黑科技AirGig技術曝光,內置12根喇叭天線,60GHz毫米波替代有線回傳

2020-11-04 16:17 閱讀 759 次瀏覽 次 評論 0 條
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AT&T的Project AirGig自2016年10月推出以來,一直披著神秘的面紗,一度被貼上“黑科技”、“革命性”的標簽。兩天前,一份來自EJL Wireless Researchon的報告曝光了部分技術。

這實際是利用免授權頻譜的毫米波技術,沿著電線桿傳送無線回傳和接入網絡。如果實現,將替代光纖回傳,并將數Gbps的無線寬帶延伸至任何通了電的家庭。

免授權頻譜、現成的電線桿、不再鋪設回傳光纜、不再為光纖接入最后一公里而發愁… 毫無疑問,這是一種超低成本、想法超大膽的網絡建設方案。

1、免授權頻譜

在美國,有14GHz帶寬的60GHz免授權頻譜,分別為57-64GHz和64-71GHz,后者于2016年FCC為促進5G毫米波創新而推出。

14GHz帶寬,頻譜資源豐富,還是免費的,為AirGig項目提供數Gbps的高速無線帶寬打下了基礎。

2、AirGig部署方案

AirGig幾乎是徹底告別有線光纖的全無線網絡,整個構架分為無線回傳網絡和無線接入網絡。

每一根現成的電線桿上安裝AirGig無線節點,這些無線節點沿著電力線傳送60GHz毫米波信號,組成無線回傳網絡。

同時,AirGig無線節點連接部署于家庭的60GHz接入CPE,將無線寬帶送至通了電的千家萬戶,替代光纖接入最后幾十米。

3、AirGig節點天線

AT&T公布的Project AirGig原型天線為低成本塑料天線。

AirGig原型

實際上,在這個塑料護罩里面安裝了12根喇叭天線。

AirGig天線分解圖

每一根喇叭天線的波瓣寬度為30°,12個天線陣列360度安裝于塑料護罩。俯視圖如下:

AirGig天線俯視圖

當然,根據用途不同,這些天線分為接入天線和回傳天線兩大類。接入天線就是直接將波束射向家庭或企業,而回傳天線主要是連接相鄰電線桿組成無線回傳網絡。

總得來說,一個AirGig無線節點包括四大部分:

1)60GHz接入天線

2)60GHz回傳天線陣列

3)電源轉換單元(-48V)

4)60GHz無線收發器

4、60GHz無線收發器

60GHz無線收發器同樣是該技術的關鍵核心,估計有多個收發器(接入收發器和回傳收發器),并采用MIMO技術來提升寬帶速率。

下行鏈路方向,估計會經歷兩次信號轉換過程,首先回傳收發器將60GHz回傳無線信號轉換為以太網分組信號,再經過接入收發器轉換為60GHz接入無線信號,再通過60GHz接入天線將無線信號傳送到安裝于家庭的客戶端設備(CPE)。

CPE接收到60GHz毫米波信號后,還需要再次轉換。它可以轉換為802.11ad或802.11ac WiFi信號供家庭寬帶上網,也可連接到LTE-A/LAA/LTE-U femtocell單元以提供手機上網、通話和家庭物聯網服務。

5、AirGig背后的故事

AirGig被AT&T首席技術官John Donovan稱為AT&T實驗室史上最宏大的項目之一,該項目背后的靈魂人物為Irwin Gerszberg。

Irwin Gerszberg

Gerszberg出生于一個偏遠的農場,那里沒有光纖,也沒有高速寬帶。小時候,他把家里的電話拆了又裝,裝了又拆,想知道其中的原理,這激發了他對通信的興趣。

成年后,Gerszberg工作于AT&T貝爾實驗室,從事早期的地面蜂窩網絡技術研究。

幾十年后,當Gerszberg重返小時候居住過的鄉村時,發現盡管到處都是電力線,但依然沒有寬帶、沒有光纖。可不可以利用這些電力線將寬帶引入千家萬戶?這位老工程師突發奇想。

接下來的15年,Gerszberg和他的團隊不斷研發,并與多家電力公司合作實驗,期望利用電力線作為寬帶接入。不過,令人遺憾的是,最初這一方案能提供的家庭寬帶速率只有2、3Mpbs(采用BPL技術)。

直到他們開始研發5G后,才發現采用毫米波技術的無限可能性,于是誕生了AirGig項目。

Gerszberg介紹稱,AirGig的無線節點采用正是5G無線技術,它可以連接家庭、設備和汽車等,這是一項革命性的發明,因為只要電力線到達的地方,AirGig就能將數Gbps的寬帶帶入千家萬戶和偏遠山區。

AirGig目前擁有200多項專利,Gerszberg的辦公室里貼滿了123項專利,他笑稱已經沒有地方可貼了。

未來搭載5G技術的AirGig項目不僅要將高速寬帶引入偏遠山村,還要將遠程醫療、遠程教育、快遞等5G業務帶入鄉村,消除數字鴻溝。

總得來說,AirGig利用現成的電線桿,無需新建基站鐵塔,利用毫米波無線回傳,也不再需要鋪設光纜,頻段也是采用非授權頻段,此項目如果成功,必然是對整個無線產業的一次革命性顛覆。

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