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Band有助于克服通向6G的挑战

每一代新的移动网络都会带来创新并推出诸多新功能。目前,虽然5G尚未普及,但对下一代6G技术的研究已经在进行中。

5G自2019年开始推广以来,一直在以惊人的速度增长。根据爱立信于2022年发表的《Mobility Review》,预计到2028年5G移动用户数量将达到50亿,其中5G将占到固定无线接入连接的80%。

欧盟在欧洲实施了5G公私合作伙伴关系(5G-PPP),旨在通过泛欧路线图计划,实现下述两大目标:

到2025年,城市地区百分之百覆盖

到2030年底,所有地区百分之百覆盖 (至少是6GHz以下的低频段覆盖)

5G具有更高的每秒数千兆的峰值数据速率、超低时延、更高的可靠性和大规模的网络容量。5G移动网络的开发,是为了应对物联网技术和机器到机器通信的高速增长,并进一步促进虚拟现实(VR)或增强现实(AR)等消费类应用。

在制造业领域,5G可以帮助工程师利用AR开展维护和故障排除工作,从而减少生产停机时间。同样,5G技术也被用于智慧城市建设,具有拥堵监测、停车传感以及智能垃圾管理等功能。

然而,有报告指出,5G不是一个放之四海而皆准的网络,因为各国采用不同的速率和频段。低频段包括700MHz和600MHz频段,该频段在美国很流行。中频段的范围是3.3~4.9GHz,其中3.6GHz频段在欧洲得到广泛采用。高频段则覆盖了24~47GHz的频段,主要有日本和韩国采用。

在未来十年中,运营商将主要精力集中于5G部署。然而,6G已经处于测试和研究阶段,预计最快将于2030年开始在全球推广。

就中国这个世界上最大的移动市场而言,根据预测,5G最快将在2024年超过4G而成为主导移动技术,并在2030年达到16亿用户。除此之外,中国最近还宣布,将计划在2025年开始导入6G应用,尽管这一代移动技术尚缺乏必要的电信标准。

对6G应用的一些预测,包括高效的网络安全和人工智能功能,同时该技术还有望提升传感能力,这将有助于推进自动化工厂和无人驾驶汽车。

对许多人来说,6G将引入更多沉浸式或栩栩如生的体验。诺基亚贝尔实验室的马库斯-韦尔登认为,6G将成为”人类和机器的第六感官体验”,生物学与人工智能将在这里碰出灿烂的火花。

其中,6G最热门和最富争议的成果之一,可能是“感官互联网”的潜在创建,它将支持用户在网上订购食物之前,能够以数字方式对样品进行“品尝”,或“闻一闻”样品的气味。

这些创新是否能在我们有生之年实现,还有待观察。但在此之前,运营商提醒说,为了实现高性能的5G和6G,还需要增加频谱供应。

在采用低频段5G时,运营商采用一些优化措施,就可以利用与4G相同的基础设施。然而,有必要增加更多彼此靠近的基站,以便于利用更高频率来实现更高的带宽,如24~100GHz的毫米波频谱。正因为此,高频率的5G和6G只能在建筑密集的城市地区实现。

为确保网络为下一波传输做好准备,并发展农村连接,运营商需要建立波分复用系统,使连接能够升迁到100Gbps。

确保运营商能够成功升迁到100Gb以太网的一个方法,就是利用原始波段(O-band)传输。O-band提供零色散以及1,260~1,360nm所对应的频谱宽度。利用O-band的收发器,可以在不增加能源消耗或维护成本的条件下,将现有电缆上的数据传输速率从10Gb提高到100Gb。

此外,在5G基础设施中利用无源多路复用器,可以消除连接基站的汇聚节点中对有源或电源驱动设备的需求,从而进一步降低能耗。这样不仅可以在整个过程中保持光学连接,而且可以将时延保持在最小值。另外,还支持运营商覆盖30公里的距离(相比之下,C波段的覆盖距离只有2~3公里)。

总之,无论是5G、6G还是其它“什么G”,移动网络技术正在以令人难以置信的速度发展,最终达到的目标就是:每一个连接都将在瞬间完成。未来,无论传输的数据量有多大,时延和速度问题都将不会成为障碍。网络运营商正在不断努力创新和更新换代,从5G到6G的过渡也将会如此。

(参考原文:O-Band Technology Can Help Overcome Barriers to 6G

本文为《电子工程专辑》2023年7月刊杂志文章,版权所有,禁止转载。点击申请免费杂志订阅

文章来自:https://www.eet-china.com/

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