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6G竞速谁拔头筹

来源:俄罗斯《侧面》周刊网站 责任编辑:秦川 2021-04-30 10:45:52

俄罗斯《侧面》周刊网站4月20日发表题为《第六感:为什么围绕6G网络的竞赛现在已经开始》的文章称,今年春天,关于制定6G移动通信标准的消息接踵而来。华为、LG、苹果和其他公司相继宣布了这方面的项目。然而,5G网络才刚刚开始运营,远未在所有国家普及。下一代通信的技术面貌尚未确定,对以其为基础的服务的描述就像是科幻小说的片段。

尽管如此,围绕6G的技术乃至地缘政治竞争现在已经展开。竞争热度在5G上已经可见一斑,但种种迹象表明,现在热度似乎更高。《侧面》从专家那里了解到新网络将是什么样子,以及如何解释这种早期热潮。

确立“全新规则”

今天,大城市4G网络的上网速度是每秒50至100兆比特(Mbps)。即将取而代之的5G网络速度是4G的上百倍,达到每秒10至20吉比特(Gbps)。预计6G的通信速度将快两个数量级,高达每秒1太比特(Tbps),这意味着每秒可以下载100小时以上的高清视频,还有超低的信号延迟——不到1毫秒。

听起来惊人吗?但这些数字并没有回答6G技术的本质是什么。字母“G”代表“代”,技术细节将在电信标准获批后出现。就5G而言,这个问题已经解决了好几年,因为不同的开发团队都在推广自己的5G参数。事实上,全球统一的5G标准尚未出现,这取决于使用设备和指配频率。

国际电信联盟成立了“网络2030焦点组”(FGNET-2030)来讨论6G主题,工作组已经通过了若干基本文件。无线技术专家维克托·贝里亚耶夫介绍说,这是一段漫长道路的开始。他说:“目前只有概念,6G标准本身并不存在。围绕网络外部特性的假想性研究正在进行。研发人员对如何实现这些特性没有清晰认识。”

制定标准的困难在于6G网络需要全新的解决方案。换句话说,需要为今天还没有的技术制定使用规则。而且,通信标准的概念本身变得更加复杂。“数字经济联盟”高级合伙人伊戈尔·霍米奇说:“它覆盖了对数据传输和网络组织越来越多的功能需求。每一代新网络都包含一系列最新科学和工业成果。6G将考虑其问世前所有的想法和技术。”

为6G建立技术基础可能需要几年时间。维谛技术公司俄罗斯和白俄罗斯代表处负责人尼古拉·哈里托诺夫介绍说:“这种网络需要太赫兹的特殊频率,这种频率尚未开发到实际应用水平。此外,还有信息安全方面的问题。”

有人认为,6G需要新处理器,因为传统的硅芯片无法应付太赫兹频率。这个问题有解决办法,但只在实验室层面。比如,莫斯科理工学院和莫斯科国立师范大学的俄罗斯物理学家与英国同事一起制造出一种石墨烯晶体管;日本大阪大学和新加坡南洋理工大学的研究人员设计了一种基于光学拓扑绝缘体的芯片。

同时,软件部分的工作也在进行中,6G网络的运行将通过人工智能来管理。

还有基础设施的障碍。波频越高,在大气中就越难传播。因此,要建立太赫兹级网络,就必须用基站对该地区进行密集覆盖。这也是5G面临的现实问题,但程度较轻。在广大区域建立5G网络对运营商来说无利可图,它们通常只在城市的繁华区域运营。

对6G来说,基站需要间隔几十米架设,这是对城市环境的严重侵占,未必可行。但还有一种解决办法:利用移动基站来传输信号。简单地说,就是把发射器嵌入每部智能手机。但这肯定会有医学和伦理方面的问题:不是每个人都喜欢充当行走的天线。

实现“万物互联”

到底为什么需要6G网络?未必是在几分钟内下载全球电影档案。网络视频随处可看的问题已经在第四代网络中解决。随着4G的普及,网络虚拟内容脱颖而出(YouTube、流媒体服务、视频通话等)。5G速度已经超出我们的日常需求,这种网络首先面向不间断运行的“物联网”家庭和工业设备。

随着6G技术的出现,全面联通性将变得更强,达到“万物互联”的水平。这种状态是什么样的?TMT投资基金联合创始人格尔曼·卡普伦在接受《侧面》周刊采访时预测:“我们将接触到一种新形式的视频交流——实时全息影像。隔空旅行(见下图)将普及开来。沉浸式虚拟现实变得可能,包括触觉和嗅觉。不仅是游戏,电影也将以这种形式呈现。”

