5G 的采用正在進行中，企業(yè)和零售行業(yè)的早期采用者正在享受固定無線接入的好處。由于 5G 提供的速度和低延遲，這種“剪線”仍然向前邁出了一大步。在工業(yè)領域，特別是在智能工廠應用中，私有 5G 網絡正在成為基石，這主要是由于新的中頻頻譜的可用性以及企業(yè)可以利用它的選擇。

企業(yè)5G

2020 年，美國聯(lián)邦通信委員會 (FCC) 為 3.55 至 3.7 GHz 范圍內的一般授權接入 (GAA) 提供了 150 MHz 的主要中頻頻譜——也稱為公民寬帶無線電服務 (CBRS)，部分C 波段——隨后通過拍賣 105獲得優(yōu)先訪問許可證 (PAL) ，籌集了 45 億美元。最近，FCC 完成了108 號拍賣，通過 73 輪競標籌集了 4.278 億美元。此次拍賣旨在填補農村地區(qū)的無線空白，包括 2.5 GHz 頻段的 8,017 個縣覆蓋許可證，覆蓋每個縣的 49.5 MHz、50.5 MHz 和 17.5 MHz 塊。

釋放頻譜是FCC 5G FAST 計劃的一部分，該計劃旨在更新基礎設施政策并促進私營部門的 5G 投資，以造福消費者和企業(yè)。該計劃包括使用 C 頻段的衛(wèi)星運營商將其業(yè)務從頻段的較低 300 MHz(3.7-4.0 GHz)重新打包到較高的 200 MHz(4.0-4.2 GHz)。

第一階段涉及在全國前 50 名計劃性環(huán)境評估 (PEA) 中的 46 個中清除 3.7 至 3.82 GHz 的 120 MHz 頻譜，于 2021 年 12 月 5 日結束。第二階段，清除較低的 120 MHz 頻譜剩余的 PEA 加上全國范圍內從 3.82 到 4.0 GHz 的額外 180 MHz — 將于 2023 年 12 月 5 日結束。這項工作是促進美國在 5G 技術方面優(yōu)勢的綜合戰(zhàn)略的重要組成部分。

如今，企業(yè)可以選擇使用以下任何一種：來自許可無線提供商的頻譜、來自 CBRS 頻段的 GAA 層的共享頻譜，或來自在 FCC 2020 拍賣中購買 CBRS PAL 的組織之一的許可頻譜。

例如，約翰迪爾為其全球總部和位于伊利諾伊州羅克島的制造工廠以及愛荷華州的斯科特縣、迪比克、波爾克縣和黑鷹縣購買了 CBRS 頻譜的 PAL，部署窗口為 2022 年。這是在農村地區(qū)擁有依賴自動化和高速連接設施的大型企業(yè)的典型例子。

在歐洲，企業(yè)客戶還可以通過許可頻譜利用中頻頻譜。5G 頻段 n78(3,500 MHz)，通常稱為 3.5-GHz 5G 頻段或 C 頻段 5G，非常受歡迎。它是經過測試和部署最多的 5G 頻率，其受歡迎程度是由于其普遍可用性。它自然受到更高頻率的傳播特性的限制，這允許更細粒度的許可——例如，在商業(yè)建筑、智能工廠或校園中。

向 5G 的過渡為更多連接的設備帶來了更高的帶寬和更高的可靠性，但真正的優(yōu)勢在于延遲的減少，特別是對于以前需要有線連接的應用程序。除了游戲之外，虛擬/增強現實、醫(yī)學和制造業(yè)正在使用 5G 進行模擬訓練，以減少物理領域的錯誤。

5G 的較低延遲還有助于減少半自動駕駛汽車對行人、道路建設和環(huán)境條件等危險做出反應所需的時間。對于工業(yè)自動化，5G 使機器能夠實時檢測組件異常、發(fā)送警報和停止傳送帶，傳感器在幾毫秒內做出響應。

