11月6日,一顆名為“電子科技大學號”的衛(wèi)星在山西太原發(fā)射成功,引起了社會各界的廣泛關注。
之所以關注,是因為這顆衛(wèi)星號稱是全球首顆“6G試驗衛(wèi)星”,搭載了被視為6G潛在關鍵技術的太赫茲通信載荷,將進行空間應用場景下的太赫茲技術驗證(全球首次)。
最近這段時間,關于6G的新聞很多,其實也見怪不怪了。但是,把太赫茲搬到太空,美其名曰6G實驗,實在是有點“過界”了,完全看不下去。
很簡單,頻率在THz(Tera Hertz,太拉赫茲,1THz=1000Ghz)級別的電磁波,就是太赫茲電磁波。使用太赫茲電磁波進行通信的技術,就是太赫茲通信。
一直以來,太赫茲和空天一體化,被認為是6G的兩大關鍵技術,也是重點研究方向。人們普遍認為,未來6G將使用太赫茲頻段電磁波進行通信。(需要說明的是,目前ITU國際電聯(lián)并沒有開會討論6G頻段到底是哪些,更沒有正式發(fā)布過6G頻段的定義,所以太赫茲到底是不是6G頻段,現(xiàn)在也沒有明確。)
乍一看,這個6G試驗衛(wèi)星好像沒有什么毛病,實驗嘛,怎么不行?
但大家稍微懂點通信技術的話,就會發(fā)現(xiàn)里面充滿了問(bu)題(kao)點(pu)。
電磁波的基本特性,就是頻率越高,波長越短,波的繞射能力越差。在同等前提條件(發(fā)射功率相同)下,頻率越高的電磁波,穿透損耗越大。綜合來說,頻率越高的電磁波信號,它的傳輸距離越短。(詳情看這里:頻率(波長)與穿透、繞射能力的關系
)
我們現(xiàn)在5G工作的頻段分為Sub-6頻段和毫米波頻段,頻段范圍如下:
FR1原來是450MHz-6GHz,后來3GPP組織改為上圖所示,但Sub-6的稱呼習慣被保留下來
我之前和大家科普過很多次,毫米波頻段頻率明顯高于Sub-6頻段,覆蓋能力弱,國內(nèi)目前仍處于測試階段。只有美國,因為Sub-6頻段資源不足,所以先行采用了毫米波頻段。
太赫茲頻段比毫米波頻段的頻率更高(1000GHz>52.6GHz),它的覆蓋效果,可想而知。
2012年,中國工程物理研究院在340GHz頻段做過實驗,3Gbps的實時通信速率,傳輸距離是多少呢?50米。
雖然說現(xiàn)在技術飛速進步,但你告訴我太赫茲能傳幾百公里,實在是超越了我的認知。
使用太赫茲通信,并不僅僅是使用更高頻率的問題,它牽扯到射頻器件能力、材料工藝、功耗控制等一系列問題。就算是毫米波,目前都不敢說非常成熟,很多機構還在進行材料學和功率器件的研究?,F(xiàn)在說太赫茲核心器件已經(jīng)完成了攻關,我實在是不太敢相信。
衛(wèi)星測試不比地面測試,衛(wèi)星就那么P點大的地方,重量、體積和功率都有限制,哪有地面測試來得方便?地面測試目前也沒聽到有突破性的進展,或者有實際意義的應用落地啊,咋沒學會走就開始學會跑了呢?
目前,國內(nèi)外關于太赫茲的研究比較熱門,但能拿出來展示的,主要還是安檢等領域,并沒有看到通信領域的實際應用。
太赫茲人體安檢儀
說實話,我個人對這次6G實驗衛(wèi)星的目的和意義,持很大的懷疑態(tài)度。據(jù)我了解,工信部好像也沒有授權相關單位使用太赫茲頻段進行實驗。
希望電子科技大學官方能夠盡快出來澄清一下這個實驗的具體細節(jié),避免誤導民眾。如果是無良媒體炒作,電子科大也應該站出來說明一下情況。
除了以上內(nèi)容之外,趁這個機會,我想就衛(wèi)星通信的相關問題,發(fā)表一些我的個人看法。
一直以來,社會輿論上都非常關心衛(wèi)星通信。
尤其是“當代鋼鐵俠”埃隆·馬斯克搞了一個“星鏈”衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計劃,拼命往太空打衛(wèi)星,搞得大家都以為衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)時代即將到來,我們現(xiàn)在的移動通信技術都要廢掉了,5G也要廢掉了,之類的。
星鏈衛(wèi)星軌道高度按報道所稱是550km,你覺得它給你的網(wǎng)速能超過離你550m的基站?
幾萬顆衛(wèi)星覆蓋地球,分到中國頭頂上,是幾顆?中國現(xiàn)在基站總數(shù)是接近900萬,就這個基站密度,我們還天天喊網(wǎng)速差。憑什么認為數(shù)量不及百分之一的衛(wèi)星能辦到?
基站背后有光纖傳輸資源,回傳帶寬有保證。衛(wèi)星的回傳怎么辦?一顆衛(wèi)星服務那么多用戶,匯集起來的流量肯定很大。帶寬問題如何解決?能比光纖更快嗎?來回1000公里,時延能控制到多低?
另外,我們知道,人類正常的數(shù)據(jù)業(yè)務需求,70%以上都發(fā)生在室內(nèi)。衛(wèi)星信號的工作頻段,能覆蓋得了室內(nèi)嗎?咱們使用的手機衛(wèi)星定位,室內(nèi)信號強度如何?心里沒點數(shù)嗎?毫米波在地面距離幾米都穿不過墻,更何況經(jīng)過幾百公里的傳輸之后?還太赫茲?
衛(wèi)星取代基站,那下雨下雪等極端天氣怎么辦?你打算回歸原始生活?
就算馬斯克提供了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務,你覺得這個價格大概會是多少?人家又不是做慈善的,最多在非洲國家意思意思搞點公益,做做宣傳。到了中國和美國,你覺得他會免費提供網(wǎng)絡服務嗎?免費提供,他員工吃什么呢?不免費的話,你覺得衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈成熟度,還有成本控制能力,能夠比得過經(jīng)過幾十年發(fā)展的地面移動通信產(chǎn)業(yè)嗎?
所以我說,稍微有點常識的人,都不會認為衛(wèi)星通信會取代地面移動通信。
不可否認,衛(wèi)星通信是很重要的,也值得研究。但是衛(wèi)星通信的定位,在未來很長的一段時間,都是地面移動通信系統(tǒng)的輔助。
占地球表面積71%的海洋,沒有辦法建設基站,所以需要衛(wèi)星通信。還有天空中的飛機,也需要衛(wèi)星通信。遇到災害,地面系統(tǒng)失靈,同樣需要衛(wèi)星通信。
未來,不排除衛(wèi)星通信會發(fā)揮更大的作用。但是,現(xiàn)在刻意拔高衛(wèi)星通信的地位,肯定是有不可告人的目的。
馬斯克的目的,一方面是占用空間軌道資源,以及頻率資源,另一方面,服務于資本市場,推高股價。再有就是搞搞公益,名利雙收。
對于亂打衛(wèi)星,污染太空空間行為的后果,他是完全不管的。這種行為,我們應該予以警惕。
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