來源:博觀科技日期:2022-02-27 15:55:18
近日6G技術大會正式召開,目前5G行業應用持續深化,全球6G研發也已提速。從2月1日起,工信部優化調整微波通信系統頻率,將進一步滿足5G基站等高容量信息傳輸(微波回傳)場景需求,并為我國5G、工業互聯網以及未來6G等預留頻譜資源。
什么是6G呢?它指的是第六代的移動通信技術,頻段在亞毫米波也就是太赫茲,6G時代理論下載速率達到1TB/S,相當于一秒下載一百部高清電影!不僅僅是這些,6G將進一步促進5G的不足,實現全球衛星 海洋 陸地所有地區的信號全覆蓋,并且具備亞毫米波的低延時。為了爭奪6G的領先地位,許多國家已經展開了布局。
一、6G時代開啟
提到5G、6G技術,人們首先想到的就是手機信號的速度。然而很多人都非常疑惑,目前的4G技術,對于我們來說已經非常快了,研發5G、6G的意義是什么呢?用通俗易懂的話來說,5G技術就是第五代通信技術,網絡的整體速度會比4G高出十倍以上。由于目前5G的基站還沒有完全覆蓋,所以大部分人還沒有體驗到5G的速度。
6G技術,也就是第六代移動通信系統,主要就是促進物聯網的發展,網絡延遲能夠從毫秒降到微秒,速度更快。根據歷史的規律來看,每十年移動通信就會提升一次,每一次的提升都證明了科學技術的進步,實現頻譜效率和容量的提升。與5G技術相比,6G采用新技術新模式,超越5G技術加速社會和經濟的數字化。
6G技術的研發不僅僅是提高手機信號的速度,還為全球發展城市化進程提供了超高效、自動化以及無時無刻、無處不在的信息技術。當全面進入6G時代之后,就能夠全面提升社會生產率、減少碳排放量、節省非常大一部分的公共支出。
除此之外,6G技術還將有可能會被運用到軍事以及政治方面。6G技術的網速超出5G技術的50倍以上,在6G網絡全面覆蓋之后,信號將會傳送到世界的任何一個角落。由于現在網絡科技與我們的生活緊密相關,因此提高數據安全問題,就是6G技術的重點。
在進入6G時代之后,高科技以及高智能的系統或許將會更進一步的提升。隨著網絡的全面覆蓋,對于深海、太空或者南北街的探索,將會更加順利。在我們來看,6G技術的研發關乎的是網絡快不快,然而,在國家層面,則預示著社會的進步和科技的發展。
二、中美5G之爭日趨激烈
目前,5G技術處于正在形成的未來技術和工業世界的中心。到2025年,以5G為動力的工業互聯網可能創造23萬億美元的新經濟機會。誰能夠繼續在5G領域獨占鰲頭,他們將能夠主導一系列依賴5G平臺并與之交織的新興技術帶來的機遇。
5G網絡可以提供很高的傳輸速率(20 Gbps的峰值速率和100 MHz的用戶體驗速率)和極低的數據延時(小于1 ms),滿足超高清視頻傳輸、遠程醫療、無人駕駛、VR、XR等應用需求,推動物聯網的發展 。
5G將會推動移動通信技術和產品的重大飛躍,并帶動相關芯片、器件、材料、軟件、應用等基礎產業的同步快速發展。同時,5G將會與互聯網、物聯網更加緊密融合,從而引發中國甚至全球新一輪ICT技術創新和產業革命。
美國目前正在開展DARPA OPS-5G計劃,分為三步走, 實質就是一步步助力美國掌握5G產業生態的主導權。DARPA官網以下圖片比較清晰地反映了該項目的愿景和目標,其中尤其值得注意的是圖例的顏色,因為不同圖例顏色代表了美國對產業生態的掌控程度。
盡管美國想要獲得5G的絕對主導權,但是目前,得益于中國在5G標準以及推廣上的努力,美國已經無法在5G時代取得絕對性優勢,即使依靠制裁打壓的方式,來限制華為中興等中國企業的發展。美國也無法完全獲得5G全球的主導權。當然,在目前5G應用還沒有完全落地的大背景下,中美5G之爭依然激烈。
三、戰場已延續到6G
所以在這個基礎上,美國迫切需要獲得6G的領先優勢,正如美國自己說的:
中國領先會讓美國失去制裁的權力!從國家安全的角度來看,如果工業互聯網依賴于中國的技術,中國將有能力切斷各國與其消費者和工業所依賴的技術和設備之間的聯系。與我們將屈服于中國主導權這個前所未有的杠桿影響相比,美國今天使用的經濟制裁力量將顯得蒼白無力。
那如今5G都還沒有應用成熟,為什么就要這么快開展6G的預研呢?
