未來網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是全球主要國家角力的重點領(lǐng)域。我國在5G研發(fā)、應(yīng)用、建設(shè)等領(lǐng)域走在全球前列，6G時代能否繼續(xù)保持領(lǐng)先備受關(guān)注。近日，記者采訪多位業(yè)內(nèi)人士了解到，未來3至5年將是6G技術(shù)研發(fā)的關(guān)鍵時期，迫切需要從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)重建、關(guān)鍵應(yīng)用挖潛、降低功耗、提升安全性上加快突破。
更快更廣更智能
隨著5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)模化商用，全球針對6G研發(fā)的戰(zhàn)略布局已全面展開，目前6G移動通信處于孕育的初期，6G具備怎樣的能力?相比5G又會帶來哪些變革?各方眾說紛紜。但記者在采訪中發(fā)現(xiàn)，業(yè)界對6G的愿景已有一些共識，集中體現(xiàn)在更大帶寬、更廣覆蓋和更加智能三個方面。
網(wǎng)速提升幾乎是每一代移動通信網(wǎng)絡(luò)升級的“標(biāo)配”。多位業(yè)內(nèi)人士表示，6G時代，以毫米波、太赫茲為代表的新技術(shù)將支撐帶寬進(jìn)一步升級，6G的下載速度或可達(dá)每秒1TB，比5G快100倍，這將會進(jìn)一步支撐遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程駕駛等技術(shù)應(yīng)用。
覆蓋面更廣也是6G的重要特征。“現(xiàn)在地球表面移動通信的面積覆蓋率只有6%左右，6G網(wǎng)絡(luò)將應(yīng)用衛(wèi)星構(gòu)建的天基網(wǎng)絡(luò)，與傳統(tǒng)地面的移動通信網(wǎng)絡(luò)一起，構(gòu)建一張空天地海一體化覆蓋的網(wǎng)絡(luò)。”中國工程院院士鄔賀銓說。
不單單是覆蓋面積更大，6G還將推動“萬物互聯(lián)”邁上新臺階。
“6G時代，接入機器的數(shù)目會越來越多，預(yù)計相當(dāng)于世界總?cè)丝诘?0倍。”三星電子高級總監(jiān)孫程君說。多位業(yè)內(nèi)人士表示，隨著6G帶來的大帶寬能力，目前大熱的“元宇宙”概念或加快走向現(xiàn)實。“未來，融合視覺、聽覺、觸覺等全息化的交互模式將給我們帶來更加沉浸式的應(yīng)用體驗，甚至可能誕生出我們自己的數(shù)字孿生人，它會對我們的身體狀況進(jìn)行實時監(jiān)控。”中國移動通信研究院綠色通信研究中心主任崔春風(fēng)說。
更快、更廣的網(wǎng)絡(luò)意味著海量數(shù)據(jù)儲存、運行，需要更加智慧的大腦來協(xié)同。“人工智能將會把分布式的智能體連接起來，實現(xiàn)參數(shù)交互。與此同時，人工智能也會提升網(wǎng)絡(luò)自動化水平，根據(jù)不同應(yīng)用場景進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源的分配，從而極大減少運營開銷。”華為無線技術(shù)實驗室技術(shù)專家王俊說。更加智能的網(wǎng)絡(luò)還體現(xiàn)在對信息的處理上。多位業(yè)內(nèi)人士表示，以往信息傳輸是基于人的視覺、聽覺等進(jìn)行編碼、解碼的，未來或?qū)⒊霈F(xiàn)以機器作為觀看對象或者收聽對象的新算法，這將使得計算與網(wǎng)絡(luò)深度融合，網(wǎng)絡(luò)自身具有可感可知能力，實現(xiàn)智慧泛在。
中國工程院院士、北京郵電大學(xué)教授張平認(rèn)為，6G時代下的數(shù)字孿生和智慧泛在，將推動虛實結(jié)合、智慧涌現(xiàn)，4G改變生活，5G改變社會，6G則將改變世界。
難題有待破解
6G的愿景美好，但實現(xiàn)之路困難重重。記者整理多位業(yè)內(nèi)人士觀點后發(fā)現(xiàn)，除了毫米波、太赫茲、空口、MIMO(多入多出)等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)外，6G技術(shù)必須邁過四大門檻。
其一是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的重構(gòu)。從2G到5G，都采取了由多個基站構(gòu)建起的蜂窩狀網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，這很難適應(yīng)6G時代空天地海一體化網(wǎng)絡(luò)傳輸需要。與此同時，由于6G網(wǎng)絡(luò)的高傳輸速率和低延時特征，使傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)TCP/IP協(xié)議所存在的信息“丟包”問題凸顯，亟待通過網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的重構(gòu)予以解決。
中國聯(lián)通研究院副院長、首席科學(xué)家唐雄燕認(rèn)為，推動信息通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的摩爾定律遇到瓶頸，香農(nóng)極限也已逼近，基礎(chǔ)科學(xué)和材料還未出現(xiàn)革命性突破，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)創(chuàng)新成為解決技術(shù)挑戰(zhàn)、推動信息通信產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。“5G時代網(wǎng)絡(luò)的主要創(chuàng)新體現(xiàn)在核心網(wǎng)服務(wù)化架構(gòu)、無線接入網(wǎng)集中單元/分布式單元分離架構(gòu)等創(chuàng)新。目前來看，在無線傳輸技術(shù)未有革命性突破的情況下，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)依然會是6G創(chuàng)新的關(guān)鍵。”
