通信|5G未用，6G已来？
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2021年12月30日0时43分 ， 中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭 ，
成功将通信技术试验卫星九号发射升
实验成果距离商用还有多远 ， 难道5G还没用上 ， 6G就要来了吗？
《环球》杂志采访人员/彭茜 张海鑫
位于江苏南京的紫金山实验室日前发布了一项最新成果——360~430GHz太赫兹100/200Gbps实时无线传输通信实验系统 ， 通信速率较5G提升10~20倍 ， 创造出目前世界上公开报道的太赫兹实时无线通信的最高实时传输纪录 。
人们不禁好奇 ， 上述实验成果距离商用还有多远 ， 难道5G还没用上 ， 6G就要来了吗？10~20倍于5G的通信速率 ， 就是6G吗？6G有哪些用途？
5G不“香”了？
【通信|5G未用，6G已来？】紫金山实验室此次集聚优势力量搭建了国内领先的光子太赫兹实验环境 ， 经过3年多的攻坚克难 ， 首创了光子太赫兹光纤一体融合的实时传输架构 ， 实现了单波长净速率为103.125Gbps、双波长净速率为206.25Gbps的太赫兹实时无线传输 。
据了解 ， 该成果具有广泛的应用前景 ， 可与现有光纤网络融合 ， 实现6G超高速室内、室外广覆盖；代替光纤或电缆 ， 实现移动通信回传/中传 ， 节省光纤部署成本 ， 加速推进B5G/6G新基建；替换数据中心的巨量线缆 ， 降低空间成本和维护成本 ， 降低功耗；用于星间通信、空天一体化接入等场景 。
消息一出 ， 网友们开始担心手中的5G手机会不会“不香了” 。 对此 ， 北京大学深圳研究院5G&6G课题组组长胡国庆表示 ， 目前的6G研究成果距离商业化应用还比较远 。
“这一实验成果确实是取得了一个非常大的进展 ， 因为在6G研究当中 ， 一个非常重要的技术方案就是太赫兹技术的研发 。 它主要是用非常高的频段实现高速传输 ， 速率达到100~200Gbps的话 ， 可以说是无线通信业界的最高传输纪录了 。 ”胡国庆对《环球》杂志采访人员表示 。
不过胡国庆指出 ， 虽然中国在太赫兹这个方向已经处在世界领先地位 ， 但同时也要清醒地认识到太赫兹技术所用频段非常高 ， 在空气中的传输距离是非常短的 。 一般来讲 ， 实验室场景之下 ， 大概就是十几米到几十米的传输距离 。
其次 ， “目前的太赫兹技术在应用的时候 ， 对移动性的支持还相对较差 ， 同时对方向性要求比较高 。 现在太赫兹主要是用在向外太空通信 ， 或者在实验室等6G应用的一些热点区域、视距传播中间没有障碍物的点对点传输场景 。 此外 ， 由于所用频段很高 ， 对器件要求也比较高 ， 成本相应就会很高 。 ”胡国庆补充 。
6G不止比5G多1G
从2019年工信部向4家公司发放5G商用牌照到现在 ， 也不过短短两年多的时间 ， 人们还没有习惯与5G共处 ， 6G就似乎已箭在弦上了 。 6G跟5G相比到底有哪些优势 ， 我们需要那么快的通信传输速度吗？
实际上 ， 6G与5G相比不仅是提升通信传输速度这么简单 。 “6G的重要一步 ， 就是通过卫星、地面站、小基站、水下基站等技术和方式 ， 把天空、地面、地下、水中联成一个整体 ， 让网络真正地泛在 。 ”中关村信息消费联盟理事长项立刚对《环球》杂志采访人员表示 ， “6G时代 ， 可能出现天地一体化的趋势 ， 一个网络不仅可以通过地面基站进行陆地覆盖 ， 还可以通过低轨道卫星和高轨道卫星进行共同组网 ， 在地面上通过众多的直放站、小基站进行深度覆盖 。 这种网络的融合可以兼顾面与点 ， 卫星保证了地球的任何一个角落都可能有网络存在 。 ”
