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    你所不知道的——石墨烯在通信領(lǐng)域的應(yīng)用

    • 發(fā)布時(shí)間2017-11-13 18:36
    • 發(fā)布人金彩集團(tuán)
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    其實(shí),通信產(chǎn)品里有大量芯片,基站設(shè)備的DSP,路由器、調(diào)制解調(diào)器、交換機(jī)、手機(jī)等產(chǎn)品都需要芯片,而性能更強(qiáng)的芯片也就意味著更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力,意味著更快的通訊速度。

    舉例來(lái)說(shuō),目前主流的4G系統(tǒng)基站雖然已經(jīng)采用了負(fù)責(zé)基帶處理的BBU+負(fù)責(zé)射頻的RRU通過(guò)光纖拉遠(yuǎn)的架構(gòu),但由于機(jī)房站址資源日益稀缺和高成本,將BBU集中設(shè)置以節(jié)省機(jī)房的需求越來(lái)越強(qiáng)烈,同時(shí)也要求對(duì)基帶資源共享、集中調(diào)度等功能的實(shí)現(xiàn)。

    圖1.jpg

    由于基帶信號(hào)對(duì)帶寬和各項(xiàng)處理資源的消耗很大,現(xiàn)有芯片和背板處理速度根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的基帶資源集中調(diào)度和共享,同時(shí)在散熱、功耗等方面也面臨很大挑戰(zhàn)。

    若采用石墨烯材料,不但芯片處理能力、數(shù)據(jù)交換速率能得到大幅提升,石墨烯良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電和耐溫特性也使得在散熱、功耗方面的要求降低,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)處理能力達(dá)到上萬(wàn)載頻的集中式基帶資源池。

    未來(lái)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)無(wú)疑以滿(mǎn)足高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主,而傳統(tǒng)的宏蜂窩技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足應(yīng)用,必然走向宏微結(jié)合的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),引入大量smell cell 網(wǎng)元以滿(mǎn)足室內(nèi)以及熱點(diǎn)場(chǎng)景的覆蓋和容量需求,如微站、Femto。

    但隨著這些網(wǎng)元的引入,改變了原有宏站的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),產(chǎn)生大量新的干擾場(chǎng)景,必須通過(guò)引入各種站間、宏微協(xié)同等技術(shù)予以消除,比如采用協(xié)同多點(diǎn)傳送和接收技術(shù),但會(huì)帶來(lái)各種協(xié)同算法加載后的大量復(fù)雜計(jì)算對(duì)資源的消耗,而基于石墨烯材料的基帶芯片大量應(yīng)用,其強(qiáng)悍的運(yùn)算能力將使這些原本需要海量運(yùn)算能力的技術(shù)和算法具有可操作性。

    石墨烯也可以作為天線(xiàn)的材料。

    美國(guó)佐治亞理工學(xué)院無(wú)線(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室提出石墨烯無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)構(gòu)想,該構(gòu)想中,由石墨烯制成的天線(xiàn)以1000GHz的頻率正常工作,遠(yuǎn)超目前常規(guī)的天線(xiàn)。如果這個(gè)構(gòu)想成為現(xiàn)實(shí),那么就意味著更多高頻段的頻譜資源可以被開(kāi)發(fā)出來(lái)用于未來(lái)的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng),從而提供更大的系統(tǒng)帶寬和吞吐速率。

    未來(lái),5G通信的特性就是“萬(wàn)物互聯(lián)”,具有熱點(diǎn)高容量、低功耗大連接、低時(shí)延高可靠等特點(diǎn)——在人口密集區(qū)為用戶(hù)提供1Gbps用戶(hù)體驗(yàn)速率和 10Gbps峰值速率;具備超千億網(wǎng)絡(luò)連接的支持能力,滿(mǎn)足100萬(wàn)/km2連接數(shù)密度指標(biāo)要求;在車(chē)聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制等垂直行業(yè)的特殊應(yīng)用需求,為用戶(hù)提供毫秒級(jí)的端到端時(shí)延和接近100%的業(yè)務(wù)可靠性保證。

    圖2.jpg

    因此,大規(guī)模天線(xiàn)陣列、超密集組網(wǎng)、新型多址技術(shù)和全頻譜接入等技術(shù)就成為5G無(wú)線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展方向,而這都離不開(kāi)石墨烯材料的廣泛應(yīng)用。同時(shí),手機(jī)要擁有更強(qiáng)的續(xù)航能力,更快的運(yùn)算速度,更好的拍照效果,更快的上網(wǎng)速度,更好的屏幕顯示效果也離不開(kāi)石墨烯。相信這也是任正非在多次講話(huà)中都無(wú)比重視石墨烯的原由所在。


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