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日本成功研發世界最大容量行動無線訊號提供更高速網通服務
作者:吳旻芬 現職:留日學人
文章來源:取材自科學新聞 2017/11/03
發佈時間:2018.03.28
日本KDDI綜合研究所研發出不需將高容量行動無線訊號波形轉為數位訊號,直接利用光纖高容量•長距離傳輸的技術。並且已經過實驗成功傳輸比過去多2.5倍的高容量無線訊號的長距光纖。此次成功傳輸的行動通訊速度為63Gbps,超過下一代行動通訊系統「5G」設定的最大通訊速度20Gbps的3倍之多。此外,利用該技術可以大幅縮小傳輸基地台設備節省能源。從「5G」之後的行動通訊系統可望利用光纖傳輸技術提供高容量•高品質的行動通訊服務。

為提高移動通訊的速度和容量必須使用高功率無線寬頻。一般來說,越高頻寬大氣湍流的衰減越大,且電波的直線性越強,很難達成遠距傳輸。因此,未來若要提供「5G」這種高容量的行動服務,必須設置眾多小區服務傳輸基地台。故需受限少的小型、省電傳輸基台架構。 隨著無線通訊的高容量化,容納無線基地台的光纖線也必須提高容量。目前容納無線傳輸基地台的光纖線大都是將行動無線訊號波形數位化後傳輸的方式,5G行動通訊系統即使將數據壓縮為50%也需要將近100 Gbps的傳輸速率,講求經濟效益的光纖線需要有寬頻的光設備和複雜的傳送技術。目前依照移動通訊標準規格的3GPP擬變更基站功能,分割減少電線容量,但有通訊基站的聯繫動作的性能減退的顧慮。同時解決無線及光纖線問題又可提供客戶高容量無線服務的方法,是將行動無線訊號的波形直接用光纖無線電(RoF)傳輸。但與一般數位傳輸相較,光傳輸容易造成信號弱化。

此次KDDI綜合研究所解決以上問題,成功研發利用設定的光纖傳送高容量行動無線訊號和擴大距離的技術。光纖無線電(RoF)傳輸是光纖載微波(IM-DD)的方式,利用無線高頻進行光傳輸可以減少光傳輸機必要的頻帶,因使用原有的光纖和光設備,可節省成本。傳輸後又無須調解處理數位訊號,可縮小傳輸基地台節省能源提供迅速服務。研究所使用20公里的單模光纖進行傳輸實驗。將多值振幅相位變調64QAM、寬頻1.2CHz的正交頻分復用(OFDM)訊號等間隔排列在載波軸上,使用1550奈米的光波將21CHz的寬頻無線訊號一次傳輸。結果成功利用光纖無線電(RoF)將過去不到半數的寬頻傳輸方式之2.5倍高容量訊號傳輸出去。KDDI綜合研究未來將促使5G光速寬頻之光纖固網實用化進行研究開發。
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