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從多融合到高覆蓋 6G技術發展動見觀瞻
更穩定的通訊品質

【作者: 王岫晨】   2023年03月20日 星期一

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6G是指第六代行動通信技術,是對5G技術的進一步發展和升級。6G技術被認為將會進一步提高數據資料的傳輸速度、降低延遲、增強網路容量、安全性和可靠性等方面的性能。同時,6G技術還將支援更多的智慧設備和物聯網應用,促進更加智慧化和數位化的城市與工業發展。目前6G技術還處於研究和探索階段,預計在2030年左右可以邁向商用化。


從5G到6G

基本上,從5G、到B5G再到6G,這幾個通訊技術在概念上有些出入。B5G的出現是要解決5G眼前遇到的問題,至於6G則是要做全面性的通訊技術改朝換代。打個比方,就是更新(update)跟升級(upgrade)這樣的差別。6G技術目前討論的重點包括:


●通訊架構簡單化:讓目前高複雜度的通訊架構可以簡化,這對於通訊系統的設計來說非常重要。


●不同技術的融合:6G與Wi-Fi 6或Wi-Fi 7網路融合,讓6G主外,Wi-Fi主內,讓內外兩者搭配效益可以做到最好。


●全面性的覆蓋:改善5G覆蓋性的問題,透過低軌衛星(LEO)的加入,讓訊號避開地面遮蔽,更快傳遞到更遠的地方,並且達到全面覆蓋。


回顧5G技術,不論是使用者體驗或標準都還有待進一步改善,且部署成本也仍有下修的空間。事實上,目前5G技術的標準及應用尚未完全開發,也因此6G技術的實際使用案例及標準發布,或許將在2024年結束以後才有機會開始。雖然業界已有足夠頻寬可支持6G技術,然而卻沒有足夠的頻譜。預期到了2030年代,業界將主要專注於解決6G的頻譜問題,且各大科技業者也將開始積極投資6G技術,以爭取成為新一代主流網路營運商。



圖一 : 5G技術不論是使用者體驗或標準都還有待進一步改善。
圖一 : 5G技術不論是使用者體驗或標準都還有待進一步改善。

是德科技認為,隨著5G的大規模部署,相關廠商也將陸續投入6G技術的研發,特別是6G技術對於頻寬和效能的嚴苛要求,將會為無線產業帶來全新的挑戰。放眼目前全球5G部署正在加速中,進而推動各行各業的數位轉型。5G專用網路將持續被優化,以滿足如工業和醫療等對於低延遲和完整網路控制具備高度需求的產業應用。5G專用網路的廣泛部署,將為企業提供堅實的後盾,以對抗物聯網的威脅,並透過強化的個資保護、邊緣運算和加密等功能,提供關鍵的安全優勢。而6G通訊則將是下一個發展重點。


6G的特點與應用

5G標準及應用尚未完全開發,也因此6G技術的實際使用案例及標準發布,或許將在2024年結束以後才有機會開始。

6G技術是對5G技術的進一步發展和升級,儘管目前6G技術仍處於研究和探索階段,但一般預計將在2030年左右商用。以下是6G技術的一些特點和可能的應用:


●更高的速度和更低的延遲:6G技術將進一步提高資料傳輸速度和降低延遲,可能實現每秒傳輸1Tb的資料速度,並將延遲降低到微秒等級。


●更高的網路容量:6G技術將支援更多的智慧設備和物聯網應用,可以連接數百億計的設備和感測器,提供更大的網路容量和更廣泛的覆蓋範圍。


●更高的安全性和可靠性:6G技術將提供更高的安全性和可靠性,採用更加智慧化的安全防禦措施,以保障網路和資料的安全。


●更多的AI應用:6G技術將進一步整合人工智慧和機器學習等技術,支援更多的智慧應用和自主決策,例如智慧交通、智慧製造等。


●更多的AR與VR應用:6G技術將提供更高的頻寬和速度,支援更多的增強實境和虛擬實境等應用,例如虛擬會議、虛擬旅遊等。


●更高的能源效率:6G技術將提高能源效率,採用更加智慧化的功率控制和功率管理技術,以減少能源的消耗和碳排放。


太赫茲與LEO

6G是指第六代無線通訊技術,其頻段在太赫茲(THz)範圍內,即100~1000 GHz之間。與目前的5G技術相比,6G將具有更高的資料傳輸速率、更低的延遲和更高的頻寬。


