在2G網(wǎng)絡(luò )時(shí)代,通信峰值速率僅有100k比特;到了5G時(shí)代,其峰值理論傳輸速度可達每秒20G比特;而到了6G時(shí)代,通信頻段被擴展更高的太赫茲頻段,這也是目前全球6G網(wǎng)絡(luò )的主要研究方向。
太赫茲通信:關(guān)鍵技術(shù)突破
太赫茲通信對于6G通信技術(shù)的發(fā)展意義重大。
所謂“太赫茲”,即Terahertz的音譯,1太赫茲等于1000GHz。在電磁波學(xué)的分類(lèi)中,太赫茲波的波長(cháng)位于微波、毫米波等“電波”和可見(jiàn)光等“光”之間,波長(cháng)范圍是 3Mm~30μm,其頻率范圍是100GHz~10THz,也就是指電波和光重疊的區域。
根據國際電聯(lián)的定義,太赫茲輻射的頻段位于0.3THz~3THz,較學(xué)術(shù)定義的范圍更小。從1G發(fā)展到5G,為了提升傳輸速度,通信電磁波的頻段也在不斷升高。目前,我國三大運營(yíng)商的4G主要頻段位于1.8GHz~2.7GHz之間,5G的主流頻段則為3GHz~6GHz,屬于毫米波范圍。而到了6G,需要使用頻率更高的波段,太赫茲也由此被納入為6G使用的主流頻段。
據芬蘭奧盧大學(xué)發(fā)布的全球首份6G白皮書(shū)測算,6G峰值傳輸速度將達到100Gbps~1Tbps,相比5G提高至少10倍,網(wǎng)絡(luò )容量也將大幅提升。
航天科工二院25所此次的成功試驗顯然價(jià)值非凡。據航天科工官方介紹,自2021年以來(lái),25所瞄準6G通信的熱點(diǎn)需求,緊跟國際通信技術(shù)前沿,選擇太赫茲軌道角動(dòng)量通信作為全新突破方向,在太赫茲頻段上實(shí)現多路信號復用傳輸,完成超大容量的數據傳輸,頻譜利用率提升了兩倍以上。
未來(lái),該技術(shù)還可服務(wù)于10m-1km的近距離寬帶傳輸領(lǐng)域,為探月、探火著(zhù)陸器和巡航器之間的高速傳輸,航天飛行器內部的無(wú)纜總線(xiàn)傳輸等航天領(lǐng)域應用提供支撐,為我國深空探測、新型航天器研發(fā)提供信息保障能力。
更加廣闊的應用場(chǎng)景
6G作為下一代移動(dòng)通信技術(shù),其應用場(chǎng)景將遠遠超過(guò)目前的5G技術(shù)。
4月18日,IMT-2030(6G)推進(jìn)組正式發(fā)布《6GAI即服務(wù)(AIaaS)需求研究》報告。本報告作為推進(jìn)組的階段性研究成果,詳細地梳理和總結AIaaS的場(chǎng)景、應用、服務(wù)等,提出AIaaS的人工智能服務(wù)質(zhì)量(QoAIS)和關(guān)鍵性能指標,為技術(shù)研究和系統設計提供參考,最后分析并提出AIaaS的技術(shù)優(yōu)勢、產(chǎn)業(yè)價(jià)值與潛在挑戰。
6GAI即服務(wù)(AIaaS)指6G移動(dòng)新網(wǎng)絡(luò )提供泛在的智能服務(wù),通過(guò)網(wǎng)絡(luò )(包括6G核心網(wǎng)、6G無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)和6G終端等)內的連接、計算、數據、模型等資源和功能,構建分布式的高效、節能、安全的AI服務(wù)和開(kāi)放生態(tài)。
業(yè)內人士認為,6G將以強連接、強計算、強智能和強安全的極致性能,支撐人、機、物的多維感知、泛在智聯(lián),賦能全社會(huì )數字化轉型。目前我國已在6G超大規模MIMO、太赫茲通信、通感一體、內生AI通信、確定性網(wǎng)絡(luò )、星地一體化網(wǎng)絡(luò )等關(guān)鍵技術(shù)研究方面均取得重要進(jìn)展。
從6G市場(chǎng)趨勢看,根據中國信通院發(fā)布的《6G典型場(chǎng)景和關(guān)鍵能力》白皮書(shū),預計到2040年,物聯(lián)網(wǎng)終端將呈現千億級爆發(fā)式增長(cháng)、連接數占比超過(guò)90%,基于XR設備、全息設備等新型終端設備的沉浸式業(yè)務(wù)有望貢獻超過(guò)一半的月均流量,最終為6G帶來(lái)“千億級終端連接數,萬(wàn)億級GB月均流量”的廣闊市場(chǎng)。
工信部:全面推進(jìn)6G技術(shù)研發(fā)
4月20日,工業(yè)和信息化部總工程師、新聞發(fā)言人趙志國在發(fā)布會(huì )上指出,下一步,工信部將重點(diǎn)做好三方面工作,做優(yōu)做強信息通信業(yè),為推動(dòng)經(jīng)濟社會(huì )高質(zhì)量發(fā)展提供堅實(shí)支撐。
