項(xiàng)立剛

打通人的神經(jīng)系統(tǒng)，用芯片來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，用芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)人腦信息溝通，是人類(lèi)發(fā)展的重要一步。這個(gè)領(lǐng)域要實(shí)現(xiàn)真正意義上的突破，是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，但一定是6G努力的方向。

全球科研人員已經(jīng)啟動(dòng)了與6G相關(guān)的早期工作。2019年3月24日至26日，全球第一屆“6G無(wú)線(xiàn)峰會(huì)”在芬蘭召開(kāi)。隨后據(jù)韓國(guó)媒體報(bào)道，韓國(guó)主要移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商SK電信公司在6月12日和13日先后與芬蘭諾基亞公司和瑞典愛(ài)立信公司簽署了諒解備忘錄，聯(lián)手提升商用5G網(wǎng)絡(luò)的性能，并開(kāi)發(fā)6G相關(guān)技術(shù)，以便在下一代移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域搶占先機(jī)并探索新的商業(yè)模式。

中國(guó)華為公司消費(fèi)者業(yè)務(wù)CEO余承東近日在接受采訪(fǎng)時(shí)表示，6G正在研發(fā)中，估計(jì)還需要10年時(shí)間。

6G的愿景

現(xiàn)在研究6G的人，并不知道什么是6G，因?yàn)?G標(biāo)準(zhǔn)的最后確定，是需要國(guó)際電信聯(lián)盟討論認(rèn)定的。現(xiàn)在的研究者只是對(duì)需求、技術(shù)、能力做出分析，形成可能性。那么，在5G已經(jīng)解決了高速度、泛在網(wǎng)、低功耗、低時(shí)延、萬(wàn)物互聯(lián)、安全問(wèn)題的基礎(chǔ)上，人類(lèi)對(duì)于移動(dòng)通信還有哪些需求呢？

過(guò)去，水下網(wǎng)絡(luò)覆蓋根本沒(méi)有被考慮，6G時(shí)代可進(jìn)行規(guī)劃并取得突破，讓水下通信成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)覆蓋體系的一部分。比如，在近海、江河、湖泊中，水體品質(zhì)、水下生物、水下養(yǎng)殖產(chǎn)品、水體溫度變化、水中營(yíng)養(yǎng)物含量、污染物含量、水下堤壩位移度等諸多領(lǐng)域都需要監(jiān)測(cè)。水下監(jiān)測(cè)如果有網(wǎng)絡(luò)覆蓋，將在很大程度上提升監(jiān)控和管理能力。

6G還可以在采集海洋數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)環(huán)境污染、氣候變化、海底異常、地震或火山活動(dòng)，探查海底目標(biāo)，水下遠(yuǎn)距離圖像傳輸，甚至軍事領(lǐng)域，發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

6G的重要一步，就是通過(guò)衛(wèi)星、地面站、小基站、水下基站等技術(shù)和方式，把天空、地面、地下、水中聯(lián)成一個(gè)整體，讓網(wǎng)絡(luò)真正地泛在。這些能力對(duì)通信業(yè)來(lái)說(shuō)，目前還有不小的挑戰(zhàn)。這些網(wǎng)絡(luò)要想聯(lián)成一個(gè)整體，形成新的商業(yè)模式，還有許多需要改進(jìn)和完善的地方。

大范圍蜂窩網(wǎng)絡(luò)

6G網(wǎng)絡(luò)需要更大的帶寬。5G的峰值速度是20Gbps，而6G的峰值速度會(huì)達(dá)到100Gbps;5G的單信道帶寬為100MHz，通過(guò)多個(gè)1GHz的帶寬進(jìn)行組合，最后可以實(shí)現(xiàn)100Gbps的速度，而6G的單信道帶寬會(huì)達(dá)到1GHz。要實(shí)現(xiàn)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(lái)用作移動(dòng)通信。

移動(dòng)通信發(fā)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(zhì)的頻譜并不多。要實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)量的信息傳播，就需要使用高波段的頻譜。衛(wèi)星使用Ka波段的頻譜，帶寬是寬了，但是抗干擾是一個(gè)大問(wèn)題。

有沒(méi)有可能超越頻譜進(jìn)行移動(dòng)通信？量子通信就是一個(gè)可能性，即通過(guò)量子糾纏技術(shù)進(jìn)行信息的傳遞。目前人類(lèi)還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)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(jìn)行信息傳播，就能讓人類(lèi)在移動(dòng)通信領(lǐng)域跳過(guò)頻譜的限制，實(shí)現(xiàn)突破。

