技術(shù)
導(dǎo)讀:按照通信網(wǎng)絡(luò)10年迭代一次的老傳統(tǒng),有觀點(diǎn)認(rèn)為,6G時(shí)代也開始向我們招手了。
隨著牌照的發(fā)放和幾大運(yùn)營(yíng)商分別宣布了自己的5G規(guī)劃,中國(guó)正式進(jìn)入5G新世。按照通信網(wǎng)絡(luò)10年迭代一次的老傳統(tǒng),有觀點(diǎn)認(rèn)為,6G時(shí)代也開始向我們招手了。在5G時(shí)代,如果說中國(guó)實(shí)現(xiàn)部分領(lǐng)域?qū)γ绹?guó)的反超,擠進(jìn)了世界通信行業(yè)的第一陣營(yíng)。那么6G或許我們將真的可以和美國(guó)平起平坐。工信部部長(zhǎng)苗圩早在去年3月份就曾經(jīng)表示,中國(guó)已經(jīng)開始了對(duì)6G的研究工作。
至于美國(guó)的進(jìn)度,今年3月在特朗普連發(fā)推文后不久,F(xiàn)CC宣布開放頻率范圍為95GHz(千兆赫茲)至3THz(太赫茲)、以“太赫茲波”為主的實(shí)驗(yàn)頻段,給研發(fā)者提供10年的使用期限。
2018年4月,芬蘭科學(xué)院將芬蘭奧盧大學(xué)主導(dǎo)的“6G支持的無(wú)線智能社會(huì)和生態(tài)系統(tǒng)”列為國(guó)家研究資助計(jì)劃的旗艦項(xiàng)目,將在以后的8年內(nèi),獲得超過2.5億歐元的政府資助。
除了上述國(guó)家,日本,韓國(guó)和德國(guó)也不甘人后。據(jù)《日本經(jīng)濟(jì)新聞》稱,早稻田大學(xué)、電子制造商N(yùn)EC和德國(guó)斯圖加特大學(xué)等將聯(lián)手開發(fā)后5G時(shí)代移動(dòng)通信技術(shù)。
2019年1月和6月,韓國(guó)LG和三星分別被報(bào)道成立了6G研發(fā)中心。
6G到底是什么?為何能“引無(wú)數(shù)英雄競(jìng)折腰”?
普通用戶對(duì)于通信技術(shù)的理解,最直觀的可能也就剩下網(wǎng)速了。的確,這是衡量一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)最基本,也最具價(jià)值的指標(biāo)。在4G時(shí)代,傳輸速率峰值大概能到100MB,而5G時(shí)代,則達(dá)到了1Gbit/s,那么6G?按照目前行業(yè)的研究來看,應(yīng)該會(huì)達(dá)到5G的十倍。
不過有人可能會(huì)說,5G的帶寬,甚至4G已經(jīng)足夠民用,那么在未來的6G時(shí)代,是否主要就是工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用了呢?事實(shí)恐怕并非如此,在6G時(shí)代除了超高清網(wǎng)絡(luò)電視,虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用會(huì)繼續(xù)普及下沉以外,全息技術(shù)將是6G的重大亮點(diǎn)之一。國(guó)際電信聯(lián)盟也將其列入了《2030年及之后新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)展望》的白皮書中。
通俗的來說,5G時(shí)代,如果說我們只能感受圖像和聲音的話,那么6G,還能讓我們有真實(shí)觸覺,味覺等五官感知。比如,未來你坐在全息成像的電視或者投影面前,可以聞到千里之外撒哈拉沙漠的空氣,感受到地表的溫度,還可以在馬里亞納海溝底部和稀奇古怪的深海魚類共舞?;蛘?,你還可以跟隨作戰(zhàn)士兵的隨身傳感器,切實(shí)感受到在戰(zhàn)場(chǎng)上被子彈擊中的感覺。這,就是全息......
