6G相比5G有哪些飞跃? 5G尚未普及,研究6G有何意义?
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5G的G是英文Generation的缩写,也就是“世代”的意思。指第五代移动通信技术(5th Generation Mobile Communication Technology,简称5G)是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术。5G通讯设施是实现人、机、物互联的网络基础设施。5G的出现是又一次的通信技术革命,不仅实现人与人、人与物的连接,还将实现物与物的连接。通俗的比喻就如同大哥大变成智能手机,是一种大幅度的技术变革性升级。
5G的三大类应用场景,即增强移动宽带(eMBB)、超高可靠低时延通信(uRLLC)和海量机器类通信(mMTC)。增强移动宽带(eMBB)主要针对移动互联网流量爆炸式增长,为移动互联网用户提供更加极致的应用体验。据相关互联网报告显示,世界上较快的4G网速是挪威的(平均63 Mb/s),较快的宽带网速是新加坡的(平均189 Mb/s),但它们都没有5G的网速快。5G的用户体验速率达1Gbps,也就是理论上5G的网速可能达到10000 Mb/s。有了5G以后,下载一部4K电影,可能只需要几秒钟。
超高可靠低时延通信(uRLLC)主要面向工业控制、远程医疗、自动驾驶等对时延和可靠性具有极高要求的垂直行业应用需求。网络延迟是目前的4G和宽带普遍存在的现象,会导致玩游戏、看视频等出现卡顿,在自动驾驶方面则影响更大。5G就能很好的解决这一问题。5G的网络时延低至1ms,也就是1毫秒。1毫秒什么概念?就是千分之一秒。让使用者几乎感觉不到卡顿,能实时收发信息。
海量机器类通信(mMTC)主要面向智慧城市、智能家居、环境监测等以传感和数据采集为目标的应用需求。5G的用户连接能力达100万连接/平方公里。意味着单位面积内能连接更多的设备而不会出现挤爆网络现象,从而实现万物实时智能互联。
移动通信已经历了1G、2G、3G、4G的发展,一直保持着每十年一代技术的发展规律。1G即第一代移动通信系统主要用于提供模拟语音业务;到2G,实现了模拟通信到数字通信的过渡,移动通信走进了千家万户;再到3G、4G,实现了语音业务到数据业务的转变,传输速率成百倍提升,促进了移动互联网应用的普及和繁荣。
随着移动互联网快速发展,新服务、新业务不断涌现,移动数据业务流量爆炸式增长,5G也就应运而生。5G作为一种新型移动通信网络,不仅要解决人与人通信,为用户提供增强现实、虚拟现实、超高清(3D)视频等更加身临其境的体验,更要解决人与物、物与物通信问题,满足移动医疗、车联网、智能家居、工业控制、环境监测等物联网应用需求。并将渗透到经济社会的各领域,成为支撑经济社会数字化、网络化、智能化转型的关键新型基础设施。
5G技术首先由欧盟投资研发,但韩国是最先开发出5G技术的国家。在2013年5月13日,韩国三星电子有限公司宣布,已成功开发第5代移动通信(5G)的核心技术,并预计将于2020年开始推向商业化。5G在国内的正式商用时间节点是2019年10月31日,也是国内三大通信运营商首次公布5G商用套餐的日子。于次日正式上线5G商用套餐,也就意味着从那一天起,国内的5G开始正式推广。截至2022年6月底,我国已建成5G基站185.4万个,已经覆盖全国所有地市一级和所有县城城区以及87%的乡镇镇区。中国的5G移动电话用户超过4.5亿户,目前5G的技术标准由我国掌握。
在今年的“2022世界5G大会”上,6G的前瞻性研究成为了热议点。这不仅是未来数字创新发展的核心领域,也已经成为大国博弈主战场之一。
“每一代移动通信的商用之时,都是新一代移动通信研发之时。”中国工程院院士邬贺铨表示,目前处于6G的早期愿景研究阶段,全球相关组织正在积极讨论6G的愿景需求,并进行关键技术的研究。未来,6G将全面支撑全社会的数字化转型,实现智联物理世界和数字世界。
