से होने वाले नुकसान कम होते हैं।

दूसरे, एंटीना सरणियाँ बेहद घनी हो सकती हैं। 300 GHz पर एक 64-तत्व चरणबद्ध सरणी कुछ वर्ग मिलीमीटर में फिट होती है। यह अत्यधिक दिशात्मक बीमों को सक्षम बनाता है — THz आवृत्तियों पर पेंसिल-पतले — जो ऊर्जा को इच्छित रिसीवर की दिशा में सटीक रूप से केंद्रित करते हैं। संचरण पथ हानि की भरपाई के लिए उच्च-लाभ दिशात्मक एंटेना आवश्यक हैं।

चुनौती बीम स्टीयरिंग में निहित है। एक अत्यधिक दिशात्मक THz बीम को एक चलती डिवाइस को ट्रैक करना चाहिए या सीधे पथ अवरुद्ध होने पर अनुकूलन करना चाहिए। इसके लिए तेज, विश्वसनीय बीम स्टीयरिंग की आवश्यकता होती है — एक समस्या जिसे 5G mmWave ने अपूर्ण रूप से हल किया है और जिसे 6G और 7G को अधिक मजबूती से हल करना चाहिए। पुनर्संरचना योग्य बुद्धिमान सतहों (RIS) जैसी प्रौद्योगिकियां THz बीमों को स्टीयर करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती हैं।

300 GHz पर, एक हाफ-वेव डिपोल एंटीना केवल 0.5 मिमी लंबा होता है, जो एंटीना-इन-पैकेज (AiP) डिजाइनों और कुछ वर्ग मिलीमीटर में फिट होने वाली 64-तत्व चरणबद्ध सरणियों को सक्षम बनाता है — THz पथ हानि की भरपाई के लिए आवश्यक अल्ट्रा-संकीर्ण बीम बनाते हैं।

वर्तमान अनुसंधान और प्रदर्शन

कई ऐतिहासिक प्रयोग THz संचार के लिए विकास की दिशा का प्रदर्शन करते हैं:

  • NTT Docomo ने 2021 में इनडोर सेटिंग में 100 मीटर की दूरी पर 300 GHz पर 100 Gbps वायरलेस संचार का प्रदर्शन किया — इस दूरी पर THz बैकहॉल की सिस्टम व्यवहार्यता का पहला प्रदर्शन।
  • टोक्यो विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने 2023 में 3.8 cm² के ऑन-चिप एंटीना सरणी के साथ 10 मीटर की दूरी पर 100 Gbps पर 240 GHz संचार का प्रदर्शन किया, जो THz आवृत्तियों पर एंटीना घनत्व की संभावना को दर्शाता है।
  • Samsung के Advanced Institute of Technology ने 2021 में एक नियंत्रित वातावरण में 15 सेमी की दूरी पर 140 GHz पर 1 Tbps वायरलेस संचार का प्रदर्शन किया, मुख्य रूप से सब-THz आवृत्तियों पर मॉड्यूलेशन क्षमता के प्रमाण के रूप में।
  • यूरोपीय परियोजना TERAPOD ने डेटा सेंटर रैक के भीतर THz वायरलेस डेटा वितरण का प्रदर्शन किया, जिसका उद्देश्य THz लिंक के साथ तांबे के इंटरकनेक्ट को बदलना है ताकि रैक-टू-रैक संचार के लिए — एक अल्पकालिक वाणिज्यिक अनुप्रयोग जिसके लिए लंबी दूरी के प्रसार की आवश्यकता नहीं होती है।

इनमें से कोई भी "उत्पादन-तैयार 7G" नहीं है। ये अवधारणा के प्रदर्शन हैं जो भविष्य की प्रणाली के विशिष्ट घटकों को मान्य करते हैं। 100 मीटर पर 300 GHz पर 100 Gbps के प्रदर्शन और एक तैनात 7G THz छोटे सेल के बीच का अंतर, जो एक साथ 500 उपकरणों की सेवा कर रहा है, बहुत बड़ा है — और इसमें लगभग 10-15 साल का इंजीनियरिंग कार्य शामिल है। व्यापक 6G बनाम 7G प्रौद्योगिकी परिदृश्य की तुलना के लिए, हमारे विस्तृत विश्लेषण को देखें।

7G आर्किटेक्चर में THz

THz प्रसार की भौतिकी यह निर्धारित करती है कि इसे कहाँ तैनात किया जाएगा: कम दूरी, उच्च घनत्व, मुख्य रूप से इनडोर। 7G आर्किटेक्चर THz स्पेक्ट्रम का उपयोग करेगा:

