Спектр от 100 ГГц до 3 ТГц — это территория, где заканчивается 6G и начинается 7G — но граница не произвольна. Субтерагерцовый (100–300 ГГц) и полный терагерцовый (300 ГГц – 3 ТГц) диапазоны различаются по физике распространения, возможностям полупроводников и системной архитектуре настолько фундаментально, что представляют разные инженерные эпохи.

Ключевые факты

  • Суб-ТГц диапазон: 100–300 ГГц — целевой для 3GPP в стандартах 6G (Release 21+)
  • Полный ТГц диапазон: 300 ГГц – 3 ТГц — исследовательский фронт для 7G
  • Доступная полоса: суб-ТГц предлагает ~50 ГГц непрерывного спектра; полный ТГц — окна по 100+ ГГц
  • Пики атмосферного поглощения: 183 ГГц (водяной пар), 325 ГГц, 380 ГГц, 450 ГГц
  • Макс. выходная мощность на 300 ГГц: ~10 мВт (InP HBT) — IEEE ISSCC 2025
  • Целевая скорость: 6G суб-ТГц: 100+ Гбит/с; 7G ТГц: 1+ Тбит/с на линк

Ландшафт спектра: где останавливается 6G и начинается 7G

Каждое поколение беспроводной связи определяется своим спектром. 4G LTE работал ниже 6 ГГц. 5G расширился в миллиметровый диапазон (24–71 ГГц). 6G, как определено в рамках ITU-R IMT-2030, нацелен на субтерагерцовый диапазон — конкретно 92–300 ГГц — как фронт высокой ёмкости.

Но выше 300 ГГц лежит другой мир. Терагерцовый диапазон (300 ГГц – 3 ТГц) называют «последним спектральным фронтом» — огромная полоса электромагнитного пространства, практически не используемая для связи. Это территория, на которую нацелены исследования 7G.

Физика распространения: атмосфера как привратник

Главное различие между суб-ТГц и полным ТГц — это то, как атмосфера обращается с ними. Согласно рекомендации ITU-R P.676-13, атмосферное затухание в диапазоне 100–300 ГГц управляемо — обычно 1–10 дБ/км. Определённые «окна» (около 140 ГГц и 220 ГГц) предлагают относительно чистые пути распространения.

Выше 300 ГГц ситуация меняется драматически. Линии поглощения водяного пара на 325 ГГц, 380 ГГц и 450 ГГц создают пики затухания более 100 дБ/км. Даже в «окнах» между этими пиками атмосферные потери остаются на уровне 10–50 дБ/км — что делает наружное развёртывание за пределами нескольких десятков метров непрактичным.

Полупроводниковая реальность: разрыв мощности

Максимальная выходная мощность полупроводниковых усилителей резко падает с частотой. На ISSCC 2025 лучшие результаты для InP HBT на 300 ГГц составляли ~10 мВт. На 600 ГГц мощность падает до микроватт. На 1 ТГц устройства производят мощность, измеримую только в лабораторных условиях.

Для сравнения: базовые станции 5G mmWave работают с мощностью 50–200 мВт на элемент на частоте 28 ГГц. Масштаб задачи от 28 ГГц до 1 ТГц превышает 10 000×.

Что 6G планирует делать с суб-ТГц

Архитектура 6G рассматривает суб-ТГц как слой ёмкости, а не покрытия: плотное развёртывание внутри помещений с радиусом ячеек 10–50 метров, massive MIMO на суб-ТГц (256 элементов в ~5 см²), непрерывная полоса 10–50 ГГц для пиковых скоростей 100+ Гбит/с.

Что 7G предусматривает для полного ТГц

Видение 7G более радикально: терабитные линки (1 Тбит/с на соединение), слияние связи и сенсинга с субмиллиметровым разрешением, наносети для биомедицинских имплантов. Это возможности, недостижимые на суб-ТГц частотах.

Технологический мост: что должно измениться

Преодоление разрыва требует прорывов в четырёх областях: мощность устройств (минимум 1 мВт на элемент для ТГц), реконфигурируемые интеллектуальные поверхности (RIS), атмосферная адаптация (динамическое переключение между частотными окнами) и интеграция антенн на кристалле.

Временная шкала

2028–2030: стандартизация и развёртывание 6G суб-ТГц. 2030–2033: мощность ТГц-устройств достигает милливатт. 2033–2037: начало стандартизации 7G с ТГц. 2037–2040: раннее развёртывание 7G ТГц в контролируемых средах.

Заключение

200 ГГц, разделяющие суб-ТГц и полный ТГц — фактор менее 3× по частоте — представляют пропасть в инженерной сложности, на преодоление которой уйдёт десятилетие. Разрыв реален и отражает то, как фундаментальная физика задаёт темп эволюции беспроводной связи.

Frequently Asked Questions

В чём разница между суб-ТГц и ТГц частотами?

Суб-ТГц покрывает 100–300 ГГц и предназначен для стандартов 6G. Полный ТГц (300 ГГц – 3 ТГц) — исследовательский фронт для 7G с гораздо большей полосой пропускания, но требующий новых физических решений.

Почему 6G не может использовать полный терагерцовый диапазон?

На частотах выше 300 ГГц атмосферное поглощение (особенно водяным паром) создаёт сильное затухание. Современная полупроводниковая технология не может обеспечить достаточную выходную мощность на этих частотах для мобильного использования.

Когда терагерцовая связь станет практичной?

Исследования указывают на начало 2030-х для фиксированных ТГц-линий и конец 2030-х для мобильного ТГц в рамках 7G. Необходимы прорывы в III-V полупроводниках, графеновых устройствах и интеллектуальных отражающих поверхностях.