테라헤르츠 송수신기

테라헤르츠파는 주파수 범위가 대략 0.1 THz에서 10 THz 사이에 해당하는 전자기파이다. 이는 밀리미터파와 적외선 사이의 스펙트럼 영역을 차지하며, 역사적으로 연구가 어려워 '테라헤르츠 갭'으로 불리기도 했다. 이 영역의 파동은 마이크로파의 특성과 광파의 특성을 모두 지닌다는 점이 특징이다.

주요 물리적 특성으로는 높은 투과성과 흡수성을 동시에 보인다는 점을 들 수 있다. 종이, 플라스틱, 천, 세라믹 등 많은 비금속 및 비극성 물질을 투과할 수 있다. 반면, 물과 같은 극성 분자를 포함한 물질에는 강하게 흡수된다[1]. 이러한 특성은 비파괴 검사나 보안 검색에 유리하게 작용한다.

주파수가 매우 높기 때문에 활용 가능한 대역폭이 극도로 넓다. 이는 초고속 데이터 전송을 가능하게 하는 가장 중요한 기반이 된다. 그러나 대기 중에서의 전파 손실은 큰 도전 과제이다. 특히, 수증기에 의한 흡수가 매우 커서 장거리 통신에 제약을 준다. 주요 흡수 선은 다음과 같다.

이러한 높은 주파수는 매우 짧은 파장을 의미하며, 이로 인해 안테나와 회로의 소형화가 가능해진다. 동시에, 직진성이 강하고 산란 또는 회절이 적어 고정밀 레이더 및 이미징 시스템에 적합한 특성을 제공한다.

테라헤르츠파를 이용한 통신 시스템에서 정보를 실어 나르기 위해서는 반드시 변조 과정이 필요하다. 송신기는 생성한 테라헤르츠파 반송파의 진폭, 위상, 또는 주파수 중 하나 이상의 특성을 정보 신호에 따라 변화시킨다. 이 과정을 통해 디지털 비트 스트림이 테라헤르츠 전파에 실리게 된다.

주로 사용되는 변조 방식은 대역폭 효율성과 구현 복잡도, 그리고 전송 채널의 특성을 고려하여 선택된다. 테라헤르츠 대역의 넓은 대역폭을 활용한 고속 데이터 전송에는 직교 주파수 분할 다중화 방식이 유력한 후보로 연구된다. 또한, 비교적 구현이 간단한 진폭 편이 변조나 위상 편이 변조도 실험적으로 적용된다. 테라헤르츠 송신기는 선택된 변조 방식에 따라 고주파 신호를 정확하게 제어할 수 있는 고속 스위칭 소자와 회로 설계가 필수적이다.

송신 방식은 사용하는 소자에 따라 크게 두 가지 경로로 구분된다. 하나는 고조파 믹서나 IMPATT 다이오드와 같은 반도체 소자를 이용해 전기 신호를 직접 테라헤르츠 대역으로 변환 및 증폭하는 전자식 방법이다. 다른 하나는 광섬유 기반의 시스템으로, 두 개의 근접한 주파수의 레이저 광을 광도파관 안의 광전 소자에 조사하여 비트(차이) 주파수 영역에서 테라헤르츠파를 생성하는 광학적 방법이다[2]. 후자의 방식은 매우 넓은 튜닝 범위와 높은 주파수 안정성을 얻을 수 있는 장점이 있다.

수신기는 약한 테라헤르츠파 신호를 포착하고 이를 처리 가능한 전기 신호로 변환하는 역할을 한다. 수신기의 핵심은 검파기로, 고주파의 테라헤르츠파를 기저대역 신호로 변환한다. 주요 검파 방식에는 정류 검파와 동조 검파가 있으며, 슈트키 배리어 다이오드나 고속 트랜지스터를 활용한 반도체 기반 검파기가 널리 연구된다. 또한, 매우 민감한 볼로미터나 고온 초전도체를 이용한 열 검파 방식도 특정 응용 분야에서 사용된다.

검파된 신호는 이후 저잡음 증폭기를 통해 증폭되고, 아날로그-디지털 변환기에 의해 디지털 데이터로 처리된다. 테라헤르츠파의 높은 주파수 특성상, 수신 과정에서 발생하는 열 잡음과 위상 잡음을 최소화하는 것이 중요한 기술적 과제이다. 이를 위해 수신 모듈은 종종 극저온으로 냉각되어 동작한다.

