夯实基础是持续进阶的保障 5G的成功决定6G的期待

2021-01-26 23:28
新潮电子 2021年12期
关键词:愿景融合发展

我国首届 6G研讨会于9月16在京召开,研讨会重点分享全球在6G方面的进展情况、6G 愿景、潜在关键技术等。本次研讨会由IMT-2030(6G)推进组主办,承办单位为中国信通院、中国通信学会承办,协办单位为推进组成员单位、中国IDC 圈。

探讨的话题涉及十多个重点科研领域,主要包括:6G无线融合通信及新频段、6G无线新物理维度及技术和6G网络架构与技术,涵盖增强型无线空口技术、新物理维度无线传输技术、通信与感知融合技术、内生智能的通信网络、新型网络架构、网络安全等。在这些前沿技术探讨的生涩之外(对普通人而言),我们更关心的是6G对于技术和应用范畴的几何级进阶,毕竟,与5G相比,6G有望全球覆盖,更好的频谱效率和能量效率,以及更强的安全性、更低的成本。对于6G的发展愿景,业界也有过一些畅想,比如通过卫星网络和无人机网络结合,进而实现全球覆盖,以及引入人工智能和大数据技术,应对更加复杂的异构网络等。但是这一切的基础,还是“5G的夯实”意义。

成功的5G才能真正推动6G发展

当前,世界正进入数字经济快速发展的时期,5G、人工智能、智慧城市等新技术、新业态、新平台蓬勃兴起,深刻影响全球科技创新、产业结构调整、经济社会发展。纵观全球,5G规模化商用已进入快车道。据全球移动供应商协会GSA统计,全球5G商用网络数量已经达到176张。

按照移动通信十年一代的发展规律,世界主要国家和地区均已启动6G研究,通过加大资金投入布局科研项目等措施,加速6G创新技术研发。据报道,国际电信联盟ITU已着手6G愿景需求及未来技术趋势的研究,产业界主流企业纷纷发布6G白皮书,阐述对6G的理解和认识,全球6G创新发展已经拉开帷幕。

我国一直高度重视6G发展,“十四五规划纲要”明确提出要前瞻布局6G网络技术储备,工业和信息化部深入貫彻国家的决策部署,全力推进6G创新发展。2019年6月,工信部会同发改委、科技部指导产业界成立了IMT-2030(6G)推进组,国内外企业、高校及研究机构广泛参与,积极推进6G愿景需求研究、关键技术研发、标准研制及国际合作交流等各项工作。2021年6月,推进组发布了《6G总体愿景与潜在关键技术白皮书》,系统阐述了6G的总体愿景、应用场景、潜在技术趋势等关键内容,为促进全球6G发展进行了有益的探索。

目前面向2030年商用的6G仍处于愿景需求研究及概念形成阶段,6G技术方向及方案仍在探索中,从发展趋势看,未来6G将极大地拓展移动通信网络能力与服务边界,持续深化物联网应用范围和领域,有效服务智能化生产与生活,助力构建万物智联、数字孪生的美好社会。那么,我们当前正处于5G商用推进与6G研究布局的叠加期,要准确把握二者之间的承接关系,推进其协调互促发展。一方面要全力推进5G网络部署和规模化应用,5G的成功商用特别是在垂直行业领域的广泛应用将为6G发展奠定良好基础。另一方面要深入分析总结现有5G难以满足的应用方向,逐步明确6G的潜在业务场景,引导6G愿景需求的形成和完善。

另外,国家在顶层技术指向上,需要深入开展6G潜在关键技术研究。未来6G技术将与先进计算、大数据、人工智能、无线感知、区块链等ICT技术深度融合、协同发展,潜在关键技术的范畴和深度将进一步拓展。要充分发挥推进组平台作用,聚焦6G关键核心技术,主动谋划、前瞻部署、深入研究,力争取得重大突破。同时还要优化芯片、新材料等支撑产业的发展布局,形成上下游协同发展的良好局面。

或者说,我国5G标准体系不断完善,为5G融合应用发展提供了重要的技术规范和保障。中国作为全球首批商用5G的国家之一,在技术标准演进、融合应用推广等方面无先进经验可借鉴、无清晰路径可参考,还需要各方紧密合作。一方面,5G融合应用发展是一场长期而且艰巨复杂的进展过程,需要各方齐心协力、打好团体赛。另一方面,5G在赋能垂直行业应用时既需要与行业特有的技术、经验、知识等紧密联系,也需要企业具备较高的数字化基础和精益化管理水平,同时也要根据当前的版本标准和产业成熟度综合考量,存在复杂度高、难度大的挑战,这些需要产业各方协同探索应用创新的路径,不断总结形成成功经验并大力推广。

6G的步子不能操之过急

移动通信发展从1G的语音、2G的语音和文本,到3G的多媒体、4G的移动互联网,再到5G的场景连接。陈山枝表示,展望6G的前景,将会是在5G规模发展的基础上,网络的覆盖和智能进一步升级换代。因此,6G面临更丰富多样的应用场景需求与挑战。覆盖范围更广、连接空天地;深度覆盖、密集连接;覆盖对象扩展、连接环境感知;覆盖虚拟化、连接虚拟空间;实现跨界的融合、场景的智联等。显然,现在6G是一个热点话题,我们也多次做过专题报道。业内很清楚,6G要由需求说了算,要以需求定义6G,由此布局6G的研究和发展。

