文|創(chuàng)瞰巴黎 Sophy Caulier

編輯|Meister Xia

導(dǎo)讀：

在信息化時代，掌握通信領(lǐng)域前沿科技，占據(jù)核心技術(shù)“制高點”極為重要。5G加速普及和應(yīng)用的關(guān)鍵時刻，6G也在加速向我們走來。目前，世界各國紛紛啟動6G研究，打響6G爭奪戰(zhàn)。但是5G還未普及，6G有必要研發(fā)嗎？6G會帶來哪些突破性的變革？6G在未來會有哪些用途，又有哪些挑戰(zhàn)呢？本期為“通信技術(shù)的挑戰(zhàn)”系列一，帶您了解為什么需要發(fā)展6G通訊技術(shù)，以及其面臨哪些技術(shù)挑戰(zhàn)。

一覽：

• 5G通訊網(wǎng)絡(luò)比4G快10倍。
• 6G采用的是太赫頻段（1000GHz到30THz之間），網(wǎng)速將比5G快100倍。
• 根據(jù)遠程通訊的原理，信號的頻率越高，帶寬越大，但傳輸距離越短，所以必須開發(fā)6G信號加強技術(shù)，才能保證遠距離通訊的性能不打折扣。
• 以超低微秒級延時率為基礎(chǔ)，6G可促進超級互聯(lián)，支持超即時應(yīng)用，在無人駕駛、工業(yè)4.0、遠程醫(yī)療等領(lǐng)域催生顛覆性創(chuàng)新。
• 地緣政治因素將讓未來的世界更加分裂，即使在移動通訊領(lǐng)域也不例外，許多國家都欲在數(shù)字空間搶奪主權(quán)先機。

5G的部署還在起步期，但許多科研機構(gòu)和運營商已啟動6G通訊研究，預(yù)計2030年能投入使用。6G未來會有哪些用途，帶來哪些優(yōu)勢，又有哪些挑戰(zhàn)呢？

在法國，5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)于2020年11月在部分地區(qū)推出，覆蓋面正逐漸擴大，預(yù)計2030年實現(xiàn)全國覆蓋。根據(jù)法國電子通信和郵政監(jiān)管局統(tǒng)計，截止至2021年9月，全國四大運營商（布依格電信、Free Mobile、Orange、SFR）共建有22600個基站，使用的三個頻段分別為700–800 MHz、1.8–2.1 GHz、3.5 GHz。高速公路和城市主干道的5G全覆蓋分別將在2025年和2027年實現(xiàn)。

不過，移動通訊設(shè)備的大型制造商和相關(guān)產(chǎn)業(yè)研究院所早已開始了下一代6G技術(shù)的研發(fā)。畢竟，研發(fā)和標準化工作要至少十年時間，加上部署推廣，耗時還得翻一倍。因此，6G的研發(fā)工作不待5G全面推廣，就已啟動了。

6G太赫茲通訊的優(yōu)劣勢

5G通訊網(wǎng)絡(luò)的三個頻段網(wǎng)速比4G快10倍，而6G采用的是太赫頻段（1000GHz到30THz之間），網(wǎng)速將比5G快100倍。

然而，超高頻頻段的使用存在挑戰(zhàn)，是研發(fā)者正在攻克的技術(shù)難關(guān)。根據(jù)遠程通訊的原理，信號的頻率越低，傳得越遠，但帶寬越小。高頻恰好相反——信號傳輸距離短而帶寬大。

2021年夏天，三星成功實現(xiàn)了6G數(shù)據(jù)在15米的距離內(nèi)傳輸。幾周后，韓國的LG電子和德國弗勞恩霍夫應(yīng)用研究促進協(xié)會的一項聯(lián)合研究將傳輸距離延長到了100余米。