但全息技術(shù)對(duì)于傳感器的數(shù)量,質(zhì)量以及傳輸速率有著極高的要求,在5G時(shí)代這些都很難達(dá)到。國(guó)際電信聯(lián)盟2030網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究組主席、華為美國(guó)總部未來網(wǎng)絡(luò)首席科學(xué)家Richard Li在一份報(bào)告中提到,如果要實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)人高清晰度全息投影,傳輸速率要達(dá)到4.62Tbit/s(太比特每秒),相當(dāng)于5G網(wǎng)速的近千倍,甚至即便是6G,要想達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)也需要狠下一番功夫。
在4G時(shí)代之前,行業(yè)內(nèi)的關(guān)注重點(diǎn)僅在速率這一點(diǎn)上。但是到了5G時(shí)代,行業(yè)的關(guān)注點(diǎn)變成了速率,低時(shí)延和超可靠三個(gè)。不過非常遺憾的是,后兩者目前尚且沒有實(shí)現(xiàn)國(guó)際統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化,還需要進(jìn)一步磨合。只有當(dāng)這些都實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化之后,5G才能普及,6G也才有落地的可能。
6G還有一個(gè)很有意思的地方在于對(duì)AI的貢獻(xiàn),由于帶寬更大,在人工智能時(shí)代,機(jī)器的學(xué)習(xí)速度也會(huì)更快。OPPO研究院標(biāo)準(zhǔn)研究中心5G資深研究員沈嘉說,隨著AI技術(shù)與應(yīng)用場(chǎng)景的普及,以智能體交互為代表的新型業(yè)務(wù)場(chǎng)景將會(huì)在6G時(shí)代出現(xiàn)。比如說,一個(gè)圍棋高手要將知識(shí)和技能傳給徒弟,可能需要幾十年,但依靠6G,機(jī)器人和機(jī)器人之間能夠快速相互學(xué)習(xí),幾秒鐘就能將智慧傾囊相授。
實(shí)現(xiàn)6G,還有哪些障礙?到底是否現(xiàn)實(shí)?
眾所周知,頻譜的電波越高,帶寬越大。所以保證6G速率的關(guān)鍵因素之一,即為頻譜。目前6G主要的頻譜大概是100GHz到10THz之間,其波長(zhǎng)在毫米波和紅外線之間,屬于高頻率電波。
不過正所謂“尺有所短,寸有所長(zhǎng)”和5G目前面臨的問題一樣,太赫茲波最大的問題在于其穿透力和抗干擾性能很差。其傳輸距離不會(huì)超過100米,而5G為300米左右,4G時(shí)代,基站覆蓋距離大概是800米。對(duì)于較厚的建筑物,以及遇到雷雨大風(fēng),甚至行人遮擋,都會(huì)使得其產(chǎn)生較強(qiáng)的信號(hào)衰減,從而影響傳播距離和范圍。目前解決這一問題的方法,只有不斷增加基站的部署密度一途而已。
5G的基站雖然尺寸大為縮小,但其過高的密度已經(jīng)引起了人們對(duì)于輻射的擔(dān)憂。那么,6G如果還要繼續(xù)增量,是否可行?
有行業(yè)專家對(duì)此表示,雖然目前還沒有直接證據(jù)表明,電磁波對(duì)人體的輻射會(huì)因?yàn)轭l率加高而增大。但過分依靠功率肯定不行。不過,移動(dòng)通信電磁波的功率并不大,再加上5G基站的覆蓋范圍很小,其發(fā)射功率會(huì)進(jìn)一步降低。至于6G,在這方面一定會(huì)有更大的改善。
目前行業(yè)內(nèi)還有觀點(diǎn)認(rèn)為,可以通過衛(wèi)星組網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)6G的落地。但事實(shí)上,衛(wèi)星的信號(hào)有其局限性,不僅速率會(huì)降低,成本也會(huì)更高。再加上近地衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)不同步,完成一次通信服務(wù),必須要有多顆衛(wèi)星提供不間斷連接,而軌道受限的問題也還沒有考慮在內(nèi)。因此,衛(wèi)星通訊只適合哪些荒漠,隔壁或者是海洋等無(wú)法部署基站的區(qū)域。也就是說,衛(wèi)星和地面通信基站,只會(huì)是一種互補(bǔ)的關(guān)系。
總之,6G能為我們帶來更多好處,這一點(diǎn)是顯而易見的,但目前仍然只是一種前沿性的概念技術(shù)而已。在5G還沒有落地之前就談?wù)?G的實(shí)現(xiàn),多少有些“鏡花水月”的意思。由于5G和6G有很多共通之處,所以,只有將前者的問題全部解決,才能夠有可能考慮后者的落地問題。