COMMUNICATION系列-掌握5G創造6G

在資訊科技發達的世代,5G與未來的6G等行動通訊和高速光纖傳輸系統,具有戰略發展的重要性。從行動通訊發展軌跡來看,行動通訊10年一個世代,透過期間規格、技術標準的制定最後完成商業化。綜觀世界各國的發展情況可以看出,即使開發投入早走得跌跌撞撞,也好過輸在起跑點,因此,針對5G商業化的掌握,以及6G的前期研究,完全勢在必行。

芬蘭選擇6G為旗艦高科技項目,為期8年(2018-2026年),該項目由奧盧大學(Oulu University)主辦,主持人Ari Pouttu教授表示6G將滿足5G尚未滿足的要求,無處不在的服務將在任何地方無縫地跟隨用戶,並智慧的為人類和非人類用戶創建情境感知的應用程序和智能服務。芬蘭提出全球首個6G白皮書,分為七個主題:6G的社會和商業驅動力、6G使用案例和新設備形式、6G頻譜和KPI目標、無線電硬體的進步與挑戰、物理層和無線系統、6G網路,以及新服務啟用。

日本運營商NTT DoCoMo為最新的,也是最早提出其6G技術和服務願景的的領先電信運營商之一,並在發布的白皮書中,總結了相關的技術概念以及不斷發展的5G和新6G通信技術的預期多樣化應用實例,以及技術組件和性能目標。NTT認為5G是解決社會問題的一大進步,而6G將在這基礎上提升技術與服務。

6G除了將5G原有三大技術應用特性提升外,可以簡單說提供海陸空全面的網路應用服務。具體來說,NTT DoCoMo白皮書列出了實現6G的六個技術基準:

極高速度和高容量的通信-峰值數據速率超過100Gbps和>100倍的傳輸容量;

極大覆蓋範圍-高海拔(1000m),海底和太空;

極低的功耗和低成本-支援 mmW/THz、替代充電技術;

極低的延遲-保持持續性低延遲、<1ms的端到端延遲;

極高的可靠度-保障服務品質從“5個”提高到“7個”9(99.99999%);

極大的連接-連接裝置數量是5G的10倍(10M/km2)、高精準的定位(cm等級)。

中國科技部於2019年11月宣布成立中國6G技術研發推進工作組和總體專家組。中國通訊廠商早期便投入研究,華為於2009年從北電渥太華工廠聘用無線技術研究人員,開始進行5G技術研究,且後來也在此實驗室研究未來的6G移動技術。中興通訊首席科學家向繼英在西班牙巴塞羅那舉行的2019年世界移動通信大會上,告訴記者「我們有一個專注於那些超越5G技術的研究小組」,已經在研究未來的6G技術。中國手機晶片設計業者紫光展銳,啟動6G關鍵技術對太赫茲通信(THz)、軌道角動量、大規模天線系統、高通量編解碼、陸空一體通信網等技術研究。

美國思科公司認為, 6G有望擴展至更廣泛的層面、更高的空間,例如:從低軌道太空衛星實現地空全覆蓋網路,真正做到萬物互聯,且6G時代,計算和人工智慧將以更加小巧高效的方式嵌入到所有物體中,藉由6G網路即時發現架構中的異常行為,可以快速識別處理,將有更安全的網路。所以,6G將可能與量子計算相結合,形成量子聯網網路,計算能力和計算密度可能呈現倍數級的成長,利用6G超快的網路連接速度配合超快的雲端數據中心進行超高速計算。

目前5G剛起步,談6G還很早,全球6G技術研究仍處於開始起步階段,依照目前6G行動網路發展趨勢來看,科技大廠企圖以衛星群來顛覆6G技術。光電協進會(PIDA)認為,誰能掌握5G關鍵應用技術,並實際應用於市場上,才能進一步將技術擴展延伸到未來6G的技術應用領域。除了6G的技術投入之外,在電信服務方面,考量每個人多種之生活情境應用,應提供每個人頻寬整合性用量的需求,因此解決目前頻寬使用問題也是一項重要課題。

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