다양한 수신 기술의 성능은 주로 잡음 등가 전력과 동적 범위로 평가된다. 최근에는 단일 칩에 수신 회로를 집적하는 단일 칩 수신기 개발과, 광학 검파 방식을 결합한 광-테라헤르츠 변환 기술도 활발히 연구되고 있다[3].

테라헤르츠 송수신기의 송신기 모듈은 테라헤르츠파를 생성하고 변조하여 방사하는 핵심 부품이다. 주로 고주파 반도체 소자나 광학적 방법을 이용하여 마이크로파 대역보다 훨씬 높은 주파수의 전자기파를 발생시킨다. 이 모듈의 성능은 전체 통신 시스템의 데이터 전송률과 품질을 직접적으로 결정한다.

송신기 모듈의 핵심은 발진기와 변조기이다. 발진기는 고주파 신호를 생성하는데, Gunn 다이오드, IMPATT 다이오드 같은 반도체 소자나 광도파관을 통한 광섬유 레이저의 비선형 효과를 이용하는 방식이 일반적이다. 생성된 신호는 변조기를 통해 전송할 데이터를 실게 된다. 테라헤르츠 대역에서는 진폭 편이 변조(ASK)나 위상 편이 변조(PSK)보다는 구현이 비교적 단순한 온-오프 키잉(OOK)이 널리 사용되며, 고속 통신을 위해 직교 진폭 변조(QAM) 등의 고차 변조 기술 연구도 진행 중이다.

송신기 모듈의 구성 요소와 주요 기술을 요약하면 다음과 같다.

이 모듈의 설계에서 가장 큰 도전 과제는 높은 주파수에서도 안정적인 신호 출력과 전력 효율을 확보하는 것이다. 테라헤르츠파는 공기 중에서 급격히 감쇠하기 때문에, 충분한 통신 거리를 확보하려면 상대적으로 높은 송신 전력이 필요하다. 그러나 현재의 반도체 기술로는 고주파 대역에서 높은 출력을 내는 데 한계가 있어, 출력 증폭 기술과 효율적인 안테나 설계가 활발히 연구되고 있다.

수신기 모듈은 테라헤르츠파 신호를 포착하여 전기적 신호로 변환하는 핵심 장치이다. 이 모듈은 수신된 약한 테라헤르츠파 신호를 검파하고 증폭하여 후속 기저대역 신호 처리 시스템이 해석할 수 있는 형태로 만드는 역할을 한다. 주요 구성 요소로는 테라헤르츠파를 집속하는 안테나, 신호를 검파하는 검파기, 그리고 미약한 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기 등이 포함된다.

검파 방식에 따라 수신기 모듈의 구조가 달라진다. 직접 검파 방식에서는 슈트키 배리어 다이오드나 고속 정류기 같은 반도체 소자가 테라헤르츠파를 직접 저주파 신호로 변환한다. 반면, 헤테로다인 수신 방식은 수신된 신호를 국부 발진기에서 생성된 신호와 혼합하여 중간 주파수로 낮춘 후 처리한다. 이 방식은 감도와 선택도가 뛰어나지만, 시스템이 복잡해지는 단점이 있다.

수신기 모듈의 성능은 잡음등가전력과 동적 범위 같은 지표로 평가된다. 테라헤르츠파 대역의 높은 주파수 특성상, 열 잡음과 소자 자체의 잡음을 최소화하는 것이 기술적 핵심 과제이다. 이를 위해 초전도 검파기나 양자 캐스케이드 검파기 같은 고감도 소자의 연구가 활발히 진행되고 있다.

최근 연구 동향은 소형화와 집적화에 초점이 맞춰져 있다. 실리콘 게르마늄이나 인듐 갈륨 비소 같은 고속 반도체 공정을 이용하여 수신기 모듈 전체를 단일 칩에 집적하려는 시도가 이루어지고 있다. 이는 시스템 비용을 낮추고 대량 생산을 가능하게 하여 테라헤르츠 송수신기의 상용화에 기여할 것으로 기대된다.

테라헤르츠파를 효과적으로 방사하거나 집속하기 위해서는 특수 설계된 안테나와 도파관이 필수적이다. 기존의 마이크로파 대역 안테나 설계 기법은 테라헤르츠 주파수에서 큰 손실과 비효율을 초래할 수 있어, 새로운 접근 방식이 요구된다.

