什么是6G？碾壓5G沒壓力 還要等10年

5G已經(jīng)開始部署,那么6G呢?它是怎樣的技術(shù)?什么時候到來。不用懷疑,最終6G肯定會取代5G,6G不是功能性技術(shù),它現(xiàn)在還處在早期研發(fā)階段。2019年,愛立信CTO Erik Ekudden接受采訪時曾說:“現(xiàn)在談6G還有點太早。”目前大家關(guān)注的重點是5G。但是Erik Ekudden還補充說,對于移動產(chǎn)業(yè)而言,無論什么時候研究下一代技術(shù)都不會算早。

既然大家剛剛才開始研究6G,它什么時候推出呢?Erik Ekudden解釋說,可能還要等大約10年6G才會到來。2019年9月,華為創(chuàng)始人任正非也曾告訴CNBC,說現(xiàn)在6G還處在早期研發(fā)階段,至少還要等10年才會到來。日本NTTDoCoMo也是這樣認(rèn)為的。NTTDoCoMo在2020年1月公布的白皮書中指出,移動連接技術(shù)會以相對穩(wěn)定的速度進化,2000年代早期出現(xiàn)3G,2010年出現(xiàn)4G,2020年推廣5G,所以NTTDoCoMo認(rèn)為到了2030年6G將會迎來黃金時代。

6G速度有多快

抱歉,到現(xiàn)在為止,我們無法確切知道6G到底有多快。最終5G標(biāo)準(zhǔn)將會由ITU來制定,2012年ITU開始為5G制定標(biāo)準(zhǔn),最近才確定下來,也就是IMT-2020標(biāo)準(zhǔn)。

雖然ITU還沒有為6G劃定標(biāo)準(zhǔn),但是專家已經(jīng)開始猜測6G速度有多快。悉尼大學(xué)Mahyar Shirvanimoghaddam博士認(rèn)為,6G的速度可以達到每秒1TB。我們用5G下載Netflix電影時,下一部只有幾秒,如果用6G下載,一秒可以下載142小時的電影。

2019年5月時,ITU曾經(jīng)談?wù)撨^IMT-2030標(biāo)準(zhǔn),它描述的網(wǎng)絡(luò)是混合網(wǎng)絡(luò),相當(dāng)于5G升級版本,并非針對全新的6G網(wǎng)絡(luò)。

6G會帶來怎樣的變化

研究人員和科學(xué)家都在說,6G將會超越有線網(wǎng)絡(luò),設(shè)備以分散型網(wǎng)絡(luò)的形式聯(lián)結(jié)并變成天線,網(wǎng)絡(luò)不會由單一網(wǎng)絡(luò)運營中心控制。由于設(shè)備超級快,當(dāng)6G到來時,設(shè)備與設(shè)備瞬間連接變成可能。

5G時代,有些應(yīng)用將會慢慢流行,比如無人駕駛汽車、無人機、智能城市,到了6G時代,這些應(yīng)用將會變得更強大;與此同時,6G還會孕育一些科幻應(yīng)用,比如將人腦與計算機連接,觸摸控制系統(tǒng)也會大大增強。NTTDoCoMo暢想6G時表示:“我們可以將穿戴設(shè)備、微型設(shè)備植入人體,讓網(wǎng)絡(luò)實時對接人體,同時還可以為人類思維提供支持,這是完全有可能的。”

NTTDoCoMo還認(rèn)為,由于6G的到來,一些科幻場景將會變成現(xiàn)實,感應(yīng)接口讓感官變得栩栩如生,很難區(qū)分真與假。到時,低能耗將會成為重點,網(wǎng)絡(luò)將會覆蓋海洋和太空。

最值得期待的應(yīng)用

2019年行業(yè)曾經(jīng)公布一份報告,對6G技術(shù)進行展望,當(dāng)中提到6G時代三大最有前景的應(yīng)用:

——XR

5G時代的XR技術(shù)仍然會有諸多限制,到了6G時代它會進一步發(fā)展。真正的沉浸XR體驗要求我們拿出一套解決方案,將工程要求(無線、計算、存儲)與感知要求(來源人類感知、生理機能)融合。在工程流程(計算、處理)中,我們要將最小和最大感知需求考慮進去。

——CRAS

所謂CRAS就是互聯(lián)機器人和自主系統(tǒng),包括無人機配送系統(tǒng)、無人駕駛汽車、無人機機群、汽車車隊、自主機器人等。CRAS將會成為6G時代最重要的應(yīng)用之一。

——BCI

BCI就是無線腦機交互技術(shù)。在醫(yī)療環(huán)境中,人類可以通過用腦植入物控制假肢和附近計算設(shè)備,這種技術(shù)我們已經(jīng)看到過。到了6G時代,無線腦機界面和植入技術(shù)將會進一步發(fā)展,找到更多應(yīng)用場景。到時,我們將會通過分散設(shè)備與環(huán)境及其它人交流,有些設(shè)備戴在身上,有些植入體內(nèi),還有一些融入周邊環(huán)境。

上面的三大應(yīng)用實現(xiàn)任何一個都將會給人類帶來新一輪革命。

都有誰在開發(fā)6G

就像5G一樣,所有大企業(yè)和政府機構(gòu)都在研究6G,有些已經(jīng)開始討論計劃。例如,日本最近制定了6G項目,2020年1月時還曾開會宣布說要協(xié)助制定6G標(biāo)準(zhǔn),為研究工作貢獻力量。

