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

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。

6G

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。

各种挑战

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