테라헤르츠 대역에서 널리 연구되는 안테나 유형으로는 평판 슬롯 안테나, 마이크로스트립 패치 안테나, 그리고 렌즈 안테나가 있다. 특히 집적 회로와의 결합이 용이한 평판 안테나가 많이 사용된다. 높은 주파수에서의 표피 효과로 인해 도체 손실이 커지므로, 안테나 패턴 설계와 함께 저손실 재료 선택이 매우 중요하다. 또한, 짧은 파장으로 인해 안테나의 물리적 크기가 매우 작아지기 때문에, 배열 안테나를 구성하여 이득을 높이는 방식이 일반적이다.

도파관은 송수신 모듈에서 안테나까지 신호를 전달하는 통로 역할을 한다. 테라헤르츠 대역에서는 사각 도파관이나 원형 도파관과 같은 금속 도파관이 사용될 수 있지만, 제작 공차가 매우 엄격하고 연결부에서의 손실이 문제가 된다. 이를 극복하기 위해 사이클로트론이나 슬로우 웨이브 구조를 갖는 플라즈모닉 도파관, 또는 실리콘 칩 위에 제작되는 집적 도파관 등의 연구가 활발히 진행되고 있다. 이들 구조는 전파의 군속도를 늦춰 소형화된 공간 내에서도 효율적인 전파 유도가 가능하게 한다[5].

안테나와 도파관의 성능을 종합적으로 평가하는 주요 지표는 다음과 같다.

테라헤르츠 송수신기는 대역폭이 매우 넓은 테라헤르츠파를 이용하여 기존 밀리미터파 대역을 훨씬 초과하는 데이터 전송 속도를 실현하는 핵심 장치이다. 이 기술은 6G 및 차세대 초고속 무선 통신 네트워크의 주요 후보 기술로 주목받고 있다. 테라헤르츠 대역은 일반적으로 0.1 THz에서 10 THz 사이의 주파수를 지칭하며, 이 넓은 스펙트럼 자원을 통해 초당 수십 기가비트에서 수 테라비트에 이르는 극초고속 데이터 전송이 이론적으로 가능해진다.

주요 응용 시나리오로는 초고해상도 비디오 스트리밍, 초고속 무선 백홀 링크, 데이터 센터 내 무선 랙 간 연결, 그리고 실시간 대용량 데이터 다운로드 등이 있다. 예를 들어, 수 기가바이트 용량의 영화 파일을 1초 이내에 전송하거나, 가상 현실 및 증강 현실 환경에서 요구되는 방대한 데이터를 무선으로 지연 없이 공급하는 데 활용될 수 있다. 이는 광섬유 기반 유선 네트워크의 속도를 무선 영역에서 맞추거나 능가하는 것을 목표로 한다.

그러나 실용화를 위해서는 해결해야 할 과제도 많다. 테라헤르츠파는 공기 중의 수증기 분자에 의해 쉽게 흡수되어 전파 감쇠가 크게 발생한다[6]. 이는 통신 가능 거리를 수십 미터 이내로 제한하는 주요 요인이다. 따라서 현재 연구는 짧은 거리, 고정된 점대점 링크에 초점이 맞춰져 있으며, 실내 소형 셀 네트워크나 장치 간 초근접 통신에 가장 먼저 적용될 것으로 예상된다.

주파수 대역별 예상 데이터 속도와 응용 분야는 다음과 같이 요약할 수 있다.

이 표에서 알 수 있듯이, 주파수가 높아질수록 활용 가능한 대역폭과 이론적 전송 속도는 증가하지만, 신호 생성, 변조, 검출의 기술적 난이도와 전파 감쇠도 함께 증가한다.

테라헤르츠파는 밀리미터파와 적외선 사이의 주파수 대역을 차지하는 전자기파이다. 이 파장 대역은 많은 비금속, 비극성 물질에 대해 높은 투과성을 보이면서도, 물 분자 등 특정 물질에 의해 강하게 흡수되는 독특한 특성을 지닌다. 이러한 특성은 테라헤르츠 송수신기를 이미징 및 센싱 분야에 매우 유용하게 만든다.

이미징 응용에서는 투과 영상과 반사 영상 방식이 모두 사용된다. 테라헤르츠파는 종이, 천, 플라스틱, 세라믹 등을 투과할 수 있어, 포장재 내부나 벽 뒤에 숨겨진 물체를 비파괴적으로 검사하는 데 적합하다. 예를 들어, 우편물이나 수하물 내부의 위험물 탐지, 제품 포장 결함 검사, 문화재 보존 상태 분석 등에 활용된다. 또한, 물 분자에 대한 높은 흡수율은 생체 조직의 수분 분포를 민감하게 감지할 수 있게 하여, 피부암 등의 조기 진단을 위한 의료 영상 기술로도 연구된다.

