日本运营商开发出后5G时代新技术?传输速度可达5G的5倍

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5G(第5代通信标准)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。

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