之所以會這樣,是因為通信技術遵循發布一代,預研一代的規則,像2009年4G時代剛剛到來,各大通信商就已經開始預研5G,所以早在2019年,全球各個國家都展開了6G的研究。
5G技術無法滿足高數據傳輸速率、極低延遲等需求的局限性以及頻譜資源未來仍將無法滿足移動通信日益增長的傳輸速率需求,而這就是6G技術的使命。
目前大家形成的共識是6G的大多數性能指標相比5G將提升10到100倍。衡量6G技術的關鍵指標包括:峰值傳輸速度達到100 Gbps ~1 Tbps ,而5G僅為10 Gpbs ;室內定位精度10厘米,室外1米,相比5G提高10倍;通信時延0.1毫秒,是5G的十分之一;超高可靠性,中斷幾率小于百萬分之一;超高密度,連接設備密度達到每立方米過百個。此外,6G將采用太赫茲頻段通信,網絡容量大幅提升。
從覆蓋范圍上看,6G無線網絡不再局限于地面,而是將實現地面、衛星和機載網絡的無縫連接;從定位精度上看,6G足以實現對物聯網設備的高精度定位:同時,6G將與人工智能、機器學習深度融合,智能傳感、智能定位,智能資源分配、智能接口切換等都將成為現實,智能程度大幅度躍升。
6G時代,將是物理世界、數字世界(信息世界)和生物世界(主要是人類)的完全互聯和融合。
四、中美6G之爭逐漸白熱化
其中6G的關鍵性技術就是太赫茲,太赫茲(THz)波是指位于在0.1~10 THz頻段內的電磁波,在低頻段與毫米波重疊,在高頻段與紅外光重疊,是經典理論向量子理論的過渡區,因此太赫茲波既具備某些電學特性又有一些光學特性。
受限于對太赫茲傳輸中分子吸收衰減、傳播損耗、多徑損耗、粗糙材料表面透射衰減等現象的研究還不夠深入,太赫茲信道建模尚未有通用的模型,這也是各國目前正在攻關的技術難點。
而在大力布局6G技術的同時,美國也沒有忘記通過自己的力量去絞殺可能存在的目標,首當其沖的就是華為。
華為可以說是中國預研6G技術的先鋒力量,早在2019年,華為就提出來自己的6G方案,比如用6G時代通過大腦意念控制聯網物品,以及利用WIFI、基站進行無線充電等概念。此外,華為甚至設想發射10000多顆小型低軌衛星,任正非表示6G將實現天地互聯。
華為并且估算了成本——99億美元。華為計劃在2030年建成能夠容納1Tbps傳輸速率的無線通信網絡。而華為在6G上的大力布局,正是美國所擔心的。
正如美國自己所說,美國和我們的盟國是否能夠與華為展開足夠的競爭,以保持和占領足夠的市場份額,從而維持足夠長期和強勁的競爭地位,避免將主導權拱手讓給中國。
既然沒有百分百的把握在技術上超越華為,那就要想盡一切辦法扼殺華為。可以預見,還有很多的暴風驟雨在前面等著華為。
五、中國對6G正式表態
對于日本、美國對于6G技術的研發熱情能夠看到,這一技術的實現,將會在科研領域取得非常大的突破。我國目前也正在努力的進行6G技術的研發,雖然在6G研發領域我們已經失去了先機,但是可以依靠5G技術的基礎,過渡到6G。這對于我國來說,是一件相對較為容年易的事情。
中國科學院李德仁院士就曾表示,希望我們能夠擁有一個清醒的認知,雖然5G技術的研究取得了領先地位,但是仍然需要加快對6G技術的研究。在全球都在爭奪6G技術領先地位的時候,我們也絕不能掉以輕心,放松研發進度。
在進入5G時代之后,就有許多專家展開了對于6G技術的研發,早在2019年11月3日,科技部就成立了6G技術研發推進工作組,標志我國的6G技術研發正式啟動。并且在今年1月份,紫金山實驗室就創造出了世界太赫茲無線通信的最高傳輸記錄。
華為公司也曾對外透露,早在研發5G技術的同時,就已經展開了6G技術的研發。雖然我國6G技術的研發比美國、日本較晚,但是也并不是沒辦法超越的。
除了華為之外,中興、中國科學院等研究機構也早已進入了對6G技術的研發之中。一旦6G技術研發成功之后,6G網絡將會通過衛星進行聯網,將信號覆蓋到所有角落。無論是山區、沙漠還是深海,都將會有網絡覆蓋。屆時,對于我國的探索和社會發展,都會帶來非常重要的影響。
我們在5G通訊技術的成就,證明了我國的科研能力,但是也不能因此就盲目自信。目前美國的科研水平依然是世界領先的,對此我們要學習他們先進的科研水平,積極地發展我國的科研力量。只有通過不斷努力,才能夠走在全球科技領域最前沿。
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