6G的數(shù)據(jù)傳輸速率可能達到5G的50倍,時延縮短到5G的十分之一
6G,即第六代移動通信標準,也被稱為第六代移動通信技術(shù)。主要促進的就是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展 。截至2019年11月,6G仍在開發(fā)階段。6G的傳輸能力可能比5G提升100倍,網(wǎng)絡延遲也可能從毫秒降到微秒級。
6G,即第六代移動通信標準,一個概念性無線網(wǎng)絡移動通信技術(shù),也被稱為第六代移動通信技術(shù)。主要促進的就是互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。
6G網(wǎng)絡將是一個地面無線與衛(wèi)星通信集成的全連接世界。通過將衛(wèi)星通信整合到6G移動通信,實現(xiàn)全球無縫覆蓋,網(wǎng)絡信號能夠抵達任何一個偏遠的鄉(xiāng)村,讓深處山區(qū)的病人能接受遠程醫(yī)療,讓孩子們能接受遠程教育。此外,在全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、電信衛(wèi)星系統(tǒng)、地球圖像衛(wèi)星系統(tǒng)和6G地面網(wǎng)絡的聯(lián)動支持下,地空全覆蓋網(wǎng)絡還能幫助人類預測天氣、快速應對自然災害等。這就是6G未來。6G通信技術(shù)不再是簡單的網(wǎng)絡容量和傳輸速率的突破,它更是為了縮小數(shù)字鴻溝,實現(xiàn)萬物互聯(lián)這個“終極目標”,這便是6G的意義。
6G的數(shù)據(jù)傳輸速率可能達到5G的50倍,時延縮短到5G的十分之一,在峰值速率、時延、流量密度、連接數(shù)密度、移動性、頻譜效率、定位能力等方面遠優(yōu)于5G。
在今年的“2022世界5G大會”上,6G的前瞻性研究成為了熱議點。這不僅是未來數(shù)字創(chuàng)新發(fā)展的核心領(lǐng)域,也已經(jīng)成為大國博弈主戰(zhàn)場之一。
“每一代移動通信的商用之時,都是新一代移動通信研發(fā)之時?!敝袊こ淘涸菏苦w賀銓表示,目前處于6G的早期愿景研究階段,全球相關(guān)組織正在積極討論6G的愿景需求,并進行關(guān)鍵技術(shù)的研究。未來,6G將全面支撐全社會的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,實現(xiàn)智聯(lián)物理世界和數(shù)字世界。
目前,很多國家和廠商不約而同地開始6G技術(shù)預研,搶跑6G。國家知識產(chǎn)權(quán)局發(fā)布的《6G通信技術(shù)專利發(fā)展狀況報告》顯示,中國在全球6G通信技術(shù)領(lǐng)域的專利申請量占比超過三成,位居全球首位。
5G-A到6G循序漸進
在5G已經(jīng)開始商用的今天,5G技術(shù)還在不斷向前發(fā)展。作為5G標準第一階段的最后一個版本——R17標準凍結(jié),也意味著3GPP(第三代合作伙伴計劃,是一個國際標準化組織)面向5G-Advanced(即5G技術(shù)的擴充與增強,簡稱5G-A)的標準制定工作將全面展開。5G-Advanced將為5G后續(xù)發(fā)展定義新的目標和新的能力,通過網(wǎng)絡演進和技術(shù)增強,使5G產(chǎn)生更大的社會和經(jīng)濟價值。
未來移動通信論壇常務副理事長張新生告訴21世紀經(jīng)濟報道,5G-Advanced是5G發(fā)展的必經(jīng)階段,5G-Advanced極大提升了5G的網(wǎng)絡性能,也豐富了5G應用場景,跳過5G發(fā)展6G是不現(xiàn)實的。5G-Advanced對于發(fā)揮5G在數(shù)字經(jīng)濟時代的更大價值夯實了基礎(chǔ)。
浙江大學區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展研究中心教授房漢廷提醒,目前5G增強技術(shù)標準仍在繼續(xù)演進,實現(xiàn)創(chuàng)新引領(lǐng)的支撐舉措還需進一步強化,滿足垂直行業(yè)應用的5G增強技術(shù)與標準研發(fā)尚未完成,當前已經(jīng)完成的5G R15、R16標準尚不足以完全滿足垂直行業(yè)應用需求,在R17等5G后續(xù)版本國際標準制定、設備研發(fā)、測試驗證等方面,中國現(xiàn)有優(yōu)勢能否持續(xù),尚有諸多不確定性因素。