센싱 분야에서는 물질의 스펙트럼 분석을 통한 정성 및 정량 분석이 주요 응용이다. 많은 분자, 특히 유기 분자들이 테라헤르츠 대역에서 고유한 흡수 스펙트럼이나 공명 특성을 나타낸다. 이를 활용하여 약품의 결정형 구분, 폭발물 또는 마약의 원격 탐지, 식품의 품질 및 신선도 모니터링 등이 가능하다. 센싱 시스템은 일반적으로 송신기에서 발신한 테라헤르츠파가 샘플을 통과하거나 반사된 후의 신호 변화(세기 감쇠, 위상 변화, 스펙트럼 변형)를 수신기가 정밀하게 측정하여 물질을 식별한다.

테라헤르츠파는 엑스선과 같은 이온화 방사선에 비해 에너지가 낮아 생체 조직에 대한 손상 위험이 적고, 많은 생체 분자와 약물이 이 대역에서 특유의 흡수 스펙트럼을 보인다는 점에서 의료 및 생물학 분야에서 주목받고 있다. 이 특성을 활용한 비침습적 진단 기술과 치료법 연구가 활발히 진행되고 있다.

주요 응용 분야로는 테라헤르츠 이미징을 통한 피부암 등의 조기 진단이 있다. 기저세포암과 같은 피부 병변은 정상 조직과 다른 수분 함량 및 구조를 가지며, 이는 테라헤르츠파의 반사 및 투과 특성 차이로 나타난다. 이를 통해 조직 절편 없이도 병변의 두께와 범위를 평가할 수 있는 가능성이 연구되고 있다. 또한, 치아 우식증의 초기 탐지나 편평세포암 진단에도 적용 사례가 보고되었다.

생물학적 분석에서는 테라헤르츠 시간영 분광법을 이용해 DNA의 이중 나선 구조 변화나 단백질의 접힘 상태를 분석한다. 테라헤르츠파는 분자 간의 약한 결합, 즉 수소 결합 네트워크의 집단적 진동에 민감하게 반응하기 때문이다. 이는 약물이 표적 단백질에 어떻게 결합하는지의 메커니즘을 연구하거나, 혈당 농도 등을 비침습적으로 모니터링하는 센서 개발로 이어질 수 있다.

안전성 측면에서 테라헤르츠파는 비이온화 영역에 속하지만, 높은 출력에서의 열 효과에 대한 연구는 지속적으로 필요하다. 현재 대부분의 의료 응용은 실험실 연구 단계에 머물러 있으나, 송수신기 소형화 및 감도 향상과 함께 임상 적용을 위한 기술 개발이 추진되고 있다.

테라헤르츠 송수신기의 가장 큰 장점은 사용 가능한 대역폭의 방대함에 있다. 테라헤르츠 대역은 일반적으로 0.1 THz에서 10 THz 사이의 주파수를 포괄하며, 이는 수십 GHz에 불과한 밀리미터파 대역에 비해 수백 배 넓은 스펙트럼 자원을 의미한다. 이 광대한 대역폭은 초고속 데이터 전송을 가능하게 하는 근본적인 요인이다.

이론적으로, 테라헤르츠 통신은 초당 수십 기가비트에서 수 테라비트에 이르는 데이터 전송 속도를 실현할 잠재력을 지닌다[7]. 이는 5G나 초기 6G 연구에서 목표로 하는 속도를 훨씬 상회하는 수준이다. 넓은 대역폭은 단일 채널의 용량을 극대화할 뿐만 아니라, 다수의 독립적인 채널을 형성하여 병렬 전송을 용이하게 한다.

대역폭과 속도의 장점은 다음과 같은 구체적인 통신 이점으로 연결된다.

따라서, 테라헤르츠 송수신 기술은 단순히 기존 통신의 속도를 높이는 것을 넘어, 데이터 전송의 패러다임 자체를 변화시킬 수 있는 핵심 기술로 평가받는다.

