O波段技術(shù)如何幫助克服從5G到6G的實(shí)施障礙

5G通信協(xié)議于2017年開發(fā)，雖然該服務(wù)尚未普遍可用，但下一代6G技術(shù)的研究已經(jīng)在進(jìn)行中。隨著消費(fèi)設(shè)備的發(fā)展，越來越多的人受益于更快的速度。但是，5G實(shí)施的現(xiàn)狀如何?網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商改善客戶覆蓋范圍的道路上存在哪些挑戰(zhàn)?此外，新的o波段技術(shù)能否繞過這些障礙，甚至為6G的數(shù)據(jù)需求奠定基礎(chǔ)？

每一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)都會(huì)整合其前一代的使用案例，并為消費(fèi)者增加新功能。例如，1990年發(fā)布的2G引入了數(shù)字語音通話和短信，而3G則增加了智能手機(jī)上的網(wǎng)頁瀏覽功能。5G于2020年左右開始在全球普及，并帶來了更快的移動(dòng)寬帶和更低的延遲。目前處于研究狀態(tài)的6G建立在對(duì)更大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)(XR)等應(yīng)用提供功能和更快的帶寬速度，邊緣計(jì)算或智慧城市。

5G快速通道

經(jīng)合組織稱，疫情期間，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的流量比疫情前增長了60%。為了滿足這一需求，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商加快了5G的開發(fā)，使歐洲提前完成了約65%的計(jì)劃推廣目標(biāo)。歐盟委員會(huì)制定的目標(biāo)包括到2030年底實(shí)現(xiàn)至少低頻段5G（Sub-6Ghz）在所有地區(qū)的100%覆蓋，到2025年實(shí)現(xiàn)城市地區(qū)100%覆蓋。

與此同時(shí)，英國政府于2022年2月宣布計(jì)劃簡化地方議會(huì)與網(wǎng)絡(luò)提供商，共享有關(guān)使用公共建筑和路邊基礎(chǔ)設(shè)施的信息的方式，以增加5G覆蓋范圍。

6G即將到來

未來三到五年，運(yùn)營商的首要任務(wù)是部署5G。然而，6G已經(jīng)在研究中，預(yù)計(jì)最早將于2026年在北京、倫敦、東京和紐約等電信投資雄厚的大城市實(shí)現(xiàn)首次商業(yè)部署。不過，6GFlagship估計(jì)，全面部署可能會(huì)在2030年代發(fā)生。

與5G相比，6G的要求是延遲減少五倍，帶寬增加幾倍。這些改進(jìn)將增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)：更高的數(shù)據(jù)傳輸率和更低的延遲將帶來更加身臨其境的體驗(yàn)。物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等領(lǐng)域也將能夠做出更快、更明智的決策。

6G的另一個(gè)好處是定位精度的提高。它可以使用類似雷達(dá)的技術(shù)，使定位精度達(dá)到一厘米以下。它還可以在完全黑暗、有霧或下雨的條件下工作。這對(duì)自動(dòng)駕駛汽車尤其有用，因?yàn)樗鼈円揽繉?duì)周圍環(huán)境的詳細(xì)了解來做出安全準(zhǔn)確的導(dǎo)航?jīng)Q策。

克服6G的能源挑戰(zhàn)

使用低頻段5G時(shí)，運(yùn)營商可以使用與4G相同的基礎(chǔ)設(shè)施，只需進(jìn)行優(yōu)化即可。然而，當(dāng)將頻率增加到更高的帶寬時(shí)，例如毫米波頻譜中的24-100GHz，就需要在更近的地方增加更多基站。這意味著高頻段5G和6G僅在城市地區(qū)可行。

正是這種增加基站的必要性導(dǎo)致了幾個(gè)問題的出現(xiàn)。首先，在人口稠密的地區(qū)增加基站引起了居民的反對(duì)，他們不希望這些塔靠近自己的家。最后，基站越多意味著能源消耗越高，考慮到當(dāng)前的能源危機(jī)，這對(duì)運(yùn)營商來說是一個(gè)巨大的問題。

前進(jìn)的道路

為了滿足對(duì)低延遲數(shù)據(jù)日益增長的需求，同時(shí)降低能耗，網(wǎng)絡(luò)提供商必須升級(jí)其現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施。許多網(wǎng)絡(luò)提供商仍然依賴10Gbps和25Gbps連接，使用光纜將數(shù)據(jù)傳送到基站和從基站傳送數(shù)據(jù)。然而，升級(jí)到100Gbps等速度變得越來越必要，并且隨著時(shí)間的推移，將成為新的標(biāo)準(zhǔn)。

鋪設(shè)更多電纜并不總是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的最佳方式。成本、破壞性和時(shí)間限制使得該選項(xiàng)不可行。一種有希望的替代方案是收發(fā)器和多路復(fù)用器，它們可以使用現(xiàn)有的電纜基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)到100Gbps。

多路復(fù)用器通過提供多個(gè)光信號(hào)通道來提高數(shù)據(jù)傳輸速度。光多路復(fù)用或波分復(fù)用(WDM)不是將一個(gè)信號(hào)發(fā)送到一根光纖，而是將不同波長的多個(gè)信號(hào)組合起來，以最大限度地利用單個(gè)光纖。

O波段技術(shù)指的是波長的“原始波段”，即1260-1360nm。相應(yīng)頻率下的信號(hào)散射最小，使O波段成為高速互聯(lián)網(wǎng)通信的最佳選擇。同時(shí)發(fā)送此范圍內(nèi)的多個(gè)波長信號(hào)，網(wǎng)絡(luò)管理員可以將現(xiàn)有電纜上的數(shù)據(jù)傳輸速度從10Gbps提高到100Gbps，而不會(huì)增加能耗或維護(hù)成本。

此外，使用無源多路復(fù)用器將消除在連接基站的聚合節(jié)點(diǎn)中使用有源供電設(shè)備的需求，從而進(jìn)一步降低能耗。這樣可以始終保持光學(xué)連接，將延遲保持在最低水平。

隨著5G網(wǎng)絡(luò)的不斷推出，以及6G功能的日益臨近，需要技術(shù)創(chuàng)新的解決方案來幫助網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商滿足日益增長的數(shù)據(jù)速度需求。O波段技術(shù)是、并且將是他們武器庫中的重要工具，用于最大限度地降低基礎(chǔ)設(shè)施成本并最大限度地提高數(shù)據(jù)傳輸速度。

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