5G 傳輸速度會有多驚人?

作者 | 發布日期 2016 年 07 月 31 日 12:00 | 分類 晶片 , 網路 , 網通設備 follow us in feedly

美國聯邦傳播委員會(FCC)大規模釋出頻譜,加上無線科技的進步,將加速帶來一個數據傳輸快到驚人的時代。



行動數據消耗正在高漲,而一連串的科技進步將改變現今智慧手機及其他無線行動裝置能做到的事,導入高解析度影片和完全沉浸式的 3D 環境。

紐約大學(NYU)學生們在布魯克林的無線實驗室,測試將成為下一代手機先驅的原型設備。他們在擠滿人群的庭院裡移動時,這些原型設備每秒能傳輸 10 gigabit 數據。三星最近也展示技術,讓一輛時速 25 公里的汽車,在進出基地台行動傳輸範圍的同時,維持每秒 1 gigabit 的連線。

上面這兩項成果,都比目前商業行動電話技術的速度快上約 100 倍。

美國 FCC 本月釋出大量高頻譜後,將解放這些驚人的可能性。FCC 釋出的頻譜,將是既有無線電訊頻譜的數倍,白宮宣布投入 4 億美元進行研究。

下一代科技將由名為「5G」的標準定義。5G 網速預料會比 4G LTE 快上至少 40 倍,全球覆蓋範圍至少多出 4 倍。

5G 預料將使用所謂的「毫米波」無線電頻譜(頻率超過 24GHz)。隨著 FCC 的動作,美國成為第一個大量開放這種頻譜供商業用途的國家,而不只限於雷達與軍事系統。

較高的頻率,可以攜帶的數據也多出很多,但也更容易被建築物、成團的樹葉甚至雨水阻擋,所以運用在行動通訊上的挑戰也比較大。

但多虧訊號處理、晶片、天線科技的進步,三星、AT&T、Verizon、Ericsson 及其他公司未來可以利用這種頻譜進行下一代的行動連線。

有些新創公司已經在利用新科技開展新的商業模式,Starry 就是其中之一,這家公司正在 beta 測試在波士頓的家用網路連線服務,不過是用在固定裝置上。

紐約大學成功把毫米波訊號應用在行動通訊上,而且避開了最大的難題:接收端和傳輸端之間的物體會封阻傳輸。

只要在晶片或微型電路板放上小型天線組成的陣列,就能強化訊號往特定方向的強度,並壓抑其他方向的強度,這種陣列叫做「相位陣列」(phased array)。三星已經在製作手持無線裝置上由 32 支天線組成的相位陣列原型,Ericsson、Nokia 也擁有設備,準備進行試驗。

領導紐約大學無線研究的拉帕波特(Ted Rappaport)說:「不論大小,所有主要電信公司都進行了大量相關研究,你會看到整個業界進行大量活動,因為大家知道毫米波的未來會來得很快很快。」

第一批在商業上運用這種科技的手持裝置,可能在 2 至 5 年內問世。拉帕波特說:「我管這叫『無線復興』,各種活動的匯流將以幾年前難以相信的速度改變世界。」

支撐新無線科技的,是微晶片的顯著進步。首先,晶片上元件的特徵尺寸(feature size)變小,就能傳輸更大量的數據,卻不會耗盡你的電池。其次,這類晶片鍍上第二層物質,功能一如天線,讓訊號喪失和能源消耗最小化。

Intel 首席無線技術專家史都華(Ken Stewart)說,製程的進步,能讓企業做出更便宜的消費裝置。

「消費者將在行動裝置上看到更豐富的體驗和高解析度影片。」他說:「他們以後不是看著手機螢幕玩 Pokémon Go,而是以更快的刷新率,在完全沉浸式的 3D 環境裡遊玩。」

隨著數十億人口期待著行動裝置的效能大幅提升,無線數據需求呈指數成長,來自連網汽車、智慧電網等機械也將湧入。

《Recode》認為,5G 將重度聚焦物聯網。美國宣布 5G 消息前幾天,軟銀才收購安謀(ARM),頗耐人尋味,不少人認為軟銀的天價併購額是賭在物聯網的未來上。很多人相信物聯網的潛能和許諾,但這個市場才剛萌芽,沒有人能真的確定物聯網的哪一個環節會起飛。

5G 相關測試還在初期階段,主要試驗預料明年展開,2018 年會開始初步部署 5G 服務。

(本文由 天下雜誌 授權轉載)

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