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从多融合到高覆盖 6G技术发展动见观瞻
更稳定的通讯品质

【作者: 王岫晨】2023年03月20日 星期一

浏览人次:【2786】

6G是指第六代行动通信技术,是对5G技术的进一步发展和升级。6G技术被认为将会进一步提高数据资料的传输速度、降低延迟、增强网路容量、安全性和可靠性等方面的性能。同时,6G技术还将支援更多的智慧设备和物联网应用,促进更加智慧化和数位化的城市与工业发展。目前6G技术还处於研究和探索阶段,预计在2030年左右可以迈向商用化。


从5G到6G

基本上,从5G、到B5G再到6G,这几个通讯技术在概念上有些出入。B5G的出现是要解决5G眼前遇到的问题,至於6G则是要做全面性的通讯技术改朝换代。打个比方,就是更新(update)跟升级(upgrade)这样的差别。6G技术目前讨论的重点包括:


●通讯架构简单化:让目前高复杂度的通讯架构可以简化,这对於通讯系统的设计来说非常重要。


●不同技术的融合:6G与Wi-Fi 6或Wi-Fi 7网路融合,让6G主外,Wi-Fi主内,让内外两者搭配效益可以做到最好。


●全面性的覆盖:改善5G覆盖性的问题,透过低轨卫星(LEO)的加入,让讯号避开地面遮蔽,更快传递到更远的地方,并且达到全面覆盖。


回顾5G技术,不论是使用者体验或标准都还有待进一步改善,且部署成本也仍有下修的空间。事实上,目前5G技术的标准及应用尚未完全开发,也因此6G技术的实际使用案例及标准发布,或许将在2024年结束以後才有机会开始。虽然业界已有足够频宽可支持6G技术,然而却没有足够的频谱。预期到了2030年代,业界将主要专注於解决6G的频谱问题,且各大科技业者也将开始积极投资6G技术,以争取成为新一代主流网路营运商。



图一 : 5G技术不论是使用者体验或标准都还有待进一步改善。
图一 : 5G技术不论是使用者体验或标准都还有待进一步改善。

是德科技认为,随着5G的大规模部署,相关厂商也将陆续投入6G技术的研发,特别是6G技术对於频宽和效能的严苛要求,将会为无线产业带来全新的挑战。放眼目前全球5G部署正在加速中,进而推动各行各业的数位转型。5G专用网路将持续被优化,以满足如工业和医疗等对於低延迟和完整网路控制具备高度需求的产业应用。5G专用网路的广泛部署,将为企业提供坚实的後盾,以对抗物联网的威胁,并透过强化的个资保护、边缘运算和加密等功能,提供关键的安全优势。而6G通讯则将是下一个发展重点。


6G的特点与应用

5G标准及应用尚未完全开发,也因此6G技术的实际使用案例及标准发布,或许将在2024年结束以後才有机会开始。

6G技术是对5G技术的进一步发展和升级,尽管目前6G技术仍处於研究和探索阶段,但一般预计将在2030年左右商用。以下是6G技术的一些特点和可能的应用:


●更高的速度和更低的延迟:6G技术将进一步提高资料传输速度和降低延迟,可能实现每秒传输1Tb的资料速度,并将延迟降低到微秒等级。


●更高的网路容量:6G技术将支援更多的智慧设备和物联网应用,可以连接数百亿计的设备和感测器,提供更大的网路容量和更广泛的覆盖范围。


●更高的安全性和可靠性:6G技术将提供更高的安全性和可靠性,采用更加智慧化的安全防御措施,以保障网路和资料的安全。


●更多的AI应用:6G技术将进一步整合人工智慧和机器学习等技术,支援更多的智慧应用和自主决策,例如智慧交通、智慧制造等。


●更多的AR与VR应用:6G技术将提供更高的频宽和速度,支援更多的增强实境和虚拟实境等应用,例如虚拟会议、虚拟旅游等。


●更高的能源效率:6G技术将提高能源效率,采用更加智慧化的功率控制和功率管理技术,以减少能源的消耗和碳排放。


太赫兹与LEO

6G是指第六代无线通讯技术,其频段在太赫兹(THz)范围内,即100~1000 GHz之间。与目前的5G技术相比,6G将具有更高的资料传输速率、更低的延迟和更高的频宽。


