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一个判断，就是中美之间正在进行一场科技竞赛，其中的一个制高点，就是下一代电信技术，也就是6G。你可能会问了，5G我们都还没搞清楚怎么回事，怎么6G就来了？6G技术意味着什么？还有大洋彼岸的美国，他们对6G的发展布局是什么样的？ 一个话题，就是美国的6G计划。为什么美国要布局6G？ 我之前专门用一个8讲的课程讲过5G这个主题，这封信的内容是对5G课程的一个拓展。5G真正进入应用领域也才不久，为什么现在就要开始讲6G的事情呢？听完这封信你应该就会理解了。 6G联盟是怎么一回事？ 现在很多人已经用上了5G手机。但我和不少在国内使用过5G技术的朋友了解他们的体验，他们其实没什么太明显的感受。当然我们还有一些朋友的公司正在加紧研制IoT（物联网）的应用，这将是5G技术的真正亮点所在。 在美国，5G技术推进的速度很慢，有的运营商号称有了5G服务，但只在30多个城市和它们的周边地区提供，美国的各种5G设备大多也是到了2020年才第一次推出。 但就在这样一种情况下，在2020年的10月份，微软、高通、三星、惠普等企业成立了一个联盟，叫做“下一个G”联盟（Next G Alliance）。所谓“下一个G”当然就是6G，我们就简称它为6G联盟吧。发起这个联盟的企业一共有十几家，还包括爱立信、Facebook、诺基亚、AT&T等等。 这些企业中，除了三星和高通是当前移动通信领域的受益者，其他公司要么踏空了4G和移动互联网时代，比如微软和Facebook；要么在行业里的地位已经有明显的下降，比如爱立信和诺基亚。它们成立6G联盟的目的很明显：既然踏空了4G时代，5G看样子也跟不上了，不如直接瞄准下一代，6G。 在6G联盟刚成立时，还缺了两家最重要的公司，就是今天把持着手机操作系统的谷歌和苹果。但一个月之内，谷歌和苹果，以及另外一大批企业也都加入了这个6G联盟。 2020年11月，这个联盟开了第一次全体会议，会议讨论的具体内容还没有透露。不过此前微软、三星等第一批企业已经开过一次会议，透露出一些细节；此后，三星和微软各自又透露出一些新的进展。从这些信息，我们能够看到未来6G的一些关注点。 6G发展有哪些关注点？ 首先在方向上，6G联盟最重视的是两件事。 第一是全球供应链的安全问题。意思就是，未来全球手机生产布局需要安排到多个国家和地区，以免出现手机生产过分依靠个别国家和地区的情况。 第二个方向，就是各家公司认为未来的手机和移动通信要更加人性化。 比如有一个问题，通信设备和助听设备的兼容问题。你可能会觉得这算是什么大问题吗？实际上，使用助听设备的人数远超出你的想象，除了听障人士，很多老年人也是需要助听设备的。美国的人口有3亿多，其中有近3000万人使用助听器，在全世界，需要使用助听器的人估计在6-7亿之间，这不是一个小市场。 举个例子，今天使用蓝牙耳机的人已经非常多了，但对于使用助听器的人来讲，他耳朵里已经有一个设备了，如果兼容性有问题，他就无法像普通人那样使用蓝牙耳机。 供应链安全和产品技术的人性化，这是两个大方向上的要点。接下来的三个要点则都是和技术有关。 第一个与技术相关的关注点是，6G时代需要能够支持虚拟现实。 这里说的虚拟现实不仅是能够看3D图像，而且还要解决其他维度的感官信息，比如嗅觉、味觉、触觉信息的传输问题。 实现虚拟现实的设备未必是手机，这一点现在大家还没有具体考虑，但有两点是确定的。一是将来的移动通信网络要足够快，才能支持虚拟现实所需要的海量数据的传输，同时处理器也要足够快，能够处理接收到的海量信息。第二则是要使用各种传感器，才能解决多维度感官信息传输的问题。 我之前在5G课程中讲，到了5G时代，IoT非常重要。到了6G时代，IoT的概念会进一步拓宽。现在的IoT设备可能有图像、语音功能，未来也许就会有提供包括嗅觉在内的其他感官信息的功能。 未来的虚拟现实究竟长啥样，各个大公司看法都不同。比如爱立信提到了科幻小说《头号玩家》中那种虚拟现实的概念，其中就包括对触觉和嗅觉信息传输的设想。而微软则提出了一种扩展现实（XR）概念，宣称在6G时代这种技术可以给用户身临其境的感觉，而且能够通过高保真的3D全息图像重现远方的真实场景。你如果有兴趣可以进一步去了解一下。 第二个相关的技术，是端到端的人工智能（AI）技术。什么意思呢？今天的智能手机虽然有智能这两个字，其实它是指手机上能够运行App，就如同电脑一样。但真要衡量一下它的“智能”水平，其实目前依然非常低，也就是刷个人脸识别，修一修照片。就连语音识别都还得把语音上传到服务器端去完成。端到端的人工智能就是要更多地摆脱对远程服务器的依赖。 对此各大公司提出了这样一些具体的设想，比如： 1、能够实现实时准确的机器翻译。比如你给一个美国人打电话，你讲的中文，但他听到的已经变成了英文，而他讲英文，你听到的却是中文。