6G技术,美国用太赫磁波技术全力研发,而华为已和5G同步布局

随着5G网络逐渐在中国各大城市展开应用,可以说在5G技术上,中国已经非常顺利的展开了。据悉美国在网络建设上已经开启了新的规划和实验,他们打算一边部署5G网络,另一边直接开展6G网络的研发,并且还已经被开放授权使用太赫磁波技术,加上马斯克的星链卫星逐步进入轨道,难道要直接翻盘?

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其实通信技术的升级换代是不可能越过上一代研发的,是要以上一代技术为基础。任正非:"我们一直在做6G,与5G同步,但是6G在理论等各方面上还没有突破,因此6G被人类使用应该在十年以后。"(5月11日,华为公共及政府事务部在华为心声社区发布了任正非接受《南华早报》的采访纪要,采访时间为2020年3月24日。)但对于美国6G的"高瞻远瞩",我们依然不可小觑。那么美国提出这样的规划为哪般呢?

太赫兹波虽好,成本限制普及率

美国联邦通讯委员会已经正式投票,决定将太赫磁波技术开放给6G技术试验使用,所谓太赫兹波(terahertz,THz)是特指一段比较特殊波段的电磁辐射,介于微波和红外线波段之间,具体看下面这幅图:

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狭义的太赫兹波一般是指频率在0.1 ~ 10THz(1THz = 10¹²Hz),波长为0.03 ~ 3mm 的电磁波,在电磁波谱中位于微波和红外线波段之间。而广义的太赫兹波频率范围可包含整个中红外和远红外波段,频率最高可达100THz。

由于太赫兹波在电磁波谱中的位置十分特殊,它处在电子学和光子学的交叉领域,所以既不完全适合用经典的光学理论来解释,也不完全适合用电子微波理论来研究。

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在5G频谱上华为采用的SUB-6GHz是目前移动通信的黄金频段,支持中高速移动,传输损耗较少,基本没有雨衰,支持非视距无线通信(NLOS),而mm Wave毫米波频段(28GHz、36GHz、60GHz等)上述特点都不具备,主要用于固定无线通信。

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5G技术可用于Sub-6GHz频段和mm Wave毫米波频段,但是从容量来说,mm Wave毫米波频段能最大限度的发挥大规模MIMO技术的优势(频率越高,天线阵子尺寸越小,大规模天线阵列越容易实现),但mm Wave毫米波频段的射频器件研发难度较大,成本也高。美国由于频段被占用,不得已提出了毫米波频段,现在将使用波长更短的太赫兹波实际上还是难以逃离覆盖成本的问题。

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相反Sub-6GHz频段可以减少天线数量来降低天线尺寸大小,有利于集成,射频器件比较成熟。

6G的核心的覆盖率和灵魂认知

5G已经逐渐覆盖起来,但是其深度应用的红利并没有完全释放,对于万物互联的5G时代还有很多路要走。关于6G的定义普遍认为是具有无处不在的高速网络覆盖和更加智能的灵魂认知。

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通过卫星、气球、悬浮飞艇等进一步拓展6G的覆盖,弥补地面基站覆盖不足,形成一个无处不在的网络,这是6G的第一个特点。

能覆盖到偏远杳无人烟的大陆和海洋,可以通过数据传输系统记录和分析数据,对天气,自然灾害预警等领域,提供非常及时的服务。6G时代,人们更多关注的是网络的全覆盖而不是简简单单的网速,因为那时候速度已经足够满足,这时候才是真正实现万物互联的理想状态,这才是6G的使命。

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6G的第二个特点叫做灵魂认知, 5G之前我们讨论网络的性能都指的它的客观指标,但没有考虑到我们人主观接受的不同, 6G将会对这种差异进行区分对待。大家可以畅想一下6G怎么用科技改变你的想象力和个性体验。

美国5G落后,6G超越也有难度

美国2019年展开5G网络,不过覆盖范围还是非常局限的,而在国际上真正有着5G建设竞争力基站设备的,则是华为、爱立信、诺基亚、以及中兴通讯等,美国本土没有5G基站设备的制造公司,这也让美国在网络建设上大受冲击。

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一方面同样的SUB-6GHz频段其无法使用,另一方标准、设备缺失,加上国内可怜的光纤覆盖率,阻碍了美国5G的发展。如果使用太赫兹波,结合6G的目标和特性。由于6G传输信息多,波长短,传输距离仅有三四百米,也就是说如果想要布置全覆盖的6G基站,大概需要人类人口十几倍的数量(截至2019年1月约3.30亿),这么算下来,光美国本土需要的6G基站大概上亿个,就算星链可以替代5G,发射4.2万还是杯水车薪。

总结:

总的来说,5G解决的是基站到用户这段的传输问题,但基站与基站之间靠的还是光纤。全球各国落后中国5G技术发展的根本原因还是其光纤普及率太低,高速基站没有办法得到保证,此前英国的光纤普及率仅为7%左右,中国则是达到了91%,如此的数据,确实令人非常震撼。

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5G网络是建设依靠在地表大规模基站上,6G网络则是建立在地表通信基站和卫星结合基础上,这也是华为对今后6G的研发拥有如此自信的原因。西瓜视频创作人"国器"《跳过5G全力研发6G?美国用上太赫磁波技术,华为:我们照样领先》,就华为在5G发展和6G为何能持续引领上深度进行了分析。关于超级工程、中国制造、大国重器等精彩揭秘都能从他的西瓜视频里找到,独特的分析、深度解读博弈之间的是是非非。

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在卫星通信这点上,美国是具有很大优势的,星链计划也是其6G的一部分,我们还需要深度关注,从现状和方向来看,美国6G暂时只能在研发阶段,路程还十分遥远,跳跃发展更加不可能。

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页面更新:2024-05-19

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