“一般來說,每一代移動通信技術(shù)發(fā)展的周期大約為10年,那么在6G到來之前,還有很長的時間來推動5G繼續(xù)向前發(fā)展。我們今天研究的很多技術(shù),很有可能它會成為6G的技術(shù)助力之一?!备咄ü局袊鴧^(qū)研發(fā)負責人徐皓說。
徐皓指出,實際上并不是每一個技術(shù)都會完全按照10年周期被引入,如果想在下一代無線通信中引入人工智能(AI)技術(shù),那么就需要在5G或5G-Advanced中率先進入規(guī)劃和研究,未來在6G的標準中也能得到進一步推廣和應用。
5G應用生態(tài)尚在有序推進之際,探討6G是否為時過早?對技術(shù)本身向來冷感的消費市場也許認同為時尚早的觀點,但流量無法撒謊,對“元宇宙”概念的熱捧與追逐,顯示出前沿科技輿論熱點背后的真相。而元宇宙恰恰將建立在6G技術(shù)基礎(chǔ)之上,無疑已成為產(chǎn)學研各界的共識。
《中國經(jīng)營報》記者注意到,在2021年舉行的第一屆全球6G技術(shù)大會上,中國工程院院士、未來移動通信論壇理事長鄔賀銓曾直言,元宇宙需要6G。而在近期舉行的第五屆數(shù)字中國建設峰會上,愛立信中國首席技術(shù)官彭俊江也表示,6G將成為連接虛擬和現(xiàn)實世界的橋梁,而這個建立在VR/AR基礎(chǔ)上的虛擬世界,顯然正是指元宇宙。
據(jù)我國IMT-2030(6G)推進組發(fā)布的6G白皮書顯示,未來6G業(yè)務將呈現(xiàn)出沉浸化、智慧化、全域化等新發(fā)展趨勢,形成沉浸式云XR、全息通信、感官互聯(lián)、智慧交互、通信感知、普惠智能、數(shù)字孿生、全域覆蓋等八大業(yè)務應用,而元宇宙正是其中的應用場景代表。
在此背景下,發(fā)展元宇宙產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵,也再度落于6G本身。在8月9日開幕的2022世界5G大會上,鄔賀銓指出,當前,6G處于早期愿景研究階段,全球相關(guān)組織正在積極討論6G的愿景需求,并進行關(guān)鍵技術(shù)的研究,而6G將全面支撐全社會的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,實現(xiàn)智聯(lián)物理世界和數(shù)字世界。
“當前研究6G,和十年前研究5G相比,形勢更嚴峻,供應鏈市場遭遇國際國內(nèi)標準化小圈子的風險,但我們還是要堅持6G的標準化,本著開放合作的理念,以更大的精力開展6G技術(shù)與未來產(chǎn)業(yè)的國際合作,加大創(chuàng)新力度,為人類社會貢獻無愧于時代的6G標準應用?!编w賀銓強調(diào)。
兩大標志性變革
提及6G的面貌,更高的帶寬與速率似乎仍是公眾最為直接的認知,但中國信科集團副總經(jīng)理、專家委主任、無線移動通信國家重點實驗室主任陳山枝指出,由于需要支持元宇宙涉及的數(shù)字孿生、萬物互聯(lián)技術(shù),更廣更精細化的網(wǎng)絡覆蓋將會是6G與5G最為明顯的分野之一。
“目前全球現(xiàn)有的移動通信網(wǎng)絡只覆蓋了陸地表面的20%、地球總面積的6%,因此,未來通過衛(wèi)星通信與地面移動通信融合發(fā)展,應用衛(wèi)星對海洋、森林、沙漠、偏遠地區(qū)進行覆蓋,實現(xiàn)星地融合的全球廣域覆蓋,將是6G的一大標志性變革。”陳山枝表示。
同時,由于需要支撐小覆蓋、沉浸式元宇宙的體驗,陳山枝認為,6G需要使用到包括超維度天線、太赫茲、毫米波,新的編碼及內(nèi)生智能與安全技術(shù)?!斑@意味著將來可能要以用戶為中心接入6G架構(gòu)?!标惿街Ρ硎?,這將是6G帶來的另一項巨大變革。
華為無線網(wǎng)絡產(chǎn)品線副總裁、6G首席科學家王俊則表示,6G將不僅是能力的升級,還將進一步發(fā)展超越通信的能力,在5G三大應用場景基礎(chǔ)上,擴展人工智能和通信感知兩大應用場景,將深度學習、機器學習和大數(shù)據(jù)分析等AI能力,通過AR/VR等沉浸式體驗傳遞給用戶。
而對于備受關(guān)注的6G網(wǎng)絡架構(gòu),中國移動技術(shù)部總經(jīng)理王曉云介紹稱,5G甚至將來的6G是移動信息服務時代,單一性的網(wǎng)絡和業(yè)務已經(jīng)完全不能滿足通信需求,因此需要平臺化的網(wǎng)絡和定制化的業(yè)務提供信息服務。