6G之路

由于速度、低延遲和安全性是工業(yè) 4.0 的重中之重，因此 6G 討論如火如荼也就不足為奇了。2022 年 8 月 18 日，ATIS Next G 聯(lián)盟 (NGA) 發(fā)布了兩份新報告：“6G 分布式云和通信系統(tǒng)”和“6G 系統(tǒng)的信任、安全和彈性”。這些文件推進了 NGA 6G 愿景的“六個大膽目標”基礎中的兩個。這些目標旨在提高信任、安全性和彈性;增強的數字世界體驗;跨越網絡架構各個方面的成本效率;分布式云和通信系統(tǒng);一個人工智能原生的未來網絡;和可持續(xù)性。

雖然 5G 主要通過蜂窩網絡在智能手機和其他連接設備上帶來比 Wi-Fi 更快的互聯(lián)網速度和更高的安全性，但 6G 技術將提供顯著的改進。盡管預計要到 2030 年才能投入使用，但 6G 將在物聯(lián)網設備上提供高達每秒 1 TB 的速度——比 1 Gbit/s 快 1,000 倍，這是當今大多數家庭互聯(lián)網連接上可用的最快速度。

這將釋放廣泛的功能，甚至可能完全消除對智能手機的需求。這一大膽的愿景來自諾基亞首席執(zhí)行官佩卡·倫德馬克 (Pekka Lundmark )，他在 2022 年世界經濟論壇 (WEF) 上提到了這一點。智能眼鏡和其他可穿戴設備可能會取代手機，而 Neuralink 創(chuàng)始人埃隆·馬斯克 (Elon Musk) 正在研究用于大腦的植入設備。他并不孤單：世界經濟論壇的一位重要成員Yuval Noah Harari預測，我們很快將有能力通過基因工程來重新設計我們的身體，方法是直接將大腦連接到計算機，或者創(chuàng)建新的人工智能實體——有機實體。全息通信也可能會受到 6G 的推動。

在最近的IEEE Spectrum 研究中，科學家們考慮了 6G 的技術要求和挑戰(zhàn)以及可能實現“高保真全息社會”的應用，其中遠程用戶將“出現”執(zhí)行從技術故障排除和維修到遠程手術和教育的任務操作說明。該研究還涵蓋了觸覺互聯(lián)網的概念。“我們相信，各種感官體驗可能會與全息圖相結合，”作者寫道?！盀榇?，使用全息圖作為交流媒介，情緒感應可穿戴設備能夠監(jiān)測我們的心理健康，促進社交互動，并改善我們的用戶體驗，因為用戶將成為未來網絡的基石?！?

注意到的其他用例包括高速“信息淋浴”的概念。在這些熱點中，可以體驗移動邊緣計算和天地一體化網絡中每秒 TB 的數據傳輸率。當然，還有很多挑戰(zhàn)，包括對先進半導體技術的需求、新的硬件基礎設施和功耗。

與 5G 一樣，6G 將需要大量傳感器和接入點來確保連接性。標準機構已經在研究這一點以優(yōu)化能源使用——例如，通過人工智能驅動的自我優(yōu)化網絡。當然，其中一些研究正在應用于 5G，特別是關于數據中心。

服務器、冷卻系統(tǒng)、存儲驅動器和網絡設備需要大量能源。根據美國能源部的數據，數據中心每平方英尺使用的能源是典型辦公樓的 10 到 50 倍。這些數據中心加起來約占美國總用電量的 2%。隨著更多設備(例如高分辨率相機和傳感器)的連接和更多數據的產生，這個數字預計會上升。在基礎設施級別和設備級別優(yōu)化電力使用至關重要。6G 非常適合從無線電波中獲取能量的零功率傳感器，因此可以無限期地運行。

每一代新一代的連接都伴隨著大量的炒作和興奮——5G 和 6G 也不例外。準確地說，5G 還處于起步階段，6G 仍然是一個有遠見的概念。作為技術專家，我們有責任消除炒作，努力與客戶和市場合作，了解我們試圖解決的問題——并在正確的時間推出正確的產品。