6G网络——有望打破虚拟和现实界限的超级通讯技术

作者：Sophy Caulier

编辑：Meister Xia

导读：

在信息化时代，掌握通信领域前沿科技，占据核心技术“制高点”极为重要。5G加速普及和应用的关键时刻，6G也在加速向我们走来。目前，世界各国纷纷启动6G研究，打响6G争夺战。但是5G还未普及，6G有必要研发吗？6G会带来哪些突破性的变革？6G在未来会有哪些用途，又有哪些挑战呢？

一览：

5G通讯网络比4G快10倍。

6G采用的是太赫频段（1000GHz到30THz之间），网速将比5G快100倍。

根据远程通讯的原理，信号的频率越高，带宽越大，但传输距离越短，所以必须开发6G信号加强技术，才能保证远距离通讯的性能不打折扣。

以超低微秒级延时率为基础，6G可促进超级互联，支持超即时应用，在无人驾驶、工业4.0、远程医疗等领域催生颠覆性创新。

地缘政治因素将让未来的世界更加分裂，即使在移动通讯领域也不例外，许多国家都欲在数字空间抢夺主权先机。

5G的部署还在起步期，但许多科研机构和运营商已启动6G通讯研究，预计2030年能投入使用。6G未来会有哪些用途，带来哪些优势，又有哪些挑战呢？

在法国，5G网络服务于2020年11月在部分地区推出，覆盖面正逐渐扩大，预计2030年实现全国覆盖。根据法国电子通信和邮政监管局统计，截止至2021年9月，全国四大运营商（布依格电信、Free Mobile、Orange、SFR）共建有22600个基站，使用的三个频段分别为700–800 MHz、1.8–2.1 GHz、3.5 GHz。高速公路和城市主干道的5G全覆盖分别将在2025年和2027年实现。

不过，移动通讯设备的大型制造商和相关产业研究院所早已开始了下一代6G技术的研发。毕竟，研发和标准化工作要至少十年时间，加上部署推广，耗时还得翻一倍。因此，6G的研发工作不待5G全面推广，就已启动了。

6G太赫兹通讯的优劣势

5G通讯网络的三个频段网速比4G快10倍，而6G采用的是太赫频段（1000GHz到30THz之间），网速将比5G快100倍。

然而，超高频频段的使用存在挑战，是研发者正在攻克的技术难关。根据远程通讯的原理，信号的频率越低，传得越远，但带宽越小。高频恰好相反——信号传输距离短而带宽大。

2021年夏天，三星成功实现了6G数据在15米的距离内传输。几周后，韩国的LG电子和德国弗劳恩霍夫应用研究促进协会的一项联合研究将传输距离延长到了100余米。

超高频通讯的另一难点在于基站的布局。6G基站间距必须控制在100米左右，才能达到应有的网速和性能标准。在城区，基站的密集部署在技术上不成问题，唯一的障碍是公众对新技术的反对。相比之下，在农村地区，实现6G覆盖存在技术上的困难。不过，一些运营商已经在着手研究解决方案，如设立高空平台基站（将无线基站安放在长时间停留在高空的飞行器上）。2022年1月，空客宣布与日本电信电话公司、日本移动运营商DoCoMo、日本完美天空JSAT控股开启联合研究，探索在卫星上安装基站的可能性，为海洋、高空、偏远地区、灾难地区等信号覆盖弱的区域提供无线通讯服务。

图片来源：PI France

6G让现实与虚拟深度融合

继2G（以语音通讯为代表）、3G（以文字短消息通讯为代表）、4G（以网速提升、app大量涌现为代表）、5G（以物联网、工业自动化为代表）之后，6G将开启一系列全新应用场景。6G网络下的应用将深度融合现实和虚拟世界，集合先进成像、定位和AI技术，营造沉浸式的VR通讯、VR沟通、VR合作环境，并推进实时远程手术、16K流媒体、无人驾驶、数字孪生等技术的发展。

根据诺基亚公司的分析，6G通讯将具有六大特点：一是进一步释放AI和机器学习的潜力，让计算机学会自动优化通讯效率。二是以超高太赫兹频段带来超高网速，超越5G 100倍。三是感知周围环境——6G电磁波对周围的环境、物体和人有较强感知度，可用于物体定位或测量运动速度、温度等环境参数。四是促进超级互联，以6G的超低微秒级延时率为基础（5G只能实现毫秒级延时），推动无人驾驶、视频会议等需要实时连接的应用的发展。五是代替传统有线通讯，普及高个性化、高自动化的新型通讯网络的部署。六是安全性更高，自设计之初便结合先进网络安全技术。

6G引发的地缘政治竞争

“说来奇怪，5G的全球部署才刚起步，6G的研发怎么就迫不及待地开始了呢？这首先是因为6G的潜在应用已进入可预见范围内，如海量数据瞬间传输、数字孪生、智能无人驾驶、沉浸式在线购物和支付。此外，6G代表的不仅是新技术、新服务，还意味着基于移动通讯网络的新商业模式的崛起和快速发展。再者，地缘政治因素将让未来的世界更加分裂，即使在移动通讯领域也不例外，鉴于此，许多国家都在大力支持政府和企业科研人员开发6G专利技术，以便在6G角逐中抢占先机。”

南巴黎电信学院Noel Crespi教授

6G——机遇挑战并存

6G带来的技术进步必将在无人驾驶、工业4.0、远程医疗等领域催生颠覆性创新，带来全新、丰硕的商业机遇。在近日的一份报告中，法国拉尼永科技园指出：“5G在法国的普及，将在2025年前新增2万个就业岗位，创造150亿欧元的经济价值。”而考虑到6G的优越性，这两个数字定会更上一层楼。

然而，6G并非全无挑战。6G通讯的全球标准化可能会引发关于主权侵犯和网络安全的担忧。民众可能会对6G持负面态度，害怕6G信号的所谓“健康危害”，或质疑高速通讯的必要性，重演5G问世时的争议。

Sophy Caulier

Sophy Caulier

独立记者，巴黎狄德罗大学文学学士和巴黎北索邦大学计算机科学学士

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