目前,很多国家和厂商不约而同地开始6G技术预研,抢跑6G。国家知识产权局发布的《6G通信技术专利发展状况报告》显示,中国在全球6G通信技术领域的专利申请量占比超过三成,位居全球首位。
5G-A到6G循序渐进
在5G已经开始商用的今天,5G技术还在不断向前发展。作为5G标准第一阶段的最后一个版本——R17标准冻结,也意味着3GPP(第三代合作伙伴计划,是一个国际标准化组织)面向5G-Advanced(即5G技术的扩充与增强,简称5G-A)的标准制定工作将全面展开。5G-Advanced将为5G后续发展定义新的目标和新的能力,通过网络演进和技术增强,使5G产生更大的社会和经济价值。
未来移动通信论坛常务副理事长张新生告诉21世纪经济报道,5G-Advanced是5G发展的必经阶段,5G-Advanced极大提升了5G的网络性能,也丰富了5G应用场景,跳过5G发展6G是不现实的。5G-Advanced对于发挥5G在数字经济时代的更大价值夯实了基础。
浙江大学区域协调发展研究中心教授房汉廷提醒,目前5G增强技术标准仍在继续演进,实现创新引领的支撑举措还需进一步强化,满足垂直行业应用的5G增强技术与标准研发尚未完成,当前已经完成的5G R15、R16标准尚不足以完全满足垂直行业应用需求,在R17等5G后续版本国际标准制定、设备研发、测试验证等方面,中国现有优势能否持续,尚有诸多不确定性因素。
“一般来说,每一代移动通信技术发展的周期大约为10年,那么在6G到来之前,还有很长的时间来推动5G继续向前发展。我们今天研究的很多技术,很有可能它会成为6G的技术助力之一。”高通公司中国区研发负责人徐皓说。
徐皓指出,实际上并不是每一个技术都会完全按照10年周期被引入,如果想在下一代无线通信中引入人工智能(AI)技术,那么就需要在5G或5G-Advanced中率先进入规划和研究,未来在6G的标准中也能得到进一步推广和应用。
那么,在可以展望的未来,6G的到来会给社会生产生活带来怎样的改变呢?
华为无线网络产品线副总裁、6G首席科学家王俊指出,6G不仅是能力的升级,在5G的基础上会发展出智能与感知两个关键场景。6G将会成为人工智能普及的关键因素,将智能带给每个人、每个家庭、每辆车、每个企业。
具体而言,6G将有六大典型应用场景,包括:分布式联网机器学习与互联AI,感知、定位与成像,以人为中心的沉浸式通信,智慧城市与智慧生活,全功能工业4.0及其演进,移动服务全球覆盖。
中国信科集团副总经理、专家委主任、无线移动通信国家重点实验室主任陈山枝指出,相对于5G,6G需要进一步解决广域覆盖和局部覆盖的问题。广域覆盖需要依靠星地融合移动通信实现,而局部覆盖则要以较高的带宽和通信容量支持虚拟世界、沉浸式元宇宙体验,未来会形成以用户为中心的6G接入架构,这将是6G带来的巨大变革。
邬贺铨强调,当前准确预测2030-2040年移动通信需求的难度,不亚于对新技术的探讨。“需求不是越高越好,不能只是服务小众市场,没有大众刚需支撑不了6G的产业,6G可以引领产业链上下游发展,但过于超前脱离产业生态可能会导致英雄无用武之地。”
中国工程院院士张平指出,6G在演进过程中的四个堵点,一是引领性基础理论欠缺;二是必要支撑环节基础薄弱;三是“杀手级”应用平台尚缺;四是开源生态尚未完备,需要严防未来移动通信形成新生堵点。
对于如何打通这些堵点,张平认为,需要以智简为移动通信系统设计核心理念,短期纾解高端芯片“卡脖子”难题,长期实现理论原始创新和新模式生态构建,赋能移动通信可持续发展。
最近,由未来移动通信论坛和紫金山实验室共同主办的第二届全球6G技术大会,以线上全球多地远程互动的方式举行。大会围绕6G关键技术场景等11项主题展开交流,并发布一共13本白皮书,全面展现了目前行业对于6G技术研发的创新思路及最新成果。
相比于5G,6G有哪些质的飞跃?5G现在仍“超标”,6G对我们来说又有何意义?应该如何把握6G的发展机遇?一个新的通信标准想在全球范围获得认可需要具备什么条件?