简言之 ， 如果5G打通了平面世界中的“万物互联” ， 那么6G即将打造立体世界的“万物智联” 。
“与5G相比 ， 6G将包含移动蜂窝、卫星通信、无人机通信、可见光通信等多种网络接入方式 ， 构建空天海地一体化网络 ， 实现全球无缝连接 。 不仅在传输速率、端到端时延、可靠性、连接数密度等方面比5G会有大幅度提升 ， 6G还将与人工智能技术深度融合 ， 构建智能化网络 ， 实现物理世界和虚拟世界的链接 ， 实现人-机-物-虚拟空间互联互通 ， 为元宇宙打下坚实根基 。 ”胡国庆分析 。
“从发展趋势看 ， 未来6G将极大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 。 ”工信部总工程师韩夏说 。
竞争新焦点
总部设在加拿大多伦多的创新未来中心的联合创办人阿比舒尔·普拉卡什说：“世界上所有大国都非常清楚 ， 6G和其他新兴技术将成为未来地缘政治力量的关键 。 ”
谈及原因 ， 胡国庆认为：从经济发展角度看 ， 6G通信技术是未来数字经济时代的底层根基 ， 掌握6G核心技术才能掌握数字经济时代根基的话语权；从科技革命的进程来看 ， 智能制造时代已经拉开帷幕 ， 各国都在争夺第四次工业革命的主导权 ， 6G的超低时延、超大连接、超大带宽特性 ， 是实现新一代智能制造、构建智慧工厂的必由之路；从政治角度来看 ， 掌握6G阵地的制高点 ， 对把控未来大国竞争的战略格局至关重要 。
因此 ， 全球许多国家虽尚未享受到5G网络的好处 ， 争夺电信技术领域的下一轮竞赛却已开始升温 。 美国也开始拉拢盟友成立6G研发“小圈子” ， 将中国排除在外 。
2020年10月 ， 美国电信行业解决方案联盟牵头组建了“下一个G联盟” ， 目前高通、苹果、三星、诺基亚等几十家信息通信行业巨头已加入 ， 中国企业华为和中兴却被排除在外 。 2021年 ， 美国与日本、韩国加强合作 ， 发布联合研究计划 ， 力图全力占据下一代6G通信核心技术制高点 。
目前来看 ， 中美在6G研究方面各有所长 。 比如 ， 中国涉及下一代宽带通信网络的相关技术研究主要包括大规模无线通信物理层基础理论与技术、太赫兹无线通信技术与系统、面向基站的大规模无线通信新型天线与射频技术、兼容C波段的毫米波一体化射频前端系统关键技术、基于第三代化合物半导体的射频前端系统技术等 。 而美国目前主要是开展早期的6G技术 ， 包括芯片的研究 。 而且美国在空天海地一体化通信特别是卫星互联网通信方面遥遥领先 。 截止到2022年1月初 ， 美国太空探索技术公司（SpaceX）已顺利发射超过2000颗“星链”（Starlink）卫星 ， 已成为全世界拥有卫星数量最多的商业卫星运营商 。
值得注意的是 ， SpaceX推出“星链”计划后 ， 美军对太空互联网产生了浓厚的兴趣 。 2021年3月 ， 美国空军曾在AC-130空中炮艇和KC-135空中加油机上测试SpaceX的“星链”太空互联网能力 。 SpaceX公司也正在为向军方出售“星链”业务积极做准备 。
“综合来看 ， 美国已率先开放6G实验频谱 ， 潜在关键技术储备雄厚 ， 在6G半导体芯片等底层技术、低轨道卫星互联网领域领先于中国 ， 中国应加快在这两大领域的总体战略布局 。 尽快开发和利用低轨星座系统 ， 抢占有限的低轨卫星空间资源 ， 抢占频谱主动权 ， 打赢未来战争具有十分重要的意义 。 ”胡国庆说 。
来源：2022年1月26日出版的《环球》杂志 第2期
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