其二是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場景的挖掘。從2G到4G，誕生了網(wǎng)絡(luò)直播等應(yīng)用。我國5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)走在全球前列，但目前5G尚未催生出諸如微信、抖音這樣的現(xiàn)象級應(yīng)用，多位業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，這與5G的技術(shù)特點存在關(guān)聯(lián)。“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)被視為5G應(yīng)用的重點，但‘To B(面向企業(yè))’的應(yīng)用需要大上行速率、低時延和高可靠性，5G并沒有對此進(jìn)行重點研究。”鄔賀銓認(rèn)為，“To B”應(yīng)用應(yīng)作為6G研究的重點，運營商應(yīng)該從專用頻率上對“To B”應(yīng)用和“To C(面向消費者)”應(yīng)用予以區(qū)分。
多位業(yè)內(nèi)人士表示，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用情況將決定運營商的效益，最終影響到整個網(wǎng)絡(luò)的可持續(xù)發(fā)展。“毫米波、太赫茲技術(shù)在帶來大帶寬的同時，也存在單個基站覆蓋范圍較小和傳播損耗問題。需要綜合考慮性能、成本等因素提升商用價值。”中興通訊無線研究院射頻系統(tǒng)高級工程師彭琳說。
其三是“雙碳”目標(biāo)下的低功耗難題。數(shù)據(jù)顯示，2020年我國通信網(wǎng)絡(luò)碳排放占全社會3.5%，彼時5G建設(shè)剛剛起步。鄔賀銓等專家表示，5G基站的功耗比4G基站高一倍。而6G的頻段更高，蜂窩更密，能耗比5G更大，減碳將是6G研究的難點。業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，6G技術(shù)的節(jié)能降碳存在天花板，亟待明確標(biāo)準(zhǔn)，同時在基礎(chǔ)架構(gòu)上予以突破。
其四是信息安全問題。隨著虛擬世界與真實世界的深度融合，網(wǎng)絡(luò)安全問題產(chǎn)生的影響備受關(guān)注。6G網(wǎng)絡(luò)承載著海量數(shù)據(jù)的傳輸、處理，一旦被盜用、篡改，會產(chǎn)生較大影響。中信科移動通信技術(shù)股份有限公司副總經(jīng)理孫韶輝認(rèn)為，6G網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)將同目前截然不同，它需要采取“彈性部署”的形式以應(yīng)對不同應(yīng)用場景的需要。崔春風(fēng)認(rèn)為，相較于過去“外掛式”的網(wǎng)絡(luò)安全體系，6G網(wǎng)絡(luò)的智慧泛在特性需要網(wǎng)絡(luò)具備內(nèi)生安全能力，這有待于人工智能等技術(shù)的助力。
不宜操之過急
記者在采訪中發(fā)現(xiàn)，業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為6G技術(shù)將在2030年前后具備商業(yè)化運營的能力。但多位業(yè)內(nèi)人士也認(rèn)為，6G技術(shù)的研發(fā)、建設(shè)不宜操之過急，需要穩(wěn)扎穩(wěn)打，逐步推進(jìn)。
中國電信股份有限公司研究院專家楊峰義認(rèn)為，當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)存在嚴(yán)重的技術(shù)過剩，重要原因是應(yīng)用跟不上。“我們過早把未來愿景搬到今天來實現(xiàn)，導(dǎo)致與現(xiàn)實脫節(jié)。”
鄔賀銓認(rèn)為，5G網(wǎng)絡(luò)中的多項基礎(chǔ)性技術(shù)，源自十多年前的理論基礎(chǔ)，而6G急缺類似的基礎(chǔ)性創(chuàng)新。
多位采訪對象表示，5G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用是6G研究的前提，當(dāng)前各方在推動6G研發(fā)的同時應(yīng)注重從5G應(yīng)用中挖掘市場，利用5G進(jìn)行新技術(shù)檢驗。北京交通大學(xué)教授艾渤認(rèn)為，5G時代已經(jīng)有毫米波、邊緣計算、邊緣節(jié)點等技術(shù)，可為6G時代針對高鐵等高速移動場景的未來網(wǎng)絡(luò)布設(shè)積累經(jīng)驗。
值得一提的是，除了技術(shù)上的創(chuàng)新，運營管理上的創(chuàng)新也不容忽視。多位業(yè)內(nèi)人士表示，6G時代，傳統(tǒng)以基站為中心的覆蓋模式或轉(zhuǎn)變?yōu)橐杂脩魹橹行牡母采w模式，這將對網(wǎng)絡(luò)運營管理帶來新挑戰(zhàn)。“衛(wèi)星軌道頻率資源是有限的，不可能每個運營商都自建天基互聯(lián)網(wǎng)，這就涉及資源的調(diào)度需要跨運營商實現(xiàn)。”鄔賀銓認(rèn)為，以架構(gòu)簡單、運維方便、云網(wǎng)協(xié)同、智能開放、安全可靠和低成本為目標(biāo)的智簡網(wǎng)絡(luò)，將是未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新的重要方向。(記者 朱程)
編輯：郭成
