多年來，6G 的想法一直被認為是科幻小說?，F(xiàn)在，它比以往任何時候都更接近，但東北大學電氣和計算機工程副教授 Josep Jornet 表示仍有改進的空間。
Jornet 與 NASA、美國空軍和亞馬遜一起，首次證明了在太赫茲頻率下的高速、高帶寬無線通信可以跨越遠距離。最近發(fā)表在《自然電子》雜志上的這項研究表明，大眾無線通信有一條前進的道路，可以縮小高速光纖網(wǎng)絡(luò)之外的農(nóng)村社區(qū)感受到的數(shù)字鴻溝。
“你需要找到一種技術(shù)，可以在沒有光學問題的情況下為你提供類似光學的連接，我們認為太赫茲技術(shù)就是這樣，”Jornet 說。
太赫茲頻段是一組高于 100 GHz 的頻率，突破了 5G 的 71 GHz 限制。6G 無線技術(shù)的推出將為公眾帶來這種級別的服務(wù)，但盡管通過太赫茲波段發(fā)送信號已得到證實，但在很遠的距離上這樣做幾乎是不可能的。頻率越高，信息傳輸?shù)木嚯x越短。Jornet 說，對于太赫茲通信來說，這相當于一英尺的通信。
但 Jornet 有把不可能變成可能的習慣。
“我的研究是通過向人們展示他們認為行不通的事情來推動的，”他說。
Jornet 和他的團隊能夠形成 2 公里長的鏈路，這是地球上有史以來最長的太赫茲連接。不過，這并非沒有挑戰(zhàn)。首先，Jornet 無法在亞馬遜上找到太赫茲頻率無線電，這就是他首先求助于 NASA 的原因。
多年來，美國宇航局一直在嘗試使用太赫茲無線系統(tǒng)來感知太空中的信號，但該組織的努力一直只集中在接收信號上。在發(fā)送信號時，事情變得棘手。
傳統(tǒng)上，通信無線電有一個信號發(fā)生器、一個將信息添加到信號中的混頻器，以及一個將信號轉(zhuǎn)換成可以通過無線電波發(fā)送的東西的天線。問題在于太赫茲頻率非常高，需要如此大的功率才能達到，以至于放置在收音機中的任何混頻器都會損壞。于是，Jornet 想出了一個優(yōu)雅的解決方案。
“我們沒有可以處理這么大功率的混音器。好吧，我們不要混音器，”他說。
Jornet 和他的團隊沒有將混音器放在信號源之后，而是直接將信息饋送到信號源本身。然而，這樣做會使信息扭曲到一團糟的地步。另一個問題需要另一個創(chuàng)造性的解決方案。
“與其試圖在接收器處修復信息，不如讓我預失真我的信號，”他說?！拔乙屝盘栕兊贸舐?，這樣當它通過信號源時，它就會變得美麗?！?
甚至讓 Jornet 和他的團隊都感到驚訝的是，它奏效了。他們在位于紐約羅馬的美國空軍基地度過了四天時間，以建立長距離太赫茲連接，到第二天，他們就能夠毫無錯誤地發(fā)送和恢復信息。
“理論上，你做方程式，聽起來好像行得通，但要建立這個理論，你需要對設(shè)備的內(nèi)部工作方式做出很多假設(shè)，”Jornet 說?！昂芏鄷r候，當你經(jīng)歷這件事時，你認為它不會奏效，所以我們很驚訝它真的奏效了?！?
Jornet 和他的合作者設(shè)計的系統(tǒng)所達到的頻率和帶寬使 5G 網(wǎng)絡(luò)黯然失色超過“兩個數(shù)量級”。
“在 6G 中，我認為只要多一個數(shù)量級我們就會很滿意，”他說。
這種高速、高帶寬連接的影響將是巨大的，甚至可以為農(nóng)村社區(qū)提供更高的數(shù)據(jù)速率和更多的連接。直到最近，隨著 5G 的推出，農(nóng)村社區(qū)一直處于數(shù)字鴻溝的裂縫之中，因為構(gòu)成尖端通信網(wǎng)絡(luò)主干的光纖電纜在遠距離實施時成本很高。但在無線太赫茲技術(shù)方面，農(nóng)村社區(qū)可能具有優(yōu)勢。
“這個信號傳播的要求之一是不應(yīng)該有障礙物，”Jornet 說?！澳阈枰幸暰€。這就是為什么我們說，如果你想跨農(nóng)場、跨土地連接塔，這是很好的，否則就必須鉆孔并安裝光纖。”
Jornet 預測，即使在 6G 可用于手機之前，太赫茲也將開始對通信基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生重大影響。
“第一個用例是你，因為用戶仍然會使用你的手機，但突然間你會注意到你的網(wǎng)絡(luò)速度更快，因為很多時候瓶頸不是你的手機，而是基礎(chǔ)設(shè)施，”Jornet 說。“我們正在做的是加速基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。”
Jornet 說，從長遠來看，切斷光纖線并過渡到太赫茲無線將不僅僅是農(nóng)村社區(qū)的福音。而這僅僅是個開始。和往常一樣，他已經(jīng)把目光投向了地平線——字面意思。
“作為一名科學家，我的目標是證明 2 公里只是第一站。我們想去太空，因為這也將為每個人提供連接，”他說，并引用了 SpaceX 正在追求的 Starlink 衛(wèi)星技術(shù)?！澳銓碛邢?Verizon Fios 一樣的連接，與你在世界的哪個地方無關(guān)，只是因為你有一堆衛(wèi)星，它們采用正確的技術(shù)繞地球運行?！?
“這聽起來很瘋狂，”他補充道。“但這并不比 10 年前更瘋狂，當時你說你可以 [到達] 兩公里?！?
下載文檔