2022世界5G大會在哈爾濱召開。在“Tech Talk 2022”前瞻論壇上,中國工程院院士、未來移動通信論壇理事長鄔賀銓透露,全球正在積極討論6G,實現(xiàn)物理實踐和數(shù)字實踐,但也要清醒認識到,6G技術(shù)仍面臨需求、瓶頸受限、生態(tài)滯后等挑戰(zhàn)。 鄔賀銓介紹,目前探索的6G主要有新型雙鉤以及超大規(guī)模無線等技術(shù)、智能超表面等新物理維度無線傳輸技術(shù)、通信感知一體化技術(shù)、6G低碳技術(shù)以及自點網(wǎng)絡、一體主網(wǎng)、網(wǎng)絡衛(wèi)生安全等新型網(wǎng)絡技術(shù)?! 耙苿油ㄓ嵅荒苤皇欠沼谛”娛袌觯瑳]有大眾剛需支撐不了。當前研究6G和十年前研究5G相比形勢更嚴峻,供應鏈市場遭遇國際國內(nèi)標準化小圈子的風險,面臨對中國的排斥和封堵,我們還是要堅持6G的標準化,本著開放合作的理念,以更大的精力開展6G技術(shù)與未來產(chǎn)業(yè)的國際合作,加大創(chuàng)新力度,貢獻6G標準應用?!编w賀銓稱。2022年1月26日,日本情報通信研究機構(gòu)(NICT)發(fā)布消息稱,就在聯(lián)合研究中使用的Beyond 5G (B5G) 共享研究設施/設備制定了方案,以使NICT建設的B5G共享研究設施/設備能夠被所有受委托進行研究的機構(gòu)使用。
NICT稱,截止到2021年10月,日本已有和將有的B5G共享研究設施包括:(1)綜合測試床(超高速研究開發(fā)網(wǎng)絡“JGN”、大規(guī)模模擬測試床“Star BED”)
超高速研究開發(fā)網(wǎng)絡“JGN”:以最大100Gbps的寬帶線路連接國內(nèi)外的接入點,提供layer2/layer3連接、虛擬化服務、光測試床等各種服務。
大規(guī)模模擬測試床“Star BED”:由PC服務器群構(gòu)成的世界最大規(guī)模的實驗用模擬平臺。
(2)尖端ICT設備實驗室(光子設備實驗室、毫米波研究樓)尖端ICT設備實驗室:可以用于各種光學設備和毫米波設備的試驗研究開發(fā),例如通過離子線等進行極微細加工、用電子顯微鏡等進行微細形狀觀測和元素分析等。(3)衛(wèi)星觀測用鹿島35cm望遠鏡為了通過對靜止衛(wèi)星進行光學觀測,NICT于1998年在鹿島宇宙技術(shù)中心設置了人工衛(wèi)星觀測用望遠鏡1號機,2002年設置了2號機。從2012年開始,還可以觀測低軌道光通信衛(wèi)星。(4)電波測定環(huán)境(應對微波頻段的電波暗室)對天線特性、收發(fā)器傳輸特性等進行測定和評價的電波暗室,可應對微波頻段,具備機器人等功能。(5)B5G傳輸基礎(chǔ)技術(shù)開發(fā)環(huán)境的建設(B5G傳輸技術(shù)開發(fā)環(huán)境、B5G測定環(huán)境)
B5G傳輸技術(shù)開發(fā)環(huán)境:通過“設備制造系統(tǒng)”開發(fā)B5G用設備等;通過“設備特性評價系統(tǒng)”進行快速測定,從而實施性能評價和功能驗證;在“傳輸特性評價系統(tǒng)”中對設備和模塊進行各種性能評價,并將成果反饋到設備制造中,以實現(xiàn)B5G的高效開發(fā)。
B5G測定環(huán)境:對天線特性、收發(fā)器傳輸特性等進行測定和評價的電波暗室,可應對超高頻段,具備機器人等功能。
計劃在2022財年之后完成準備工作時陸續(xù)提供。
(6)支持B5G的超高速光通信技術(shù)開發(fā)設備的建設(超高速光傳輸實踐設備、有無線設備制作基礎(chǔ))
超高速光傳輸實踐設備:為開發(fā)支持B5G的超高速光傳輸技術(shù),通過實際光纖進行傳輸實踐、對信號處理進行驗證的設備。
有無線設備制作基礎(chǔ):生產(chǎn)光和電波融合設備的裝置群,以及對半導體等加工裝置及光和電波融合設備的高速應答性進行評價的裝置群。
預定2022年7月開始使用。
(7)高信賴、高可塑B5G/IoT測試床的建設(B5G/IoT驗證環(huán)境基地、B5G/IoT功能驗證系統(tǒng))為確保Beyond 5G網(wǎng)絡的高可靠性和可塑性,融合多種技術(shù)、進行研究開發(fā)和實踐的驗證環(huán)境(測試床),包括:B5G實踐驗證環(huán)境、B5G移動網(wǎng)控制管理驗證環(huán)境、B5G高信賴網(wǎng)虛擬系統(tǒng)、B5G驗證模擬基盤(計算機組)等。預定2022年10月開始使用。