테라헤르츠파는 밀리미터파보다 높은 주파수 대역을 사용하기 때문에, 통신 및 이미징 시스템 설계에 몇 가지 고유한 도전 과제를 제시한다. 가장 큰 문제는 대기 감쇠이다. 테라헤르츠파는 공기 중의 수증기 분자에 의해 강하게 흡수되며, 특히 특정 공진 주파수에서 감쇠가 극대화된다[8]. 이로 인해 장거리 무선 통신에 심각한 제약을 받으며, 일반적으로 실내 또는 단거리 라인 오브 사이트 환경에서만 실용적으로 사용된다.

또한, 높은 주파수 특성상 회절 현상이 약해 장애물 뒤로 전파가 잘 휘어지지 않는다. 이는 차폐 효과를 강화시키지만, 동시에 송수신 경로에 작은 장애물만 있어도 링크 품질이 급격히 저하될 수 있음을 의미한다. 산란과 위상 잡음의 영향도 더 민감하게 받아, 안정적인 신호 대 잡음비를 유지하기 어렵다.

마지막으로, 테라헤르츠 송수신기의 소자 및 회로 구현 자체가 기술적 난제이다. 기존의 실리콘 기반 CMOS나 GaAs 기술로는 고출력, 고효율의 신호 발생과 검출이 어렵다. 높은 주파수에서 동작하는 발진기, 믹서, 증폭기를 설계하려면 극도로 정밀한 공정과 새로운 소재가 필요하며, 이는 시스템의 비용과 복잡성을 증가시키는 주요 요인이다.

반도체 공정 기술을 활용하여 테라헤르츠파를 생성, 변조, 검출하는 송수신기를 제작하는 접근법이다. 실리콘 CMOS나 SiGe(실리콘-저마늄), GaAs(갈륨 비소), InP(인듐 인) 등의 화합물 반도체를 기반으로 한 집적 회로(IC) 형태로 구현되는 것이 특징이다. 이 방식은 기존의 대규모 반도체 생산 인프라를 활용할 수 있어 소형화, 대량 생산, 저가격화에 유리하며, 송신기와 수신기, 제어 회로를 단일 칩에 통합하는 SoC(시스템 온 어 칩) 개발의 핵심 경로로 여겨진다.

반도체 기반 송신기는 주로 배수기나 발진기를 이용해 고주파 신호를 생성한다. 예를 들어, 주파수 체배기를 통해 낮은 기준 주파수의 고조파를 추출하거나, VCO(전압 제어 발진기)를 연쇄적으로 연결하여 주파수를 증폭하는 방식이 사용된다. 변조는 생성된 테라헤르츠파에 데이터 신호를 실어 보내는 과정으로, 반도체 스위치를 이용한 OOK(온-오프 키잉)이나, 위상 또는 진폭을 변조하는 방식이 연구된다. 수신기 측에서는 슈트키 배리어 다이오드와 같은 고속 반도체 소자를 이용해 테라헤르츠파 신호를 검파하여 기저대역 신호로 복원한다.

현재의 기술 수준에서는 CMOS 기반 송수신기가 실용적인 출력 전력과 수신 감도 측면에서 한계를 보이지만, 지속적인 공정 미세화와 회로 설계 기술 발전으로 성능이 향상되고 있다. GaAs나 InP 기반 소자는 더 높은 주파수와 출력을 달성할 수 있으나, 비용이 높고 집적화가 어려운 단점이 있다. 연구 동향은 나노미터 공정의 CMOS 또는 SiGe 기술을 활용하여 경제성과 성능을 동시에 만족시키는 솔루션을 개발하는 데 집중되어 있다.

광학 기반 테라헤르츠 송수신기는 레이저나 광학적 방법을 사용하여 테라헤르츠파를 생성하거나 검출하는 방식을 말한다. 이 방식은 주로 광전도 안테나 또는 광정류와 같은 비선형 광학 현상을 활용한다. 광전도 안테나는 펨토초(fs) 수준의 짧은 펄스 레이저를 반도체 기판에 조사하여 순간적인 광전류를 발생시키고, 이로 인해 안테나에서 테라헤르츠 펄스가 방사되는 원리이다. 광정류 방식은 강력한 레이저 펄스를 비선형 결정에 통과시켜 주파수 차이를 이용해 테라헤르츠파를 생성한다.

이 기술의 핵심 구성 요소는 초고속 레이저 소스, 광전도 스위치 또는 비선형 결정, 그리고 테라헤르츠 안테나 또는 도파관이다. 광학 기반 방식은 매우 넓은 대역폭을 가지는 단일 사이클의 테라헤르츠 펄스를 생성할 수 있어, 고해상도 분광학이나 초고속 시간 분해 측정에 매우 유리하다. 또한, 광학적으로 테라헤르츠 빔을 제어하고 조향할 수 있는 장점이 있다.

