为什么说6G市场中国领先、美国追赶、日本弯道超车?
南方都市报消息:中国移动集团首席专家、6G总监刘光毅认为:中国移动从2018年便开始进行6G网络的研究,预计2030年可以实现商用。
随着5G从去年开始的大规模应用,可以看到5G将会给整个包括AI、大数据、人工智能、云计算等等这些技术进一步的加速发展,会带来整个社会逐步走向数字化。
5G改变社会,6G改变世界。
6G时代将促使整个世界走向数字孪生、智能泛在,实现人、机、物间的体验交互,信息可以携带更多的感官感受,除了听觉、视觉外,触觉、味觉和嗅觉也能够被充分调动起来。
刘光毅认为,未来可以基于所有的数字化物体,去构造一个所谓的数字孪生的世界。它和我们的物理世界是平行的,我们把它叫做数字孪生。基于这个数字孪生世界,可以对物理世界进行很好的未来预测和干预。
中国移动研究院副院长黄宇红曾公开表示,移动通信发展有着使用一代、建设一代、研发一代的规律,业界对6G商用预期将是2030年左右,现在开始研究6G非但不会影响5G的商用,反而会挖掘出一些先进技术应用在5G演进系统,对保持5G长期生命力是有良性的促进作用。
6G的到来,相信整个社会的治理效率,日常工作的效率,娱乐的质量,人的生命质量等都会有翻天覆地的变化。
什么是6G?
6G,顾名思义,就是第六代移动通信标准,一个概念性无线网络移动通信技术,也被称为第六代移动通信技术。6G是外语缩写,也是5G的延伸;
6G网络,将是一个地面无线设施与卫星通信集成的全连接世界。通过将卫星通信整合到6G移动通信,实现全球无缝覆盖,6G网络信号可以抵达任何一个偏远的地方,能够让处于深山老林中的病人接受远程医疗,能够让孩子们接受远程教育。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地面网络的联合支持下,地面与空中全覆盖网络,能够帮助我们预测天气、及时而快速应对自然灾害的发生等。
6G通信技术不仅仅是对于简单的网络容量和传输速率的突破,更是为了缩小数字鸿沟,实现万物互联,是6G的终极目标。
那么,6G的理论下载速度可达到多少呢?
根据统计计算,每秒可达到1TB, ( 1太字节(tb)=1099511627776字节)。1TB,是一种电子储存单位,它高于GB,小于PB,主要用于计算机的储存、大型数据的储存。
1、1TB理论值:1TB=1024G,1GB=1024MB
2、1TB厂家值:1TB=1000G,1G=1000M
3、1TB实际值:1TB=1000X0.9313GB=931G(大约值)
6G的频段处于什么区间?
中国三大运营商(中国移动、中国联通、中国电信)的4G主力频段位于1.8GHz-2.7GHz之间的一部分频段。
国际电信标准组织定义的5G的主流频段是3GHz-6GHz,属于毫米波频段。
那么,到了6G将会进入频率更高的太赫兹频段,意味着将会进入亚毫米波的频段。
什么是太赫兹呢?
太赫兹(Tera Hertz,THz)是波动频率单位之一,通常指 300GHz 到 3000GHz 之间的频段。意味着6G无线波能承载更大的数据量,也意味着6G网络将有更快的网速。
5G网络的理论下载带宽为10Gbps,是4G网络的一百倍。那么6G能够快多少呢?6G的下载带宽为1Tbps——是5G的一百倍,4G的一万倍。
美国政府早在2004年就将THz科技评为"改变未来世界的十大技术"之一;日本早在2005年1月8日更是将THz技术列为"国家支柱十大重点战略目标"之首,并举全国之力进行研发。中国是2005年开始的太赫兹香山会议,首都师范大学最早开始、投入最大。
太赫兹有多神奇?举一个简单例子,德国研究人员利用超级计算机发现,利用强烈的太赫兹辐射,可实现在不到万亿分之一秒内瞬间将微量水烧开。当然,太赫兹的作用肯定不是烧水。
《互联网周刊》报道:太赫兹在天文中被称为亚毫米,这类天文台的站点一般很高而且很干燥,比如南极,还有智利的acatama沙漠。6G信号的频率已经在太赫兹级别,而这个频率已经接近分子转动能级的光谱了,很容易被空气中的水分子吸收掉,因此,在空间中传播的距离不像5G信号那么远,所以,6G需要更多的基站来一个一个接力。由于5G使用的频段要高于4G,因此,在不考虑其他因素的情况下,5G基站的覆盖范围自然要比4G的小。
