在萬米高空的飛機上也能通話,網際網路還能傳遞情感,身體中植入的納米機器人隨時檢查器官狀況……在不久的10年後,隨著新一代通信技術的到來,這些或許都將成為現實。
就在國內5G商用正式啟動1周後的11月7日,科技部發布消息,已會同發改委、教育部、工信部、中科院、自然科學基金委在北京組織召開6G技術研發工作啟動會。6G技術研發推進工作組和總體專家組的成立,標誌著我國6G技術研發工作正式啟動。
這引起了不少市民的濃厚興趣:5G都還沒用上,6G就已啟動研發了?那麼,什麼是6G?6G將會以怎樣的面貌展現在公眾面前?6G將帶來怎樣的改變?事實上,包括華為、中興等設備商,紫光展銳等晶片廠商,以及科研院校等機構,早已紛紛開展6G相關研究。
●南方日報記者 郜小平
上天入地下海全地球「空天地海」無縫覆蓋
中興通訊副總裁崔麗在接受南方日報記者採訪時表示,如果說5G提出了萬物互聯的概念,將無線通信從主要基於人與人的聯絡拓展到人與物、物與物等,那麼,6G未來將圍繞5G提出的三大應用場景(大帶寬,海量連接,超低延遲)不斷通過技術創新來提升性能和優化體驗,推進真正的萬物互聯落地,推出新的業務和模式。
「6G將從傳統無線蜂窩網絡覆蓋進一步向無蜂窩、天地一體、地球無縫覆蓋的願景邁進。」崔麗說。
南京航空航天大學電子信息工程學院院長、長江學者吳啟暉教授也向南方日報記者表示,6G的首要特點,就是將搭建一個「空天地海」一體化的通信網絡。未來,6G技術將是用衛星、地面基站、航空平臺(無人機)、艦船搭建起的一張連接空、天、地、海的通信網絡,「目前的信號覆蓋還主要是面向地面,比如在飛機上就無法通話,在6G時代,將實現全地球無縫覆蓋,在海洋上遇到緊急情況的船隻,也可以通過衛星、無人機、飛艇等進行通信」。
國泰君安在一份研報中透露,目前全球移動通信服務的人口覆蓋率約為70%,但受制於經濟成本、技術等因素,僅覆蓋了20%的陸地面積、小於6%的地球表面積。以我國為例,5G時代仍會有部分陸地面積和海洋面積無行動網路信號。
與此同時,6G還將向更高頻段擴展,以獲取更大傳輸帶寬,滿足流量、連接數急劇增長的需求。「無線通信最重要的是頻譜資源,5G提出的大規模天線技術,毫米波頻譜應用為5G的大帶寬等應用打下了技術基礎,6G將在大規模天線陣列,無線頻譜從低頻段到毫米波到太赫茲持續發展創新,以提供更高的連接帶寬。」崔麗說。
「6G網絡速度將比5G快100倍,融AR、VR於一體的全息通信將成為現實。」吳啟暉告訴記者,5G將頻譜資源擴展到了毫米波,未來隨著接入設備越來越多,頻譜資源還將繼續拓展,太赫茲通信將是6G新型頻譜資源的技術。
不只是聲音視頻或將傳遞味覺、觸覺、情感等
6G完成「全覆蓋」「全頻譜」的搭建後,其全應用的功能也將凸顯出來。
「隨著5G的商用,不僅僅是傳統的用戶無線通信帶寬達到Gbps體驗,也將驅動電力、運輸、製造與醫療等各行各業的數位化轉型,6G將進一步延伸和推進上述轉型全面落地。」崔麗表示,未來6G將和人工智慧、區塊鏈等技術更進一步結合,提升網絡性能,實現智能網絡,引導業務創新進一步發展。
中國移動研究院首席專家劉光毅則表示,未來6G可以在身體域網絡、情感和觸覺交流、觸覺網際網路等領域產生新應用。以身體域網絡為例,人類也許會使用更多的植入式身體器官,甚至在身體中裝入納米機器人來監測身體動態,使得人類可以提前「偵察」身體狀況。
「如果說,2G帶來圖片,3G帶來視頻,4G帶來直播,5G帶來AR/VR等應用,那麼,6G時代傳遞的信息將超越圖片、文字、聲音、視頻,帶來包括味覺、觸覺、情感等,甚至可以通過腦機接口,直接對人體的大腦皮層進行刺激,對學習方式帶來新的變化。」劉光毅說。