  • इनडोर छोटे सेल: कार्यालयों, कारखानों और घरों में वितरित THz एक्सेस पॉइंट, परिसर के भीतर प्रति डिवाइस कई Gbps थ्रूपुट प्रदान करते हैं।
  • डिवाइस-टू-डिवाइस (D2D) संचार: तत्काल निकटता में उपकरणों के बीच उच्च गति डेटा विनिमय — AR हेडसेट दृश्य डेटा का आदान-प्रदान करते हैं, स्वायत्त वाहन चौराहों पर सेंसर डेटा का आदान-प्रदान करते हैं।
  • वायरलेस बैकहॉल: घने परिनियोजन में बेस स्टेशन घटकों को जोड़ने वाले कम दूरी के THz लिंक, फाइबर ऑप्टिक्स को प्रतिस्थापित करते हैं जहां खाई खोदना अव्यावहारिक है।
  • डेटा सेंटर इंटरकनेक्ट: रैक-टू-रैक और इन-रैक संचार के लिए तांबे को प्रतिस्थापित करने वाले THz लिंक, जहां वे बैंडविड्थ लाभ प्रदान करते हैं और सक्रिय विद्युत इंटरकनेक्ट की बिजली खपत को समाप्त करते हैं।

7G युग में व्यापक THz कवरेज की उम्मीद नहीं है। भौतिकी बहुत प्रतिकूल है। 7G का मैक्रो-लेयर कवरेज के लिए 6G सब-THz और मिड-बैंड आवृत्तियों का उपयोग करेगा; THz उच्च-लोड बिंदुओं पर क्षमता प्रदान करता है।

7G आर्किटेक्चर में, THz स्पेक्ट्रम को उच्च क्षमता वाले, कम दूरी के परिदृश्यों के लिए तैनात किया जाता है: इनडोर छोटे सेल, डिवाइस-टू-डिवाइस लिंक, वायरलेस बैकहॉल और डेटा सेंटर इंटरकनेक्ट — जबकि कवरेज की मैक्रो-लेयर 6G सब-THz और मिड-बैंड आवृत्तियों पर निर्भर करती है।

परिनियोजन का मार्ग

2026 तक THz संचार घटकों का प्रौद्योगिकी तत्परता स्तर (TRL) लगभग TRL 3-4 है: अवधारणा प्रयोगशाला में सिद्ध हुई है। TRL 7-8 (परिचालन वातावरण में प्रोटोटाइप) में संक्रमण में 8-12 साल लगते हैं। TRL 9 (उत्पादन-तैयार प्रणाली) में संक्रमण में अतिरिक्त 3-5 साल लगते हैं।

ये समय-सीमा 2038-2042 के आसपास उन्नत परिनियोजन में 7G THz छोटे सेल के उद्भव के साथ संरेखित होती है। इससे पहले, 2033-2035 के आसपास 6G Advanced सिस्टम में सब-THz (100-300 GHz) का उद्भव एक मध्यवर्ती कदम के रूप में अपेक्षित है — 5G mmWave और वास्तविक 7G THz के बीच के अंतर को पाटते हुए।

इस अंतर को पाटने के लिए आवश्यक निवेश पर्याप्त हैं: नए अर्धचालक फैब जो बड़ी मात्रा में InP और GaN उपकरणों का उत्पादन करने में सक्षम हैं, एंटीना-इन-पैकेज मॉड्यूल के लिए पैकेजिंग तकनीक, चिप-स्तर पर बीम स्टीयरिंग के लिए ASIC, और घने बहु-उपयोगकर्ता वातावरण में THz लिंक को प्रबंधित करने के लिए सिग्नल प्रोसेसिंग एल्गोरिदम। सैमसंग, NTT, नोकिया बेल लैब्स और दक्षिण कोरिया, जापान और यूरोपीय संघ के सरकारी कार्यक्रमों सहित, जो कंपनियां और राष्ट्रीय कार्यक्रम अब ये निवेश कर रहे हैं, वे 2035-2045 के दशक के लिए THz आपूर्ति श्रृंखला को परिभाषित करेंगे।

टेराहर्ट्ज़ संचार (0.1–10 THz) 50–100 GHz चैनल बैंडविड्थ प्रदान करता है — 5G mmWave से लगभग 100 गुना चौड़ा — 1 Tbps से अधिक की चरम गति को सक्षम करता है। प्रयोगशाला प्रदर्शनों ने 100 मीटर की दूरी पर 300 GHz पर 100 Gbps प्राप्त किया है। THz घटक 2026 तक TRL 3-4 स्तर पर हैं; सब-THz 2033-2035 के आसपास 6G Advanced सिस्टम में अपेक्षित है, और वास्तविक THz छोटे सेल 2038-2042 में 7G परिनियोजन के लिए अनुमानित हैं।