现在的手机上有一些翻译App，坦率地讲做得都不好，实际运用起来并不方便。 2、让AI成为各种个人IoT设备的中枢，同时具有真正的学习功能。比如你带上手机回到家，灯就亮了，空调、电饭煲该启动就启动，车库门该关闭就关闭。这些不是你一一设定的，而是AI通过学习完成的。微软把这种AI定义成人和所有机器的接口，我倒倾向于认为它是帮助人成为网络的一部分的桥梁。 3、把AI应用于安全、隐秘的身份认证和识别。中国现在也在逐步实现这一点，比如数字钱包、健康码、网上身份证等等。6G联盟中的公司在这方面强调的是6G需要比现在的技术具有更高的安全性。 这些设想就对6G提出了比较具体的性能要求，它需要比5G快50倍以上，延时需要再降低一个数量级。这样一来，将来的无线通信速度可以达到1Tbps，也就是说一秒钟可以传大约5-10部4K高清电影。你可能会问，这么快的速度是否有必要呢？如果要传输3D全息图像，那就是有必要的。 如果把曼哈顿岛做成一个高清晰度的3D全息模型，放到一张5米长的桌子上，需要100TB以上的数据。即使用设想中的6G技术来传，也要传十几分钟。当然如果你传的东西比较小，比如你是室内装修设计师，需要传一个室内设计的全息图像，那一两秒钟就能完成。但在4G时代，光这个室内设计图恐怕就要传半个小时。 此外，6G技术的架构也会和5G有所不同，需要重新设计。在设计新的架构时，除了要考虑保障性能，还特别要考虑超级安全性和隐私性。这可能是它和5G网络的一个巨大区别。 为什么美国公司要这么早布局6G？ 为什么这么多美国公司要在5G还没有普及的时候，急着搞一个6G联盟呢？用这个联盟的负责人苏珊·米勒（Suisan Miller）的话来回答就是：“在全世界都将探索6G道路的时候，美国必须及时采取关键性的行动，以确保在6G的创新和发展方面处于毋庸置疑的领导地位”。 我们在5G课程里讲过，过去4G、5G通信技术的标准都是在3GPP（移动通信的第三代合作伙伴计划）这个合作计划的组织框架下制定的。那为什么到了6G，这些企业不继续用这个组织框架，而要另搞一套新的呢？ 米勒在接受通信行业杂志《Light Reading》采访时说：“鉴于地缘政治形势的变化，旧的领导模式在未来将不会发挥作用。”“如果美国真的要维护自己在通信技术上的领导地位，就不得不采取新的行动。”现在我们看到了，6G联盟就是新行动的一部分。 目前，一些人担心新的地缘政治格局是否会导致未来无法形成全球统一的6G标准。这种可能性是存在的，虽然大家希望全世界有一个标准，但是现实地讲，未来的6G标准有可能会是美国和中国各搞一套。美国和一些西方国家很可能跳过5G或者淡化5G时代，直接进入6G时代。这在过去也是有先例的。 在1G到3G时代，中国明显落后于美国和欧洲。基本上中国是跳过了1G时代直接进入了2G时代。当时在欧美存在着2G的不同标准之争，中国以市场换技术，以很低的成本获得了2G技术的使用权。 到了3G时代，由于3G的核心技术被高通公司所控制，中国淡化了3G时代，通过延长2G网络的使用时间，同时提前建设4G网络的方式，将3G时代压缩得很短，以至于很多人对3G时代几乎没有感觉。 到了4G时代，由于中国有足够的技术贡献，发展就没有遇到任何障碍。到了5G时代，中国率先布局，这回就轮到美国和欧洲一些国家开始考虑是否跳过5G时代了。当然，完全跳过是不可能的，但是就像中国之前淡化3G时代一样，美国也有可能采取淡化5G时代的策略。 至于美国能否做到淡化5G，这就要看6G什么时候能出来了。通常移动通信技术一代的时间是10年左右，因此6G联盟估计6G将在2030年左右进入商业市场，而且可能同时有美国版和中国版两套可以相互兼容的技术。三星公司更乐观一些，它估计到2028年美国就可以进入6G时代。如果是这样，美国可以让4G网络再继续服务2-3年，这样美国的5G时代就可以被缩短到5年左右。 为什么淡化5G的策略是可能的？ 当然，这里还有一个问题就是，是否能够绕过5G来发展6G呢？如果5G是6G的重要基础，那淡化5G可能是不现实的。但事实上，目前的5G方案几乎不可能过渡到6G，6G必须要找到新的方案。 目前5G移动通信的两个标准，有非独立组网（NSA）和独立组网（SA）两个方案，使用的分别是6G赫兹和28G赫兹的频带。而6G移动通信的关键技术是太赫兹（THz）频带的通信技术，一太赫兹是1000G赫兹，这远远超出了目前两个5G方案的频率范围，技术难度非常大。 要实现6G技术，需要全新的天线技术、信号增强技术、频谱共享技术，同时也需要使用人工智能技术来识别网络，实时调整通信方式。在基站和通信枢纽上，计算量也会非常大。所以6G方案很可能是与5G完全不同的架构，直接着重发展6G的这种做法是具有可能性的。 至于这种技术什么时候能够实现，6G时代究竟什么时候能够到来，现在我们不妨耐心地等待。相信技术和商业会给我们答案。 |
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