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你所不知道的——石墨烯在通信領域的應用

  • 發布時間2017-11-13 18:36
  • 發布人金彩集團
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其實,通(tong)信(xin)產品里有大量芯(xin)片,基站設備(bei)的DSP,路由器、調制解調器、交換機、手機等產品都需要芯片,而性能更強的芯片也就意味著更強的數據處理能力,意味著更快的通訊速度。

舉例來說,目前主流的4G系統基站雖然已經采用了負責基帶處理的BBU+負責射頻的RRU通過光纖拉遠的架構,但由于機房站址資源日益稀缺和高成本,將BBU集中設置以節省機房的需求越來越強烈,同時也要求對基帶資源共享、集中調度等功能的實現。

圖1.jpg

由于基帶(dai)(dai)信號對帶(dai)(dai)寬(kuan)和各項處理(li)(li)資(zi)源(yuan)的(de)消耗很大,現有芯片和背板處理(li)(li)速度根本無法實現更(geng)大規模的(de)基帶(dai)(dai)資(zi)源(yuan)集中調度和共享,同時在散熱(re)、功耗等(deng)方面也面臨很大挑戰。

若采用石墨烯材料,不但芯片處(chu)理(li)能力(li)、數據交換速率能得到大幅提升,石墨烯良(liang)好的導熱、導電和耐溫特性也使得在散(san)熱、功耗(hao)方面的要求降低,進而實現處(chu)理(li)能力(li)達到上(shang)萬載頻的集(ji)中式(shi)基帶資源(yuan)池。

未來(lai)無線(xian)通(tong)信技(ji)術無疑以滿足高速數據(ju)業(ye)務為主(zhu),而傳統的宏蜂(feng)窩技(ji)術已經無法(fa)滿足應用,必然走向宏微(wei)結合的異構網(wang)絡架構,引入大量smell cell 網元以滿足室內以及熱點場景的覆蓋和容量需求,如微站、Femto。

但隨(sui)著這些網元(yuan)的(de)引入,改(gai)變了原有宏(hong)站(zhan)的(de)網絡拓撲結構(gou),產生大(da)(da)量新(xin)的(de)干擾(rao)場景,必須通過引入各種站(zhan)間、宏(hong)微協(xie)同等技(ji)術(shu)(shu)予以(yi)消除,比如采用協(xie)同多(duo)點傳(chuan)送和(he)接(jie)收技(ji)術(shu)(shu),但會帶(dai)來各種協(xie)同算法加載后(hou)的(de)大(da)(da)量復雜計算對資(zi)源的(de)消耗,而(er)基(ji)于石(shi)墨烯材(cai)料的(de)基(ji)帶(dai)芯片大(da)(da)量應用,其強悍的(de)運(yun)算能力(li)將(jiang)使這些原本需要(yao)海量運(yun)算能力(li)的(de)技(ji)術(shu)(shu)和(he)算法具(ju)有可操作性。

石(shi)墨烯也可以作(zuo)為天線的材料。

美國佐(zuo)治亞(ya)理工學院無(wu)線寬帶網絡實驗(yan)室提出石墨烯(xi)無(wu)線天線構(gou)想,該構(gou)想中(zhong),由石墨烯(xi)制成的(de)天線以1000GHz的頻率正常工作,遠超目前常規的天線。如果這個構想成為現實,那么就意味著更多高頻段的頻譜資源可以被開發出來用于未來的無線通信系統,從而提供更大的系統帶寬和吞吐速率。

未來,5G通信的特性就是“萬物互聯”,具有熱點高容量、低功耗大連接、低時延高可靠等特點——在人口密集區為用戶提供1Gbps用戶體驗速率和 10Gbps峰值速率;具備超千億網絡連接的支持能力,滿足100萬/km2連接數密度指標要求;在車聯網、工業控制等垂直行業的特殊應用需求,為用戶提供毫秒級的端到端時延和接近100%的業務可靠性保證。

圖2.jpg

因此,大規模天(tian)線(xian)陣列、超密集組網、新型多(duo)址技(ji)術和全頻譜接入等技(ji)術就成為5G無線技術的發展方向,而這都離不開石墨烯材料的廣泛應用。同時,手機要擁有更強的續航能力,更快的運算速度,更好的拍照效果,更快的上網速度,更好的屏幕顯示效果也離不開石墨烯。相信這也是任正非在多次講話中都無比重視石墨烯的原由所在。