स्रोत

  1. ITU-R Recommendation P.676 — 1 THz तक की आवृत्तियों के लिए वायुमंडलीय क्षीणन मॉडल
  2. IEEE Electron Device Letters — InP HEMT और GaN HEMT ट्रांजिस्टर प्रदर्शन मेट्रिक्स
  3. NTT Docomo 300 GHz डेमो (2021) — 100 मीटर पर 300 GHz पर 100 Gbps वायरलेस संचार
  4. Samsung Advanced Institute of Technology — 140 GHz पर 1 Tbps अवधारणा का प्रदर्शन
  5. EU TERAPOD Project — डेटा सेंटर वातावरण में THz वायरलेस डेटा वितरण
  6. FCC Spectrum Horizons (2019) — प्रायोगिक और लाइसेंस प्राप्त उपयोग के लिए 95 GHz से ऊपर की आवृत्तियों को खोलना

Frequently Asked Questions

टेराहर्ट्ज़ संचार क्या है?

टेराहर्ट्ज़ संचार वायरलेस डेटा ट्रांसमिशन के लिए 0.1–10 THz आवृत्ति रेंज में विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उपयोग करता है। यह 5G मिलीमीटर तरंगों की तुलना में 100 गुना अधिक चैनल बैंडविड्थ प्रदान करता है, जो 1 Tbps से अधिक की चरम गति को सक्षम करता है — लेकिन उच्च पथ हानि और आणविक अवशोषण सहित गंभीर प्रसार चुनौतियों का सामना करता है।

7G के लिए टेराहर्ट्ज़ संचार क्यों महत्वपूर्ण है?

7G को 10 Tbps से अधिक की चरम गति की आवश्यकता है। इसे प्राप्त करने का एकमात्र तरीका टेराहर्ट्ज़ स्पेक्ट्रम की विशाल बैंडविड्थ के माध्यम से है। THz बैंड प्रति लिंक 50-100 GHz चैनल बैंडविड्थ प्रदान करते हैं, जबकि 5G mmWave में 400-800 MHz होता है।

टेराहर्ट्ज़ सिग्नल की सीमा क्या है?

टेराहर्ट्ज़ सिग्नल तेजी से क्षीण होते हैं — प्रभावी सीमा मुक्त स्थान में दसियों से सैकड़ों मीटर और दीवारों के माध्यम से सेंटीमीटर होती है। 300 GHz पर, 10 मीटर पर मुक्त स्थान हानि लगभग 82 dB है। यह THz को उच्च-लोड बिंदुओं पर कम दूरी के परिनियोजन तक सीमित करता है।

टेराहर्ट्ज़ वायरलेस संचार कब उपलब्ध होगा?

THz संचार घटक 2026 तक TRL 3-4 (प्रयोगशाला अवधारणा का प्रमाण) स्तर पर हैं। सब-THz (100-300 GHz) 2033-2035 के आसपास 6G Advanced सिस्टम में अपेक्षित है। 7G के लिए वास्तविक THz छोटे सेल 2038-2042 के लिए अनुमानित हैं।

क्या टेराहर्ट्ज़ सिग्नल दीवारों से गुजर सकते हैं?

नहीं। THz सिग्नल अधिकांश ठोस सामग्रियों द्वारा सेंटीमीटर के भीतर अवशोषित हो जाते हैं। 300 GHz पर, मुक्त स्थान हानि पहले से ही 10 मीटर पर ~82 dB है, और दीवारें लगभग पूर्ण क्षीणन जोड़ती हैं। THz लाइन-ऑफ-विज़न, इनडोर और कम दूरी के परिदृश्यों के लिए है।

THz संचार के लिए कौन से उपकरण आवश्यक हैं?

THz संचार के लिए विशेष ट्रांजिस्टर (700-1000 GHz के fT के साथ InP HEMT या उच्च शक्ति के लिए GaN HEMT), चिप पैकेज (एंटीना-इन-पैकेज) में एकीकृत सब-मिलीमीटर एंटीना सरणियाँ, और बीम स्टीयरिंग के लिए तेज ASIC की आवश्यकता होती है। लेजर फोटोमिक्सिंग का उपयोग करने वाले फोटोनिक दृष्टिकोण भी 3 THz तक THz सिग्नल उत्पन्न कर सकते हैं।

टेराहर्ट्ज़ संचार मिलीमीटर तरंगों से कैसे तुलना करता है?

THz 5G mmWave (50-100 GHz बनाम 400-800 MHz) की तुलना में ~100 गुना अधिक चैनल बैंडविड्थ प्रदान करता है, जिससे काफी अधिक गति सक्षम होती है। हालांकि, THz काफी खराब प्रसार से ग्रस्त है: 28 GHz mmWave की तुलना में ~30 dB अधिक पथ हानि, साथ ही विशिष्ट आवृत्तियों पर जल वाष्प और ऑक्सीजन का आणविक अवशोषण।