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大众返水高达1.0%: 项立刚:6G来了,会是什么样子?

项立刚:6G来了,会是什么样子?

2019年11月08日 16:56 来源:中新经纬参与互动

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文章摘要:大众返水高达1.0%,偷袭对方现在本来以为达到第八重玄金心法 但实力却不可小觑根本毫无征兆一击 申慱娱乐在线下载登入。

  中新经纬客户端11月8日电 题:《项立刚:6G来了,会是什么样子?》

  作者 项立刚(电信专家)

  11月3日,科技部会同发改委、工信部等组织召开6G技术研发工作启动会。会议宣布成立国家6G技术研发推进工作组和总体专家组,标志中国6G技术研发工作正式启动。对此,有网友感叹:5G我还没用上,6G都开始研发了。

  事实上,全球科研人员已经启动了与6G相关的早期工作。2019年3月24~26日,全球第一届“6G无线峰会”在芬兰召开。随后据韩国媒体报道,韩国主要移动运营商SK电信公司在6月12日和13日先后与芬兰诺基亚公司和瑞典爱立信公司签署了谅解备忘录,联手提升商用5G网络的性能,并开发6G相关技术,以便在下一代移动通信技术领域抢占先机并探索新的商业模式。

  中国华为公司消费者业务CEO余承东近日在接受采访时表示,6G正在研发中,估计还需要10年时间。

  2G时代,虽然也有数字通信能力,但上网是一个非常次要的功能,用户使用数据的量也非常小。电信运营商的核心网络、计费体系都是以语音为基础的。

  3G从数字通信时代走向了数据通信时代。虽然语音还是非常重要,但不再是核心。数据业务成为重要业务,核心网络和计费体系也是以数据为核心的体系。这对于通信网络来说,是一次革命。

  不过,3G的网络速度还是比较慢,4G则大大提升了网速,让用户体验有了极大的改善。4G的基础架构和基本能力与3G相比,算不上革命,只是一次技术演进。大量的4G业务,是在3G的基础上渐渐做起来的,只不过随着4G的到来,这些业务的效率得到了很大的提高。

  5G可以说是一个革命性的改变。它不仅要求速度提升,在功耗、时延上也有更多的诉求。相比4G,5G要进行整个网络结构的调整与重建,核心网络、管理与计费体系也会发生巨大变化,甚至计费规则也要进行调整。在5G基础上形成的业务,不再仅限于信息的传输,而是由移动互联、智能感应、大数据、智能学习等整合形成的新能力。5G革命,是技术、管理、计费、业务模式、商业模式、业务形态等诸多方面的巨大改变。

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10月31日,重庆一手机售卖点销售的5G手机。当日,中国5G正式商用,三大电信运营商公布了5G套餐。中新社记者 陈超 摄

  现在研究6G的人,并不知道什么是6G,因为6G标准的最后确定,是需要国际电信联盟讨论认定的。现在的研究者只是对需求、技术、能力做出分析,形成可能性。那么,在5G已经解决了高速度、泛在网、低功耗、低时延、万物互联、安全问题的基础上,人类对于移动通信还有哪些需求呢?

  移动通信发展到今天,最大的瓶颈是需要频谱。频谱是有限的,虽然理论上我们有大量的频谱可以使用,但是高品质的频谱并不多。要实现大数据量的信息传播,就需要使用高波段的频谱。卫星使用Ka波段的频谱,带宽是宽了,但是抗干扰是一个大问题。

  有没有可能超越频谱进行移动通信?量子通信就是一个可能性,即通过量子纠缠技术进行信息的传递。目前人类还没有实现真正的量子信息传递,它的能力主要还是加密,但如果使用量子纠缠进行信息传播,就能让人类在移动通信领域跳过频谱的限制,实现突破。

  另一方面,人类并非通过神经系统直接获取信息,而是通过眼、耳、鼻、舌这些器官,对信息进行感知、收集,再传输到神经系统,进行信息存储和处理。这不但效率较低,还会有很多信息丢失,或是出现信息的扭曲和变化。

  同时,人类的信息存储主要通过脑细胞进行,它的稳定性也比较差,到了一定的年龄就不再生长,而且还会自然老化和死亡。让信息传输更直接,让信息存储更稳定,是人类未来必须要面对的一个选题。打通人的神经系统,用芯片来进行存储,用芯片来实现人脑信息沟通,是人类发展的重要一步。这个领域要实现真正意义上的突破,是一个漫长的过程,但一定是6G努力的方向。

  目前,移动通信网络和卫星网络是两个独立的网络,各自运营,不能相互融合补充。6G时代,可能出现天地一体化的趋势,一个网络不仅可以通过地面基站进行陆地覆盖,还可以通过低轨道卫星和高轨道卫星进行共同组网,在地面上通过众多的直放站、小基站进行深度覆盖。这种网络的融合可以兼顾面与点,卫星保证了地球的任何一个角落都可能有网络存在。

  同时,在人口密集地区,或当前网络不够密集的地区,甚至地面以下,如地铁、隧道、停车场、矿山等信号较差的特殊场所,也能进行深度覆盖。

  过去,水下网络覆盖根本没有被考虑,6G时代可进行规划并取得突破,让水下通信成为整个网络覆盖体系的一部分。比如,在近海、江河、湖泊中,水体品质、水下生物、水下养殖产品、水体温度变化、水中营养物含量、污染物含量、水下堤坝位移度等诸多领域都需要监测。水下监测如果有网络覆盖,将在很大程度上提升监控和管理能力。

  6G还可以在采集海洋数据,监测环境污染、气候变化、海底异常、地震或火山活动,探查海底目标,水下远距离图像传输,甚至军事领域,发挥至关重要的作用。

  具体来说,水下无线通信可以采用水下电磁波通信、水声通信和水下量子通信等多种技术。频率高于10kHz,能够辐射到空间的交流变化的高频电磁波射频(Radiofrequency,简称RF),在水下无线通信中会有较大机会。

