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5G并非物联网最优解,6G才是王道

人们在谈及5G的时候,不免夸其高带宽、低时延的传输优势,同时认为5G是引爆物联网应用的关键所在,因此我们看到,有5G的地方,就有“物联网时代来临”的言论。

另一方面,中国经过多年的追赶,好不容易在地面无线通信领域实现了反超,刚刚商用之际,却来不及休息,又立马开启了6G的研究步伐,也说明了5G仍存在死角,需要更充分的技术来弥补5G弥留的空白。

5G时代不会引爆物联网

5G本质上只是人类经过多年探索摸索出来的第五代蜂窝移动通信技术,相比4G,它的优点在于:

①高带宽:5G支持传输10Gbps的速率,是4G网络100Mbps的100倍;

②低时延:5G传输理论时延可做到1ms,使用时延也低于10ms;远低于4G网络的100ms级别。

从以上两点来说,5G解决了单位时间内传输数据量的问题,以及传输流畅度不佳的问题,较前4代技术很好满足了VR、安防监控、无人驾驶等对大数据传输、即时联网分析的需求,但5G并不是针对温湿度、空气质量等更广泛的物联感知应用而开发;另外,5G高带宽、低时延特性并非更广泛的物联网所必须的,在众多IoT场景中,更适于采用常规无线通信技术。

近日华为董事长徐直军也批评了“5G引爆物联网”这一激进观点,他认为5G的本质是基础设施,物联网发展的关键在“物”,而不是“网”。

5G只是过渡,其实并不成熟

纵观蜂窝移动通信发展史我们发现,每逢奇数代技术,都只是过渡,很快就会被更成熟的偶数代技术所取代。

1G时代,解决了人类远距离无线通信问题,但仅仅只能进行语音通话,通讯工具不过是传声筒;于是冒出了数字化的2G网络,在可实现通话的同时,还实现了短信互发,最为重要的是,产业链的成熟,迅速推进无线通信技术平民化。

3G让手机进入多媒体时代,若只是听歌还可以,而看视频就得靠运气:由信号好坏决定;但其升级替代品4G的出现,多媒体时代得以全面展开,并基于多媒体应用诞生了各种移动互联网应用,如移动支付、各种APP、各种抖音等娱乐、智慧社区/停车场等应用。

可是4G在传输速率、同步容纳数量、传输即时性上还有较大欠缺,如2年一次的深圳安博会,十数万人集中注册购票、换票,4G网络因无法承载如此大的接入量而导致网络瘫痪。

随着VR、无人驾驶、无人机、人工智能等新一代创新技术与应用落地,人们发现4G很难满足即时性、高带宽使用需求,催生了5G加速投入到应用中来,这对当前中国处于产业升级换挡期极具意义,这也是为什么近年我国在5G、AI、物联网、自动驾驶、无人机、卫星通讯等多领域动作频频的原因——需要多技术协同升级产业,推进我国智能制造产业发展。

但是,5G只是个过渡技术,因为其在传输即时性、网络覆盖死角、传输带宽等方面仍有提升空间,经过5G的实践与论证,6G被列入下一代通信技术也就成为了必然。

6G是对5G的升级替代

恰如3G对2.5G技术GPRS、4G对3G那样,6G对5G来说,效果将是显而易见的。

在时延上,6G可以做到μs(微秒)级别,与5G的ms(毫秒相比)相比,即时性有了质的提升。如在自动驾驶中,假设各项运算耗时为0,仅在5G传输上产生10ms的延时,那么当车速为100km/h时,10ms可让车前进28cm;同等条件下,如果采用6G技术,那么延时可能为100us,此时车只前进了0.28cm,即时性的效果就显现出来了。实际上,采用5G作为通信技术,时延远不止10ms,加上运算、回传,耗时可能达到秒级,这对无人驾驶来说是相当危险的。

在高带宽上,6G的传输速率是5G的100倍,相当于目前4G网速的1万倍,在这种速率下,可满足4K、8K乃至16K等更高分辨率视频的实时传输与分析,助力人工智能实现即时传输与运算,届时,“端-边-云”架构将有了“端-云”直连的可能,这也是AI的理想应用状态。

只有更低时延、更大带宽的无线通信技术才能满足当下AI、物联网、自动驾驶、无人机、工业智造的发展需求。

同时,6G可容纳的入网设备更多。目前5G的可容纳量大概是100万/平方公里,而6G是5G的1000倍,相当于10亿/平方公里,只有如此大的容纳量,才能满足真正的物联网接入需求。

可以说,到了这个时候,6G已经不仅仅是为了满足民用通信那么简单,更多的是跟进时代发展的步伐,是工业4.0的有机组成部分之一。

天地一体无死角组网

无论是4G、5G还是6G,都只是地面无线通讯技术,只能覆盖有人的地方,对沙漠、雪原、南北极、深海则是一片空白,需要依赖于天上的卫星来进行网络补充,这就是天基互联网工程。

国际上一些科技强国及科技巨头早已经在布局各种类型的天基互联网技术的研发与实践工作,我国也在2018年开始部署,目前“虹云工程”首星已经发射,根据该工程计划,我国将发射156颗卫星组成星座为地面无线通信网络无法覆盖的地区提供入网服务。虹云工程计划在“十四五”完成。

目前来说,5G等蜂窝网络与天基互联网工程是两套相互独立的系统,他们之间难以互为切换。但开始布局的6G,则可以与天基互联网工程在统一架构下进行统筹研发,实现两套系统相互融合,将可以满足物联网系统全球组网的需求,不再受制于蜂窝网络死角。

6G引入区块链技术

在2018年,美国联邦通讯委员会(FCC)就曾提出探索使用区块链作为动态频谱共享技术的低成本替代方案的构想,以降低动态频谱接入系统的管理费用,提升频谱效率,以及增加接入等级和接入用户量。

今年10月24日,习近平在中央政治局第十八次集体学习时强调:把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口,加快推动区块链技术和产业创新发展。

区块链技术自此受到前所未有的重视,从6G研发的国际视角看,区块链也将会纳入我国6G的研发范围,让6G在数字经济、物联网领域有更大的发挥空间。

后记:6G将成为物联网爆发的起点

11月3日,我国科技部会同发展改革委、教育部、工业和信息化部、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。这次会议标志着我国6G研发工作的正式开展,而且,不再局限于华为等企业的孤立拼搏,而是在国家统一指导思想下,集优势资源及精英人才、优秀企业共同推进我国6G技术及相关产业的布局。

虽然6G才刚刚起步,尚处于构想阶段,但在5G方兴未艾之时就开始布局,说明大家已经意识到了5G存在的不足,需要更完美的技术来推进我国人工智能、物联网、智能驾驶、智能制造等产业的发展。而6G将不仅仅是一项通信技术,它将融合卫星通信、区块链、AI、物联网等高精尖技术需求于一体,形成未来万物无死角通信的巨大网络,届时,物联网将真正地有了联网的根基,也将迎来真正的爆发期。

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