6G已启动! 是5G的100倍

  当我们还在迷茫５Ｇ能给我们大家带来什么的时候，６Ｇ又开始步入大众的视野。近日，科技部发布了《国家重点研发计划“宽带通信和新型网络”重点专项２０１９年度项目申报指南建议》征求意见。其中，在２０１９年专项中，至少有６个６Ｇ研究项目。

  对于６Ｇ，不止是部分吃瓜群众觉得现在研究太早了，一些专业技术人员也持有此类的看法。

  曾经在西班牙电信工作了１７年的现任英国政府国际贸易机构首席科学顾问Ｍｉｋｅ Ｓｈｏｒｔ就说道：“我认为，在２０２２年之前，６Ｇ都不值得大家对其付出努力。我们现在需要做的是发掘用户对５Ｇ线Ｇ。”

  “搞科研一般都要超前于市场应用。有一句话叫‘使用一代、研究一代、储备一代’。说俗点就是，吃着碗里的、盯着锅里的、想着田里的。现在大部分地区应用的是４Ｇ技术，５Ｇ很快就要投入市场，这样一个时间段启动下一代通信技术的研发工作很正常。”

  另外，单从５Ｇ的发展我们也能明白。５Ｇ的毫米波技术并不是在４Ｇ显示出局限性才开始研究的，其理论基础早在１８年前（２０００年）就已完成了，而工业界实现毫米波技术的成熟却是在１０－１５年之后。到现在，毫米波５Ｇ的大规模商用部署仍然是一个难题。

  ５Ｇ的毫米波尚且如此，更何况是６Ｇ使用的太赫兹频段呢。所以，６Ｇ研究一点也不早，而且要尽快行动了。

  此外，提前布局６Ｇ网络也还是为了未雨绸缪、占得先机。随着５Ｇ连接规模逐步扩大，网络压力随之增加，６Ｇ一定会到来。

  在５Ｇ的研究上，我国已跻身“第一梯队”。而６Ｇ虽未真正开始，现在也已陆续有国家着手研发。

  日前，工信部ＩＭＴ－２０２０（５Ｇ）无线技术工作组组长粟欣接受记者正常采访时表示，６Ｇ概念研究在今年启动。预计２０２０年将真正开始６Ｇ研发，２０３０年投入商用。

  除中国外，目前正在进行６Ｇ相关概念设计和研发工作的国家和地区还有美国、俄罗斯、欧盟等。

  未来谁先占领６Ｇ网络的制高点，谁就能率先开启万物互联的新时代，６Ｇ的战略意义不言而喻。

  那么６Ｇ将包含哪些技术，会实现哪些不可思议的应用呢？目前６Ｇ的研发还处于概念阶段，我们先来开开脑洞，展开想象的翅膀，共同畅想一下６Ｇ可能的内容。

  ２０００－２０２０年，也就是我们目前所处的时代，主要是以多媒体服务和ＡＰＰ应用为主的移动互联时代。

  ２０２０－２０３０年，也就是马上就要来临的５Ｇ时代，包括了ｅＭＢＢ、ｍＭＴＣ和ｕＲＬＬＣ三大场景，这是一个万物智联时代。

  国际电信联盟（ＩＴＵ）正式成立Ｎｅｔｗｏｒｋ ２０３０焦点组（ＩＴＵ－Ｔ ＦＧ ｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ ２０３０），该焦点组旨在探索面向２０３０年及以后的网络技术发展，包括保持向后兼容的网络新概念、新构架、新协议、新解决方案，以及支持现有的和新的应用。

  ２０３０年后，网络所提供的新服务包括：全息传送（比如多感全息）、高精度服务（如远程医疗、工业互联网）、最佳保障服务（比如ＡＲ／ＶＲ和无人驾驶）等。例如要实现全息远程呈现应用，要求网络带宽将增长到太比特级。

  而要实现其中一些服务，网络时延很重要，比如，无线ＡＲ／ＶＲ应用要求时延不超过２０ｍｓ，工业互联网的时延要求在２０ｕｓ和１０ｍｓ之间。

  对于高精度和最佳保障服务，要求数据包传送从“及时”到“准时”，传统网络“按需分配”的统计复用方式不再适合，网络需新增用户网络接口（ＵＮＩ）、预约信令、新的转发机制和自动化ＯＡＭ等功能组件。

