5G还没商用, 后5G技术已经开发出来了?
7月6日, 据《日本经济新闻》报道, 日本三大电信运营商之一的NTT (Nippon Telegraph and Telephone) , 已成功开发出瞄准 '后5G时代' 的新技术. 虽然仍面临传输距离极短的课题, 不过传输速度可达5G (第5代通信标准) 的5倍, 即每秒100GB.
上述报道引述NTT尖端集成设备研究所的主任研究员野坂秀之的话称, '如果能够实现每秒100GB的通信速度, 1秒钟以内就能下载1张DVD. 还可能诞生前所未有的新服务' .
值得注意的是, 就在前一天, 7月5日, 日本总务省公布了以2030年代为设想的电波利用战略方案. 作为将在2030年代实现的革命性电波系统之一, 日本提出了 'Beyond 5G' . 预计2020年在移动终端投入使用的5G速度将达到目前移动通信100倍, 时长2小时的电影可在3秒内下载完毕. 而再下一代的技术的传输容量有望达到5G的10倍以上.
目前, 比现行4G通信服务快100倍的新一代通信服务5G尚未正式启用.
今年6月, 国际移动通信标准化组织3GPP正式批准确立第五代移动通信技术标准 (5G NR) 独立组网功能, 第一阶段全功能完整版5G标准正式出台, 5G标准的第二版本已经启动, 优化方向重点在5G物联网应用场景的增强.
据了解, 5G主要有三类典型业务场景: 增强型移动宽带意味着上网更快, 大规模机器类通信意味着接入设备更多, 而超可靠低时延通信让无人驾驶, 远程医疗变为可能. 按各方披露的时间表, 2019年将实现5G的试商用, 2020年将实现规模商用.
上述日本媒体的报道称, '后5G时代' 作为支持超高速通信时代的全新核心技术, 日本对其的期待正在升温.
据了解, 无线通信的高速和大容量化主要通过以下3种技术实现: 一是使更多电波在空间中叠加传输; 二是使用更宽的传输路径传输电波; 三是把更多信息放在电波上进行传输. NTT的新技术则是基于上述前两种技术手段.
具体而言, 报道称, 基于第一种技术路径, NTT使用被称为 'OAM' 的技术, 实现了相当于5G数倍的11个电波的叠加传输. OAM技术是使用圆形的天线, 将电波旋转成螺旋状进行传输.
对此, NTT未来网络研究所主任研究员李斗焕指出, '由于改变转数的电波具有互不干扰的性质, 所以能够实现叠加传输' .
叠加传输在此前并不容易. 据日本媒体报道, 由于物理特性, 如果增加转数, 电波的空间将扩大, 传输将变得困难. 此前虽然一直由大学等机构推进OAM的研究, 不过还存在 '难以单独使大量电波叠加' 的极限.
而NTT则打破了这一极限的理论, 将现在4G使用的被称为 'MIMO' 的技术 (在空间上使电波叠加的技术) 与OAM相结合. 根据这一思路, 开辟出了通过单独技术难以实现的20个以上电波叠加的方法. 在将来, 40个电波的叠加也有望纳入视野.
基于第二种技术路径, 《日本经济新闻》的报道称, NTT还成功实现了达到5G的约30倍的25吉赫 (GHz) 这一非常宽的传输通道. 野坂秀之称, 其关键是 '利用了300吉赫频带这一几乎从未开拓的非常高的频带' .
据报道, 此前300吉赫频带并未得到使用的原因在于: 一是300吉赫频带远远高于在5G领域被认为有潜力的28吉赫频带. 一般来说, 频带越高, 电波越难以越过大楼等障碍, 在无线通信领域难以使用. 二是传输通道越宽, 越容易受噪音的干扰. 对此, NTT通过采用铱和磷化合物的半导体, 实现了能抑制噪音的电路.
报道称, 目前第一, 二种技术路径均处于试验阶段, 但已成功实现了达到5G的5倍, 即每秒100GB的高速通信. 今后, 如果能将2项技术结合, 实现每秒1TB (1TB=1024GB) 这一超高速通信也将成为可能.