安室奈美惠NTT通信(图片来源:视频截图)
【看中国2018年7月10日讯】比现行“第4代通信服务（4G）”快100倍的新一代通信服务“5G”还没正式启用，但日本的通信企业NTT却已成功开发出瞄准“后5G时代”的新技术！目前虽然仍面临传输距离极短的课题，不过传输的速度可达5G的5倍，即每秒100GB！日本对此支持超高速通信时代的全新核心技术的期待正在升温。
NTT尖端集成设备研究所的主任研究员野坂秀之指出，“如果能够实现每秒100GB的通信速度，不到1秒钟就能下载1张DVD，还可能诞生出前所未有的新服务。”
无线通信技术从1980年代诞生“第1代（1G）”后，基本上每10年更新一代。最高的通信速度在最近30年里提升了约1万倍。
而无线通信的高速和大容量化主要透过以下3种技术实现：（1）使更多的电波在空间中叠加传输、（2）利用更宽的传输路径传输电波、（3）在电波上放更多信息进行传输。NTT着眼“后5G技术”，分别针对（1）跟（2）的方法开发出新技术。
一、突破极限
于（1）方面，NTT活用了被称为“OAM”的技术，成功实现了相当于5G几倍的11个电波的叠加传输。OAM技术是利用圆形的天线，将电波旋转成螺旋状来进行传输。NTT未来网络研究所的主任研究员李斗焕指出，“由于变换转数的电波具有互不干扰的性质，因此能够实现叠加传输”。
虽然理论上转数越增加则传输速度越快，不过事情并没有这么简单。如果增加转数，由于物理特性，电波的空间将会扩大，传输将变得困难。此前一直是由大学等机构推进OAM的研究，不过李斗焕表示存在“难以单独使大量电波叠加”的极限。
然而，NTT打破了这一极限的理论，把现在4G使用的被称为“MIMO”的技术（空间上电波叠加的技术）与OAM相结合。“根据此思路，开辟出了通过单独技术难以实现的超过20个电波叠加的方法”。在未来，40个电波的叠加也有望纳入视野。
在利用更宽的传输通道进行传输的技术(2)方面，NTT还成功实现了达到约5G的30倍的25吉赫(GHz)这道非常宽的传输通道。野坂说，关键是“利用了300吉赫频带这个几乎从未开拓的非常高的频带”。
换成大家比较容易想象的叙述，300吉赫就好比是主干道的中心，然后25吉赫是这条道路的宽度。
二、关注高频带
现在4G使用的容易用于无线通信的2吉赫频带几乎没有空余。在这一频带下要确保25吉赫这个宽阔通道几乎是不可能的。不过，虽然300吉赫频带非常高，但一般来说，频带越高，电波越难以通过大楼等障碍，在无线通信领域难以使用。
而且传输通道越宽，越容易受噪音的干扰。之前25吉赫并未得到使用的理由就在于此。对此限制，NTT通过采用铱和磷化合物的半导体，实现了可抑制噪音的电路。
虽说(1)和(2)的技术都处于试验阶段，但成功实现了达到5G的5倍，亦即每秒100GB的高速通信。今后，若能将2项技术结合，实现每秒1TB（=1,024GB）的超高速通信也将成为可能。
三、形成支持5G基站的技术
当然，要推向实用化，两项技术均仍存在课题。最大的问题是传输距离，(1)跟(2)的电波现今只能传输2～10米左右。李斗焕表示，“希望未来能传输100米”。但要用于智能手机等终端，目前难以想象。
现在被认为有潜力的是用于支撑5G基站的线路。高速、大容量化的5G需要的线路变得更粗。但是，无法在所有场所设置光纤线路。李斗焕表示“对可媲美光纤线路的无线通信的需求很高。”
若基站背后的线路变得更粗，利用5G的用户速度也将高速化。NTT的新技术将可能进一步推动没有止境的无线通信的进步。
责任编辑:许天乐
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