国际6G标准之争陷入僵局,中国电科首次发布太赫兹通信系统!
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太赫兹波是指频率在100 GHz 以10 THz 之间的电磁波。这一段电磁频谱处于传统电子学和光子学研究频段之间的特殊位置,过去对其研究以及开发利用都相对较少。随着无线通信的高速发展,现有的频谱资源已变得日益匮乏,开发无线通信的新频段已逐渐成为解决此矛盾的一种共识,而在太赫兹频段存在大量未被开发的频谱资源,使得太赫兹频率适于作为未来无线通信的新频段。在众多技术途径中,采用固态电子学的技术途径实现无线通信系统,未来存在将系统进行片上集成的可能,这对太赫兹无线通信系统走向实用化具有重要意义。
太赫兹通信系统运用太赫兹通信技术,是工作在太赫兹频段的全固态电子学通信收发系统,是针对无压缩视频“超高速、低延时”无线传输场景设计的一款实时通信设备。系统提供充足的无线带宽,无需通过压缩方式进行传送,有效节省视频在压缩与解压时的耗时,确保传送视频的极低延迟;同时,通过扩展可满足多种通信平台及多种通信协议的传送需求,兼容不同通信应用场景的传输。
太赫兹波介于微波与远红外光之间,处于电子学向光子学的过渡区域,同时具有微波通信与光通信的特点。与传统通信相比,太赫兹通信速率高,可支持数十至数百Gbps级别的数据传输速率;穿透性强,可在大风沙尘及浓烟等恶劣环境下正常通信工作;保密性好,太赫兹波方向性强,具有更好的保密性;波长短,天线尺寸比微波系统小,结构更简单、经济。种种技术优势,都表明太赫兹波将会是下一代6G通信系统的关键技术。
太赫兹通信迎来重大的发展机遇。经过全球6个区域电信组织多次协调,中、美、德、法、加等国代表的充分讨论,2019年世界无线电通信大会(WRC-19)最终批准了275 GHz-296 GHz、306GHz-313 GHz、318 GHz-333 GHz和356 GHz-450 GHz频段共137GHz带宽资源可无限制条件的用于固定和陆地移动业务应用。这是国际电联首次明确275GHz以上太赫兹频段地面有源无线电业务应用可用频谱资源,并将有源业务的可用频谱资源上限提升到450GHz,将为全球太赫兹通信产业发展和应用提供基础资源保障。
近年来,太赫兹通信已成为各国研究的技术热点。太赫兹无线电波兼具传统微波和光波的特性,在空间科学、无源遥感、安全检测、生物医学和天文观测等方面表现出诸多优质性能。同时,由于太赫兹占据了300GHz-3THz频段的超宽频谱,且太赫兹通信具有传输容量大、安全性高、穿透性好等优势,因而拥有极大的发展潜力和应用前景,太赫兹科学已逐渐成为了新一代无线通信产业发展的重要方向。
随着国际电信联盟推动6G步伐的加速,中、日、美、欧势必在太赫兹通信的技术标准、专利以及解决方案等各领域展开角逐。5G技术的角逐中已经越来越多的夹杂了政治角力,华为在技术领先几个身位的前提下尚困难重重。可想而知等待6G的将是更为残酷的竞争,只有在技术上和对手保持更大的代差优势才是百毒不侵的金钟罩。
日本在太赫兹通信领域投入大、时间长。近年来,在太赫兹通讯方面,日本一直是急先锋,并从2008年北京奥运会开始不断刷新太赫兹通信系统的世界纪录。美国欧洲在太赫兹通信领域固态芯片领先我们至少3-5年。可喜的是中国在太赫兹通信领域和国外可以说是齐头并进并无技术代差,华为、中兴、贝尔等巨头已先后加入战队。上周搭载长征六号遥三运载火箭升空的“电子科技大学号”实验卫星即将开展空间太赫兹通信实验,这将是在太赫兹技术太空应用场景下的全球首次通信技术验证。
即便当下5G热火朝天,但相信大多数人仍用着4G网络,对5G都没有一个准确的概念,然而就在大伙儿连5G都还没用热乎时,6G的消息又开始传了出来,它究竟有着怎样的作用?对人民、国家而言又有何种影响?
在5G争夺失利后,美国为了夺回通信主导权,便卯足了劲想要在之后的6G领域中找回面子,但我国早就靠着5G的东风投入6G的研发之中。
就在前不久,有消息透露,今年7月,华为将和中国航天公司、中国移动公司携手发射两颗卫星,若是首次发射成功,这将是华为进军6G的开端。在6G建设上,如今我们面临不少的难题,例如全球没有一个信号频率能满足6G,因此为了6G的发展,信号源是重中之重,而太赫兹则是目前已知电磁波中最有可能满足需求的。
信息传递需依赖电磁波,而电磁波信息传递的规律就是波长越小,传输的速度越快,若想要做到更快的网速,就得拥有更小的波长,而目前我们所使用的厘米波、毫米波显然无法满足这一要求,但太赫兹却不同。太赫兹的波长仅0.03mm到3mm,满足我们对超高带宽的要求,同时太赫兹有着定向传播性能好、信息容量大等优点。
由于我国是最早研发、推广6G技术的国家,因此在6G研发上,我国于2020年11月率先发出了世界上第一颗6G通信试验卫星,对太赫兹进行首次技术验证,而那时美国只会干瞪眼。综合来看,相比美国想一举迈过5G,直奔6G领域,获得5G头筹的我们,在此次的“争夺战”中,则更有胜算。