中新經緯客戶端11月8日電 題：《項立剛：6G來了，會是什麼樣子？》
作者 項立剛(電信專家)
11月3日，科技部會同發改委、工信部等組織召開6G技術研發工作啟動會。會議宣佈成立國家6G技術研發推進工作組和總體專家組，標誌中國6G技術研發工作正式啟動。對此，有網友感嘆：5G我還沒用上，6G都開始研發了。
事實上，全球科研人員已經啟動了與6G相關的早期工作。2019年3月24~26日，全球第一屆“6G無線峰會”在芬蘭召開。隨後據韓國媒體報道，韓國主要移動運營商SK電信公司在6月12日和13日先後與芬蘭諾基亞公司和瑞典愛立信公司簽署了諒解備忘錄，聯手提升商用5G網絡的性能，並開發6G相關技術，以便在下一代移動通信技術領域搶佔先機並探索新的商業模式。
中國華為公司消費者業務CEO餘承東近日在接受採訪時表示，6G正在研發中，估計還需要10年時間。
2G時代，雖然也有數字通信能力，但上網是一個非常次要的功能，用戶使用數據的量也非常小。電信運營商的核心網絡、計費體系都是以語音為基礎的。
3G從數字通信時代走向了數據通信時代。雖然語音還是非常重要，但不再是核心。數據業務成為重要業務，核心網絡和計費體系也是以數據為核心的體系。這對於通信網絡來說，是一次革命。
不過，3G的網絡速度還是比較慢，4G則大大提升了網速，讓用戶體驗有了極大的改善。4G的基礎架構和基本能力與3G相比，算不上革命，只是一次技術演進。大量的4G業務，是在3G的基礎上漸漸做起來的，只不過隨著4G的到來，這些業務的效率得到了很大的提高。
5G可以說是一個革命性的改變。它不僅要求速度提升，在功耗、時延上也有更多的訴求。相比4G，5G要進行整個網絡結構的調整與重建，核心網絡、管理與計費體系也會發生巨大變化，甚至計費規則也要進行調整。在5G基礎上形成的業務，不再僅限於信息的傳輸，而是由移動互聯、智能感應、大數據、智能學習等整合形成的新能力。5G革命，是技術、管理、計費、業務模式、商業模式、業務形態等諸多方面的巨大改變。
現在研究6G的人，並不知道什麼是6G，因為6G標準的最後確定，是需要國際電信聯盟討論認定的。現在的研究者只是對需求、技術、能力做出分析，形成可能性。那麼，在5G已經解決了高速度、泛在網、低功耗、低時延、萬物互聯、安全問題的基礎上，人類對於移動通信還有哪些需求呢？
移動通信發展到今天，最大的瓶頸是需要頻譜。頻譜是有限的，雖然理論上我們有大量的頻譜可以使用，但是高品質的頻譜並不多。要實現大數據量的信息傳播，就需要使用高波段的頻譜。衛星使用Ka波段的頻譜，帶寬是寬了，但是抗干擾是一個大問題。
有沒有可能超越頻譜進行移動通信？量子通信就是一個可能性，即通過量子糾纏技術進行信息的傳遞。目前人類還沒有實現真正的量子信息傳遞，它的能力主要還是加密，但如果使用量子糾纏進行信息傳播，就能讓人類在移動通信領域跳過頻譜的限制，實現突破。
另一方面，人類並非通過神經系統直接獲取信息，而是通過眼、耳、鼻、舌這些器官，對信息進行感知、收集，再傳輸到神經系統，進行信息存儲和處理。這不但效率較低，還會有很多信息丟失，或是出現信息的扭曲和變化。
同時，人類的信息存儲主要通過腦細胞進行，它的穩定性也比較差，到了一定的年齡就不再生長，而且還會自然老化和死亡。讓信息傳輸更直接，讓信息存儲更穩定，是人類未來必須要面對的一個選題。打通人的神經系統，用芯片來進行存儲，用芯片來實現人腦信息溝通，是人類發展的重要一步。這個領域要實現真正意義上的突破，是一個漫長的過程，但一定是6G努力的方向。
目前，移動通信網絡和衛星網絡是兩個獨立的網絡，各自運營，不能相互融合補充。6G時代，可能出現天地一體化的趨勢，一個網絡不僅可以通過地面基站進行陸地覆蓋，還可以通過低軌道衛星和高軌道衛星進行共同組網，在地面上通過眾多的直放站、小基站進行深度覆蓋。這種網絡的融合可以兼顧面與點，衛星保證了地球的任何一個角落都可能有網絡存在。
同時，在人口密集地區，或當前網絡不夠密集的地區，甚至地面以下，如地鐵、隧道、停車場、礦山等信號較差的特殊場所，也能進行深度覆蓋。
過去，水下網絡覆蓋根本沒有被考慮，6G時代可進行規劃並取得突破，讓水下通信成為整個網絡覆蓋體系的一部分。比如，在近海、江河、湖泊中，水體品質、水下生物、水下養殖產品、水體溫度變化、水中營養物含量、汙染物含量、水下堤壩位移度等諸多領域都需要監測。水下監測如果有網絡覆蓋，將在很大程度上提升監控和管理能力。
6G還可以在採集海洋數據，監測環境汙染、氣候變化、海底異常、地震或火山活動，探查海底目標，水下遠距離圖像傳輸，甚至軍事領域，發揮至關重要的作用。
具體來說，水下無線通信可以採用水下電磁波通信、水聲通信和水下量子通信等多種技術。頻率高於10kHz，能夠輻射到空間的交流變化的高頻電磁波射頻(Radiofrequency，簡稱RF)，在水下無線通信中會有較大機會。
通過技術能力的提升，達到100kbps以上的數據高速傳輸成為可能，還可以抵抗噪聲的影響，實現相對較低的時延和低功耗，並有較高的安全性。射頻通信有可能成為水下無線通信的重要選擇。此外，水下激光通信和水下中微子通信也將成為廣受關注的技術。
