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

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(biāo)簽。兩天前，一份來自EJL Wireless Researchon的報(bào)告曝光了部分技術(shù)。

這實(shí)際是利用免授權(quán)頻譜的毫米波技術(shù)，沿著電線桿傳送無線回傳和接入網(wǎng)絡(luò)。如果實(shí)現(xiàn)，將替代光纖回傳，并將數(shù)Gbps的無線寬帶延伸至任何通了電的家庭。

免授權(quán)頻譜、現(xiàn)成的電線桿、不再鋪設(shè)回傳光纜、不再為光纖接入最后一公里而發(fā)愁… 毫無疑問，這是一種超低成本、想法超大膽的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案。

1、免授權(quán)頻譜

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

14GHz帶寬，頻譜資源豐富，還是免費(fèi)的，為AirGig項(xiàng)目提供數(shù)Gbps的高速無線帶寬打下了基礎(chǔ)。

2、AirGig部署方案

AirGig幾乎是徹底告別有線光纖的全無線網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)構(gòu)架分為無線回傳網(wǎng)絡(luò)和無線接入網(wǎng)絡(luò)。

每一根現(xiàn)成的電線桿上安裝AirGig無線節(jié)點(diǎn)，這些無線節(jié)點(diǎn)沿著電力線傳送60GHz毫米波信號，組成無線回傳網(wǎng)絡(luò)。

同時(shí)，AirGig無線節(jié)點(diǎn)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(jié)點(diǎn)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(shí)際上，在這個(gè)塑料護(hù)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(gè)天線陣列360度安裝于塑料護(hù)罩。俯視圖如下：

AirGig天線俯視圖

當(dāng)然，根據(jù)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(yè)，而回傳天線主要是連接相鄰電線桿組成無線回傳網(wǎng)絡(luò)。

總得來說，一個(gè)AirGig無線節(jié)點(diǎn)包括四大部分：

1）60GHz接入天線

2）60GHz回傳天線陣列

3）電源轉(zhuǎn)換單元（-48V）

4）60GHz無線收發(fā)器

4、60GHz無線收發(fā)器

60GHz無線收發(fā)器同樣是該技術(shù)的關(guān)鍵核心，估計(jì)有多個(gè)收發(fā)器（接入收發(fā)器和回傳收發(fā)器），并采用MIMO技術(shù)來提升寬帶速率。

下行鏈路方向，估計(jì)會(huì)經(jīng)歷兩次信號轉(zhuǎn)換過程，首先回傳收發(fā)器將60GHz回傳無線信號轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)分組信號，再經(jīng)過接入收發(fā)器轉(zhuǎn)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(shè)備（CPE）。

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

5、AirGig背后的故事

AirGig被AT&T首席技術(shù)官John Donovan稱為AT&T實(shí)驗(yàn)室史上最宏大的項(xiàng)目之一，該項(xiàng)目背后的靈魂人物為Irwin Gerszberg。

Irwin Gerszberg

Gerszberg出生于一個(gè)偏遠(yuǎn)的農(nóng)場，那里沒有光纖，也沒有高速寬帶。小時(shí)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(fā)了他對通信的興趣。

成年后，Gerszberg工作于AT&T貝爾實(shí)驗(yàn)室，從事早期的地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究。

幾十年后，當(dāng)Gerszberg重返小時(shí)候居住過的鄉(xiāng)村時(shí)，發(fā)現(xiàn)盡管到處都是電力線，但依然沒有寬帶、沒有光纖?？刹豢梢岳眠@些電力線將寬帶引入千家萬戶？這位老工程師突發(fā)奇想。

接下來的15年，Gerszberg和他的團(tuán)隊(duì)不斷研發(fā)，并與多家電力公司合作實(shí)驗(yàn)，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(shù)）。

直到他們開始研發(fā)5G后，才發(fā)現(xiàn)采用毫米波技術(shù)的無限可能性，于是誕生了AirGig項(xiàng)目。

Gerszberg介紹稱，AirGig的無線節(jié)點(diǎn)采用正是5G無線技術(shù)，它可以連接家庭、設(shè)備和汽車等，這是一項(xiàng)革命性的發(fā)明，因?yàn)橹灰娏€到達(dá)的地方，AirGig就能將數(shù)Gbps的寬帶帶入千家萬戶和偏遠(yuǎn)山區(qū)。

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

未來搭載5G技術(shù)的AirGig項(xiàng)目不僅要將高速寬帶引入偏遠(yuǎn)山村，還要將遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育、快遞等5G業(yè)務(wù)帶入鄉(xiāng)村，消除數(shù)字鴻溝。

總得來說，AirGig利用現(xiàn)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(shè)光纜，頻段也是采用非授權(quán)頻段，此項(xiàng)目如果成功，必然是對整個(gè)無線產(chǎn)業(yè)的一次革命性顛覆。