Ubiquiti的60GHz链路部署大赛正在如火如荼地举办中,大家可以登录到airFiberWEB界面,在airFiber仪表盘中寻找“60GHz链路部署大赛”活动海报,提交无论兄弟们的链接作品就能看到目前的部署排名。比赛已经进行了38周,活动会持续到2021年12月31日。
那何故要举办60GHz的链路大赛呢?实际上60GHz频段通信的波长仅为5mm左右,属于毫米波。毫米波传播在大气中,会受到大气吸收和大气散射影响影响,从而陷入传输衰减。因此通常毫米波也被认为是微距传输,然而事实证明Ubiquiti设计的airFiber已经可以将毫米波传输20公里以上!
何是5G毫米波?
2021年初,中国联通宣布要在明年为北京冬奥会部署5G毫米波,这个5G毫米波又是何呢?那就要从5G说起,5G是第五代移动通信技术,是根据第三代伙伴规划协议3GPP(3rd Generation Partnership Project)制定的标准。而这个标准通常以十倍的速度作为一次迭代,因此5G的网络速度学说上是4G的10倍。那怎样能在提高网速的同时又保证传输呢?这就要从频率和频宽说起。
一般而言频率越高、频宽越宽,则传输速度越快、数据越多。可以把频率类比为火车速度,频宽为铁道宽度,传输数据就是乘客。如果火车速度加快、铁道宽度加宽,就可以有更多的火车进行来回运行,那么能来往两地的乘客也就越多、越快。
不过又由于另一个物理特性光速=波长频率,在光速恒定的情况下,电磁波频率越高则波长越短。波长越短则电磁波的穿透性就越差,且容易在传输经过中受到环境的影响。因此之前的4G、3G甚至WiFi和蓝牙等技术都是使用3.5Ghz下面内容的低频频段。
由于3.5Ghz下面内容频段都用完了,找不到足够干净的频段,而且为了增加速度和使用者体验,5G就只能往3.5GHz以上的高频提高了。依据3GPP的定义,5G可以分为两大频段:mmWave,这是大多数人谈论的超高速5G;sub-6GHz,这是大多数人暂时将要体验的5G。
Sub-6GHz?
Sub-6GHz顾名思义是指6GHz下面内容的中低频段,低频在1GHz下面内容,中频范围是3.4GHz到6GHz。
我国的5G应用主要集中在6GHz下面内容的中低频段,比如中移动为2.6G、4.9G,联通和电信的频段为3.5G,而广电更是拥有700M的频段。
Sub-6频段与现在的4G LTE频段相近,主要差别就在于Sub-6将频宽增加以提升速度。(类似上文说的多加几条铁轨,可以有更多的火车进行数据运输,虽然火车速度/频率没变,然而能够传输的数据更多了,从而使得通信速度变得更快)。而且由于Sub-6有部分的5G技术与4G融合,因此有部分人会视其为4G加速版。
毫米波mmWave?
毫米波是指6GHz以上,从24GHz到52GHz的较高频率无线电频段。毫米波的频段比Sub-6大幅提升,其火车运行速度也跑得更快了,传输速度更是可以达到Sub-6的16倍。
毫米波的可用频带宽度也非常富余,加上空分、时分、正交极化或其他复用技术,5G中万物互联所需的多址难题,是可以轻易解决的。更重要的是如此富余带宽的频谱几乎免费,在5G体系中使用毫米波通信技术,不仅可以获得极大的通信容量,更能降低运营商和通信用户的使用成本。
毫米波技术研究由来已久,最早可追溯到上世纪20年代。毫米波传播特性研究在50年代就已经取得了相当的成就,当时研发的毫米波雷达已应用于机场交通管制。到90年代,毫米波集成电路研制已取得了重大突破,使毫米波技术可以广泛地应用于军事和民用通信领域。
毫米波技术在通信领域的应用主要是毫米波波导通信、毫米波无线地面通信和毫米波卫星通信,且以无线地面通信和卫星通信为主。在毫米波地面通信体系中,除了传统的接力或中继传输通信应用外,还有高速宽带接入中的无线局域网(WLAN)通信。WLAN具有双向数据传输特点,可以提供多种宽带交互式数据和多媒体业务。毫米波无线通信技术的深度研究与应用操作
在无线通信技术不断提高的当下,毫米波技术已经成为前沿领域的研究热点。早在 2012 年,Ubiquiti 公司就开始专注于毫米波无线通信技术的研发,特别是针对AirFiber项目的团队组建。该团队成功设计出了特殊的射频和调制解调器,使得AirFiber能在更高的频段如 6Ghz 至 11Ghz、24Ghz 甚至 60Ghz 进行无线电传输。毫米波的特性使得AirFiber即使在超过 10 公里的传输距离下,也能处理高达 1Gbps 的数据,这在当时是同类产品的百倍速度。而在最近的 60GHz传输比赛中,更有用户通过使用AirFiber产品实现了超过 24 公里的传输距离,这一成就彻底颠覆了大众对毫米波传播距离的传统认知。
毫米波技术在实际应用中也证明了其强大的潜力,可以取代有线光纤进行主干网络通信。毫无疑问,毫米波技术将是未来移动通信和无线通信领域的核心力量。在 5G 网络中,毫米波扮演着至关重要的角色,而我国也正积极推进相关领域的研究和应用。以民族滑雪中心为例,已经开展了 5G 毫米波的实地实验,预计在 2022 年的北京冬奥会期间,大众将能够亲身体验到真·5G的高速魅力。
关于毫米波和厘米波的区别,毫米波位于微波和远红外波长的交叠范围,因此具有两种光谱的特性。毫米波的学说和技术是微波向高频的延伸和光波向低频的提高。毫米波频率范围广泛,具有极高的带宽优势。相比之下,厘米波虽然在覆盖范围和建设成本方面具有优势,但在未来先进技术提高中可能逐渐被毫米波所取代。毫米波具有特殊的传播特性,例如在大气窗口中的传播衰减较小,受天然光和热辐射源影响较小。这些特性使得毫米波在无线通信领域具有巨大的潜力。
毫米波技术的优势在于其高速传输、大带宽、良好的穿透力等特点。随着技术的不断提高,毫米波将在未来无线通信领域发挥越来越重要的影响。对于个人用户而言,通过使用 Ubiquiti 的 airFiber 毫米波系列产品,可以亲身体验到毫米波在无线通信领域的速度优势。未来随着技术的进一步成熟和应用场景的不断拓展,毫米波技术将为我们带来更加广阔的应用前景和更便捷的生活体验。