霍米奇补充道:“5G网络将普及那些已经进入我们生活的使用案例。6G将带来与无人驾驶技术和大规模机器人化相关的下一次革命。”

专家们指出,试图准确描述6G网络的未来世界注定不会成功。新的通信基础设施将让我们创造出今天甚至想象不到的服务,其重要意义正在于此。

或许,与6G相关的最神奇技术是脑机接口,它让人可以通过意念交流,建立记忆档案,把任何创造性想法具象化。已经有一些有趣的学术论文研究了脑机接口与6G的关系。

6G网络的开发是由商业部门,即“电子产品和电信设备制造商、通信服务提供商”定调。但国家机构也在密切关注它们的倡议。

例如,美国电信行业解决方案联盟去年秋成立“下一代G联盟”,以确保“北美在6G和未来移动技术领域占据领先地位”。超过100家公司加入其中,包括苹果、谷歌、英特尔、微软、思科、美国电话电报移动通信公司和威瑞森电信公司。

欧盟当局参与为类似联盟Hexa-X拨款,该联盟由芬兰诺基亚和瑞典爱立信领衔,成员还有德国西门子、法国Orange、西班牙电信公司以及意大利的都灵和比萨、德国德累斯顿、西班牙马德里等城市的大学。此外还有国家计划,如诺基亚与芬兰奥卢大学联手开发的芬兰6G旗舰计划。

在日本和韩国,推广6G通信被特别写入国家数字化计划。日本负责这个课题的是索尼和日本电信电话公司。韩国则是LG、三星、SK电信公司和韩国科学技术院。

中国也是6G技术领域的主要玩家,华为、中兴、小米、中国联通都有自己的项目。

专家表示,在布局6G中抢得先机,“这是关于谁将更早迈入技术新阶段的问题”。最有希望拔得头筹的是美国和中国。从围绕5G展开争夺的激烈程度中,可以看出地缘政治因素所起的作用。

霍米奇评论道:“中国如今已是国际电信市场的领导者。这里存在国内方面的原因,由于人口密度高,中国亟须升级通信网络。但市场可能会向美国具备优势的领域转移,即采用机器人的领域。”

“潜在奖品”丰厚

卡普伦强调:“在新技术竞赛中远远不止两方,这是所有大国和大公司的比赛。潜在奖品很丰厚。”

俄罗斯也对6G表现出兴趣,但主要还是在官员声明的层面。俄工业和贸易部无线电电子工业司司长瓦西里·什帕克去年秋天表示:“现在,我不仅会考虑5G——我们正逐步推进其应用,还应考虑6G。”数字发展、通信和大众传媒部副部长奥列格·伊万诺夫指出:“6G的发展正处于基础研究水平,而我国的基础科学十分强大。”

总体上,俄罗斯还不能被归入这个新方向的领军者行列。“杰特信息系统”公司无线技术方向负责人谢尔盖·亚兰采夫预计:“相比于设立了几十个5G试点区的其他国家,俄罗斯的6G推广将晚得多。”

多数已宣布建设的6G网络大约会在同一时间启动,也就是本世纪20年代末。“网络2030焦点组”的名称也暗示了这个日期。十年期限的设定并非偶然,每十年就会涌现新的通信技术:上世纪90年代是2G,本世纪头十年是3G,第二个十年初是4G,现在则是5G。同时,研发人员没有指明确切的截止日期。这也很合理,从6G网络试运行到普遍使用还需要好多年。

有一点很清楚:无所作为是不行的,毕竟6G变革可能是高科技部门的下一个里程碑。哈里托诺夫指出:“数字化的速度不断提升,各家公司都在尽力把握时代脉搏,谋求比竞争对手更快掌握未来解决方案。尽管5G网络尚未广泛普及,但已不能冲击人们的想象力。对企业而言,重要的是维持创新名声。”

不过,亚兰采夫补充道,十年期限未必能大大缩短。他不无戏谑地说:“5G阶段是无法跳过的。但永远立于潮头之上对企业来说很重要,这样人们便能将6G与品牌牢牢联系在一起。也就是说,相关话题的新闻始终需要。例如,2月传出消息:苹果开始为开发新标准网络招募工程师。”

卡普伦也指出:“宣传和营销总是必不可少,潜在买家需要提前培养。你我都清楚,6G之后将是7G,不过届时可能会有另一种叫法。这个进程无法阻挡。” 

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