日本运营商开发出后5G时代新技术？传输速度可达5G的5倍

5G（第5代通信标准）还没商用，后5G技术已经开发出来了？

7月6日，据《日本经济新闻》报道，日本三大电信运营商之一的NTT（Nippon Telegraph and Telephone），已成功开发出瞄准“后5G时代”的新技术。虽然仍面临传输距离极短的课题，不过传输速度可达5G（第5代通信标准）的5倍，即每秒100GB。

上述报道引述NTT尖端集成设备研究所的主任研究员野坂秀之的话称，“如果能够实现每秒100GB的通信速度，1秒钟以内就能下载1张DVD。还可能诞生前所未有的新服务”。

值得注意的是，就在前一天，7月5日，日本总务省公布了以2030年代为设想的电波利用战略方案。作为将在2030年代实现的革命性电波系统之一，日本提出了“Beyond 5G”。预计2020年在移动终端投入使用的5G速度将达到目前移动通信100倍，时长2小时的电影可在3秒内下载完毕。而再下一代的技术的传输容量有望达到5G的10倍以上。

目前，比现行4G通信服务快100倍的新一代通信服务5G尚未正式启用。

今年6月，国际移动通信标准化组织3GPP正式批准确立第五代移动通信技术标准（5G NR）独立组网功能，第一阶段全功能完整版5G标准正式出台，5G标准的第二版本已经启动，优化方向重点在5G物联网应用场景的增强。

据了解，5G主要有三类典型业务场景：增强型移动宽带意味着上网更快，大规模机器类通信意味着接入设备更多，而超可靠低时延通信让无人驾驶、远程医疗变为可能。按各方披露的时间表，2019年将实现5G的试商用，2020年将实现规模商用。

上述日本媒体的报道称，“后5G时代”作为支持超高速通信时代的全新核心技术，日本对其的期待正在升温。

据了解，无线通信的高速和大容量化主要通过以下3种技术实现：一是使更多电波在空间中叠加传输；二是使用更宽的传输路径传输电波；三是把更多信息放在电波上进行传输。NTT的新技术则是基于上述前两种技术手段。

具体而言，报道称，基于第一种技术路径，NTT使用被称为“OAM”的技术，实现了相当于5G数倍的11个电波的叠加传输。OAM技术是使用圆形的天线，将电波旋转成螺旋状进行传输。

对此，NTT未来网络研究所主任研究员李斗焕指出，“由于改变转数的电波具有互不干扰的性质，所以能够实现叠加传输”。

叠加传输在此前并不容易。据日本媒体报道，由于物理特性，如果增加转数，电波的空间将扩大，传输将变得困难。此前虽然一直由大学等机构推进OAM的研究，不过还存在“难以单独使大量电波叠加”的极限。

而NTT则打破了这一极限的理论，将现在4G使用的被称为“MIMO”的技术（在空间上使电波叠加的技术）与OAM相结合。根据这一思路，开辟出了通过单独技术难以实现的20个以上电波叠加的方法。在将来，40个电波的叠加也有望纳入视野。

基于第二种技术路径，《日本经济新闻》的报道称，NTT还成功实现了达到5G的约30倍的25吉赫(GHz)这一非常宽的传输通道。野坂秀之称，其关键是“利用了300吉赫频带这一几乎从未开拓的非常高的频带”。

据报道，此前300吉赫频带并未得到使用的原因在于：一是300吉赫频带远远高于在5G领域被认为有潜力的28吉赫频带。一般来说，频带越高，电波越难以越过大楼等障碍，在无线通信领域难以使用。二是传输通道越宽，越容易受噪音的干扰。对此，NTT通过采用铱和磷化合物的半导体，实现了能抑制噪音的电路。

报道称，目前第一、二种技术路径均处于试验阶段，但已成功实现了达到5G的5倍，即每秒100GB的高速通信。今后，如果能将2项技术结合，实现每秒1TB（1TB=1024GB）这一超高速通信也将成为可能。