电线传输无线网络黑科技的技术细节披露

烙馍菜盒

AT&T的Project AirGig自2016年10月推出以来，一直披着神秘的面纱，一度被贴上“黑科技”、“革命性”的标签。两天前，一份来自EJL Wireless Researchon的报告曝光了部分技术。

这实际是利用免授权频谱的毫米波技术，沿着电线杆传送无线回传和接入网络。如果实现，将替代光纤回传，并将数Gbps的无线宽带延伸至任何通了电的家庭。

免授权频谱、现成的电线杆、不再铺设回传光缆、不再为光纤接入最后一公里而发愁… 毫无疑问，这是一种超低成本、想法超大胆的网络建设方案。

1、免授权频谱

在美国，有14GHz带宽的60GHz免授权频谱，分别为57-64GHz和64-71GHz，后者于2016年FCC为促进5G毫米波创新而推出。

14GHz带宽，频谱资源丰富，还是免费的，为AirGig项目提供数Gbps的高速无线带宽打下了基础。

2、AirGig部署方案

AirGig几乎是彻底告别有线光纤的全无线网络，整个构架分为无线回传网络和无线接入网络。

每一根现成的电线杆上安装AirGig无线节点，这些无线节点沿着电力线传送60GHz毫米波信号，组成无线回传网络。

同时，AirGig无线节点连接部署于家庭的60GHz接入CPE，将无线宽带送至通了电的千家万户，替代光纤接入最后几十米。

3、AirGig节点天线

AT&T公布的Project AirGig原型天线为低成本塑料天线。

AirGig原型

实际上，在这个塑料护罩里面安装了12根喇叭天线。

AirGig天线分解图

每一根喇叭天线的波瓣宽度为30°，12个天线阵列360度安装于塑料护罩。俯视图如下：

AirGig天线俯视图

当然，根据用途不同，这些天线分为接入天线和回传天线两大类。接入天线就是直接将波束射向家庭或企业，而回传天线主要是连接相邻电线杆组成无线回传网络。

总得来说，一个AirGig无线节点包括四大部分：

1）60GHz接入天线
2）60GHz回传天线阵列
3）电源转换单元（-48V）
4）60GHz无线收发器
4、60GHz无线收发器

60GHz无线收发器同样是该技术的关键核心，估计有多个收发器（接入收发器和回传收发器），并采用MIMO技术来提升宽带速率。

下行链路方向，估计会经历两次信号转换过程，首先回传收发器将60GHz回传无线信号转换为以太网分组信号，再经过接入收发器转换为60GHz接入无线信号，再通过60GHz接入天线将无线信号传送到安装于家庭的客户端设备（CPE）。

CPE接收到60GHz毫米波信号后，还需要再次转换。它可以转换为802.11ad或802.11ac WiFi信号供家庭宽带上网，也可连接到LTE-A/LAA/LTE-U femtocell单元以提供手机上网、通话和家庭物联网服务。

5、AirGig背后的故事

AirGig被AT&T首席技术官John Donovan称为AT&T实验室史上最宏大的项目之一，该项目背后的灵魂人物为Irwin Gerszberg。

Irwin Gerszberg

Gerszberg出生于一个偏远的农场，那里没有光纤，也没有高速宽带。小时候，他把家里的电话拆了又装，装了又拆，想知道其中的原理，这激发了他对通信的兴趣。

成年后，Gerszberg工作于AT&T贝尔实验室，从事早期的地面蜂窝网络技术研究。

几十年后，当Gerszberg重返小时候居住过的乡村时，发现尽管到处都是电力线，但依然没有宽带、没有光纤。可不可以利用这些电力线将宽带引入千家万户？这位老工程师突发奇想。

接下来的15年，Gerszberg和他的团队不断研发，并与多家电力公司合作实验，期望利用电力线作为宽带接入。不过，令人遗憾的是，最初这一方案能提供的家庭宽带速率只有2、3Mpbs（采用BPL技术）。

直到他们开始研发5G后，才发现采用毫米波技术的无限可能性，于是诞生了AirGig项目。

Gerszberg介绍称，AirGig的无线节点采用正是5G无线技术，它可以连接家庭、设备和汽车等，这是一项革命性的发明，因为只要电力线到达的地方，AirGig就能将数Gbps的宽带带入千家万户和偏远山区。

AirGig目前拥有200多项专利，Gerszberg的办公室里贴满了123项专利，他笑称已经没有地方可贴了。

未来搭载5G技术的AirGig项目不仅要将高速宽带引入偏远山村，还要将远程医疗、远程教育、快递等5G业务带入乡村，消除数字鸿沟。

总得来说，AirGig利用现成的电线杆，无需新建基站铁塔，利用毫米波无线回传，也不再需要铺设光缆，频段也是采用非授权频段，此项目如果成功，必然是对整个无线产业的一次革命性颠覆。