【還專注于5G商用？日本已成功開發(fā)出瞄準(zhǔn)“后5G時代”的新技術(shù)！】

5G（第5代通信標(biāo)準(zhǔn)）還沒商用，后5G技術(shù)已經(jīng)開發(fā)出來了？

近日，據(jù)《日本經(jīng)濟(jì)新聞》報道，日本三大電信運(yùn)營商之一的NTT（NipponTelegraphandTelephone），已成功開發(fā)出瞄準(zhǔn)“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(dá)5G（第5代通信標(biāo)準(zhǔn)）的5倍，即每秒100GB。

上述報道引述NTT尖端集成設(shè)備研究所的主任研究員野坂秀之的話稱，“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)”。

值得注意的是，就在前一天，7月5日，日本總務(wù)省公布了以2030年代為設(shè)想的電波利用戰(zhàn)略方案。作為將在2030年代實(shí)現(xiàn)的革命性電波系統(tǒng)之一，日本提出了“Beyond5G”。預(yù)計2020年在移動終端投入使用的5G速度將達(dá)到目前移動通信100倍，時長2小時的電影可在3秒內(nèi)下載完畢。而再下一代的技術(shù)的傳輸容量有望達(dá)到5G的10倍以上。

目前，比現(xiàn)行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。

今年6月，國際移動通信標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP正式批準(zhǔn)確立第五代移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（5GNR）獨(dú)立組網(wǎng)功能，第一階段全功能完整版5G標(biāo)準(zhǔn)正式出臺，5G標(biāo)準(zhǔn)的第二版本已經(jīng)啟動，優(yōu)化方向重點(diǎn)在5G物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景的增強(qiáng)。

據(jù)了解，5G主要有三類典型業(yè)務(wù)場景：增強(qiáng)型移動寬帶意味著上網(wǎng)更快，大規(guī)模機(jī)器類通信意味著接入設(shè)備更多，而超可靠低時延通信讓無人駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療變?yōu)榭赡堋０锤鞣脚兜臅r間表，2019年將實(shí)現(xiàn)5G的試商用，2020年將實(shí)現(xiàn)規(guī)模商用。

上述日本媒體的報道稱，“后5G時代”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。

據(jù)了解，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)：一是使更多電波在空間中疊加傳輸；二是使用更寬的傳輸路徑傳輸電波；三是把更多信息放在電波上進(jìn)行傳輸。NTT的新技術(shù)則是基于上述前兩種技術(shù)手段。

具體而言，報道稱，基于第一種技術(shù)路徑，NTT使用被稱為“OAM”的技術(shù)，實(shí)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(jìn)行傳輸。

對此，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”。

疊加傳輸在此前并不容易。據(jù)日本媒體報道，由于物理特性，如果增加轉(zhuǎn)數(shù)，電波的空間將擴(kuò)大，傳輸將變得困難。此前雖然一直由大學(xué)等機(jī)構(gòu)推進(jìn)OAM的研究，不過還存在“難以單獨(dú)使大量電波疊加”的極限。

而NTT則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。根據(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。

基于第二種技術(shù)路徑，《日本經(jīng)濟(jì)新聞》的報道稱，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。野坂秀之稱，其關(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”。

據(jù)報道，此前300吉赫頻帶并未得到使用的原因在于：一是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。二是傳輸通道越寬，越容易受噪音的干擾。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。

報道稱，目前第一、二種技術(shù)路徑均處于試驗(yàn)階段，但已成功實(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。