  未来网络速率慢慢的升高，时延越来越低，所提供的服务将为用户所带来全新的体验——让人类的五种感官（视觉 、听觉 、嗅觉 、触觉、味觉 ）完全沉浸在体验之中 。

  这可能是２０３０年，后５Ｇ时代通信技术将面临的问题。那么可能会出现哪些高新技术，将会包含在后５Ｇ时代呢？

  太赫兹（Ｔｅｒａｈｅｒｔｚ）一词是弗莱明（Ｆｌｅｍｉｎｇ）于１９７４年首次提出的。“太赫兹”是单位Ｔｅｒａｈｅｒｔｚ的英译，是指１００ ＧＨｚ～１０ ＴＨｚ的电磁辐射（也有定义３００ＧＨｚ ～ １０ ＴＨｚ），波长在０．０３ｍｍ～３ｍｍ范围，介于毫米波与红外光之间相当宽范围的电磁辐射区域。

  ２００４年，美国政府将太赫兹技术评为 “改变未来世界的十大技术” 之一，ＤＡＲＰＡ（美国国防部高级研究计划局）和ＮＡＳＡ（美国国家航空与航天局）自２００９年起均投入较大的资金和研发力量，进行太赫兹组件及系统的研发。２００５年，日本政府更是将太赫兹技术列为 “国家支柱十大重点战略技术” 之首。

  我国政府分别在２００５和２０１４年专门召开了 “香山科技会议” ，制定了我国太赫兹技术的发展蓝图。２０１６年底， “太赫兹谷” 如火如荼的在乌鲁木齐与中国电子科技集团公司合作下开始建设。

  另外，欧洲、澳大利亚、日韩、台湾等许多国家和地区政府、研究机构、大学和企业纷纷投入到太赫兹研发的热潮中。

  太赫兹波具有穿透性强、使用安全性高、定向性好、带宽高等技术特性，由于太赫兹释放的能量很小，不会在人体产生有害的光致电离。

  所以，相比Ｘ射线，太赫兹是一种更安全的安检技术，可以大范围的应用于军事、国土安全、天文、医疗、通信、科学研究等诸多领域。

  由于太赫兹对大多数包装物具有透视性，能轻松实现非接触、非破坏性的探测。太赫兹成像可以轻松又有效地检测和识别隐藏在各种遮盖物下的、刀具等武器。

  现有的金属探测器和Ｘ射线安检等设备没办法识别的陶瓷刀具、塑料炸药等新型恐袭武器，一样能利用太赫兹成像技术进行相对有效检测，这也是太赫兹技术比较先开始商用的领域。

  太赫兹波处于电子学向光子学过渡的领域，它集合了微波通信与光通信的优点。太赫兹波作为微波的延伸，它所提供的通信带宽远大于微波，传输容量更大，速度更快，这是太赫兹通信的最大优势。２０１３ 年，太赫兹高速无线 Ｇｂｐｓ。

  此外，太赫兹由于波束窄，所以方向性更好，能轻松实现更好的保密性及抗干扰抗截获能力。相对光通信而言，太赫兹波的传输受烟雾、沙尘等恶劣环境的影响很小。

  此外，太赫兹波的波长较短，因而天线能做到非常小，能够将设备做成纳米级别，实现纳米级设备之间的通信。

  国际上对于太赫兹技术的研究大多分布在在欧洲、美国、日本、中国，其中中国对于太赫兹的研究位于世界前列。

  例如我们长期跟踪的Ａ股上市公司亨通光电，在２０１７年１１月７日与北京邮电大学－伦敦大学玛丽女王学院联合实验室，而且在２０１８年９月完成了大于１０Ｇｂｐｓ的无线数据传输，搭建了针对高速率裸眼 ３Ｄ 视频内容的无线Ｇ，在传输速度上可能又有１００倍的提升，由Ｇｂｐｓ提升到１００Ｇｂｐｓ甚至是１Ｔｂｐｓ，而太赫兹技术很可能成为其中的核心通信技术。