超高頻通訊的另一難點在于基站的布局。6G基站間距必須控制在100米左右，才能達到應(yīng)有的網(wǎng)速和性能標準。在城區(qū)，基站的密集部署在技術(shù)上不成問題，唯一的障礙是公眾對新技術(shù)的反對。相比之下，在農(nóng)村地區(qū)，實現(xiàn)6G覆蓋存在技術(shù)上的困難。不過，一些運營商已經(jīng)在著手研究解決方案，如設(shè)立高空平臺基站（將無線基站安放在長時間停留在高空的飛行器上）。2022年1月，空客宣布與日本電信電話公司、日本移動運營商DoCoMo、日本完美天空JSAT控股開啟聯(lián)合研究，探索在衛(wèi)星上安裝基站的可能性，為海洋、高空、偏遠地區(qū)、災(zāi)難地區(qū)等信號覆蓋弱的區(qū)域提供無線通訊服務(wù)。

6G讓現(xiàn)實與虛擬深度融合

繼2G（以語音通訊為代表）、3G（以文字短消息通訊為代表）、4G（以網(wǎng)速提升、app大量涌現(xiàn)為代表）、5G（以物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)自動化為代表）之后，6G將開啟一系列全新應(yīng)用場景。6G網(wǎng)絡(luò)下的應(yīng)用將深度融合現(xiàn)實和虛擬世界，集合先進成像、定位和AI技術(shù)，營造沉浸式的VR通訊、VR溝通、VR合作環(huán)境，并推進實時遠程手術(shù)、16K流媒體、無人駕駛、數(shù)字孿生等技術(shù)的發(fā)展。

根據(jù)諾基亞公司的分析，6G通訊將具有六大特點：一是進一步釋放AI和機器學習的潛力，讓計算機學會自動優(yōu)化通訊效率。二是以超高太赫茲頻段帶來超高網(wǎng)速，超越5G 100倍。三是感知周圍環(huán)境——6G電磁波對周圍的環(huán)境、物體和人有較強感知度，可用于物體定位或測量運動速度、溫度等環(huán)境參數(shù)。四是促進超級互聯(lián)，以6G的超低微秒級延時率為基礎(chǔ)（5G只能實現(xiàn)毫秒級延時），推動無人駕駛、視頻會議等需要實時連接的應(yīng)用的發(fā)展。五是代替?zhèn)鹘y(tǒng)有線通訊，普及高個性化、高自動化的新型通訊網(wǎng)絡(luò)的部署。六是安全性更高，自設(shè)計之初便結(jié)合先進網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)。

6G引發(fā)的地緣政治競爭

“說來奇怪，5G的全球部署才剛起步，6G的研發(fā)怎么就迫不及待地開始了呢？這首先是因為6G的潛在應(yīng)用已進入可預(yù)見范圍內(nèi)，如海量數(shù)據(jù)瞬間傳輸、數(shù)字孿生、智能無人駕駛、沉浸式在線購物和支付。此外，6G代表的不僅是新技術(shù)、新服務(wù)，還意味著基于移動通訊網(wǎng)絡(luò)的新商業(yè)模式的崛起和快速發(fā)展。再者，地緣政治因素將讓未來的世界更加分裂，即使在移動通訊領(lǐng)域也不例外，鑒于此，許多國家都在大力支持政府和企業(yè)科研人員開發(fā)6G專利技術(shù)，以便在6G角逐中搶占先機。”

南巴黎電信學院Noel Crespi教授

6G，機遇挑戰(zhàn)并存

6G帶來的技術(shù)進步必將在無人駕駛、工業(yè)4.0、遠程醫(yī)療等領(lǐng)域催生顛覆性創(chuàng)新，帶來全新、豐碩的商業(yè)機遇。在近日的一份報告中，法國拉尼永科技園指出：“5G在法國的普及，將在2025年前新增2萬個就業(yè)崗位，創(chuàng)造150億歐元的經(jīng)濟價值?！倍紤]到6G的優(yōu)越性，這兩個數(shù)字定會更上一層樓。

然而，6G并非全無挑戰(zhàn)。6G通訊的全球標準化可能會引發(fā)關(guān)于主權(quán)侵犯和網(wǎng)絡(luò)安全的擔憂。民眾可能會對6G持負面態(tài)度，害怕6G信號的所謂“健康危害”，或質(zhì)疑高速通訊的必要性，重演5G問世時的爭議。