6G相比5G有哪些飞跃?
6G,即第六代移动通信技术。6G在5G的基础上又一次实现了移动通信技术质的飞跃。6G的网络接入速度比起5G有指数级的提高毋庸置疑,但它的亮点可不仅限于此。
相比于5G,6G的第一个质的飞跃在于智能化。在6G以前,无论是4G还是5G,都只是连接人与人、物与物,以及物与人的网络;但6G不仅是一个网络,更是一台巨型的覆盖全球的人工智能计算机,6G实现了互联网和通信网真正的统一。
通信网和互联网实际上是两个不同的事物:通信网的基础作用是建立通信的接口,通信网建立后,人们可以通话,可以传递信息;而互联网在本质上是一个“计算机的网”。在6G以前,互联网和通信网唯一的联结在于通信网为互联网的连接提供物理基础。互联网要想实现局域网和局域网之间的连接,必须依托通信网络,例如各大运营商提供的基础光纤、各种通信基站等就是实现互联网连接必要的物理基础。6G在通信网的基础上融合了计算的功能,形成了一个遍布全球的、移动状态的、泛在化的计算机。
6G另一个质的飞跃在于为“数字孪生”提供新机遇。“数字孪生”概念在上个世纪70年代末80年代初就已提出,它是指在信息空间中建构一个和物理世界一模一样的物体,最早应用于飞机制造。波音公司最早引入“数字孪生”技术,在赛博空间中制造一个虚拟的飞机,同时在现实工厂生产组装。这种孪生体后来在数字制造领域得到广泛应用。有观点认为,6G网络能够实现现实和虚拟的完整的孪生镜像。但工信部互动媒体产业联盟、数字文化工作组组长、专家委委员包冉认为,“数字孪生”在6G时代可能还无法达到完美状态,需要技术的进一步发展。
5G尚未普及,研究6G有何意义?
5G目前尚未大范围普及,4G对于普通消费者来说也足以满足日常使用,那么6G的研发是否过于超前,它的现实使用意义又体现在哪?
包冉表示,通信信息应用三分天下,分为To C(面向一般用户)、To B(面向企业客户)、To G(面向政府客户)。我们日常刷短视频、看直播、使用社交网络等行为属于典型的To C端应用,To C端应用主要涉及生活娱乐和日常消费。目前4G确实已经可以满足To C端应用。但5G乃至未来的6G的主要服务端口并不是To C端,而是To B和To G端,即为企业和政府提供服务。
首先,6G可以为生产制造提供更好的网络环境。无论是农业、工业还是服务业,当前都需要依托信息产业实现融合发展,所以6G在To B端大有可为。
在To G方面,主要是助力政府治理。一方面6G能够协助政府治理网络环境,它能够提供更高的网络算力。另一方面,6G能为社会正向发展赋能。数字信息时代,如何消弭数字鸿沟是一个巨大的社会治理难题,但越是难题越是隐藏着巨大的机遇,越是欠发达的地区,它的发展潜能越大,5G乃至6G的发展能够为欠发达地区修筑信息高速公路提供机遇。
近日,在正举办的2022年新智者大会上,中国工程院院士邬贺铨发言称,AI的应用目前才刚刚开始,大家不必过渡担忧AI会取代人类。因为AI在取代一些工作岗位的同时也在创造一些岗位。
对于5G,邬院士认为移动网络技术的进步没有止境,5G依然需要在网络覆盖度、技术演变进化以及应用体验等方面进行提升。
另外,正对正在研发中的6G技术,邬院士认为6G研发需要吸取5G的经验,不能只把峰值速率提升1000倍作为目标,还需要考虑如何满足大众需求。例如如今的5G内容供应商还没有跟上,收费也比较昂贵,限制了用户的体验。
对于5G人们已经不陌生,从手机到工业到医疗各领域都在提及应用5G技术。但是你真的了解5G吗?2022年8月10日世界5G大会在哈尔滨盛大启幕,作为世界上首个5G领域的国际盛会,本届大会以“筑5G生态,促共创共利”为主题,汇聚世界5G发展的最新成果和观点,迎来了5G新的高光时刻。