  但我们知道，频率越高以为这覆盖面积越小，频段更高的６Ｇ，基站的覆盖范围会更小。因此，５Ｇ的基站密度要比４Ｇ高很多，而在６Ｇ时代，基站密集度将无以复加。

  ６Ｇ信号的频率已经在太赫兹级别，而这个频率已确定进入分子转动能级的光谱了，非常容易被空气中的被水分子吸收掉，所以在空间中传播的距离不像５Ｇ信号那么远，６Ｇ需要更加多的基站“接力”。

  海洋面积约３６２，０００，０００平方公里（１４０，０００，０００平方里），近地球表面积的７１％，水下对于人类来说任旧存在很多未知，而水下通信依然是个通信盲区。

  中国通信业观察家、飞象网首席执行官项立刚在接受媒体采访时表示，采集有关海洋学的数据、监测水下环境污染、海底异常活动和气候平均状态随时间的变化、探查海底目标以及远距离图像传输等活动，不能离开网络支持。

  此外，水下无线通信在军事领域也起到至关重要的作用。在４Ｇ、５Ｇ时代，我们还未考虑在水下进行网络覆盖，但到了６Ｇ时代应进行有关规划。

  早在１９９６年，摩托罗拉的工程师就想到了卫星通信。摩托罗拉的工程师巴里·伯蒂格的妻子在加勒比海度假时的抱怨，说她无法用手机联系到她的客户。

  回到家以后，巴里和摩托罗拉在亚利桑那州工作的卫星通信小组的另外两名工程师想到了一种铱星解决方案——由７７颗近地卫星组成的星群，让用户从世界上任何地方都可以打电线 个电子，这项计划就被称为了铱星计划，虽然后来卫星的总数降到了 ６６ 个。

  但由于终端笨重、价格昂贵、容量不够、通信时延大等弊端，铱星计划并未获得成功，但是这并不说明卫星通信系统的设想是错误的。

  通过将卫星通信整合到６Ｇ移动通信，实现全球无缝覆盖，网络信号能够抵达任何一个偏远的乡村，让深处山区的病人能接受远程医疗，让孩子们能接受远程教育。

  此外，在全球卫星定位系统、电信卫星系统、地球图像卫星系统和６Ｇ地面网络的联动支持下，地空全覆盖网络还能帮助人类预测天气、快速应对自然灾害等。

  卫星移动通信包括中轨道（ＭＥＯ）、低轨道（ ＬＥＯ）卫星移动通信系统，比如ＳｐａｃｅＸ的Ｓｔａｒｌｉｎｋ、孙正义投资的ＯｎｅＷｅｂ、中国航天科工集团主导的低轨道卫星系统等。

  我们认为，通信是为世界服务的，每一代移动通信系统的诞生都是未解决当下遇到的问题才产生的。

  但随着５Ｇ的商用，５Ｇ＋行业的万物互联中，在垂直行业中可能会产生目前不足以满足的需求，需要在６Ｇ中着手解决。例如视频监控厂商在做实时的人脸追踪时，目前需要把所有摄像机的数据压缩再传输放到云端再解压，处理的时延就会较大，没办法做到实时。

  类似这样的支撑人工智能的应用场景，可能是６Ｇ的一个研究方向。而随着车联网的发展，对网络时延的更加高的要求，也可能是６Ｇ的一个方向。

  当下第一个任务肯定是先把５Ｇ做好，同时将５Ｇ的整个产业链有效打通，产生杀手级的应用，只有５Ｇ应用繁荣了，才会产生更多的需求，推动下一代通信系统的不断演进。

  当然同时，一些面向６Ｇ的基础技术的研究工作肯定有必要进行起来了，很多基础研究都是耗时而不会立刻见效的。对于未来电信世界的不断自然演进，我始终保持乐观，因为我始终坚信人类对“沟通”的诉求是无休止的，虽然很多诉求并不是当下能够想象的到的。

  移动通信技术从模拟技术演进到以ＧＳＭ为标志的第二代移动通信技术（２Ｇ）用了３０年，从２Ｇ到３Ｇ时代的演进用了１５年，从３Ｇ到４Ｇ的推出用了５年。

  随着技术升级速度慢慢的变快，每一代通信技术成为商用主流的时间越来越短。如今６Ｇ已经在路上了，也许它的普及会来得更快！