5G還沒商用, 後5G技術已經開發出來了?
7月6日, 據《日本經濟新聞》報道, 日本三大電信運營商之一的NTT (Nippon Telegraph and Telephone) , 已成功開發出瞄準 '後5G時代' 的新技術. 雖然仍面臨傳輸距離極短的課題, 不過傳輸速度可達5G (第5代通信標準) 的5倍, 即每秒100GB.
上述報道引述NTT尖端整合設備研究所的主任研究員野阪秀之的話稱, '如果能夠實現每秒100GB的通信速度, 1秒鐘以內就能下載1張DVD. 還可能誕生前所未有的新服務' .
值得注意的是, 就在前一天, 7月5日, 日本總務省公布了以2030年代為設想的電波利用戰略方案. 作為將在2030年代實現的革命性電波系統之一, 日本提出了 'Beyond 5G' . 預計2020年在移動終端投入使用的5G速度將達到目前移動通信100倍, 時長2小時的電影可在3秒內下載完畢. 而再下一代的技術的傳輸容量有望達到5G的10倍以上.
目前, 比現行4G通信服務快100倍的新一代通信服務5G尚未正式啟用.
今年6月, 國際移動通信標準化組織3GPP正式批準確立第五代移動通信技術標準 (5G NR) 獨立組網功能, 第一階段全功能完整版5G標準正式出台, 5G標準的第二版本已經啟動, 優化方向重點在5G物聯網應用場景的增強.
據了解, 5G主要有三類典型業務場景: 增強型移動寬頻意味著上網更快, 大規模機器類通信意味著接入設備更多, 而超可靠低時延通信讓無人駕駛, 遠程醫療變為可能. 按各方披露的時間表, 2019年將實現5G的試商用, 2020年將實現規模商用.
上述日本媒體的報道稱, '後5G時代' 作為支援超高速通信時代的全新核心技術, 日本對其的期待正在升溫.
據了解, 無線通信的高速和大容量化主要通過以下3種技術實現: 一是使更多電波在空間中疊加傳輸; 二是使用更寬的傳輸路徑傳輸電波; 三是把更多資訊放在電波上進行傳輸. NTT的新技術則是基於上述前兩種技術手段.
具體而言, 報道稱, 基於第一種技術路徑, NTT使用被稱為 'OAM' 的技術, 實現了相當於5G數倍的11個電波的疊加傳輸. OAM技術是使用圓形的天線, 將電波旋轉成螺旋狀進行傳輸.
對此, NTT未來網路研究所主任研究員李鬥煥指出, '由於改變轉數的電波具有互不干擾的性質, 所以能夠實現疊加傳輸' .
疊加傳輸在此前並不容易. 據日本媒體報道, 由於物理特性, 如果增加轉數, 電波的空間將擴大, 傳輸將變得困難. 此前雖然一直由大學等機構推進OAM的研究, 不過還存在 '難以單獨使大量電波疊加' 的極限.
而NTT則打破了這一極限的理論, 將現在4G使用的被稱為 'MIMO' 的技術 (在空間上使電波疊加的技術) 與OAM相結合. 根據這一思路, 開闢出了通過單獨技術難以實現的20個以上電波疊加的方法. 在將來, 40個電波的疊加也有望納入視野.
基於第二種技術路徑, 《日本經濟新聞》的報道稱, NTT還成功實現了達到5G的約30倍的25吉赫 (GHz) 這一非常寬的傳輸通道. 野阪秀之稱, 其關鍵是 '利用了300吉赫頻帶這一幾乎從未開拓的非常高的頻帶' .
據報道, 此前300吉赫頻帶並未得到使用的原因在於: 一是300吉赫頻帶遠遠高於在5G領域被認為有潛力的28吉赫頻帶. 一般來說, 頻帶越高, 電波越難以越過大樓等障礙, 在無線通信領域難以使用. 二是傳輸通道越寬, 越容易受噪音的幹擾. 對此, NTT通過採用銥和磷化合物的半導體, 實現了能抑制噪音的電路.
報道稱, 目前第一, 二種技術路徑均處於試驗階段, 但已成功實現了達到5G的5倍, 即每秒100GB的高速通信. 今後, 如果能將2項技術結合, 實現每秒1TB (1TB=1024GB) 這一超高速通信也將成為可能.