为实现新一代高速通信规格“6G”,NTT与早稻田大学正计划开发可以接收和发送6G用电波的无线系统。日本香川大学和NEC等也打算以低成本构建支持6G的光网络。6G预定在2030年前后投入实用。目的是尽早实现基础技术,使日本企业在国际竞争中胜出。
6G的通信速度有望达到每秒100Gb(1Gb为10亿b),约为目前的5G的10倍。为了实现这一目标,需要采用电波频率比5G等更高的100GHz以上的带宽。然而,高频带电波虽然容易提高通信速度,但很难进行远距离通信。
利用发送装置发送6G用高频带电波(图片由NTT提供)
NTT与早稻田大学的川西哲也教授和佐藤拓朗特任研究教授等人组成的研究团队计划开发能接收和发送300GHz的电波,并且可以收纳到宽19英寸(约48厘米)的标准机架中的传输系统。NTT负责制造收发装置,早稻田大学负责设计整个系统,利用的是在发送装置和接收装置上使用多条天线、可以扩大通信容量的MIMO(多进多出)技术。
计划2022年度底以每秒4Gb的速度实现10米远的通信,2024年度底以每秒20Gb的速度实现70米远的通信。还设想在体育场内或用于展览的飞机上等有限的范围内进行实际通信。
6G的实现,不仅是智能手机等终端与基站之间的无线通信,还需要改良用于传输由电波转换而来的光信号的光网络。
香川大学的神野正彦教授与NEC等计划启动以低成本构建6G用光网络的研究,将提高在网络上将光信号传输给目标对象时的路由选择效率。即使6G的通信速度提高,也要避免路由选择所需的装置大幅增加。
将光纤信息用于路由选择,降低6G网络的成本(图片由香川大学提供)
在目前的通信中,所选择的路由是由光的波长决定的,因此,如果通信速度增加,则设置在网络分支点的装置的数量也会增加,从而导致成本增加。
神野教授等人将光纤信息与波长相结合,用于路由的选择。虽然每条光纤都需要新增加选择路由的装置,但无需增加利用波长选择的装置的数量。目标是将单位通信量的路由选择成本降至原来的一半。
6G网络还设想使用名为“多芯”的新一代光纤。传统光纤每条只有一个纤芯作为光信号通道,而多芯光纤有3~4个纤芯。如果利用此次的研究成果,还可以为每个纤芯选择一个光信号的路由,因此与新一代光纤的兼容性也比较好。
日文:大越优树、《日经产业新闻》,2021/09/08
中文:JST客观日本编辑部