6G的重要一步，就是通過衛星、地面站、小基站、水下基站等技術和方式，把天空、地面、地下、水中聯成一個整體，讓網絡真正地泛在。這些能力對通信業來說，目前還有不小的挑戰。這些網絡要想聯成一個整體，形成新的商業模式，還有許多需要改進和完善的地方。
為了實現更大的帶寬，必須把更多的頻譜用於移動通信。在5G時代，800/900MHz被用於物聯網IoT頻段，3.4~3.6GHz、20~60GHz的頻譜都被考慮用作5G，從而大大增加了可使用的頻譜，提升了網絡容量和帶寬。
6G網絡需要更大的帶寬。5G的峰值速度是20Gbps，而6G的峰值速度會達到100Gbps；5G的單信道帶寬為100MHz，通過多個1GHz的帶寬進行組合，最後可以實現100Gbps的速度，而6G的單信道帶寬會達到1GHz。要實現1GHz的單信道帶寬，較低頻段的頻譜顯然不足以支撐，這就必須把更多的頻譜拿出來用作移動通信。
5G已經開始採用毫米波，可以預計，6G時代，太赫茲將進入人們的視野。太赫茲波的波長在3~1000μm，頻率為0.1~10THz，是介於微波與紅外線之間的電磁波。太赫茲波介於無線電波和光學波之間，這在一定程度上賦予了它和其他電磁波不同的特性。它兼具微波通信和光波通信的優點，擁有傳輸速率高、容量大、方向性強、安全性高及穿透性強等特徵。
頻率越高，通信容量就越大，這是通信領域的基本原理。太赫茲波的頻率比目前使用的微波要高1~4個數量級，它能提供10Gbits/s以上的無線傳輸速率，這是微波無法達到的高度，它對解決信息傳輸受制於帶寬的問題有較大的好處。
但太赫茲用來做遠距離傳輸，很難有好的效果。今天的通信網，基本上是由光網絡構建而成的骨幹傳輸網絡。用基站來延伸光網絡形成移動網絡，用戶可以在不同的基站之間進行隨意切換，做到隨時隨地從不掉線，又能保持高速度。
未來的移動通信網絡，是大範圍的蜂窩網絡，需要進行遠距離、大範圍覆蓋，蜂窩會越來越小。未來的網絡會是在一個龐大的光網絡下，通過以家庭為主要單位的眾多小基站，形成一個超高密度、超高速度、密集部署的網絡體系。在這個體系中，太赫茲技術能利用高速率、大容量和高穿透性，實現在家庭和辦公環境的全面部署。
此外，電磁波頻段越高，繞射、穿透能力越差。毫米波很難有穿透能力，因此在人口密集的城市裡，無論是辦公還是家庭部署，都存在較大問題。而太赫茲波因為接近光波，擁有較好的穿透性。同時它不需要和其他行業爭搶頻譜，故而可以實現大帶寬。
傳統的通信網絡只承載語音一種業務，電信運營商的管理也是非常簡單。但是到了5G時代，網絡變得更加複雜。如果我們修建多個通信網絡，也就是建立多個管道體系，一方面會大大增加社會成本，另一方面社會資源也是不夠的。舉個簡單的例子，城市有電力、電信、汙水等多個系統，都需要管道，如果每個系統都自己建一套管道，不但成本高，而且管理起來非常困難，這就需要用一套管道共享資源。
隨著5G的發展，通信遠不只是人類進行語音傳輸的網絡，也不只是可以提供上網業務的網絡。在5G網絡上，還會承載大量的物聯網業務、城市管理業務、智能交通業務、智慧家庭業務……這些業務可由一個網絡共同承載，而且不同業務的安全性、優先級、資源分配都是不同的。
這樣的網絡，必須建立起強大的智能化管理模式，對不同的業務和用戶進行智能化管理。因此，需要在網絡中融入AI技術，對不同的用戶、用戶行為和終端進行識別，並在此基礎上進行資源分配和資費管理。
一個值得探討的問題是，未來6G的網絡建設，是一個複雜的體系，對資源的要求極高，那麼是否需要在一個國家建立幾張網絡呢？如果真是這樣，一方面資源非常有限，另一方面網絡之間的互相干擾也是很大的問題。與此同時，當網絡深入到世界的每一個角落，一個地方若有三套或更多的網絡覆蓋，不僅是浪費，網絡的品質也會受到很大影響。
基於此，6G時代可以探索在一個國家只建設一張全覆蓋的網絡。這樣既可以充分利用資源，減少一個地方配置幾套設備的浪費行為，還可大大減少站址租用的成本，也避免了網絡之間的干擾。而且這樣的網絡品質更高，對用戶的影響也會更小。
當然，也不可能把多個運營商變成一個運營商，導致完全沒有競爭。這就需要網絡和業務進行分離，在一個網絡上，多家運營商利用相同網絡提供各自的業務。電信運營商的競爭力，主要體現在管理、平臺、研發、運營、服務和支撐等方面。各自的特點不同，提供的服務水平有差異，用戶就能有不同的選擇。
電信運營商使用網絡的不同資源，可以向網絡建設者支付費用。電信運營商可以在網絡上建立自己的業務管理平臺、計費平臺、收費平臺、業務支撐平臺和客戶服務平臺，然後向個人用戶、企業用戶、機構用戶提供不同的產品和服務。用戶可用一個ID進行身份識別，同時使用多種不同的業務，而不必每一個業務註冊一個ID。即一個ID，多種業務，一筆費用。(中新經緯APP)
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