速率超过1.2Gbps,一张脸即可走遍机场,流畅享用高清视频在线播放或快速下载、云VR、云游戏等高速MBB业务体验……不少乘客在5G网络全覆盖的北京大兴机场感受到了“5G+AI”所带来的智慧出行新体验。
5G的发展方兴未艾,6G的布局已悄然开始。近日,在南京召开的2019年全国通信理论与技术学术会议暨通信领域创新发展论坛上,来自全球各地的通讯领域专家学者表示,当前的6G研究只是“小荷才露尖尖角”,未来挑战与机遇并存。
5G是“高速公路”,6G是什么?
“5G是用来智能化生产和服务的。”中国电子学会通信分会主任委员、南京邮电大学物联网学院院长朱洪波表示,“从产业发展来看,1G到4G是消费型应用,5G及以后将是产业型应用。比如工业智能化、智慧交通、智慧城市等,未来依靠的全是网络。”
社会发展,基础先行。5G本质上是一个高速传输网络,也就是基础设施,是打通未来的“高速公路”,为工业4.0做前期基础建设。朱洪波说,当前学界关于6G的观点很多。有专家认为,将来6G将会被用于空间通信、智能交互、触觉互联网、情感和触觉交流、多感官混合现实、机器间协同、全自动交通等场景。“我认为,6G应当是探索在5G的基础上面,向智能化时代发展的一种系统级的一个时代,6G的具体应用方向依旧在探索中。”
“可上九天揽月,可下五洋捉鳖。”合肥工业大学副校长李建东教授这样形象地描述6G ,他说,“工信部有一个表述,6G致密化将达到前所未有的水平,容量可达到5G网络的1000倍,6G通信技术最终将实现天地互联。”
区别于5G,6G要构建出一张实现空、天、地、海一体化通信的网络。6G频段将从5G的毫米波频段拓展至太赫兹频段,数据传输速率有望比5G快100倍,时延达到亚毫秒级水平。在用户的个性化服务以及物联网、工业互联网、无人驾驶、智能工厂等领域,6G都将有较广阔的应用前景。
华为曾提出这样的畅想:6G时代将超出5G时代“物联网”,实现“万物互联”,即整个人文社会和外部物理世界实现紧密连接,因此6G的数据不是一个一个的大数据,很可能是无数的小数据汇成大数据。6G技术的发展,将带来更高的速率、更低的时延,能够提供更好的用户体验。
布局6G,需要更多“助推手”
2019年,是互联网诞生50周年。从初期的电子邮件,到如今的移动上网,50年里互联网发展的速度令人叹为观止。
东南大学移动通信国家重点实验室主任尤肖虎认为:“今后三年或将是定义6G的时代,网络通信发展空间依旧巨大。6G的发展,面临几个方面的挑战。”尤肖虎表示,“一方面要提高容量,一方面要改善覆盖,两者要兼顾。怎么样解决覆盖的问题?现有地面光纤显然不够,需要空地结合。其次,高可靠、低时延远远没有尽头。ITU网络提出端到端确定的网络,这是一个非常大的挑战。需要建立确定性、固定性的网络。”此外,安全问题依旧是一个非常复杂的问题,现有的靠外挂式的安全方式已经难以有效解决网络的安全问题。一个开放性的大网,怎么样变得安全也是一个巨大的挑战。
如何解决空地结合、安全性等问题?中国工程院院士、长春理工大学教授姜会林提出了一个可行的解决方案,使用空间激光通信。他说:“空间激光通信以激光为载波,在空间实现信息无线传输通信方式,具有束散角小、抗截获能力强、通信速率高、百兆BPS传输速度快、信息容量大、体积小灵活机动等特点。空间激光通信虽然在国际上并没有被广泛使用,但在未来大有可为。可以预言,空间激光通信未来将被广泛用于星间、星空、空空、空地等通信链路中发展,并逐渐向深空和海下通信发展。”
合肥工业大学副校长李建东教授对于未来的6G网络提出了“五年规划”与“十五年规划”。他表示,未来5年,业内人士需要突破多时空尺度信息组网及信息传送理论的关键技术,攻克空天地海复杂环境的高可靠高速率通信技术。再往后15年,希望重点突破超大规模网络的跨域态势感知。
国内外6G关键技术仍在摸索中
华为提出,在通信维度方面,除了更高的速率、更宽的频谱,6G应该拓展到海陆空甚至水下空间。硬件方面,天线的角色也更为重要。随着通信频率提高,天线将会越来越小,甚至可能做到每颗芯片都有属于自己的天线,这对材料要求越来越高,对材料和加工精度都提出了更高的要求。软件方面,人工智能在6G通信中将扮演重要角色。
2018年,韩国SK集团信息通信技术中心曾提出了“太赫兹+去蜂窝化结构+高空无线平台(如卫星等)”的6G技术方案,不仅应用太赫兹通信技术,还要彻底变革现有的移动通信蜂窝架构,并建立空天地一体的通信网络。同时走在世界前列的还有日本。日本在太赫兹等各项电子通信材料领域称得上“独步天下”。日本广岛大学在全球最先实现了基于CMOS 低成本工艺的300GHZ频段的太赫兹通信。
今年3月在芬兰召开的全球首个6G峰会上,来自中国电信、华为、中兴和清华大学的专家们展示了中国的6G方案。清华大学教授牛志升针对6G网络需要更多基站的问题,提出可以将电动汽车和自动驾驶汽车作为移动云服务器或基站,建立能够快速部署的无线网络。芬兰奥卢大学无线通信中心何继光博士后在接受媒体采访时表示,目前,国际通信技术研发机构相继提出了多种实现6G的技术路线,但这些方案都处于概念阶段,能否落实还需验证。他说:“奥卢大学无线通信中心是全球最先开始6G研发的机构,目前正在从无线连接、分布式计算、设备硬件、服务应用四个领域着手研究。无线连接是利用太赫兹甚至更高频率的无线电波通信;分布式计算则是通过人工智能、边缘计算等算法解决大量数据带来的时延问题;设备硬件主要面向太赫兹通信,研发对应的天线、芯片等硬件;服务应用则是研究6G可能的应用领域,如自动驾驶等。目前也只是有这四个方向,具体的细节还没有明确。”
记者 葛灵丹 叶 真
实习生 刘 春 通讯员 张 前