2019年11月,中國成立一個6G研究團隊。芬蘭也設(shè)立了6G Flagship項目,它得到了諾基亞、奧盧大學(xué)及其它組織的支持。2019年芬蘭曾舉行6G Summit會議,2020年3月準(zhǔn)備再次召開,會上將會討論標(biāo)準(zhǔn)及其它6G問題。

在韓國,三星和LG都建立了6G研發(fā)中心,SK電信、諾基亞、愛立信圍繞6G展開合作。華為在加拿大建有研發(fā)中心,它已經(jīng)在那里開始研究6G技術(shù),任正非證實,華為的5G與6G研究是同時進行的,很久之前華為就在研究6G了。

2019年2月,美國總統(tǒng)特朗普曾表示,在5G和6G方面,美國要加快行動,越快越好。

挑戰(zhàn)

最終,6G數(shù)據(jù)可能會在很高的頻段上傳輸,不過頻段越高傳輸?shù)木嚯x越短,只是數(shù)據(jù)帶寬更高。換言之,無線頻率越高,傳輸?shù)男畔⒃蕉?但傳輸時沒有低頻率那么可靠,信號容易被阻擋。

對于6G通信概念架構(gòu)師來說這是一大挑戰(zhàn),大家也已經(jīng)提出一些解決方案。6G Flagship研究人員Matti Latva-aho說:“如果想讓速度達到1Tbps,收發(fā)器必須引入全新架構(gòu),計算也要引入全新架構(gòu)。當(dāng)THz應(yīng)用到來時,不論是半導(dǎo)體、光學(xué)還是材料方面,都會有很多的機會出現(xiàn)。技術(shù)越來越復(fù)雜,我們需要開源平臺,用它培育下一代硬件和軟件解決方案?！?/p>

從本質(zhì)上講,6G需要我們用全新的眼光審視技術(shù)。到時,網(wǎng)絡(luò)將會跳出傳統(tǒng)基礎(chǔ)傳輸架構(gòu)的范疇,部署更多低能耗天線,它們離用戶更近。此時,每一臺聯(lián)網(wǎng)設(shè)備既是設(shè)備本身,又是天線。EIT Digital專家 Roberto Saracco解釋說:“網(wǎng)絡(luò)的概念就是一堆線纜互聯(lián),到時這種概念將會消退,數(shù)據(jù)與語義連接將會霸占舞臺。在成群的設(shè)備中,網(wǎng)絡(luò)智能將會冒出頭來?！彼J(rèn)為6G將會在真正的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)上運行,傳統(tǒng)基站無法滿足需求。到了6G時代,給網(wǎng)絡(luò)帶來變革的不是網(wǎng)絡(luò)運營商,而是企業(yè)。不只如此,一些核心技術(shù)將會飛速擴散,比如反向散射技術(shù),也就是讓低能耗設(shè)備通過RF信號連接起來。

Keysight Technologies通信戰(zhàn)略集團總裁Satish Dhanasekaran認(rèn)為:“進入6G時代,即時通信、AR體驗將與今天完全不同,它們將會消除遠(yuǎn)程溝通障礙?！痹谟行?yīng)用中人不是端點,比如工業(yè)自動化、自主系統(tǒng)、大型傳感器網(wǎng)絡(luò),一旦6G到來,精準(zhǔn)定時將會成為關(guān)鍵特點。ITU管這種技術(shù)叫“Time Engineered Communications”,5G的目標(biāo)是將延遲時間盡可能縮短,而6G時代的“Time Engineered Communications”不太一樣,它關(guān)注的是事件(比如數(shù)據(jù)傳輸)的精準(zhǔn)時間。

Roberto Saracco預(yù)測,6G會是一個由服務(wù)、服務(wù)交互組成的平臺,它由平行網(wǎng)絡(luò)和分散控制提供支持;所謂的6G網(wǎng)絡(luò)可能只是一個概念,一個虛擬概念,不是一個可以設(shè)置邊界的真正網(wǎng)絡(luò)。正因為會有這樣的變化,到時基礎(chǔ)設(shè)施所有者、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供商、手機制造商都必須適應(yīng)新趨勢,改變自身。

從技術(shù)角度看,6G會給通信工程師帶來很大挑戰(zhàn),許多技術(shù)都要革新,比如材料科學(xué)、設(shè)備科學(xué)、低能耗電路、數(shù)據(jù)簡化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、生物技術(shù)、通信協(xié)議。這些還不是最大的挑戰(zhàn),最大的挑戰(zhàn)是如何管理開發(fā)工作,只有這樣,最終的網(wǎng)絡(luò)才會具有彈性,擁有很強的適應(yīng)能力,可以為各種應(yīng)用開發(fā)提供支持,最終讓異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)無縫共存。除此之外,還有一個挑戰(zhàn)也不容忽視:要讓大型6G網(wǎng)絡(luò)保持穩(wěn)定,持續(xù)以低延遲方式高速傳輸數(shù)據(jù)。所以說6G的發(fā)展需要我們在基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域?qū)ふ彝黄?用新的解決方案搭建大型超穩(wěn)定低能耗通信網(wǎng)絡(luò)。