一是夯實(shí)數字設施底座。研究出臺推動(dòng)新型信息基礎設施建設協(xié)調發(fā)展的政策措施,推進(jìn)“寬帶邊疆”、千兆光網(wǎng)“追光行動(dòng)”、中小城市云網(wǎng)強基建設、移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng),一體化推進(jìn)新型基礎設施建設。二是加快技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新。推動(dòng)6G、光通信、量子通信等關(guān)鍵核心技術(shù)加速突破,加大人工智能、區塊鏈、數字孿生等前沿技術(shù)研發(fā)力度。攻克一批“卡脖子”關(guān)鍵領(lǐng)域,提升產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈韌性和安全水平。三是深化行業(yè)融合應用。大力推進(jìn)5G、千兆光網(wǎng)等新一代信息通信技術(shù)在垂直行業(yè)、信息消費、社會(huì )民生等領(lǐng)域的融合應用,推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)規模應用,聚焦重點(diǎn)領(lǐng)域形成創(chuàng )新應用示范標桿,助力產(chǎn)業(yè)數字化轉型。
目前,6G技術(shù)的研發(fā)和商用已經(jīng)提上日程。三大運營(yíng)商方均對外表示,各公司均在加快6G技術(shù)研發(fā),推動(dòng)商業(yè)化落地。從市場(chǎng)規模來(lái)看,據市場(chǎng)研究機構MarketResearchFuture預計,2040年全球6G市場(chǎng)規模超過(guò)3400億美元,年復合增長(cháng)率達58.1%。
6G從需求到標準,正在按照既定的步伐前行。業(yè)界普遍預測,6G將在2030年左右商用。
中國電信首席專(zhuān)家畢奇說(shuō):“愿望是好的,接下來(lái)怎么將真正有商業(yè)價(jià)值的愿景甄別出來(lái),加快相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā),使其能在6G期間付諸實(shí)際部署,是未來(lái)幾年科研的重要任務(wù)?!?/font>
全球6G研發(fā)呈上升態(tài)勢
為了搶占通信話(huà)語(yǔ)權,各國也紛紛開(kāi)展6G技術(shù)研究。根據國家知識產(chǎn)權局發(fā)布的《6G通信技術(shù)專(zhuān)利發(fā)展狀況報告》,截至該報告發(fā)布時(shí),6G通信技術(shù)領(lǐng)域全球專(zhuān)利申請總量為3.8萬(wàn)余項,近二十年全球專(zhuān)利申請量總體呈上升趨勢,特別是2011年之后,6G通信技術(shù)相關(guān)專(zhuān)利年申請量大幅增加,增速明顯提高。
在提前布局下,我國的6G進(jìn)展已經(jīng)走在時(shí)代前列。根據國家知識產(chǎn)權局發(fā)布的《6G通信技術(shù)專(zhuān)利發(fā)展狀況報告》,目前中國6G通信技術(shù)專(zhuān)利申請占比35%(1.3萬(wàn)余項,約合1.58萬(wàn)件),位居全球首位。
天風(fēng)證券此前發(fā)布的研報稱(chēng),目前我國已在6G超大規模MIMO、太赫茲通信、通感一體、內生AI通信、確定性網(wǎng)絡(luò )、星地一體化網(wǎng)絡(luò )等關(guān)鍵技術(shù)研究方面均取得重要進(jìn)展。從2月1日起,工信部?jì)?yōu)化調整微波通信系統頻率,將進(jìn)一步滿(mǎn)足5G基站等高容量信息傳輸(微波回傳)場(chǎng)景需求,并為我國5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)以及未來(lái)6G等預留頻譜資源。
此外,歐美日韓等國不斷加大6G研發(fā)力度,通過(guò)組建研究小組、建設公共研究設施、增設6G研究項目等方式,如成立美國Next G聯(lián)盟、歐盟6G-IA、日本B5G推進(jìn)聯(lián)盟、“6G研發(fā)戰略委員會(huì )”等組織。
特別全球傳統通信企業(yè)也在進(jìn)一步加大6G研發(fā)投入力度,爭奪6G主導權,如2022年10月三星電子宣布在英國倫敦的三星研究院(SRUK)成立“6G研究小組”,專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)6G網(wǎng)絡(luò )和終端設備技術(shù)。愛(ài)立信在今年2月發(fā)布最新報告稱(chēng),其6G發(fā)展第二階段的旗艦研究項目Hexa-X-Ⅱ于2023年1月啟動(dòng),并將持續到2025年6月。該項目側重于系統化和標準化前期工作。
6G技術(shù)也將帶來(lái)巨大的市場(chǎng)空間。中國信通院預測,到2040年,6G各類(lèi)終端連接數相比2022年增長(cháng)超過(guò)30倍,月均流量增長(cháng)超過(guò)130倍,最終為6G帶來(lái)“千億級終端連接數,萬(wàn)億級GB月均流量”的廣闊市場(chǎng)發(fā)展空間。
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