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《日本經(jīng)濟新聞》7月6日報道稱，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“后5G時代”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5G的5倍，即每秒100GB。作為支持超高速通信時代的全新核心技術(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)，成功實現(xiàn)了相當(dāng)于5G數(shù)倍的11個電波的疊加傳輸。OAM技術(shù)是使用圓形的天線，將電波旋轉(zhuǎn)成螺旋狀進行傳輸。NTT未來網(wǎng)絡(luò)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。因為如果增加轉(zhuǎn)數(shù)，由于物理特性，電波的空間將擴大，傳輸將變得困難。此前一直由大學(xué)等機構(gòu)推進OAM的研究，不過李斗煥指出存在“難以單獨使大量電波疊加”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?！案鶕?jù)這一思路，開辟出了通過單獨技術(shù)難以實現(xiàn)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。

通過利用更寬傳輸通道進行傳輸?shù)?2)的技術(shù)方面，NTT還成功實現(xiàn)了達到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吉赫頻帶遠遠高于在5G領(lǐng)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(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)均處于試驗階段，但成功實現(xiàn)了達到5G的5倍，即每秒100GB的高速通信。今后，如果能將2項技術(shù)結(jié)合，實現(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瑑身椉夹g(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，要用于智能手機等終端，目前難以想象。

作為用途，目前被認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)有可能進一步推動沒有止境的無線通信的進步。