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6G技术,新在哪里?
根据国际电信联盟的2030愿景,6G有望在网络峰值传输速率、通信时延、网络终端链接密度等核心能力指标上实现量级突破。一般而言,5G有增强宽带通信、超可靠低时延通信、海量终端连接通信三大典型应用场景,6G在这三大场景的支撑能力将进一步提升10—100倍,达到“极致通信”体验。借助6G,未来我们或许能实现传输速率达每秒近万亿比特(1Tbps)的全息通话,眨眼间就能下载500部高清电影,每平方公里可支持千万数量级的设备连接,城市里的每一盏路灯、每一个井盖都能成为智能终端。
当前,6G技术突出表现为三个方面的优势:
一是相较于移动网络长期采用的“蜂窝式”组网,6G将引入全新的“无蜂窝式”组网技术。该技术旨在构建以终端用户为中心,分布式基站动态协同的灵活覆盖模式。它可以大幅提高基站功率效率,减少能源消耗;让无线信号在地理空间上覆盖更均匀,用户可以享受更稳定的网络服务;使有效信号覆盖范围更远,更好满足广阔水域、工业场景等特殊行业应用。
二是与5G扁平化网络结构不同,6G将构建“核心网—边缘网—末梢网”三级网络架构体系。以智能工厂为例,其各种设备可以通过末梢网连接到边缘网。边缘网对设备产生的数据进行实时处理和分析,如设备状态监测、生产流程优化等。当遇到复杂的数据处理任务时,边缘网可以将数据传输到核心网,利用核心网的强大计算能力进行进一步处理。同时,核心网还可以根据全局的网络状态和业务需求,对边缘网和末梢网进行动态配置和优化。这种机制可以大大提高无线网络系统的资源利用效率。
三是卫星网络将迎来革命性的“手机直连卫星”通信模式。在传统卫星通信架构中,地面用户需要通过地面基站中转才能连接到卫星。随着用户规模扩大,地面基站会遭遇通信瓶颈。6G手机直连卫星通信,消除了地面基础设施中转环节,通过低轨卫星星座的协同组网,将无线信号覆盖从地面二维平面扩展至空天地三维空间。美国SpaceX公司的最新测试显示,6G星地直连通信技术可在单星通信容量、通信时延等关键指标上,较5G卫星系统提升数十倍。
有哪些突破性场景应用?
近年来,6G技术的一些突破和运用已初见端倪:2023年,日本都科摩公司基于现有商用网络成功演示了2Gbps(每秒20亿比特)全息视频通话。随着6G传输速率的大幅提高,未来在大规模会议中,所有人都能实现线上实时沉浸式交互,仿佛置身于同一空间。在美国圣地亚哥智能网联汽车试验基地,诺基亚、福特、美国电话电报公司和高通等公司联合完成基于蜂窝车联网技术实验,验证了车辆与路边基站的实时互联能力。未来6G技术将为L3及更高级别辅助驾驶技术赋能,实现车与车之间的直接通信,让出行变得更加智能、便捷。德国电信和瑞典爱立信公司在德国亚琛工业大学互联工业中心,开展了用于未来工厂的端到端专用网络系统测试,实现了最低1毫秒的网络时延。未来,6G技术有望将时延进一步压缩至亚毫秒级,将让生产更加高效和精准。
在医疗领域,6G将推动远程手术实现革命性突破。例如,浙江大学医学院附属邵逸夫医院的医生曾借助5G网络为数千公里之外的新疆患者做了一台肝胆手术,未来6G可在确保手术机器人控制信号精准安全传输前提下,大幅降低传输时延,为复杂手术在数千乃至上万公里的远程精细操作提供有力保障。
在交通领域,6G有助于推进全域交通和智慧城市建设。例如浙江杭州西站枢纽通过部署6G超大规模天线技术,在10万平方米的候车大厅内实现了厘米级精度的室内导航系统,实测数据显示,该技术使旅客平均换乘时间缩短40%。
6G技术所带来的应用突破将是广泛的。通过将无线感知定位功能深度集成至基站,并内置人工智能技术,6G网络将具备厘米级立体空间感知能力和毫秒级自主决策控制智慧。它将打破5G地面网络限制,实现从“传输管道”到“智能中枢”的蜕变进化,开创通信与感知融合、通信与AI融合、空天地一体化通信三大新应用场景,引领通信网络从“万物互联”迈向“万物智联”的新阶段。