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預計2030年左右開啟的6G時代,與5G相比有何不同?

編輯:y 來源:千家網 更新于:2023-02-14閱讀:0

6G是什么?

最早公開提出6G概念的是英國電信集團(BT)首席網絡架構師 Neil McRae,他認為:6G就是“5G+衛星網絡”,通過衛星讓5G信號不需要基站就能實現全球覆蓋,從而實現更加廉價且快捷的互聯網連接,讓全球的網絡真正成為一個整體。

基于Neil McRae的全球網絡構想,學界、產業界從不同角度對6G進行了展望,他們共同的指向是,6G的通信指標將比5G高10-100倍,6G網絡不僅具備高速率、大帶寬、低延時,還將在傳感、成像和定位方面爆發出巨大的能量。

北京大學胡國慶博士分析:與5G相比,6G將包含移動蜂窩、衛星通信、無人機通信、可見光通信等多種網絡接入方式,構建空天海地一體化網絡,實現全球無縫連接。不僅在傳輸速率、端到端時延、可靠性、連接數密度等方面比5G會有大幅度提升,6G還將與人工智能技術深度融合,構建智能化網絡,實現物理世界和虛擬世界的鏈接,實現人-機-物-虛擬空間互聯互通,為元宇宙打下堅實根基。

我國IMT-2030(6G)推進組發布的《6G總體愿景與潛在關鍵技術》白皮書講到:6G將在5G基礎上從服務于人、人與物,進一步拓展到支撐智能體的高效互聯,實現由萬物互聯到萬物智聯的躍遷,最終助力人類社會實現“萬物智聯、數字孿生”的美好愿景。

5G→6G

5G作為新一輪科技革命最具代表性的技術之一,與過去的四代網絡技術相比,其優勢在于它的三大應用場景:增強型移動寬帶、超可靠低時延和海量機器類通信。

而華為無線技術實驗室技術專家王俊認為,“6G將在5G的三大應用場景基礎上,加上人工智能、感知兩大應用場景,并且包括超高速、超可靠、超大規模以及連接AI和通信感知在內的五大典型場景?!?/p>

可以預見,未來的6G網絡并不僅僅是5G三大特性的增強版,還會“進一步發展出超越通信的能力”。

從移動通信發展歷史來看,從1G到5G都是以地面移動通信網絡為主體,而6G將向多網融合的方向發展,實現全域立體覆蓋,最具革命性的進步將是天基網絡如何與蜂窩移動通信這樣的地基網絡融合,構建空天地一體化的網絡,以實現無縫接入、無所不達。 

6G VS 5G



▲ 圖源:網絡

5G作為4G的延伸,也具有明顯的高速率,低時延、大容量等特征,例如:傳輸速度可達20Gbps;時延低至1ms;5G室內定位精度3.5GHz頻段下在5m左右,毫米波定位精度可以達到3m……但6G與之相較,優勢更為突出。

  • 傳輸速度提升到100Gbps-1Tbps;

  • 定位精度達到室內10cm,室外1m;

  • 能源效率提升10倍;

  • 故障率降低到百萬分之一;

  • 容量提升1000-10000倍;

  • 接入設備密度達到100個每立方米;

  • 電池壽命達到20年;

  • 網絡延時降低到0.1ms。


▲ 圖源:網絡

6G有望在哪些場景應用?


作為新一代移動通信技術,它的相關應用場景將如何改變我們的生活?

1.沉浸式云XR

擴展現實(XR)是虛擬現實(VR)、增強現實(AR)和混合現實(MR)等技術的統稱。XR技術在不斷開發和探索中,其潛力巨大,但應用到現實生活中來有一個障礙就是硬件。理想化的XR技術要求更為先進的硬件,移動設備的體積要小巧輕便,同時算力也要很強大。云化XR系統可以降低XR終端設備的計算負荷和能耗。擺脫了線纜的束縛,XR終端設備將變得更輕便、更智能。不過云XR要求端到端時延不高于10ms,用戶體驗速率達Gbps量級。相較于5G,6G的傳輸速度和時延等關鍵指標都將有大幅提升。網絡的提升將推動XR技術進入全面沉浸化時代。


2.全息通信

當前人類社會已實現語音、圖像、視頻等2D通信,未來人類必將追求3D通信,也就是全息通信。隨著無線網絡能力、高分辨率渲染及終端顯示設備的不斷發展,未來的全息信息傳遞將通過自然逼真的視覺還原,實現人、物及其周邊環境的三維動態交互,極大滿足人類對于人與人、人與物、人與環境之間的溝通需求。


