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                            石墨烯在通信領域的應用

                            2015-12-14 11:02:53

                             也許有人要說,華為是做通信的,又不是賣CPU的,芯片性能強關通信什么事啊?

                              其實,通信產品里有大量芯片,基站設備的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。
                              由于基帶信號對帶寬和各項處理資源的消耗很大,現有芯片和背板處理速度根本無法實現更大規模的基帶資源集中調度和共享,同時在散熱、功耗等方面也面臨很大挑戰。
                              若采用石墨烯材料,不但芯片處理能力、數據交換速率能得到大幅提升,石墨烯良好的導熱、導電和耐溫特性也使得在散熱、功耗方面的要求降低,進而實現處理能力達到上萬載頻的集中式基帶資源池。
                              未來無線通信技術無疑以滿足高速數據業務為主,而傳統的宏蜂窩技術已經無法滿足應用,必然走向宏微結合的異構網絡架構,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。
                              但隨著這些網元的引入,改變了原有宏站的網絡拓撲結構,產生大量新的干擾場景,必須通過引入各種站間、宏微協同等技術予以消除,比如采用協同多點傳送和接收技術,但會帶來各種協同算法加載后的大量復雜計算對資源的消耗,而基于石墨烯材料的基帶芯片大量應用,其強悍的運算能力將使這些原本需要海量運算能力的技術和算法具有可操作性。
                              石墨烯也可以作為天線的材料。美國佐治亞理工學院無線寬帶網絡實驗室提出石墨烯無線天線構想,該構想中,由石墨烯制成的天線以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。
                              因此,大規模天線陣列、超密集組網、新型多址技術和全頻譜接入等技術就成為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。
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