Facebook研发两项新天线技术 挑战华为、爱立信等通信设备巨头

Facebook CEO扎克伯格

在今年的F8大会上，Facebook展示了由Connectivity Lab（连接实验室）的工程师秘密开发的两个新无线天线项目。Terragraph天线，它使用Wi-Fi和蜂窝移动信号在密集的城市环境中分布千兆网络；Aries无线电天线，为农村地区的设备提供无线信号。Facebook为什么要开发天线？很简单，上网的人越多，使用Facebook服务的人也就越多。根据《连线》杂志的报道，Facebook的这两个天线技术和一些另外的通信计划让华为和爱立信这类通信设备厂商上如临大敌。

Facebook天线

Project ARIES：巨无霸天线、10倍传输效率，堪称基站中的战斗机

Project Aries的着重点就是基站。我们通常所熟知的基站指的是公用移动通信无线电台的一种形式，是在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台，项目ARIES也充分证明了Facebook在倾力打造频谱和能量高效的使用测试平台。不同于传统的基站平台，Aries配备了巨无霸级别的96天线，频谱效率高达71bps/Hz，据说很快还会突破100bps/Hz。也许你还不了解这种配置到底多么的牛叉，举个例子来说，就是你现在在大厦打电话的时候，有的时候因为信号不好非常的想扔手机，而有了上面的配置，打电话，那就是相当清晰。

Project Aries

现如今，我们也知道很多的地方关于基站方面，都是使用的MIMO技术（Multiple-Input Multiple-Output，技术指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，显示出明显的优势、被视为下一代移动通信的核心技术。）。简单的说，就是多输入多输出。而ARIES是这样的技术的一个实施例，它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，显示出明显的优势、被视为下一代移动通信的核心技术。

从以上看，ARIES 基站不愧是基站中的战斗机……

同时，Facebook也坚信“Project Aries”将帮助把5G无线通讯带入到农村地区。大规模MIMO的使用能够增强其整体带宽的系统参数，简单的说，你可以认为通过发射大量天线提供的波束而形成效果叠加，这样就可以降低城市间因为距离的问题而造成的损耗。另外，这种多重叠加之后的低频仍然可以利用在广大的农村地区。有了这样的目标，他们除了需要做更高于4G现有无线通信MIMO方面的更高探索外，还需要拓展更多的基站甚至是寻找更具实力的制造商。

Facebook 计划跟运营商、通讯设备制造商合作，将ARIES 基站技术推广到越来越多国家的农村地区。

Project Terragraph：城市无死角覆盖Wi-Fi

Terragraph Network

Terragraph是一种60GHz，多节点的无线系统，该系统能够为人口密集的市区提供高速网络。利用现成的部件以及云服务进行密集型数据处理，整个Terragraph在经过优化之后成为了一种大批量，低成本的产品。

虽然说WiGig因为会吸收氧气和水而有所损耗，人们通常都不会选择使用它的。但是美国，英国，德国，中国，韩国，日本以及其他国家已经认识到了使用该频段（也叫做V-band频段）所带来的好处。该频段不仅无需许可，效果和Wi-Fi 2.4 GHz以及5 GHz频段也很接近。60GHz频段通常适用于7 GHz的宽带，美国这类思维超前的国家开始试图将之扩展到14GHZ。

这个决定的受益方之一就是WiGig，WiGig是Wi-Fi传输标准的增强版，能够为室内提供高带宽的交流信号。Terragraph的无线网络系统就使用了WiGig标准的无线电。它是专门为消费型电子产品而设计的，它能够让我们在传统的电信基础设施上建造一些价格便宜的节点。

Facebook 打算在城市的基础设施上，比如电线杆、灯柱、交通信号牌，甚至是街角随便的一根柱子上，把低功耗WiGig（802.11ad）芯片当成“热点”，让Wi-Fi 信号无死角覆盖到城市的每一个角落里。

由于60 GHz的信号范围有限，这些节点会在城市内以200-250米的间隔进行放置。这种带宽巨大的节点不仅具有独特限制干扰的特性，还简化了网络规划。无需许可的频谱有助于进一步降低成本。Terragraph 的设计能为整整一条街提供网络覆盖，Terragraph 为了维持60GHz所需要的高度的定向信号安装了相位阵列天线，而且该装置能够扩展覆盖范围。鉴于Terragraph的网络体系结构，它能够自动寻找路线避开人口密集城区环出现的干扰（这类干扰通常会出现在高层建筑或由于用户密集而造成的网络拥塞中）。

Terragraph同样利用技术为Facebook建造了一个大的中心数据库。我们为了解决TCP/IP的无线连接问题而重新构建了媒体接入控制（MAC）。我们通过使用TDMA/ TDD系统的MAC协议，发现网络效率和Wi-Fi/WiGig存在的时候相比提升了6倍。

最后，Terragraph为了能够提供快速，有吸引力又便宜的设备，而将属性和工业设计进行了结合。它还能降低干扰性，让客户在看不见的时候也能轻便的操作。对于那种住在多个单元的客户或是在高楼里办公的单位来说，Terragraph系统会离建筑的距离更近。结合Wi-Fi接入点来说，Terragraph是实现100%街道Wi-Fi覆盖率成本最低的方法之一。

爱立信高管：天线没有太多必要

这样做到底有没有意义？艾里克·伊库登（Erik Ekudden）最具评判资格。伊库登是爱立信战略副总裁，爱立信开发了许多无线天线和其它设备，它们成为世界移动网络的基石。Facebook开发天线以及其它可能的设备无疑践踏了爱立信的地盘。扎克伯格提供开源设计，肯定会和存在140年的瑞典爱立信针锋相对。

让人意外的是伊库登表示，Facebook的ARIES计划并不像想像的那么重要。他认为到了2020年，现有无线产业将可以为全球90%的人口提供互联网服务，目前一些无线网络只提供手机服务，没有传输数据，只要对这些无线网络升级就行了。他认为：“要为另外的5亿人提供付费网络连接，最有效的办法就是升级基础设施，只需要对系统进行简单的升级就行了。”

换句话说，我们没有必要安装新天线，没有必要将城市信号传送到附近的农村。伊库登表示，到了2020年，利用现有技术扩充现有网络的覆盖范围，可以让全球另外的5%人口接入互联网。他说：“只需要扩大信号塔，在农村人口密集区增加信号塔就行了。”

Facebook目前正在朝着问题发动猛烈的攻击，这个问题其它企业甚至都没有重视。所谓的其它企业不包括谷歌，和Facebook一样，谷歌也想向未覆盖的地区提供网络服务，用漂浮在天空的气球传输信号。无人机和气球可以抵达现有基础设施无法触及的地区。

事实上，在随后的采访中，伊库登透露说爱立信及其它企业也在开发和Facebook天线类似的技术，扎克伯格和Facebook试图用开源设计改变游戏规则。从某中程度上讲，伊库登清楚开源方案的威力。试图解决问题的企业越多，网络进化的速度就会越快。伊库登认为：“我们相信投入越多，不管是开源的还是标准的，都是好事一件。大家一起努力就可以完成使命。”