据日本媒体报道,面对“Beyond 5G/6G”以及后来的“7G”时代,日本掀起了发展低功耗实现大容量通信网络技术的热潮。
据日本经济新闻网站报道,日本信息通信研究所(NICT)和其他机构联合开发了简化无线基站的技术,可以大大节约能源和降低成本。这可能成为2050年各类终端通过超高速网络互联的社会基础设施。
6G之后的通信标准目标是实现每秒10GB的高速通信,这将是5G的10到100倍。预计将使用30到300GHz(千兆赫)的频段,称为毫米波和太赫兹(太赫兹)频段,高于目前的5G频段。
同时,功耗的增加也成为一个亟待解决的问题。毫米波和太赫兹波段的无线电波难以弯曲,传输距离短。NICT网络研究院表示,为了保证与现有标准相同的通信覆盖水平,“需要每隔100米设置一个基站”。通过简单的计算,基站的数量将增加到100倍。
每秒处理100GB以上无线信号的负担也很重,处理信号的电子元器件功耗也会增加。如果像4G、5G一样,采用基站处理的系统结构,将成为一个功耗巨大的无线通信网络。
因此,NICT、住友大阪水泥和早稻田大学正在研究新的处理系统。在该系统中,信号处理功能集中在通过光纤线路连接到基站的容纳站中,然后由基站接收的无线信号被直接加载到光纤线路上并由容纳站处理。目的是简化基站的功能,降低整体功耗。
在模拟基站和方舱站的实验环境下,研究人员成功实现了毫米波无线信号通过光纤的直接传输。通信速度相当于每秒71GB。
有两项新开发的技术,如NICT。第一部分是将基站接收的无线信号转换成光信号。该组件采用与商用产品相同的材料,支持50GHz以下频段,通过精密加工,基板的晶体厚度降低到100微米以下,仅为原来的五分之一。这样可以最大限度地减少中间无线电波的泄漏,高速支持100GHz以上的频段。
第二种技术是“光纤无线”技术,将无线信号从基站直接传输到光纤。采用从接收站发送信号的方法,人们通过光纤向各个基站发送信号作为参考(可以确定接收和发送无线信号的频带)。
然而,在相关技术投入实际应用之前,仍有一些问题需要解决。比如进一步提高转换部分的效率,以及光纤信号不能正确发送时的备份方案。即便如此,从2020年代中期到2030年左右,预计移动运营商部分系统的相关开发将取得进展。
2030年年中,6G有望成为主流时,系统可能会持续普及。简单的基站在成本上有优势,将很容易扩大通信覆盖范围。预计2040年后的7G时代,太赫兹通信也将得到应用。
来源:参考新闻网。
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