반도체 기반 방식에 비해 시스템이 상대적으로 크고 고가의 레이저 장비가 필요하다는 한계가 있지만, 최근에는 소형화된 파이버 레이저와 통합 광학 기술의 발전으로 컴팩트한 시스템 개발이 활발히 진행되고 있다. 특히 실리콘 포토닉스 기술과 결합하여 칩 수준의 광학적 테라헤르츠 송수신 모듈을 구현하려는 연구가 주목받고 있다.

밀리미터파 통신과 테라헤르츠파 통신은 모두 마이크로파 대역 이상의 고주파수를 사용하는 무선 통신 기술이다. 그러나 사용 주파수 대역, 물리적 특성, 그리고 이를 바탕으로 한 응용 분야에서 뚜렷한 차이를 보인다.

주요 차이점은 사용 주파수 대역과 그에 따른 대역폭 및 전파 특성에 있다. 밀리미터파 통신은 일반적으로 30 GHz에서 300 GHz 사이의 주파수를 사용하는 반면, 테라헤르츠파 통신은 0.1 THz(100 GHz)에서 10 THz 사이의 더 높은 주파수 대역을 활용한다. 이로 인해 테라헤르츠파 통신은 밀리미터파 대비 훨씬 넓은 대역폭을 확보할 수 있어, 이론적으로 초당 수십 기가비트 이상의 극초고속 데이터 전송이 가능해진다. 그러나 고주파수로 인한 대기 감쇠는 두 기술 모두에서 공통적인 도전 과제이나, 특히 테라헤르츠파에서는 수증기에 의한 흡수가 매우 강해 통신 거리가 심각하게 제한된다[11].

응용 분야에서도 차이가 나타난다. 밀리미터파는 5G 및 6G 이동 통신의 백홀 링크, 고정 무선 접속, 자동차 레이더와 같은 상대적으로 장거리(수백 미터 ~ 수 킬로미터) 통신 및 센싱에 적합하다. 반면, 테라헤르츠파는 극단적으로 높은 대역폭을 필요로 하는 초단거리(수 센티미터 ~ 수십 미터) 초고속 무선 통신, 고해상도 이미징, 그리고 분자 간의 고유 진동 주파수를 분석할 수 있는 분광학적 센싱에 더 특화되어 있다.

다음 표는 두 기술의 주요 특성을 비교하여 보여준다.

요약하면, 밀리미터파 통신은 상용화가 진전된 실용적인 고속 무선 통신 기술이라면, 테라헤르츠파 통신은 더 높은 주파수와 대역폭을 활용하여 한 단계 이상의 성능을 목표로 하는 차세대 및 특수 목적 기술로 발전하고 있다.

적외선 통신은 주로 근거리에서 직진성을 이용한 무선 데이터 전송에 사용되는 기술이다. 이는 테라헤르츠 송수신기를 활용한 통신과 몇 가지 근본적인 차이점을 가진다. 적외선 통신은 일반적으로 수백 GHz 이하의 주파수 대역을 사용하며, 빛의 성질을 띠어 장애물에 의해 쉽게 차단되고 통신 경로가 시야 내에 존재해야 한다는 제약이 있다. 반면, 테라헤르츠파는 밀리미터파와 적외선 사이의 스펙트럼을 차지하여, 일정 정도의 산란과 회절 특성을 보이면서도 매우 넓은 대역폭을 제공한다.

두 기술의 주요 특성을 비교하면 다음과 같다.

응용 분야 측면에서도 차이가 명확하다. 적외선 통신은 리모콘, 적외선 포트를 통한 파일 전송, 근접 센서 등 단순하고 저전력인 근거리 제어 및 데이터 링크에 최적화되어 있다. 반면, 테라헤르츠 통신은 초고속 무선 접속 네트워크, 장비 간 초고속 데이터 덤프, 물질의 분광학적 분석을 통한 이미징 및 센싱 등 더 복잡하고 고성능을 요구하는 분야를 목표로 한다. 결국, 적외선 통신이 검증된 저비용·근거리 솔루션이라면, 테라헤르츠 통신은 차세대 초광대역 통신과 정밀 검측을 위한 차별화된 기술 경로를 제시한다.