但是到了频段更高的6G阶段,基站的覆盖范围会更小。所以,5G的基站密度要比4G高很多,而在6G时代,基站密集度将没有办法再增加下去了。
6G将使用的是空间复用技术。6G基站能够同时接入数百个甚至数千个无线连接,其容量将可达到5G基站的1000倍。前面说到6G将使用的是太赫兹频段,虽然这种高频段频率资源丰富,系统容量大,但是使用高频率载波的移动通信系统要面临改善覆盖和减少干扰的严峻挑战。
中国已提前布局发展6G,抢占战略制高点
6G,中国在早前预计2020年开始研发,2030年正式投入商用。中美在6G上的动作引人注目:
1)2018年3月9日,工信部部长苗圩表示中国已经着手研究6G。
2)2019年3月19日,美国联邦通信委员会(FCC)投票,一致决定开放面向未来6G网络服务的太赫兹频谱,用于创新者开展6G技术试验。
中国工信部曾经明确表示,中国已开始基于6G网络的研究,认为6G基站将可同时接入数百个甚至数千个无线连接,预计其容量可达5G基站的1000倍。
事实上,中国、美国、欧盟、日本、俄罗斯等也都正在紧锣密鼓地开展6G的研究工作。
中国通信观察家说过:除了陆地6G通信全部覆盖外,水下6G通信覆盖也有望在6G时代,成为整个网络覆盖体系中的一部分。
中国在6G上的推进政策早已开始,比如2019年11月3日,科技部会同发改委、教育部、工信部、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。会议宣布成立国家6G技术研发推进工作组和总体专家组。
让世界记忆犹新的,是华为创始人任正非的一句话:对于6G研究,我们也是领先世界的,他同时表示对于6G很可能在10年以内就会投入使用。
任正非在知名国际杂志上曾经表示,华为目前在6G的研发上属于遥遥领先的地位。所以日本想要反超华为的6G,还是有好长一段路要走的,并没有那么容易。
任正非的话事出有因,日本政府之前将投入为2200亿日元(约合人民币142.5亿元)的基金,用于日本企业进行6G技术的研发。据称。作为日本战略性关键的优先项目,据专家解读,日本其目的无疑是要抢占6G全球主导权。
面对全球各国纷纷对于6G的抢占,日本同样不甘落后,迅速成立了6G技术研究会,并且制定了十分详细的6G研究发展计划。日本甚至明确公布了6G时间表:日本计划将在5年后实现6G主要技术的研发,并且在2027年2030年间,正式启动6G的商业应用。
值得一提的是,日本还传出消息称在6G的研究上取得了一定的实验效果,而且试验得出的6G速度远超5G。据悉,日本NTT集团旗下的实验室成功研发出一款6G超高速芯片,采用磷化锢(InP)化合物,并在300GHz超高频段进行了无线传输实验,并且使用16QAM调制时,获得了100Gbps的超高速度,相当于10万兆有线网络。
令人惊叹的是,此高速只使用了一个载波,假如能采取多载波聚合,或者MIMO、OAM等空间复用技术,其速度更是不可限量,预计至少能达到400Gpbs,就是目前5G速度的至少40倍!
为什么日本对于6G如此热衷?原因在于日本在5G技术领域已落后于中国等其他国家,日本冀希望弯道超车赌一次在6G领域能够超过中国。还有一个观点认为,由于未来的自动驾驶汽车要实现真正的自动驾驶,以目前的5G技术是远远不够的,必须升级到至少6G+的技术。
中国在5G上优势明显:在5G技术领域,中国华为以小型化和低价格之优势,占据了世界30%以上市场份额,成为世界最大的通信基站制造商;而半导体技术方面则是由美国高通公司主导;在通信基站方面,芬兰的诺基亚、瑞典的爱立信拥有多项专利。在5G专利方面,韩国三星拥有世界专利的8.9%,华为是8.3%、高通为7.4%,而日本的NTT排名第六,仅占5.5%。
据最新统计显示,在最新的5G R16标准上,中国主导21个标准,占了全部项目的40%,位列世界第一。
中国在5G市场,2020年国内相关投资将高达1000亿元,力争超额完成全年30万个5G基站的目标,中国占据全球5G基站总数的份额将达到50%。
在2020年一季度5G电信设备市场份额排名显示,华为和中兴几乎占据了这个市场50%的市场份额,同时两家公司在5G专利上也是领先其他企业。华为以35.7%的市场份额排名稳居第一位。
6G的战略性价值为什么十分突出?
