從笨重的“大哥大”,到能發短信、上網的功能機,直至操作移動支付、短視頻直播、聯網手游如行云流水般的全屏機,手機這幾十年的發展歷程真令人驚嘆,而這背后則是無線通信技術的一代代更迭與超越。
當下的5G時代,讓“萬物互聯”成為可能,遠程醫療、遠程教育,無人機、無人駕駛、智能家居成為現實。5G 部署正在全球范圍內全面展開。作為測量設備的領先供應商,羅德與施瓦茨(以下簡稱“R&S”公司)是整個無線通信生態系統中的關鍵技術合作伙伴,并且積極參與助力繪制6G的宏偉藍圖。
從1G到4G
在第一代模擬制式手機(1G)問世后,20世紀90年代發送短信的感覺像是一次飛躍。而第一代數字無線通信(2G)實現了漫游、移動數據流量和數字語音傳輸等附加功能。歐洲全球移動通信系統(GSM)標準發展成為主要的出口產品,就像R&S的 GSM 模擬器一樣。
作為無線通信的先驅,R&S的 GSM 模擬器現在慕尼黑的德國博物館展出。
隨著互聯網的發展,人們希望能夠通過無線設備訪問互聯網。因此,隨后的 3G 和 4G(后者也稱為 LTE,是長期演進(Long Term Evolution)詞語的縮寫)專注于數據應用,目的是優化無線設備的數據傳輸速率,確保應用程序更快、更易于使用。這兩項標準現在都是全球無線通信生態系統中使用最廣泛的標準。相關應用主要是為了滿足人與人之間的交流需求。
LTE 目前仍在滿足大多數無線通信用戶的需求,通過每秒幾百兆位的下載速度,以高分辨率將用戶喜愛的劇集傳輸到無線設備。用戶幾乎察覺不到緩存(表示臨時存儲數據)的過程,再也不會遭遇斷斷續續的傳輸體驗了。
5G:方興未艾
工業 4.0 是5G的關鍵詞之一,工業互聯網是5G發揮作用的主場,它將在未來的工廠中發揮主導作用。生產線上的機器人和自主物流系統將與工廠人員協同工作。
這些 5G 應用對覆蓋范圍、延遲和可靠性提出了更高的要求,因此它們的實施可能會給網絡規劃者和運營商帶來挑戰。R&S在一處生產基地部署了自己的 5G 園區網絡,自2020年以來,一直在為自身和客戶獲取真實工業 4.0 場景的經驗。
智能城市、村鎮和鄉村:數百萬聯網設備使世界變得更加智能和安全,這些設備依賴于經濟實惠的連接能力,可實現幾十年的可靠運行。
日常生活的很多方面都會更加便捷
連接性和安全性為打造智能城市奠定了基礎
許多我們熟悉的日常物品將變得更加智能。在智能家居中,無需手動即可打開電燈開關。在未來的智能城市中,聯網汽車將與智能基礎設施進行通信。隨著 5G 的廣泛部署,過去幾十年的愿景將更加接近現實。
然而,大量的不同應用對單個系統的傳感器技術和所有系統的通信能力提出了更高的要求。正因如此,連接能力不僅僅是R&S掌握的技術之一。羅德與施瓦茨無線通信市場部副總裁Alexander Pabst指出,“羅德與施瓦茨將自己視為整個無線通信生態系統的技術合作伙伴,與芯片組供應商、設備和基礎設施OEM、檢測機構和網絡運營商合作,助力實現直達 5G 的世代通信連接,為5G 和5G之后的時代繼續貢獻力量。”
“5G 已經到來,而 6G 已經叩響了大門。”
——R&S無線通信市場部副總裁
Alexander Pabst
元宇宙與6G
元宇宙在去年大火,它是一種全球虛擬現實,最初出現在1991年的一部科幻小說中。現在,元宇宙被認為是數字化的下一個大趨勢。
6G的服務對象可虛擬化,將從物理世界的人、機、物拓展至虛擬世界的“境”,通過物理世界和虛擬世界的鏈接,實現人—機—物—境的協作,滿足人類精神和物質的全方位需求。6G技術的成功突破對元宇宙研究無疑是“如虎添翼”。
有很多技術術語對6G的性能進行了描述,如進一步增強超移動寬帶(feUMBB)、超低時延可靠性和安全性(uLLRS)以及超高感知低時延通信(uHSLLC)。
所有這些術語的一個共同要素是以極高的速率傳輸數據,幾乎沒有或沒有延遲,并且對環境越來越敏感。這主要包括在更高的頻率范圍內組合已知的應用數據,以滿足未來應用的要求。
例如,將傳感器技術與無線通信相結合,就是對所有現有標準的有價值的擴展。這是將虛擬世界和現實世界完全融合的重要一步。R&S處于這兩項技術的最前沿。
“很多人會問我們為什么要現在研究 6G,因為關于6G的未來發展和應用場景還不太清晰。但R&S對于這個問題已有確切答案:創新是我們公司基因的一部分。開發新解決方案的樂趣一直是并仍繼續是我們成功的關鍵之一。” Alexander Pabst強調。
研究6G,就是投資未來
自第一代數字通信(2G)出現以來,無線通信發展的周期性規律已經確立。大約每 10 年新一代通信技術就會出現。如果這一規律持續下去,預計 6G 網絡將于2030年開始在全球推出。從商業角度來看,研究6G,就是投資未來。
研究新事物的強烈欲望也深深植根于R&S的發展基因中。兩位創始人 Lothar Rohde 博士和 Hermann Schwarz 博士是第一批秉承企業家精神積極探索射頻工程未知領域的人。如今企業已歷經三代,他們當初所走的道路已經被證明是成功的關鍵。R&S的量測設備自數字無線通信時代的早期就已經為行業設定了標準。
自2019年以來,R&S就與弗勞恩霍夫 HHI 和 IAF 研究所合作,一直在 100 GHz 至 320 GHz 的亞太赫茲頻率范圍內開展研究。5G 是第一代運行在20 GHz 以上毫米波范圍內的通信技術。但元宇宙需要比5G更高的數據速率,因此 6G 也將邁入新的技術維度,而不僅僅是在傳輸方面。目前的研究主要涉及 10 GHz 至 40 GHz 傳輸帶寬。
6G 將不再僅僅是另一個無線網絡。6G 面臨的挑戰是進一步開發和無縫集成無線通信、傳感器技術和處理能力。在6G的加持下,新型的電子醫療能夠在全球范圍內提供電子醫療服務,即使是在偏遠或交通不便的地區;本地信任區將為智能城市的物聯網微網創造安全空間;簡單的物聯網設備將自動相互連接,形成本地網狀網絡,而不需要對現有網絡進行致密化改造。而這一切都將由 EDGE、FOG 和云計算技術提供支持。
如果5G技術是為“萬物智聯”打開了一扇窗,那么6G將是為“萬物智聯”敞開了一扇門。R&S將繼續跟隨技術發展路線,與產業攜手創新,支持5G、后5G和6G時代的發展
關于羅德與施瓦茨
羅德與施瓦茨是測試與測量、系統與方案、網絡與網絡安全領域的領先供應商。公司成立已超過85年,總部設在德國慕尼黑,在全球70多個國家設有子公司。作為一家獨立的科技集團,羅德與施瓦茨創新性的產品和解決方案為全球工業及政府客戶提供了一個更安全與互聯的世界。截至2021年6月30日,羅德與施瓦茨公司在全球擁有約13000名員工。
原文標題:5G方興,6G上路,無線通信的未來已然開啟
文章出處:【微信公眾號:羅德與施瓦茨中國】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
審核編輯:湯梓紅
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