现在大众对6G没有急迫的需求,真正急迫的需求来源于市场,需要通过市场凝练真正的需求,解决实际的问题。比如高清视频上传、XR和全息通信、高精度环境感知等全新应用需求将会激发上行超带宽、带宽实时交互、通信感知融合三项新功能,与eMBB、URLLC、mMTC共同构筑起面向5GAdvanced的能力六边形。中国通信标准化协会也将顺应趋势,深入研究通信感知、通信与人工智能等领域的融合技术方向,加快研制5G Advanced技术标准,推动相关产品和产业发展成熟。

既然是市场化的需求,就要避免臆想、力戒武断,不以技术趋势代替应用需求。从国家层面来说(我国),需要通过战略研判发展趋势预测,提出构想性需求,避免太过遥远,脱离社会经济的基本面,特别要注意避免陷入技术演进的路径依赖。

很多人都明白,现在对通信技术的一个非常重要的需求就是填补数字鸿沟。比如目前新疆、西藏等边远地区仍然普遍缺乏宽带覆盖。截至今年3月末全国建成5G 基站80多万个,但是新疆这么大块的面积只有7000多个,也就是在新疆除了乌鲁木齐这一小块地方能够享受到5G,大部分地方是没有5G的。另外,广域和全球覆盖也是一个非常重要的需求。我国近海信息覆盖基本上是空白,离岸几公里基本没有任何信息,智慧海洋现在已经成为国家的战略,海洋产业的进一步发展也是急需宽带信息覆盖。

有专家表示,客观认识技术演进的多样性和差异性,特别慎重统一性理论,避免无边界的夸大单个技术和系统的作用,还要避免刻意追求横向纵向的兼容。现在就导致芯片的规模越来越大,不停地追求5纳米和7纳米,就是刻意地追求兼容,也是导致现在设计上的复杂度越来越难以承受,所以这也是产业发展必须要解决的。毕竟,从2G、3G、4G到5G,带宽的扩展基本上是压倒性的,但随着5G甚至6G的发展,目前蜂窝的半径越来越小。满足低延迟、高速率、抗干扰、高安全性的多种需求,以及城市、山区、海域、航空多种环境,需要承载文字、声音、图像、视频等等复杂内容的系统框架,也不能是现在单一的框架,要有适应性的框架。所以6G现在确实需要超前谋划。

安全,老生常谈

前面反复强调6G被赋予了人类生活与数字世界智慧互联的期望,那么安全作为连接物理世界与数字世界的基石,承载着内生安全、可信赖、智慧化的使命。业内普遍从內生安全、弹性安全、情景感知安全、多维数据安全、可评估安全等方面提出了6G网络安全愿景。很多专家也从方法论、网络架构、接入认证、分层安全、边界安全、形式化安全、信息安全、后向安全、新技术在6G安全中的应用等方面,给出了6G网络安全关键技术。

在两年前的2019年3月,全球首届6G峰会起草了第1份6G白皮书,阐明6G发展的基本方向。2019年11月3日,我国科技部会同国家发展改革委、教育部、工业和信息化部、中科院、自然科学基金委在北京组织召开6G技术研发工作启动会,成立国家6G技术研发推进工作组和总体专家组,标志着我国6G技术研发工作正式启动。

未来6G的愿景具备泛在、无线、智能等特点,能够提供无缝覆盖的泛在无线连接和情景感知的智能服务与应用。在网络架构方面,6G将会突破地面网络限制,实现地面、卫星、机载网络和海洋通信网络的无缝覆盖,即空天地一体化的通信网络;在应用场景方面,国际电信联盟(ITU)最新技术报告给出了6G的七大代表用例:全息类通信、面向远程的操控网络、智能操控网络、网络和计算融合、数字孪生、空—地集成网络、工业物联网云化,并分析了网络关键需求,其中安全需求包括隐私、可靠性、可信任度、弹性、可追溯性、合法拦截等。也可以说,未来6G被赋予了人类生活与数字世界智慧互联的期望,安全作为连接物理世界与数字世界的基石,承载着内生安全、可信赖、智慧化的使命。我们对于6G的安全话题已经做了多次专题,这里就不过多展开来聊了。

后记

发展6G要坚持需求导向、战略谋划不可或缺,要不失时机地布局 6G 面临的广域通信、天地融合、新型信息服务等研究,谋求长远发展优势,坚持守正创新,谨防路径依赖的负面效应。从实现方式角度, 6G网络将与其他信息技术深度融合,支撑网络与服务的升级拓展;芯片、软件和设备及解决方案将进一步实现平台化、软件化、IP化、开源化和智能化,从而形成新的产业生态。更重要的是,6G的发展要秉持开放包容的思维和心态,促进各方携手合作,为发展6G做好积累。而且,在全球合作上保持开放心态,在移动通信发展需要全球各方合作分工,应秉持开放共赢的理念,积极开展全球6G技术交流与产业合作。

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