3.感官互聯

面向2030年及未來,更多感官信息的有效傳輸將成為通信手段的一部分,感官互聯可能會成為未來主流的通信方式,廣泛應用于醫療健康、技能學習、娛樂生活、道路交通、辦公生產和情感交互等領域。


4.數字孿生

數字孿生通過對現實世界中的人和物進行全面信息采集與感知,利用數字信息在虛擬世界構建對應的映射,對現實世界運作進行實時計算模擬,并通過數字計算對未來進行有效預測與干預。6G技術對于數字孿生而言,主要是為數字孿生的交互層提供超大容量、超低時延的數據與反饋信息的傳輸,促使數字孿生技術得到更好的應用。


5.自動駕駛

要對行駛中的汽車進行準確、實時控制,數據交互的速度要求極快,時延要求極低,可靠性要求極高。目前智能汽車的感知能力主要依靠本地多種傳感器,包括攝像頭、毫米波雷達、GPS、激光雷達等,雖然綜合精度達到厘米級甚至毫米級,但仍然無法滿足自動駕駛需求,因為感知范圍受限和感知精度不足,應對突發事件的響應能力不足。未來通過6G網絡,可以解決目前自動駕駛領域的瓶頸問題。


6.精準定位

在未來萬物智聯時代,大量垂直行業都需要高精度的室內、室外定位服務,如自動駕駛、軌跡回訪、AR等應用。但傳統的衛星定位等方法,難以滿足精細化智能服務業務的需求。6G網絡新的定位技術將為實現厘米級的精準定位提供有力支撐。6G技術與不斷發展的感應、成像等技術集成,將催生海量新應用。


7.智慧生產

數字孿生、納米技術、人工智能、移動邊緣計算等的快速發展,推動各行各業從數字化、網絡化向智慧化升級,同時也催生出很多新的智慧生產應用。要實現這些新應用,需要全覆蓋網絡,1G到5G主要解決的是陸地通信問題,而6G就可以解決海洋、沙漠、原始森林這些地方的通信問題。

 

8、全域覆蓋

隨著業務的逐漸融合和部署場景的不斷擴展,地面蜂窩網與包括高軌衛星網絡、中低軌衛星網絡、高空平臺、無人機在內的空間網絡相互融合,將構建起全球廣域覆蓋的空天地一體化三維立體網絡,為用戶提供無盲區的寬帶移動通信服務。

 全域覆蓋將實現全時全地域的寬帶接入能力,為偏遠地區、飛機、無人機、汽車、輪船等提供寬帶接入服務;為全球沒有地面網絡覆蓋的地區提供廣域物聯網接入,保障應急通信、農作物監控、珍稀動物無人區監控、海上浮標信息收集、遠洋集裝箱信息收集等服務;提供精度為厘米級的高精度定位,實現高精度導航、精準農業等服務;此外,通過高精度地球表面成像,可實現應急救援、交通調度等服務。


5G于6G而言有何意義?

5G的成功對未來6G的發展至關重要?;仡?G向4G的發展歷程不難發現,3G智能手機的出現,培育了移動互聯網發展的剛性需求,也為4G移動互聯網的蓬勃發展奠定了基礎。同樣,雖然當前5G商用模式并未取得突破性成功,但5G應用已呈千帆競發之勢,深度融合應用的探索正步入“深水區”,5G-Advanced技術標準還在持續演進和完善,未來5G垂直行業的探索和發展,將培育新的產業生態和商業模式,也將為6G實現“萬物智聯”奠定堅實基礎。


從5G時代開始,移動通信應用和創新的主要對象就從個人轉向了行業。但是在行業應用領域,5G卻有著天生的“缺陷”。

“5G并沒有針對To B的應用做重點研究,將5G To C的系統架構和設備直接搬到5G To B,這樣既不科學也不合理?!敝袊こ淘涸菏?、未來移動通信論壇理事長鄔賀銓認為,面向行業的應用將是6G研究的重點,“工業互聯網應該成為6G的研究重點,需要更重視低時延和確定性的要求,To B要作為6G研究的重點,在架構和管理上提出創新方案”。


結語

目前,全球6G技術研究仍處于探索起步階段,技術路線尚不明確,但可以知道的是6G時代的來臨,有望讓萬物智聯成為可能,以安全為中心的物聯網生態也將有機會實現無縫融合。


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