通过空气就能上网的逆天毫米波技术

此前曾有中国某大学研制出可以通过光线来传输wifi信号，大涨国人威风。而通过光线传输毕竟有很多不便之处，比如晚上就需要关闭光源，无法实现上网。最近，有一家名为Starry的创业公司宣布，将为消费者提供高速的互联网接入服务，而且价格不会高于目前的平均宽带费。这件事的逆天之处在于Starry公司表示，他们的互联网服务无需铺设昂贵的光纤，只要借助空气传输信号即可。

据该公司介绍，这种通过空气就能传输信号的技术叫做 “毫米波”，它能够充当传输高速网络的媒介。

毫米波是什么?这项技术究竟是如何通过空气传输信号，给人们提供网络的呢?毫米波又是否有发展的前景呢?

一、毫米波技术用途广泛，通过空气就可传输信号

毫米波，即波长为1～10毫米的电磁波。它位于微波与远红外波相交叠的波长范围，因而兼具两种波谱的特点。从理论上讲，毫米波是光波向低频的发展与微波向高频的延伸。

由于毫米波的独有特性，使其在传播时不易受到自然光和热辐射源的影响。因此，毫米波技术可应用于通信、雷达、制导等多个领域。

比如利用大气窗口的毫米波频率，可实现大容量的卫星到地面通信，也可以利用高分辨率的毫米波辐射计遥感气象参数，还可以使用射电天文望远镜(应用了毫米波技术)探测宇宙空间的辐射波谱，从而推断星际物质的成分。

不过，毫米波被人们提到最多的，还是在医学上的应用。

在2013年举行的第三届国际IEEE微波、通讯、天线和电子系统会议上，来自以色列阿里埃勒大学的科研人员宣布了他们的新成果，即使用毫米波照射癌细胞可以阻止其再生，又不会破坏细胞本身，这一发现为治癌放射疗法提供了新途径。

阿里埃勒大学的亚哈罗姆教授说：“这对治癌放射疗法无疑是巨大的喜讯，虽然其中的奥秘还有待进一步揭示”。

而现在， 对于网络信号的传输，毫米波技术也产生了极大的助力。 Starry公司表示，他们希望在全美推出速度达到到1G的无线宽带网络。这个速度是当前家庭宽带连接速度的10倍，并且价格也比现有的互联网提供商更低。

Starry公司的代表说，这种无线宽带服务预计将于今年暑期在波士顿推出。Starry公司的创始人Chet Kanojia认为：“有线的基础架构做起来有些困难，宽带服务就应该是无线的”。

如果说Starry公司的计划能够得以实现，那么将有可能颠覆整个互联网行业。

对用户来说，这种使用毫米波技术的无线宽带，其速度远高于他们从有线电视公司或电话公司获得的宽带速度。尽管现在已经有WIFI、LIFI等上网技术，但靠空气就可以传输信号的毫米波技术无疑是另一种更棒的替代方案。

Kanojia说：“我想人们都希望能出现一个富有竞争力的替代方案，没有一个人觉得这个市场有足够的竞争”。这将给用户带来更好的上网体验。

对行业来说，毫米波也确实需要被重视起来。美国纽约大学理工学院的研究员Theodore Rappaport认为，主管机关应该开放毫米波频段的授权，用以迎接无线通讯领域的技术复兴。

他说：“电信营运商需要有个测试场，来开发各种能运用在28GHz、38GHz与79~90GHz频段的产品原型;在该领域已经有很多相关研发活动，我只担心美国会在其中落后。韩国与中国都已经看到相关商机，而且显然在开放毫米波频段给蜂窝式移动通讯应用方面有较开放的态度”。

综上所述，可以看到毫米波用途之广，及其在网络信号传输中的重要性。那么，毫米波在网络信号传输的实践过程中，会遇到什么困难?这一技术又将向何种方向发展呢?

二、毫米波技术传输仍存缺陷，但发展空间极大

在实际应用中，毫米波像所有技术一样，不可避免地产生一些问题。

Starry公司指出，毫米波的传播距离最多只能在200米左右，无法实现远距离传输。另外，毫米波的穿透能力也不强，遇到墙或者其他阻碍就无法发挥作用。

所以，Starry公司的当务之急是想办法提升毫米波的传输距离。距离越大，需要建设的网络基站就越少，这样才能更好地节省成本。

由此看来，在网络技术传输方面，毫米波尚不能被单独使用。因此，毫米波在未来极可能会在自身基础上，与其他技术结合，形成叠加型网络，共同实现对网络信号的传输功能。

第一，宏基站与毫米波小基站的叠加型网络。

在传统的叠加型网络中，宏基站和小基站的作用范围均是低频段。这就出现了切换频繁的问题，造成了极差的用户体验。如果能够使用毫米波小基站，则有利于解决这一问题。

宏基站可以作为移动通信的控制平面在低频段工作，而毫米波小基站可以作为移动通信的用户数据平面在高频段工作。这样相得益彰的搭配，既有利于技术的进步，又能够提升用户体验。

第二，基于毫米波的移动通信回程。

与传统有线方式的通信回程相比，在即将到来的5G时代，小基站的数目将急剧增加，且部署方式也将变得复杂。

如果采用毫米波信道作为移动通信回程，则可以根据数据流量的实际情况随时部署新的小基站，也可以在闲置或轻流量时段关闭小基站。如此灵活的方式可以让通信的部署变得收放自如，并且能够降低能耗，节约资源。

在2015年毫米波段5G移动通信国际研习会上，英特尔“5G研究及标准项目”的首席科学家Geng Wu博士提出了“5G=通信+计算”的概念。他认为，5G应以最终实现“通信与计算相融合”为目标。

下一个十年，5G将占据通信网络市场的主流地位。目前，5G通信网络正处于一个转折点。

用于移动网络的无线频谱资源需增加5至10倍，并需大力发展高频段(毫米波)空中接口技术，以搭建新的移动设备框架;

其空中接口技术性能则需要提高3至5倍，用以提高移动网络的计算和处理能力;

而ICT(在线测试仪)在移动网络中的应用力度需提高40至50倍，并侧重于发展网络致密技术，形成叠加型网络。最终实现“通信与计算相融合”的目标。

毫米波在众多领域用途广泛，在5G网络即将爆发的时代，毫米波特有的优势无疑会使其成为5G网络发展中的重要技术。尽管这项技术因传输距离、穿透力等问题尚存诸多缺陷，但是，其前景却是极其广阔的。相信随着技术的发展，毫米波在5G网络中会越来越多地发挥其作用。