无线传输媲美光纤速度
凯特·格林尼 2008-12-29 10:40:04
新一代毫米波技术（注1）每秒能传输10G数据。

人们总是需求更快捷的无线传输技术，但目前传输速度最快的几种技术手段，如Wi-Fi（注2）、3G无线网络（注3），甚至即将出现的WiMax（注4），其最大传输能力也不过每秒数十兆或数百兆比特。迄今为止，还没有一种商用无线传输系统的原始速度比光纤快，光纤每秒可传数十千兆比特数据。

提高无线传输速度的一个方法是提高频谱中毫米波段的利用率，但产生这样的极高频信号，通常需要昂贵而复杂的设备。现在，美国俄亥俄州哥伦布市的一家技术研发公司Battelle，发现了一个更简易的毫米波无线传输技术。今年初，Battelle公司的研发组对一个点对点毫米波无线传输系统原型进行了现场实验，该系统可以通过相隔800米的天线每秒传输10.6千兆比特的数据。最近，Battelle研发组又在实验室示范了每秒传输20千兆比特数据。

Battelle公司的高级研究员理查德·里奇韦（Richard Ridgway）说，这种技术能应用在校园内传输超大文件、灾后迅速建立紧急应变网络等方面，甚至可实现用一台计算机或机顶盒无线广播不经压缩的高清视频。

鉴于Wi-Fi和无线蜂窝网(即无线广播网络)的工作频率是2.4到5.0千兆赫，毫米波技术利用的频段位于60 到100千兆赫之间，这种电磁波振荡得更快，故而能传送更多数据。大部分毫米波的频段是不受管制的，可任意使用，只是因为生成毫米波信号，把信息调制其上再在接受端进行解码，整个过程既困难又昂贵，毫米波技术才一直不受重视。产生毫米波信号的常用方法是，先生成10千兆赫左右的低频微波（厘米波），对信息数据进行编码，再转换成频率较高的信号。这么做的缺点是，在10千兆赫左右电波上每秒只能携带大约1千兆比特的数据。

Battelle公司的研发人员用现有的光通信组件把毫米波传输能力提高了十倍。他们在两条低频激光束上调制数据，再加以合成，就形成一个干涉图样，相当于100千兆的信号。里奇韦说：“这好比我们有了一条频率达100千兆赫的激光束。”

前几年，美国乔治亚理工学院、麻省理工学院、英特尔公司等的研究人员在研发毫米波设备上已取得了很大进展。像英特尔这样的公司，甚至开始推行相关标准，促进开发在60千兆赫频段可兼容的技术。Gigabeam公司（一家专门从事毫米波无线通讯的公司，成立于2004年，位于美国北卡罗来纳州达拉谟市）推出的产品，在几百米间通过点对点连接，每秒能传输1千兆比特左右的数据。

里奇韦解释，利用激光通讯有两大优点。第一，激光功率大，产生的毫米波功率也较大；第二，现在的激光技术在工业应用中已很稳定可靠，与标准毫米波信号源相比，激光信号不会大幅振荡，因而抗干扰能力更强。

英特尔通讯技术实验室（the Communications Technology Lab at Intel）的主管艾伦·克劳奇（Alan Crouch）说，Battelle公司的成果进一步证明毫米波技术会日益重要。“无线快捷传输大量数据，这方面需要越来越多的解决方案，有广泛的行业应用前景。”
不过，要把Battelle公司的研究成果应用到产品上也许仍需数年。里奇韦解释道，用毫米波传输数据首先需要精细的设备，但一般的无线传输系统是由现有的组件装配而成的，体积过大。另外，毫米波数据传输数字信号利用到电磁波的偏振现象，即在波传播方向的垂直面产生的振动现象，比如，立体电影的原理就是光的偏振现象。这种偏振波在长距离传输过程中容易发生相位漂移，也就是产生“噪音”。不过里奇韦希望，通过技术方面的改进能解决这些问题。他说：“我们想做到让这项技术付诸实用。”

注1：毫米波，millimeter-wave，波长从10毫米至1毫米、频率从 30至300GHz的电磁波称为毫米波，是微波的一种，称为极高频。利用毫米波进行通信的方法叫毫米波通信。毫米波通信分毫米波波导通信和毫米波无线电通信两大类。毫米波通信的优点是：1、可用频带极宽。毫米波段频带宽度为270GHz，为整个短波波段的一万倍；2、方向性强，保密性好；3、干扰很小，几乎不受大气干扰、宇宙干扰和工业干扰的影响，因而通信稳定。

注2：Wi-Fi，即无线保真技术，属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。

注3：3G是英文3rd Generation的缩写，指第三代移动通信技术，能把无线通信与国际互联网等多媒体通信相结合，可处理图像、音乐、视频等多种形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。

注 4：WiMax，全名是“微波存取全球互通”Worldwide Interoperability for Microwave Access，又称为802·16“无线城域网”，是一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线连接方案。因在数据通信领域覆盖范围大，达 25～30英里，而且成本较低，将扩大宽带无线应用范围，甚至可能对3G构成的威胁，使WiMAX在最近一段时间备受业界关注。