還在期待「5G」通信?日本NTT已開發「後5G」(圖)

發表:2018-07-10 14:00
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安室奈美惠
安室奈美惠NTT通信(圖片來源:視頻截圖)

【看中國2018年7月10日訊】比現行「第4代通信服務(4G)」快100倍的新一代通信服務「5G」還沒正式啟用,但日本的通信企業NTT卻已成功開發出瞄準「後5G時代」的新技術!目前雖然仍面臨傳輸距離極短的課題,不過傳輸的速度可達5G的5倍,即每秒100GB!日本對此支持超高速通信時代的全新核心技術的期待正在升溫。

NTT尖端集成設備研究所的主任研究員野阪秀之指出,「如果能夠實現每秒100GB的通信速度,不到1秒鐘就能下載1張DVD,還可能誕生出前所未有的新服務。」

無線通信技術從1980年代誕生「第1代(1G)」後,基本上每10年更新一代。最高的通信速度在最近30年裡提升了約1萬倍。

而無線通信的高速和大容量化主要透過以下3種技術實現:(1)使更多的電波在空間中疊加傳輸、(2)利用更寬的傳輸路徑傳輸電波、(3)在電波上放更多信息進行傳輸。NTT著眼「後5G技術」,分別針對(1)跟(2)的方法開發出新技術。

一、突破極限

於(1)方面,NTT活用了被稱為「OAM」的技術,成功實現了相當於5G幾倍的11個電波的疊加傳輸。OAM技術是利用圓形的天線,將電波旋轉成螺旋狀來進行傳輸。NTT未來網路研究所的主任研究員李斗煥指出,「由於變換轉數的電波具有互不干擾的性質,因此能夠實現疊加傳輸」。

雖然理論上轉數越增加則傳輸速度越快,不過事情並沒有這麼簡單。如果增加轉數,由於物理特性,電波的空間將會擴大,傳輸將變得困難。此前一直是由大學等機構推進OAM的研究,不過李斗煥表示存在「難以單獨使大量電波疊加」的極限。

然而,NTT打破了這一極限的理論,把現在4G使用的被稱為「MIMO」的技術(空間上電波疊加的技術)與OAM相結合。「根據此思路,開闢出了通過單獨技術難以實現的超過20個電波疊加的方法」。在未來,40個電波的疊加也有望納入視野。

在利用更寬的傳輸通道進行傳輸的技術(2)方面,NTT還成功實現了達到約5G的30倍的25吉赫(GHz)這道非常寬的傳輸通道。野阪說,關鍵是「利用了300吉赫頻帶這個幾乎從未開拓的非常高的頻帶」。

換成大家比較容易想像的敘述,300吉赫就好比是主幹道的中心,然後25吉赫是這條道路的寬度。

二、關注高頻帶

現在4G使用的容易用於無線通信的2吉赫頻帶幾乎沒有空餘。在這一頻帶下要確保25吉赫這個寬闊通道幾乎是不可能的。不過,雖然300吉赫頻帶非常高,但一般來說,頻帶越高,電波越難以通過大樓等障礙,在無線通信領域難以使用。

而且傳輸通道越寬,越容易受噪音的干擾。之前25吉赫並未得到使用的理由就在於此。對此限制,NTT通過採用銥和磷化合物的半導體,實現了可抑制噪音的電路。

雖說(1)和(2)的技術都處於試驗階段,但成功實現了達到5G的5倍,亦即每秒100GB的高速通信。今後,若能將2項技術結合,實現每秒1TB(=1,024GB)的超高速通信也將成為可能。

三、形成支持5G基站的技術

當然,要推向實用化,兩項技術均仍存在課題。最大的問題是傳輸距離,(1)跟(2)的電波現今只能傳輸2∼10米左右。李斗煥表示,「希望未來能傳輸100米」。但要用於智能手機等終端,目前難以想像。

現在被認為有潛力的是用於支撐5G基站的線路。高速、大容量化的5G需要的線路變得更粗。但是,無法在所有場所設置光纖線路。李斗煥表示「對可媲美光纖線路的無線通信的需求很高。」

若基站背後的線路變得更粗,利用5G的用戶速度也將高速化。NTT的新技術將可能進一步推動沒有止境的無線通信的進步。

責任編輯:許天樂

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