西门子PLCDP网络电缆

数据传输速度成倍增长

不同领域产生的数据量，正以令人难以置信的速度增长。就此而言，其挑战就在于是否能以*快、*安全的方式无线传输和储存这些海量数据。西门子研究人员想到了将多条通道连接在一起，以同时传输和接收数据。多通道方式还可改善其他类型的高频应用，比如：旋转雷达波束、雷达系统**的角度测量以及RFID系统无线供电的本地优化等。

有针对性的供电：多通道系统帮助确保无线通信网络以*高的传输速率进行*的数据传输。
Stefan Schwarzer博士正在研究多通道系统支持无线供电的不同方式。图中所示，他正利用电磁波场合成技术，在预定区域生成电场。

在当今世界想要消失得无影无踪，几乎没有可能。尽管这对于窃贼而言，情况并非如此，但是在数字世界里，要想不留下任何踪迹，几乎没有可能。在Facebook上发帖、浏览在线新闻或者驾驶带有导航设备的汽车——不管是谁在做这件事，也不管他是有意还是无意，他都会留下以数据形式存在的痕迹。

到2020年数据量将高达44ZB

繁荣的移动设备市场：尤其是在发展中国家，
互联网正变得日趋重要，在这些国家能无线上网的电脑
和智能手机正变得越来越普及

美国市场IDC（*数据公司）进行的一项研究预计，到2020年**的数据将浩若繁星：总数据量有望达到44ZB（相当于440亿TB）。如果该预测是正确的，这将意味着**数据量将在2013年的基础上增长10倍。目前，一块笔记本电脑硬盘（3.5英寸）可以较多储存3TB数据，这意味着要想将2020年的所有数据储存下来需要147亿块笔记本电脑硬盘。

数据爆炸性增长的原因有许多。IDC指出的原因包括：能无线上网的电脑和智能手机市场的持续繁荣发展，以及——*为重要的是——新兴市场互联网的迅速普及。

多通道系统可提升传输容量和速度

数据量增长的同时，也催生了以*快速度传输*大量信息的需求。我们都知道，下载大文件以及多台电脑共享网络连接时，下载速度会大幅下滑，这还会进一步导致从其他用户处“窃取”传输容量。如果**数据量继续增长，数据传输速率问题将会变得*为敏感。为何会出现这种情况？我们来看看下面这些事实：如今的笔记本电脑只配备一根天线，该天线向另外一根天线发送数据时，会造成进程中许多其他天线的传输中断。这给**数据传输容量和速率带来了限制。

解决方案就是多通道系统，该系统装备多根天线，可同时进行电信号交换。这种方式之所以有效，是因为每根天线都由多达上百根小天线组成，这意味着多通道系统，可非常**地生成和指引其射电波束。这使得数据连接的损耗非常低，而且具有非常强的抗干扰能力。换句话说，理论上一个房间内的频谱，可以同时被多台不同的设备使用，而不会造成数据传输速率的下降。此外，多根*立的天线，使得能同时生成针对不同用户的不同方向的射电波束。

有效设计：众多的小天线通常设计在印刷电路板上，以节省成本和空间

数据传输速率成倍增长

西门子也在利用多通道系统。共有40名高频技术正在慕尼黑、埃尔兰根和维也纳针对该系统进行研究，并且根据公司需求对其进行优化。他们正在进行针对通信、无线供电和传感器系统应用的测试。“这种系统的效果，类似于在黑屋子里利用10个手电筒，从不同方向照亮一个苹果。”西门子*研究院德国射频技术研究部负责人Andreas Ziroff指出。每个手电筒自身的光束都较弱，但当所有光束汇聚在苹果上时会变得非常亮。多通道系统利用众多*立的传输通道，增加数据容量和传输速度的原理与此相同。

其区别只有一点：10个手电筒的光束亮度只是简单的叠加效果，而多通道效果则是“成倍增长”。这是因为通道相互连接，这使得每个*立的信号不再需要分布到整个房间，而是以较直接——因此也是较——的路径传输到接收设备。

链接世界万事万物：多通道系统可帮助以*高的数据传输速率，进行*快、*安全的数据传输和储存，以及*有效地利用电信号。譬如，智能手机将与汽车进行连接，汽车将使用信号来相互交换信息，以及与红绿灯和停车位探测器等交通基础设施交换信息。衣服或手表以及照明开关、百叶窗和楼宇供暖系统都将能实现联网。

5G无线标准和物联网

多通道系统可用于许多应用，其中之一就是通信技术。“无线通信系统已达到了容量**。”西门子*研究院高频技术工程师Stefan Schwarzer表示。这就是未来无线系统将依赖5G多通道标准以确保用闪电般速度传输数据的原因所在。西门子认为：到2020年，通过上百个并行通道，每秒传输数GB数据有可能。当今的较快数据传输速率大约是300MB/s，尽管在日常生活中很少享受到这种速度。如今可以肯定的一点是： 移动通信未来将会发生天翻地覆的变化。“其目标不再是简单地将数据从一地发送到另一地。”德累斯顿工业大学移动通信系统系主任Gerhard Fettweis教授说道，“现在*重要的是针对大范围对象进行实时联网，并且人为影响较少。因此，我们将不得不重新思考无线通信，特别是在数据传输速率、滞后时间以及互联网协议方面。” 多通道系统因此对于物联网具有重要意义，因为只有在许多不同的、空间*立的通道能交换海量数据的情况下，才能对快速增长的联网和通信设备进行管理。

颜色编码：西门子研究人员使用不同的颜色，来显示电磁场的强度等级。从黄色到淡蓝等亮色显示高场强；深蓝显示低场强

提升数据传输速率，缩短滞后时间

正常情况下，人们将会注意到使用多通道系统的优势，譬如说在使用他们的智能手机时。能同时利用多个数据通道的智能手机，将能比现在接收和发送多得多的数据。“多通道系统可以将当今的数据传输速率提升许多倍。”Schwarzer表示。这将大大缩短滞后时间——数据被发送和收到之间的时间间隔。“如今的单通道移动设备的滞后时间为数毫秒；我们的目标是将滞后时间降低至几十微秒。”Schwarzer解释道。

人们一般不太注意到短于50毫秒的滞后，譬如说在智能手机上观看视频时。然而，将滞后时间降至微妙级别，对于工业设备的优化操作至关重要。如果工业设备要进行远程控制和无线同步，数据将能以微秒级滞后时间进行传输。