讓信息傳輸更直接，讓信息存儲(chǔ)更穩(wěn)定，是人類(lèi)未來(lái)必須要面對(duì)的一個(gè)選題。打通人的神經(jīng)系統(tǒng)，用芯片來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，用芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)人腦信息溝通，是人類(lèi)發(fā)展的重要一步。這個(gè)領(lǐng)域要實(shí)現(xiàn)真正意義上的突破，是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，但一定是6G努力的方向。

水陸空一體化

目前，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)是兩個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，各自運(yùn)營(yíng)，不能相互融合補(bǔ)充。6G時(shí)代，可能出現(xiàn)天地一體化的趨勢(shì)，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)不僅可以通過(guò)地面基站進(jìn)行陸地覆蓋，還可以通過(guò)低軌道衛(wèi)星和高軌道衛(wèi)星進(jìn)行共同組網(wǎng)，在地面上通過(guò)眾多的直放站、小基站進(jìn)行深度覆蓋。這種網(wǎng)絡(luò)的融合可以兼顧面與點(diǎn)，衛(wèi)星保證了地球的任何一個(gè)角落都可能有網(wǎng)絡(luò)存在。

同時(shí)，在人口密集地區(qū)，或當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)不夠密集的地區(qū)，甚至地面以下，如地鐵、隧道、停車(chē)場(chǎng)、礦山等信號(hào)較差的特殊場(chǎng)所，也能進(jìn)行深度覆蓋。

5G已經(jīng)開(kāi)始采用毫米波，可以預(yù)計(jì)，6G時(shí)代，太赫茲將進(jìn)入人們的視野。太赫茲波的波長(zhǎng)在3～1000μm，頻率為0.1～10THz，是介于微波與紅外線(xiàn)之間的電磁波。太赫茲波介于無(wú)線(xiàn)電波和光學(xué)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(yōu)點(diǎn)，擁有傳輸速率高、容量大、方向性強(qiáng)、安全性高及穿透性強(qiáng)等特征。

頻率越高，通信容量就越大，這是通信領(lǐng)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(gè)數(shù)量級(jí)，它能提供10Gbits/s以上的無(wú)線(xiàn)傳輸速率，這是微波無(wú)法達(dá)到的高度，它對(duì)解決信息傳輸受制于帶寬的問(wèn)題有較大的好處。

未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)會(huì)是在一個(gè)龐大的光網(wǎng)絡(luò)下，通過(guò)以家庭為主要單位的眾多小基站，形成一個(gè)超高密度、超高速度、密集部署的網(wǎng)絡(luò)體系。在這個(gè)體系中，太赫茲技術(shù)能利用高速率、大容量和高穿透性，實(shí)現(xiàn)在家庭和辦公環(huán)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里，無(wú)論是辦公還是家庭部署，都存在較大問(wèn)題。而太赫茲波因?yàn)榻咏獠?，擁有較好的穿透性。同時(shí)它不需要和其他行業(yè)爭(zhēng)搶頻譜，故而可以實(shí)現(xiàn)大帶寬。

通信網(wǎng)絡(luò)更智能

一個(gè)值得探討的問(wèn)題是，未來(lái)6G的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，是一個(gè)復(fù)雜的體系，對(duì)資源的要求極高，那么是否需要在一個(gè)國(guó)家建立幾張網(wǎng)絡(luò)呢？如果真是這樣，一方面資源非常有限，另一方面網(wǎng)絡(luò)之間的互相干擾也是很大的問(wèn)題。與此同時(shí)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)深入到世界的每一個(gè)角落，一個(gè)地方若有三套或更多的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，不僅是浪費(fèi)，網(wǎng)絡(luò)的品質(zhì)也會(huì)受到很大影響。

基于此，6G時(shí)代可以探索在一個(gè)國(guó)家只建設(shè)一張全覆蓋的網(wǎng)絡(luò)。這樣既可以充分利用資源，減少一個(gè)地方配置幾套設(shè)備的浪費(fèi)行為，還可大大減少站址租用的成本，也避免了網(wǎng)絡(luò)之間的干擾。而且這樣的網(wǎng)絡(luò)品質(zhì)更高，對(duì)用戶(hù)的影響也會(huì)更小。

當(dāng)然，也不可能把多個(gè)運(yùn)營(yíng)商變成一個(gè)運(yùn)營(yíng)商，導(dǎo)致完全沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)。這就需要網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)進(jìn)行分離，在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，多家運(yùn)營(yíng)商利用相同網(wǎng)絡(luò)提供各自的業(yè)務(wù)。電信運(yùn)營(yíng)商的競(jìng)爭(zhēng)力，主要體現(xiàn)在管理、平臺(tái)、研發(fā)、運(yùn)營(yíng)、服務(wù)和支撐等方面。各自的特點(diǎn)不同，提供的服務(wù)水平有差異，用戶(hù)就能有不同的選擇。

（摘自《環(huán)球》）