日本開發(fā)出新通信技術(shù)，速度為5G的五倍

比現(xiàn)行第4代（4G）通信服務(wù)快100倍的新一代通信服務(wù)5G尚未正式啟用，但日本的通信企業(yè)NTT已成功開發(fā)出瞄準(zhǔn)“后5G時(shí)代”的新技術(shù)。雖然仍面臨傳輸距離極短的課題，不過傳輸速度可達(dá)5G的5倍，即每秒100GB。作為支持超高速通信時(shí)代的全新核心技術(shù)，日本對其的期待正在升溫。

NTT尖端集成設(shè)備研究所的主任研究員野坂秀之強(qiáng)調(diào)，“如果能夠?qū)崿F(xiàn)每秒100GB的通信速度，1秒鐘以內(nèi)就能下載1張DVD。還可能誕生前所未有的新服務(wù)”。無線通信技術(shù)自1980年代誕生第1代（1G）技術(shù)后，基本上每10年更新一代。最高通信速度在最近30年里提升了約1萬倍。

無線通信的高速和大容量化主要通過以下3種技術(shù)實(shí)現(xiàn)：（1）使更多電波在空間中疊加傳輸、（2）使用更寬的傳輸路徑傳輸電波、（3）把更多信息放在電波上進(jìn)行傳輸。

著眼「后5G技術(shù)」，NTT分別針對（1）和（2）的手法開發(fā)出新技術(shù)。

突破極限

在（1）方面，NTT活用被稱為「OAM」的技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了相當(dāng)于5G數(shù)倍的11個(gè)電波的疊加傳輸。OAM技術(shù)是使用圓形的天線，將電波旋轉(zhuǎn)成螺旋狀進(jìn)行傳輸。NTT未來網(wǎng)路研究所主任研究員李斗煥指出，「由于改變轉(zhuǎn)數(shù)的電波具有互不干擾的性質(zhì)，所以能夠?qū)崿F(xiàn)疊加傳輸」。

雖然理論上轉(zhuǎn)數(shù)越增加傳輸速度越快，不過事情并沒有這么簡單。因?yàn)槿绻黾愚D(zhuǎn)數(shù)，由于物理特性，電波的空間將擴(kuò)大，傳輸將變得困難。此前一直由大學(xué)等機(jī)構(gòu)推進(jìn)OAM的研究，不過李斗煥指出存在「難以單獨(dú)使大量電波疊加」的極限。

不過，NTT打破了這一極限的理論，將現(xiàn)在4G使用的被稱為「MIMO」的技術(shù)（在空間上使電波疊加的技術(shù)）與OAM相結(jié)合?！父鶕?jù)這一思路，開辟出了通過單獨(dú)技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的20個(gè)以上電波疊加的方法」。在將來，40個(gè)電波的疊加也有望納入視野。

通過利用更寬傳輸通道進(jìn)行傳輸?shù)模?）的技術(shù)方面，NTT還成功實(shí)現(xiàn)了達(dá)到5G的約30倍的25吉赫（GHz）這一非常寬的傳輸通道。關(guān)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」（NTT尖端集成設(shè)備研究所的主任研究員野坂）。

關(guān)注高頻帶

現(xiàn)在4G使用的2吉赫這一容易用于無線通信的頻帶目前幾乎已經(jīng)沒有空余。在這一頻帶下要確保25吉赫這一寬闊通道幾乎是不可能的。

不過，300吉赫頻帶遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于在5G領(lǐng)域被認(rèn)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(lǐng)域難以使用。

另外，傳輸通道越寬，越容易受噪音的干擾。此前并未得到使用的理由就在于此。對此，NTT通過采用銥和磷化合物的半導(dǎo)體，實(shí)現(xiàn)了能抑制噪音的電路。

雖說（1）和（2）的技術(shù)均處于試驗(yàn)階段，但成功實(shí)現(xiàn)了達(dá)到5G的5倍，即每秒100GB的高速通信。今后，如果能將2項(xiàng)技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)每秒1TB（1TB=1024GB）這一超高速通信也將成為可能。

形成支撐5G基站的技術(shù)

當(dāng)然，要推向?qū)嵱没瑑身?xiàng)技術(shù)都仍存在課題。最大的問題是傳輸距離。（1）和（2）的電波目前只能傳輸2～10米左右。李斗煥表示，「希望將來能傳輸100米」。但是，要用于智慧手機(jī)等終端，目前難以想像。

作為用途，目前被認(rèn)為有潛力的是用于在背后支撐5G基站的線路。高速、大容量化的5G需要作為支撐的線路變得更粗。但是，無法在所有場所采用光纖線路。李斗煥表示「可媲美光纖線路的無線通信的需求很高」。

如果基站背后的線路變得更粗，利用5G的一般用戶的速度也將高速化。NTT的新技術(shù)有可能進(jìn)一步推動(dòng)沒有止境的無線通信的進(jìn)步。