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未来无线网络通信技术之战

责任编辑:cres 作者:harbor |来源:企业网D1Net  2018-03-26 09:37:48 原创文章 企业网D1Net

无线通信与我们的工作生活关系密切,大家都用手机,必然离不开无线网络。手机上网可以有两种方式:一种是通过3G/4G网络通信,通过核心网访问到互联网,3G指的是第三代法老王线上娱乐通信技术,4G指的是第四代法老王线上娱乐通信技术,4G包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式,能够以100Mbps以上的速度下载,这样可以快速传输数据和高质量的音视频数据,现在的手机应用能如此发达,人们已经离不开手机,这和高速发展的无线通信网密不可分;另一种是通过无线局域网来访问互联网,无线局域网技术的典型代表就是IEEE802.11,我们常说的Wi-Fi技术,早在1997年就形成了标准。其实,这些年Wi-Fi技术一直也在进步,无线带宽一直在扩宽,前两年很多城市和运营商都大肆建设城市无线局域网,就是在一个城市中部署成千上万的无线AP,将整个城市建成一个大的无线局域网,这样无论人身处何处都可以通过手机连接AP,然后访问互联网,不过由于Wi-Fi技术的安全性问题,信号传输距离过短,信号不够稳定等原因,没有完全发展起来,不然Wi-Fi真有可能替代掉4G技术。即便这样,在小型的局域网内部,Wi-Fi仍是主流,Wi-Fi具有4G无可比拟的速度,现在已经出现10G甚至更高带宽的无线技术。两种技术互补,相互制约,彼此都获得了较快的技术更新和发展,都向着更高更快的方向前进。
 
于是,我们很快看到了5G的出现,5G是第五代法老王线上娱乐通信技术标准,理论下行速度为10GB,下载速度可达1.25GB,是4G的100倍以上,一部高清电影,用5G网络1秒钟就能完成下载,极大地提升了无线网络带宽。在2017年,国际通信标准组织3GPP官方宣布了5G标准版本,各大运营商很快展开了5G通信的相关测试。5G技术已经连续两年写入政府工作报告,要大力推动5G产业发展。2018年,国内三大运营商都在多个城市开启了5G测试的实验点,基本确定要在2019年将5G技术落地,实现商用。政府不断要求运营商降低用户手机通信费用,主要指的是用户当前普遍使用的3G/4G网络,运营商通过建设5G网络,为那些带宽需求旺盛的用户提供5G网络,从而获得更高的通信费用收入,从而弥补3G/4G 网络降低资费的损失。世界各地也在5G的研究和商用上投入了很多资源,中国在3G/4G网络建设上赶上了其它发达国家水平,在5G上最有可能超越其它国家,成为5G实际商用的领头羊,能达到这样的高度非常不易。
 
如果你觉得未来的无线通信就是5G了,那就大错特错了。在Wi-Fi领域也有一种新技术,它的速度比5G,甚至6G(理论中)还要快,那就是太赫兹技术,它要比5G的通信速度还要快10倍。大家都说5G神速,一部高清电影,4G下载要10分钟,5G一秒钟搞定!太赫兹比5G还快100倍,速度达50Gbps以上。其实,太赫兹早在19世纪后期就被正式提了出来。太赫兹有100GHz~10THz(5G在3~5GHz频段)的电磁辐射,波长在0.03mm~3mm范围,由于此频段,既不完全适合用光学理论来处理,也不完全适合微波的理论来研究,所以涉及到太赫兹波段的研究结果和数据非常稀少,一直被简单地划归远红外线的范畴。而随着技术的发展,电磁波波源和光源更加稳定,太赫兹波才能够得以有效应用。当然,与5G相比,太赫兹技术有很多的技术难题待解,仍是一种实验室技术,商用还没有预期,这是因为:太赫兹波在大气传输过程中的频段不够稳定,即使频段得到了稳定控制,也很难在当前技术范围内找到一种合适的调制技术对波段进行控制;还有,由于太赫兹波通信信号源载波功率较低,必须对太赫兹波进行间接调制才能够实现信息传输,此项技术还没能有效实现;再有,虽然在理论上,太赫兹波的传输稳定性很高,但是还不能够完全满足商业化、普及化应用的需求。频率不足、传输性能不足、调制和探测技术不成熟成为了太赫兹波通信技术发展的重大瓶颈,只有将这些技术难题全部攻克,太赫兹才能真正得到大规模实际商用。
 
未来的无线网络通信技术之战将在5G和太赫兹技术之间展开,从技术成熟度上来讲,5G已经走向了试商用,技术成熟度得到了提升,但速度无法与太赫兹相比。如果明天随着5G落地,留给Wi-Fi的发展空间会越来越少,Wi-Fi原来的优势就是局域网内带宽高于3G/4G带宽,5G上了之后就会超越Wi-Fi的带宽,如果Wi-Fi不能在原有技术基础上提升带宽,Wi-Fi技术很快会寿终正寝。将太赫兹技术引入到局域网将是一个大胆的尝试,虽然太赫兹更适合于太空通信,但局域网也可以适用,局域网传输距离短,正好适合频段高的通信协议,让太赫兹技术有了发挥空间。早在2004年,太赫兹就被美国评为“改变未来世界的十大技术”之一,2005年,又被日本列为“国家支柱十大重点战略目标”之首,之所以后来被5G超越,抢了风头,就是太赫兹技术理论太过先进,具体实现难度大,迟迟没有打开局面。可以说,和5G的竞争,太赫兹还不是对手,但是和6G,甚至7G还有一争,6G是第六代通信技术,理论下载速度可达到每秒1TB。7G是第七代通信技术,指的是6G+可实现空间漫游的卫星网络。有不少人认为,太赫兹技术很可能成为6G/7G通信的技术基础,最终两种无线技术走向融合。不难发现,现在的很多技术发展到最后,都是融合的,互相制约和促进,就像人们一样走向合作才能获得共同发展,技术领域也是一样,当两种无线技术区别越来越小时,渐渐会走向融合。
 
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