根据科技日报的消息,美国之音网站报道,第六代移动通信(6G)技术将在经济和军事等领域产生革命性影响,世界各国在6G领域的竞争会非常激烈。
报道显示:中国、芬兰、日本、韩国等国都已加入6G研发行列,美国官员明确表示,美国有意加大在更高端6G无线通信领域的投资,以跨越式发展超过中国华为在5G领域的优势。
6G移动通信的性能将是5G的10到100倍;数据的传输速率将达到100GB/秒,甚至高达1TB/秒,传输的频段也将进入太赫兹领域,因此,6G的应用前景是十分诱人的。
加拿大多伦多的创新未来中心联合创办人对美国之音表示,6G将让很多领域大大受益。比如6G可以让车辆真正实现自动驾驶、医疗系统实现自动化、实现无人机运输、警务预测等应用成为大概率。
韩国三星公司今年7月发表了一份6G白皮书,预测6G应用最早可能在2028年亮相。认为超实感扩展现实、高保真移动全息显示将是6G商用的一种方式。
6G的可能应用还包括厘米级精度定位、成像技术定位,实现虚拟现实、增强现实,并解决自动驾驶技术在5G条件下仍存在的通信、安全、定位导航等方面的技术难题。
6G必将是未来的兵家必争之地,预计给军事领域带来重大变革。
《中国国防报》题为《如果6G运用于未来作战》文章称:将6G技术引入军事领域将对战争形态、装备发展、战场通信等军事实践产生重大影响。
文章观点预言6G的军事运用潜力巨大,若大规模应用于军事领域,可大幅提高无人情报侦察、智能指挥控制、可视作战行动、精准综合保障的水平,这或将是未来军队适应新军事变革的重要关注点之一。
由于6G拥有巨大的改变社会之魔力,世界各国都对6G的研究尤为青睐。
美国政府一直对在5G领域丢掉的领导地位耿耿于怀。美国总统特朗普曾在2019年2月发推表示,希望尽快在美国看到5G、甚至6G技术。他说:美国公司必须加紧努力,否则就会落后。
美国官员曾经表示:美国有意通过跨越式发展,以绕过5G加大投资6G的方式,超越中国华为在5G领域的优势。
美国国际开发金融公司首席执行官亚当·博勒今年8月接受采访时表示:我们更感兴趣的是下一个潮流是什么,我们感兴趣的是6G,这是我们投资的领域。
美国事实上已在6G相关技术领域展开布局,尤其是太赫兹被认为是6G数据传播的非常关键技术之一。美国国防部高级研究计划局自2016年起就与十多家私营科技企业组建了合作投资集团;2018年1月正式宣布资助由30多所美国大学组成的大学联合微电子学项目,计划在5年内投资约2亿美元,用于微电子领域的革新发展,其中就包括太赫兹与感知融合技术研究中心(ComSenTer)这个子项目。
纽约大学电子和计算机工程教授桑迪普·阮根曾经表示,美国国防部投资微电子尖端项目,可能着眼于太赫兹技术的军事应用。
美国陆军也在与Carbonics公司与南加州大学展开合作,研发碳纳米管技术,旨在提高军事侦察装备性能,目的是使射频应用的传播速度超过100G赫兹。
上海集成电路技术与产业促进中心工程师韩芳在一篇分析中写道,美国国防部与工业界协作,目的是大幅提高商业和军用电子系统的性能、效率和能力,为国防部在雷达、通信和武器系统等方面提供具有绝对优势的技术支持。
6G未来的重要性,让世界各国重点展开6G的研究。
比如2018年4月,芬兰奥卢大学就开始与诺基亚公司和芬兰国家技术研究中心合作6G研发项目,该项目共获得2.5亿欧元资助;
比如2019年11月,日本宣布了一个20亿美元的科技研发刺激项目,其中包括6G开发;韩国三星与LG电子公司也都在2019年设立了6G研究中心等等。
美国太空探索技术公司(SpaceX)创始人埃隆·马斯克提倡用卫星提供高速互联网服务,推出星链项目。有专家认为,类似的卫星互联网可能让美国的6G部署如虎添翼。
任正非之前说在6G上华为领先世界不是没有原因的,华为的5G技术和商业已处于全球绝对领先地位。据了解,华为2019年在全球已经获得50份5G商用合同,合同主要集中在欧洲,达28个;中东其次为11个,亚洲6个,北美仅为4个。
如此显赫的战绩,华为在6G的研发上势必也是注入大量资金作为研发费用,因为华为有这个能力及资本。有理由相信,中国在6G上再创辉煌并领先世界。
2030年后,通信网络所提供的新服务令人心动,包括:全息传送(比如多感全息)、高精度服务(比如远程医疗、工业互联网)、最佳保障服务(比如AR/VR和自动驾驶),6G都将比5G的精度高出大约100倍,几乎没有延迟,能够让人类的五种感官(视觉 、听觉 、嗅觉 、触觉、味觉 )完全沉浸在超级的体验之中。