6G的太赫兹频段特点,在於使用更高频率的电磁波进行通信,这将带来更高的频谱效率,同时也会带来更大的技术挑战。在6G的太赫兹频段中,将需要使用更先进的天线、射频元件和信号处理技术来解决这些挑战。而除了更快的速度和更低的延迟外,6G太赫兹还可以支援更多的连接,包括物联网设备和感测器网路。这些特性将使6G成为未来数位经济和智慧城市的关键基础设施。


至於6G与低轨道卫星(LEO)之间,则存在着紧密的关系,因为低轨道卫星是实现6G网路覆盖全球区域的一种重要技术手段。传统的行动通信网路主要依靠地面基地台来进行覆盖,但是基地台的覆盖范围有限,难以实现全球范围内的无缝覆盖。而低轨道卫星可以透过在轨道上部署卫星网路,在全球都可以实现无缝通信覆盖,为6G提供更广阔的通信空间以及更快的速度。


透过在低轨道卫星网路上部署6G技术,可以为用户提供更快、更稳定和更安全的通信服务。同时,低轨道卫星还可以为偏远地区和发展中国家提供覆盖,进而实现数位化的普及性与可用性。因此,6G和低轨道卫星的结合,将成为未来行动通信和物联网的重要趋势,为全球用户带来更加便利和高效率的数位化生活。


6G技术挑战


图二 : 低轨道卫星是实现6G网路覆盖全球区域的重要技术手段。
图二 : 低轨道卫星是实现6G网路覆盖全球区域的重要技术手段。

6G通信技术尽管还处於研究阶段,目前还没有实现。但是,根据已有的研究和分析,6G通信技术的测试挑战可能包括以下几点:


频谱挑战

随着行动联网的普及,无线频谱资源已经变得越来越拥挤。6G通信技术需要更高的频谱、频宽和更高的频率范围,来实现更高的资料传输速度和更低的延迟。然而,频谱资源的限制可能会阻碍6G通信技术的发展。


安全挑战

6G通信技术需要更加安全的通信网路,以防止骇客攻击和其他网路威胁。此外,6G通信技术还需要更好的隐私保护,以保护使用者的个人资讯和资料。


硬体挑战

6G通信技术需要更先进的硬体设备来支援更高的频率和频宽要求。同时,由於需要在更高的频率范围内运作,6G通信设备可能会遇到更多的信号干扰和衰减问题。


网路架构挑战

6G通信技术需要更高效的网路架构,来支援更大规模的设备连接和更复杂的资料处理任务。此外,6G通信技术还需要更好的智慧化和自我调适能力,以应对网路拓扑变化和流量负载的波动。


相容性挑战

6G通信技术需要与现有的通信技术相容,以确保用户可以平稳过渡到6G网路。同时,6G通信技术还需要支援多种设备类型和作业系统,以满足不同使用者的需求。


结语

6G的未来或许就近在眼前,这项下一代行动通讯技术的问世,将有助於提高频宽利用率、资料传输速率,进而加速启动更多全新的应用。在6G飞速发展的同时,全球各地也都正加紧部署5G的增强功能,而例如Open RAN这种开放式架构的技术采用率也正节节升高


虽然5G从发展到部署了Rel-16的功能也仅仅花了3年的时间,但6G的研究和愿景设定正在同时顺利进行中。虽然有些人认为6G的出现,只会解决5G没办法完成的事情,但许多人认为6G将具有革命性的元素,并且利用5G已经具备的技术,向6G的转变过程顺势也将推动许多需要的技术革新。


**刊头图(source:爱立信)


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