5G時(shí)代的關(guān)鍵技術(shù) 毫米波技術(shù)

隨著商用落地的臨近，最近，關(guān)于5G的話題也不絕于耳。

了解5G的人都知道，5G網(wǎng)絡(luò)主要有兩種頻段，一種是sub-6GHz，另一種是毫米波(Millimeter Waves)。實(shí)際上，我們現(xiàn)在的LTE網(wǎng)絡(luò)都基于sub-6GHz，而毫米波技術(shù)才是實(shí)現(xiàn)暢想5G時(shí)代的關(guān)鍵。

遺憾的是，在移動(dòng)通信發(fā)展的數(shù)十年里，由于種種原因，毫米波一直沒有真正走入人們的生活。

然而，有相關(guān)專家在4月舉行的布魯克林5G峰會(huì)上表示，太赫茲波(Terahertz Waves)或許能彌補(bǔ)毫米波的短板，加快6G/7G實(shí)現(xiàn)的進(jìn)程。

太赫茲波擁有無限的潛力

4月23號(hào)至26號(hào)，第六屆布魯克林5G峰會(huì)如期舉行，峰會(huì)的內(nèi)容涉及5G部署、經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)總結(jié)、以及5G的發(fā)展展望等。

除此之外，德累斯頓大學(xué)教授Gerhard Fettweis和NYU Wireless的創(chuàng)始人Ted Rappaport還在本次峰會(huì)上談到了太赫茲波的潛力。

這兩位專家表示：

研究人員已經(jīng)開始研究太赫茲波，它的頻率將成為下一代無線技術(shù)的關(guān)鍵組成部分。

Fettweis在本次峰會(huì)的演講中回顧了前幾代移動(dòng)通信技術(shù)，還討論了太赫茲波在解決5G局限上的潛力，他指出：

我們即將進(jìn)入5G時(shí)代，這對(duì)物聯(lián)網(wǎng)和AR/VR等技術(shù)的應(yīng)用來說意義非凡。雖然6G和前幾代技術(shù)有不少相同點(diǎn)，但它也會(huì)彌補(bǔ)很多缺陷。

那么，專家們?nèi)绱丝春玫奶掌澆ǖ降资鞘裁磥眍^呢?

太赫茲波2004年由美國(guó)提出，被列為“改變未來世界的十大技術(shù)”之一。它的波長(zhǎng)在3μm到1000μm之間，而頻率在300GHz到3THz之間，高于5G使用的最高頻率，即毫米波的300GHz。

從上圖中可以看出，太赫茲波介于無線電波和光學(xué)波之間，這在一定程度上賦予了它和其余電磁波不同的特性。換句話來說，太赫茲波兼具微波通信以及光波通信的優(yōu)點(diǎn)，即傳輸速率高、容量大、方向性強(qiáng)、安全性高及穿透性強(qiáng)等。

從理論上講，在通信領(lǐng)域里，頻率越高通信容量就越大。而太赫茲波的頻率比目前使用的微波要高1～4個(gè)數(shù)量級(jí)，它能提供微波無法達(dá)到的無線傳輸速率。因此，它能解決信息傳輸受制于帶寬的問題，也能滿足用戶對(duì)帶寬的需求。

太赫茲波有望在十年內(nèi)運(yùn)用于通信技術(shù)

雖然不少專家確信，太赫茲波將顛覆通信行業(yè)，然而，人們尚不知道太赫茲波究竟能彌補(bǔ)什么缺陷。因?yàn)槭澜绺鞯氐囊苿?dòng)運(yùn)營(yíng)商才剛剛推出自己的5G網(wǎng)絡(luò)，要想發(fā)現(xiàn)不足之處還需要時(shí)間。

不過，太赫茲波的物理特性已經(jīng)凸顯了它所具有的優(yōu)勢(shì)。比如，太赫茲波比毫米波波長(zhǎng)短，頻率高。這就意味著太赫茲波能夠更快更多地傳播數(shù)據(jù)，因此，將太赫茲波引入移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)或許可以解決5G在數(shù)據(jù)吞吐量和延遲時(shí)間方面的不足。

Fettweis在演講中還展示了測(cè)試的結(jié)果，在20米內(nèi)，太赫茲波的傳輸速度是每秒1TB。雖然這個(gè)成績(jī)并不是特別優(yōu)異，但Ted Rappaport仍堅(jiān)信太赫茲波是未來6G，甚至7G的基礎(chǔ)。

作為毫米波研究領(lǐng)域的先行者，Rappaport有力地證明了毫米波在5G網(wǎng)絡(luò)中的作用。他坦言道，得益于太赫茲波的頻率，以及目前蜂窩技術(shù)的改善，人們?cè)诓贿h(yuǎn)的將來就會(huì)看到，智能手機(jī)擁有了類似人腦的計(jì)算能力。

當(dāng)然，從某種程度上來說，這一切都有高度投機(jī)的意味。但如果發(fā)展趨勢(shì)一直按照目前的情況繼續(xù)，那么，在未來十年里，我們有望看到移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商將太赫茲波運(yùn)用于通信技術(shù)。