6G的太赫茲頻段特點,在於使用更高頻率的電磁波進行通信,這將帶來更高的頻譜效率,同時也會帶來更大的技術挑戰。在6G的太赫茲頻段中,將需要使用更先進的天線、射頻元件和信號處理技術來解決這些挑戰。而除了更快的速度和更低的延遲外,6G太赫茲還可以支援更多的連接,包括物聯網設備和感測器網路。這些特性將使6G成為未來數位經濟和智慧城市的關鍵基礎設施。


至於6G與低軌道衛星(LEO)之間,則存在著緊密的關係,因為低軌道衛星是實現6G網路覆蓋全球區域的一種重要技術手段。傳統的行動通信網路主要依靠地面基地台來進行覆蓋,但是基地台的覆蓋範圍有限,難以實現全球範圍內的無縫覆蓋。而低軌道衛星可以透過在軌道上部署衛星網路,在全球都可以實現無縫通信覆蓋,為6G提供更廣闊的通信空間以及更快的速度。


透過在低軌道衛星網路上部署6G技術,可以為用戶提供更快、更穩定和更安全的通信服務。同時,低軌道衛星還可以為偏遠地區和發展中國家提供覆蓋,進而實現數位化的普及性與可用性。因此,6G和低軌道衛星的結合,將成為未來行動通信和物聯網的重要趨勢,為全球用戶帶來更加便利和高效率的數位化生活。


6G技術挑戰


圖二 : 低軌道衛星是實現6G網路覆蓋全球區域的重要技術手段。
圖二 : 低軌道衛星是實現6G網路覆蓋全球區域的重要技術手段。

6G通信技術儘管還處於研究階段,目前還沒有實現。但是,根據已有的研究和分析,6G通信技術的測試挑戰可能包括以下幾點:


頻譜挑戰

隨著行動聯網的普及,無線頻譜資源已經變得越來越擁擠。6G通信技術需要更高的頻譜、頻寬和更高的頻率範圍,來實現更高的資料傳輸速度和更低的延遲。然而,頻譜資源的限制可能會阻礙6G通信技術的發展。


安全挑戰

6G通信技術需要更加安全的通信網路,以防止駭客攻擊和其他網路威脅。此外,6G通信技術還需要更好的隱私保護,以保護使用者的個人資訊和資料。


硬體挑戰

6G通信技術需要更先進的硬體設備來支援更高的頻率和頻寬要求。同時,由於需要在更高的頻率範圍內運作,6G通信設備可能會遇到更多的信號幹擾和衰減問題。


網路架構挑戰

6G通信技術需要更高效的網路架構,來支援更大規模的設備連接和更複雜的資料處理任務。此外,6G通信技術還需要更好的智慧化和自我調適能力,以應對網路拓撲變化和流量負載的波動。


相容性挑戰

6G通信技術需要與現有的通信技術相容,以確保用戶可以平穩過渡到6G網路。同時,6G通信技術還需要支援多種設備類型和作業系統,以滿足不同使用者的需求。


結語

6G的未來或許就近在眼前,這項下一代行動通訊技術的問世,將有助於提高頻寬利用率、資料傳輸速率,進而加速啟動更多全新的應用。在6G飛速發展的同時,全球各地也都正加緊部署5G的增強功能,而例如Open RAN這種開放式架構的技術採用率也正節節升高


雖然5G從發展到部署了Rel-16的功能也僅僅花了3年的時間,但6G的研究和願景設定正在同時順利進行中。雖然有些人認為6G的出現,只會解決5G沒辦法完成的事情,但許多人認為6G將具有革命性的元素,並且利用5G已經具備的技術,向6G的轉變過程順勢也將推動許多需要的技術革新。


**刊頭圖(source:愛立信)


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