「觸覺網際網路」是如何實現的?紫光展銳中央研究院副總裁潘振崗對此解釋說,在5G的基礎上,6G時延更短、速度更快,在AR、人工智慧等感知領域更具有顛覆性,未來會呈現一個更加真實的世界,而目前還只是一個「虛擬的世界」。
「在6G時代,連網絡本身都是非常智能的。」吳啟暉說,除了很多工業操作可通過網絡遠程智能控制,網絡還能對自身環境以及所處環境進行感知,運用雲計算、邊緣計算智能調度網絡資源,遠程控制網絡業務,實現智能服務,而網絡也更具靈活性和開放性。
「比如說,我們現在可以接入很多不同的網絡,未來能夠通過智能方式,自主地讓它們連成一片來為我們服務,而不再是通過人用按鍵等方式來運行。」吳啟暉說。
預計2030年商用還可拉動5G技術的發展成熟
按照歷史的經驗來看,無線通信技術幾乎是每10年升級一代,這一次也不例外,崔麗說,行業內普遍預計6G技術大約在2030年左右商用。
但在目前,全球6G技術研究仍處於探索起步階段,技術路線尚不明確,關鍵指標和應用場景還未有統一的定義。
吳啟暉說,6G網絡將成為可融合通信、計算、控制、定位和感知服務的全融合網絡。為實現上述目標,需要重新定義新的技術指標,創新網絡架構和攻關新的技術,其中太赫茲通信、計算機全息無線電和邊緣人工智慧等是目前在研究的主要技術方向。
中興通訊在《6G移動通信網絡願景、挑戰與關鍵技術》報告中指出,太赫茲通信技術的研究只有20年時間,很多關鍵器件還沒有研製成功,一些關鍵技術還不夠成熟,還需進行大量的研究工作。
同時,未來6G時代無所不在密集分布的傳感器件將會產生海量的感知信息,從而對無線網絡容量帶來巨大的挑戰。另外,傳感器件進行海量信息採樣處理能力、成本與能耗壓力也是巨大挑戰。
那麼,現在就談6G是否為時尚早?崔麗說,目前,歐洲、美國已經宣布啟動6G技術預研,一方面這是移動通信發展的基本規律,一代技術從開始概念研究到商業應用都需要10年左右的時間,另一方面,一代技術進入商用後,標準和預研將開始關注和定義下一代技術和產品,5G研究始於10年前,現在啟動6G研究符合移動通信系統發展規律。
「6G的預研,對5G的成熟和發展也是一種拉動,還可以挖掘出一些先進技術應用在5G系統。」崔麗說。
華為中興等企業已提早布局6G
春江水暖鴨先知,儘管5G還未全面鋪開,但相關企業和科研機構已經對6G「躍躍欲試」。
就在科技部等宣布啟動6G研發當天,全球領先的移動通信及物聯網核心晶片供應商紫光展銳就宣布,已啟動6G相關技術的預研和儲備,對太赫茲通信、軌道角動量、甚大規模天線系統、甚高通量編解碼、天地一體通信網等潛在6G關鍵技術進行了探索,並制定了6G技術原型研發推進規劃。
而在近期,通信產業代表企業之一的華為也多次釋放出6G研究的相關信息。在華為「心聲社區」中,任正非接受採訪時提到華為的6G和5G是同步進行,6G研究也領先世界。此外,華為位於渥太華的6G研發實驗室,將在未來幫助華為引領全球實現6G全球首發。
中興也在6G領域進行了布局。崔麗透露,中興通訊有專門的6G技術研究項目,系統研究6G網絡架構、新頻譜等,以及與人工智慧、區塊鏈等技術的結合,並在6G相關的前沿基礎材料、器件等同樣予以關注和布局。
此外,東南大學、北京郵電大學、南京航空航天大學、中國移動等科研院所和企業也已紛紛對6G著手布局研發。而下一步,科技部將會同有關部門組織總體專家組系統開展6G技術研發方案的制訂工作,開展6G技術預研,探索可能的技術方向。
隨著各方的提早布局,在經歷了「1G空白,2G跟隨,3G突破,4G並行,5G領先」後,我國在6G領域將大有可為。
策劃統籌:張志超 程鵬