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Facebook 毫米波测试创纪录,它颠覆的是什么?

文/程弢

Facebook在2014年成立了Facebook Connectivity Lab,这个实验室的愿景是连接全世界。该实验室采取的方式不同于传统方法,即通过无人机(Aquila)来解决网络布局的问题。

Facebook 毫米波测试创纪录,它颠覆的是什么?

今年,Facebook加快了这一项目的研究步伐,7月份,Aquila完成了空中首秀,现在Facebook又创造了新的记录——利用毫米波在13km的传输距离下速率达到20Gbps,据了解,Facebook即将挑战下一个目标:30-50km实现30Gbps的传输速率。

根据Facebook官方的信息,这次测试的是60GHz-90GHz的毫米波频带(E-band),带宽为2GHz,测试环境是南加州的偏远地区。

Facebook 毫米波测试创纪录,它颠覆的是什么?

Facebook的测试类似谷歌的高空气球计划,他们在60000到90000英尺的高空中部署Aquila无人机来充当基站;另外,Facebook还专门研发了定制的射频器件,因为Aquila是太阳能供电,整个测试过程的功耗只有105W。

20Gbps,13km,Facebook颠覆的是什么?

首先我们来看看毫米波的特性。

近几年,低频频带逐渐被占用,在中国6GHz以下的可用频率只有三段(3.3GHz-3.6GHz,4.4GHz-4.5GHz,4.8GHz-4.99GHz)频率资源日渐紧张,可供5G使用的频率寥寥可数,再加上用户对数据速度的要求在提升,业界已经把目光瞄准到高频区域——毫米波。

毫米波是波长为1~10毫米、频率范围为26.5~300GHz的电磁波,不少业内人士还认为毫米波将是5G的关键技术。仅今年一年,就有多家科技巨头开始布局毫米波技术,如爱立信与at&t公开演示毫米波可行性,高通发布支持28GHz毫米波的5G基带…这足以证明毫米波的发展势头。

通常情况下高带宽意味着更快的数据传输速度,但与此同时,无线信号频率越高,穿透损耗就越大,受障碍物的影响也越大,覆盖距离也将大打折扣;另一方面,因为高频率的局限性,毫米波的射频器件也不成熟,这是毫米波的两大缺点。

也正是因为传播损耗太大,毫米波很难在移动通信模式下进行远距离传输,因此一般情况下毫米波不做广域覆盖用,即便被认为是5G通信的关键技术,毫米波也只是作为低频的一个补充。毫无疑问,Facebook这次试验的13km和20Gbps都是一次突破,那么这次测试真有大家想象得那么神吗?其实不然。

某通信行业从业人士告诉雷锋网(公众号:雷锋网),因为毫米波本身拥有很高的带宽,天生拥有高速传输的优点,而且2GHz带宽20Gbps的速度,效率并不高。

爱立信曾用800MHz传输几十Gbps的速度,在高带宽情况下,传输速度20Gbps问题不大。

另外,该业内人士还表示,13km的远距离传输实现20Gbps速度也不存在技术挑战,相关的技术早有应用,例如用波束赋型,再加大发射功率就可以做到远距离的传输。再加上毫米波主要受障碍物影响比较大,Facebook采用对空传输很好的避开了这一问题。

因此,从技术角度来看,13km的传输距离和20Gbps的传输速度都不算是一次突破,Facebook颠覆的是直接把毫米波用在广域覆盖,这个业界并不认可的应用场景。如果Facebook能够进一步实现商用,那将会是一次真正意义上的突破。

毫米波的理想应用场景是室内

从Facebook的战略来看,他们希望把网络覆盖到地广人稀的区域,但实际上这并不是业界主要研究的目标。

上述业内人士表示,5G商用后,毫米波会和低频混合来使用,前者主内后者主外。

在移动通信领域里,高频主要会应用在室内,在室外区域覆盖会出现很多漏洞,体验也会很差,因为毫米波的传播特性,在室外没有足够多的反射的物体就无法覆盖。

就目前而言,现在科技企业在毫米波技术上的尝试主要是测试其在移动通信环境下的可行性,即便是测试数据接近完美也无法快速实现商用。首先,业需要建立毫米波原型而不是仅靠模拟;其次,毫米波对器件的要求较高,研发出适用于高带宽的射频器件;最后,在系统设计上,需克服波束赋形、波束跟踪等等技术的限制。

总而言之,凭借高速传输的特点,毫米波将在5G移动通信的节点上发挥重要作用,但率先在5G商用的依然会是低频,而毫米波要实现商用,还需要产业界攻克上述两大技术难题。



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