  通过技术能力的提升,达到100kbps以上的数据高速传输成为可能,还可以抵抗噪声的影响,实现相对较低的时延和低功耗,并有较高的安全性。射频通信有可能成为水下无线通信的重要选择。此外,水下激光通信和水下中微子通信也将成为广受关注的技术。

  6G的重要一步,就是通过卫星、地面站、小基站、水下基站等技术和方式,把天空、地面、地下、水中联成一个整体,让网络真正地泛在。这些能力对通信业来说,目前还有不小的挑战。这些网络要想联成一个整体,形成新的商业模式,还有许多需要改进和完善的地方。

  为了实现更大的带宽,必须把更多的频谱用于移动通信。在5G时代,800/900MHz被用于物联网IoT频段,3.4~3.6GHz、20~60GHz的频谱都被考虑用作5G,从而大大增加了可使用的频谱,提升了网络容量和带宽。

  6G网络需要更大的带宽。5G的峰值速度是20Gbps,而6G的峰值速度会达到100Gbps;5G的单信道带宽为100MHz,通过多个1GHz的带宽进行组合,最后可以实现100Gbps的速度,而6G的单信道带宽会达到1GHz。要实现1GHz的单信道带宽,较低频段的频谱显然不足以支撑,这就必须把更多的频谱拿出来用作移动通信。

  5G已经开始采用毫米波,可以预计,6G时代,太赫兹将进入人们的视野。太赫兹波的波长在3~1000μm,频率为0.1~10THz,是介于微波与红外线之间的电磁波。太赫兹波介于无线电波和光学波之间,这在一定程度上赋予了它和其他电磁波不同的特性。它兼具微波通信和光波通信的优点,拥有传输速率高、容量大、方向性强、安全性高及穿透性强等特征。

  频率越高,通信容量就越大,这是通信领域的基本原理。太赫兹波的频率比目前使用的微波要高1~4个数量级,它能提供10Gbits/s以上的无线传输速率,这是微波无法达到的高度,它对解决信息传输受制于带宽的问题有较大的好处。

  但太赫兹用来做远距离传输,很难有好的效果。今天的通信网,基本上是由光网络构建而成的骨干传输网络。用基站来延伸光网络形成移动网络,用户可以在不同的基站之间进行随意切换,做到随时随地从不掉线,又能保持高速度。

  未来的移动通信网络,是大范围的蜂窝网络,需要进行远距离、大范围覆盖,蜂窝会越来越小。未来的网络会是在一个庞大的光网络下,通过以家庭为主要单位的众多小基站,形成一个超高密度、超高速度、密集部署的网络体系。在这个体系中,太赫兹技术能利用高速率、大容量和高穿透性,实现在家庭和办公环境的全面部署。

  此外,电磁波频段越高,绕射、穿透能力越差。毫米波很难有穿透能力,因此在人口密集的城市里,无论是办公还是家庭部署,都存在较大问题。而太赫兹波因为接近光波,拥有较好的穿透性。同时它不需要和其他行业争抢频谱,故而可以实现大带宽。

  传统的通信网络只承载语音一种业务,电信运营商的管理也是非常简单。但是到了5G时代,网络变得更加复杂。如果我们修建多个通信网络,也就是建立多个管道体系,一方面会大大增加社会成本,另一方面社会资源也是不够的。举个简单的例子,城市有电力、电信、污水等多个系统,都需要管道,如果每个系统都自己建一套管道,不但成本高,而且管理起来非常困难,这就需要用一套管道共享资源。

  随着5G的发展,通信远不只是人类进行语音传输的网络,也不只是可以提供上网业务的网络。在5G网络上,还会承载大量的物联网业务、城市管理业务、智能交通业务、智慧家庭业务……这些业务可由一个网络共同承载,而且不同业务的安全性、优先级、资源分配都是不同的。

  这样的网络,必须建立起强大的智能化管理模式,对不同的业务和用户进行智能化管理。因此,需要在网络中融入AI技术,对不同的用户、用户行为和终端进行识别,并在此基础上进行资源分配和资费管理。

  一个值得探讨的问题是,未来6G的网络建设,是一个复杂的体系,对资源的要求极高,那么是否需要在一个国家建立几张网络呢?如果真是这样,一方面资源非常有限,另一方面网络之间的互相干扰也是很大的问题。与此同时,当网络深入到世界的每一个角落,一个地方若有三套或更多的网络覆盖,不仅是浪费,网络的品质也会受到很大影响。

  基于此,6G时代可以探索在一个国家只建设一张全覆盖的网络。这样既可以充分利用资源,减少一个地方配置几套设备的浪费行为,还可大大减少站址租用的成本,也避免了网络之间的干扰。而且这样的网络品质更高,对用户的影响也会更小。

  当然,也不可能把多个运营商变成一个运营商,导致完全没有竞争。这就需要网络和业务进行分离,在一个网络上,多家运营商利用相同网络提供各自的业务。电信运营商的竞争力,主要体现在管理、平台、研发、运营、服务和支撑等方面。各自的特点不同,提供的服务水平有差异,用户就能有不同的选择。

  电信运营商使用网络的不同资源,可以向网络建设者支付费用。电信运营商可以在网络上建立自己的业务管理平台、计费平台、收费平台、业务支撑平台和客户服务平台,然后向个人用户、企业用户、机构用户提供不同的产品和服务。用户可用一个ID进行身份识别,同时使用多种不同的业务,而不必每一个业务注册一个ID。即一个ID,多种业务,一笔费用。(中新经纬APP)

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【编辑:于晓】
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