我国6G通信技术迎来新突破,回看无线通信一百余年波澜壮阔的发展史

日期:2023-05-06  作者:益祥资本

作者  编辑 Jason


近期有多家媒体报道,我国6G通信技术研发取得了重要突破。中国航天科工二院25所完成了国内首次太赫兹轨道角动量的实时无线传输通信实验。利用高精度螺旋相位板天线在110GHz频段实现了4种不同波束模态,通过4模态合成在10GHz的传输带宽上完成100Gbps无线实时传输。


听到这么多专业术语,很多人是不是很疑惑,这在说什么呢?

众所周知,5G网络理想的传输网速可以达到10G/s,这与早前的4G网络相比,翻了近10倍。不过在6G通信时代,它的理想峰值速率将达到1T/s。1T/s和10G/s相比,快了100倍,想要达到这个速率,以目前的5G设备是无法实现的,所以不得依赖高速通信技术。而前面所述的无线电回传技术以及太赫兹通信就是未来6G能否实现1T/s的关键所在。

所以说,无线回传技术和太赫兹通信技术的突破,在最大限度提升带宽利用率的同时,也将为我国6G通信技术的发展提供重要保障和支撑。

从1896年意大利人伽利尔摩·马可尼首次实现无线电通信到如今,其实也不过100余年,但通信技术的高速发展,已经彻底改变了我们的生活方式。今天我们围绕无线通信,回看其一百余年波澜壮阔的发展历程。


▲伽利尔摩·马可尼


如果说麦克斯韦和赫兹将电磁波带到了世界上,证明了电磁波的存在,那么马可尼则是将电磁波带到了世人面前。1896年,意大利人伽利尔摩·马可尼(Guglielmo Marchese Marconi)在实验中实现了人类历史上首次无线电通信。尽管当时的通信距离仅有30米,但这不可谓不是具有划时代意义的事件。


不过,在马可尼发明无线电之后的很长一段时间内,无线通信都处在单向通信状态。什么是单向通信呢?举个最简单的例子你就知道了,我们日常听的广播,它就是采用一对多的方式进行单向通信的。


无线通信真正的爆发差不多到二十世纪70年代,1973年,摩托罗拉工程师马丁·库帕(Martin Cooper)发明了手机,标志着人类正式敲开了全民通信时代的大门。虽然当时的手机足足有两块砖头那么大,但这并没有妨碍手机发明商“摩托罗拉”主宰1G时代。

1G:大哥大横行

1986年,第一套移动通讯系统在美国芝加哥诞生,当时使用的是模拟通信技术,但是模拟通信技术存在着保密性差、容量低、语音品质差、讯号不稳定等缺陷。

2G:诺基亚的崛起
80年代后期,随着大规模集成电路、微处理器与数字信号的应用更加成熟,当时的移动运营商逐渐从模拟通信转向了数字通信技术,移动通信进入2G时代。


与模拟通信相比,2G时代的移动通信具备了高度的保密性,在系统容量上也得到了增加,多了数据传输服务,值得一提的是,手机可以开始上网了,尽管网速仅有9.6KB/s,但不得不说这是一个伟大的突破。


2G时代也是移动通信标准争夺的开始,除了GSM外,还有TDMA、CDMA、PDC与iDEN等,其中欧洲的GSM由于部署地早,从一众标准中脱颖而出,成为当时最广泛采用的移动通信制式。而“摔不烂”的诺基亚也正是从那个时代开始取代摩托罗拉,逐步成为了全球最大的移动电话商。
3G:CDMA大行其道
3G的爆发除了技术的提前布局,还有一个离不开的因素就是以iphone为代表的智能手机的崛起。智能手机的普及,让网上冲浪变得便捷,而这就需要较快的网络速率。3G通信的提早布局,让快速上网成为了现实。


3G时代的三大标准分别是欧洲主导的WCDMA,美国主导的CDMA2000,还有中国推出的TD-SCDMA。这三者都是以CDMA为技术基础的通信系统。相较于早前的2.5G,3G网络的速率有了大幅提升,达到了1843.2KB/s,是2.5G时的128倍。
4G:高智能 强兼容

随着智能手机的发展,移动流量的需求呈指数倍增加。2011年,3GPP提出了长期演进技术升级版 (LTE-Advanced) 作为4G技术标准。这是集结了3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频、图像的技术产品。它能够以100Mbps的速度下载,比拨号上网快2000倍,上传的速度也能达到20Mbps。

5G:万物互联

5G是我们目前所熟知的最新一代技术,它呈现出低时延、高可靠、低功耗的特点,不过它已经不再是一个单一的无线接入技术,而是多种新型无线接入技术和现有无线接入技术(4G后向演进技术)集成后的解决方案总称


再回看我国的通信技术发展,曾经,我们是跟在欧美国家后面的“小弟”,随着技术的发展,我们逐步奔跑到了世界前列。


▲1987年,原邮电部部长在广州打通第一个移动电话。


30多年前,我们的通信技术探索主要依赖于欧美国家,无论是1G时代还是2G时代,我们都只能跟在他们后面慢跑。直到3G时代,我们才开始取得了突破,拥有了第一个自主知识产权的标准——TD-SCDMA。虽然技术能力还很羸弱,但至少已经具备了同台竞技的资格。


之后我们一直紧跟世界步伐,4G时代,我们通信业产业研发能力增强,主导的TD-LTE标准成为国际主流标准之一,形成了4G系统、终端、芯片、仪表等完整的产业链。


▲2017年6月24日,中国首个5G基站在广州大学城正式开通。


5G时代,我们终于不再遥望世界的背影,在多项5G关键标准的制定中,发挥了主导的作用,实现了对整个产业的引领



从2020年开始,我国在5G网络的技术已经占据了全球的1/3,5G技术处于全球领跑地位,就连美、日等国都要“甘拜下风”。与此同时,在5G的专利方面,华为高居第一,中兴通讯位居第三,全球市占率分别为32.6%和11%,整体发展势头强劲。根据工业和信息化部数据显示,截至2022年底,我国累计建成并开通5G基站231.2万个,基站总量占全球60%以上,建成了一张全球最大规模的5G移动网络。


5G是商业模式的转型,也是生态系统的融合。它是一个端到端的生态系统。它的诞生,进一步改变了我们的生活和社会,推动新的信息革命。今天,无论你是在漠河的雪原,还是在云南的雨林,抑或在世界之巅的珠穆朗玛、百米之深的矿井之下,都能拿起手机流畅观看4K甚至8K高清视频。



一代代通信标准的升级,并非是为了满足人们当前的需求,而是为未来奠定坚实的基础。正如2G还未商用,3G概念就已提出,4G刚刚落地,5G研究便拉开帷幕。再到如今,5G网络方兴未艾,6G的探索已然启动。此次,我国在6G技术领域的关键技术突破,无疑将为全球通信革命带来新的活力。


未来,由通信技术带来的各行各业的创新和变革,或将比通信行业本身的发展更具有价值。


资料参考:

1.南方都市报:我国6G通信技术研发迎新突破,未来或可用于宇宙探索上

2.科学思维:中国5G技术处于什么水平呢?中国有全球唯一的端到端5G通信企业

3.通信网络182年波澜壮阔的发展史

4.国资小新:从1G到5G,中国经历了什么?


声明

本文章仅供一般性参考,并不构成针对任何证券或其他金融工具订立任何交易或采用任何对冲、交易或投资策略的邀约、推荐或建议。本文仅使用历史实际数据进行一般性论述,并未考虑任何特定人士或群体的具体投资目标、财务状况、特定需求等,亦非转为任何特定人士或群体编制。如有侵权,请第一时间联系删除。