日本開發「後5G」技術速度達5倍

比現行「第4代（4g）」通訊服務快100倍的新一代通訊服務「5g」尚未正式啟用，但日本的通訊企業ntt已成功開發出瞄準「後5g時代」的新技術。雖然仍面臨傳輸距離極短的課題，不過傳輸速度可達5g的5倍，即每秒100gb。作為支援超高速通訊時代的全新核心技術，日本對其的期待正在公升溫。

無線通訊技術自2023年代誕生第1代（1g）技術後，基本上每10年更新一代。最高通訊速度在最近30年裡提公升了約1萬倍。

無線通訊的高速和大容量化主要通過以下3種技術實現：（1）使更多電波在空間中疊加傳輸、（2）使用更寬的傳輸路徑傳輸電波、（3）把更多資訊放在電波上進行傳輸。

著眼「後5g技術」，ntt分別針對（1）和（2）的手法開發出新技術。

突破極限

在（1）方面，ntt活用被稱為「oam」的技術，成功實現了相當於5g數倍的11個電波的疊加傳輸。oam技術是使用圓形的天線，將電波旋轉成螺旋狀進行傳輸。ntt未來網路研究所主任研究員李斗煥指出，「由於改變轉數的電波具有互不干擾的性質，所以能夠實現疊加傳輸」。

雖然理論上轉數越增加傳輸速度越快，不過事情並沒有這麼簡單。因為如果增加轉數，由於物理特性，電波的空間將擴大，傳輸將變得困難。此前一直由大學等機構推進oam的研究，不過李斗煥指出存在「難以單獨使大量電波疊加」的極限。

不過，ntt打破了這一極限的理論，將現在4g使用的被稱為「mimo」的技術（在空間上使電波疊加的技術）與oam相結合。「根據這一思路，開闢出了通過單獨技術難以實現的20個以上電波疊加的方法」。在將來，40個電波的疊加也有望納入視野。

通過利用更寬傳輸通道進行傳輸的(2)的技術方面，ntt還成功實現了達到5g的約30倍的25吉赫(ghz)這一非常寬的傳輸通道。關鍵是「利用了300吉赫頻帶這一幾乎從未開拓的非常高的頻帶」（ntt尖端整合裝置研究所的主任研究員野阪）。

關注高頻帶

現在4g使用的2吉赫這一容易用於無線通訊的頻帶目前幾乎已經沒有空餘。在這一頻帶下要確保25吉赫這一寬闊通道幾乎是不可能的。

不過，300吉赫頻帶遠遠高於在5g領域被認為有潛力的28吉赫頻帶。一般來說，頻帶越高，電波越難以越過大樓等障礙，在無線通訊領域難以使用。

另外，傳輸通道越寬，越容易受噪音的干擾。此前並未得到使用的理由就在於此。對此，ntt通過採用銥和磷化合物的半導體，實現了能抑制噪音的電路。

雖說(1)和(2)的技術均處於試驗階段，但成功實現了達到5g的5倍，即每秒100gb的高速通訊。今後，如果能將2項技術結合，實現每秒1tb（1tb=1024gb）這一超高速通訊也將成為可能。

形成支撐5g基站的技術

當然，要推向實用化，兩項技術都仍存在課題。最大的問題是傳輸距離。(1)和(2)的電波目前只能傳輸2～10公尺左右。李斗煥表示，「希望將來能傳輸100公尺」。但是，要用於智慧型手機等終端，目前難以想象。

作為用途，目前被認為有潛力的是用於在背後支撐5g基站的線路。高速、大容量化的5g需要作為支撐的線路變得更粗。但是，無法在所有場所採用光纖線路。李斗煥表示「可媲美光纖線路的無線通訊的需求很高」。

如果基站背後的線路變得更粗，利用5g的一般使用者的速度也將高速化。ntt的新技術有可能進一步推動沒有止境的無線通訊的進步。

日本開發「後5G」技術 速度達5倍