互联与智联的万向法则 我国6G网络布局求稳定与面挑战
2021-09-10
毫无疑问,我们中国的经济社会已加速进入数智化时代,5G加速万物互联,已成为全球5G发展的重要领跑者。更有话题性和现实意义的是,中国对于未来6G发展也早已在进行布局。关于6G的话题,我们之前也多次进行讨论。实际上,经济社会加速进入数智化时代,数字经济占GDP比重逐年提升(2020年这一比例达到了38.6%),而新基建构筑了数智化发展的基础,或者说,新基建是强基础、利长远的战略性、先导性、全局性工程,是数字社会变革的引擎。在新基建的战略框架下,我们对于6G网络的布局,强调求稳定与面对挑战两个关键词,这在之后很长时间内都是准则。之前,华为官方提到,2030年的时候我们应该能够完成6G网络的规范和构建,那么在此之前诸多对于6G的话题,都值得我们持续探讨。
智联构筑于互联之上
5G的成功商用,特别是在垂直行业领域的广泛应用,将为6G发展奠定良好基础,这也是智联构筑于互联之上概念的具体表现。目前,我国各相关机构和企业均已汇入到探索6G发展的大潮,尤其是电信运营商,在大力推进5G网络建设和应用发展的同时,不失时机地开启6G布局,成为我国继续引领6G发展的重要力量。我们知道,在我国5G牌照发放两周年之际,6G白皮书作为IMT-2030(6G)推进组的阶段性成果就已经正式发布。《白皮书》指出,未来6G业务将呈现沉浸化、智慧化、全域化等新发展趋势,形成沉浸式云XR(扩展现实)、全息通信、感官互联、智慧交互、通信感知、普惠智能、数字孪生、全域覆盖等八大业务应用。《白皮书》还提出新物理维度无线传输技术、新型频谱使用技术、通信感知一体化技术等新型无线技术,算力感知网络、星地一体融合组网等6G十大潜在关键技术方向。
业内观点认为,未来,6G网络仍将以地面蜂窝网络为基础,卫星、无人机、空中平台等多种非地面通信则将在实现空天地一体化无缝覆盖方面发挥重要作用。也就是说,相比5G,6G的各个关键指标数据均有大幅提升,甚至许多指标达到了5G的十倍、数十倍。
显然,全球多个国家和地区、国际组织以及学术界、产业界均开展了6G研究。赛迪智库发布的《6G全球進展与发展展望白皮书》判断,未来五年将是6G研发的关键窗口期。同时,我国在“十四五”规划中提到,要前瞻布局6G网络技术储备。工信部高层曾公开要求IMT-2030(6G)推进组要进一步提前谋划,加强研究,稳中有进推动6G发展。一是深入开展6G应用场景研究;二是着力推动关键技术创新突破;三是积极促进国际交流合作。
同时据国家知识产权局发布的《6G通信技术专利发展状况报告》显示,全球6G通信网络技术申请总量为3.8万件,而中国占据了超过三分之一的份额,达到35%的比例,坐拥13449件6G专利。从业内的实际表现来看,我国众多企业包括三大运营商、华为、中兴、vivo等都在进行6G研发。以三大运营商为例,2019年11月,工信部、科技部等刚刚启动我国第六代移动通信技术研发工作。中国电信和中国联通就已经分别展开了太赫兹和毫米波等6G相关技术的研究工作。对于6G通信的研究方向,中国联通大力研究6G太赫兹通信技术,中国电信的研究方向则是以毫米波为主频,太赫兹为次频的6G技术。
实际上,在全球6G通信技术创新领域,国外企业走在前列,而我国以高校和科研机构作为6G创新的主要力量,也很有影响力。全球专利申请量排名前十位的申请人中,日本、美国和韩国均有3家, 依次是日本NEC公司、韩国大宇通信公司、日本三菱电子公司、韩国电信研究院、韩国三星电子、美国修斯网络系统公司、日本NTT公司、美国高通公司和美国卫讯公司,中国电子科技大学位列全球专利申请第八位。从中国专利申请来看,国内高校和科研机构占据6G通信技术专利申请的前十位,高校和科研机构引领6G通信技术的基础研发,是6G通信技术创新的主要力量。
今年3月18日,中国电信在港交所发布公告,披露回归A股上市的最新细节,其中提到募集资金将用科技创新研发项目,其中就包括6G及量子信息等前沿技术研究。而中国移动近期制定了为期十年的6G研究规划;中国联通则发布了6G白皮书。
规划是规划,目的是目的,但是这里衍生出一个新问题。我们总说,5G是新基建之首,AI是新基建之智,云是新基建之基,算力是新基建之心。5G+AI+云+算力融合,将产生化学反应,加速经济社会数智化发展。也可以说,5G加速万物互联,中国成为全球5G发展的重要领跑者。从总体趋势来看,全球6G技术研发全面启动。6G已成为全球关注热点、研发起步较早,我国与美欧日韩基本同步,各国6G技术方向和特征有共性、存差异,亟待融合与收敛,所以6G技术、标准和产业阵营面临分化风险。如果出现这样的情况,怎么办? 全产业链合力的自主决心
上个章节我们提到我国众多企业都在积极参与6G网络整体与细节的研发布局,实际上“十四五”规划已经明确提出,我国将超前布局6G网络技术储备。对此,业内观点普遍认为,我们应坚持网络“适度超前”的原则,以加强网络能力建设。
从全球情况来看,美国、欧盟、日本、韩国、俄罗斯等国家和地区都在开展6G相关研究、布局的工作。美国的Verizon、AT&T、T-mobile等运营商,以及苹果、谷歌、思科、英特尔、高通、微软等的厂商,已联合成立6G联盟,进行相关标准的探究,并已经决定开放95千兆赫到3太赫兹频段,供6G实验使用;欧盟也开始研究6G标准,并启动了6G研究项目Hexa-X,旨在为2030年左右启用新网络做准备;日本总务省已先后提拨约4.82亿美元的6G通信技术的发展经费,并率先完成6G高速芯片研发;韩国也组建了6G研发团队,并发布了6G研发战略提案稿,计划5年内投资约1.68亿美元研发6G技术。所以,既然我国在5G建设方面全球领先,在6G布局上自然也不能落后。
众所周知,在移动通信领域,我国是从1G空白、2G跟随、3G突破、4G“并跑”等逐步成长起来的,到5G时代,已经处于“引跑”地位,6G时代呢?对此,在今年两会期间,全国人大代表、福建国脉集团有限公司董事长陈国鹰建议,中国不能失去6G技术研发的时间窗口,应集成国家力量加快6G技术研发,以国家战略性需求为导向推进6G技术创新体系优化组合,不能寄希望于单一企业做全产业链的研发。
根据测算,6G的理论网速最高可达1000Gbps,为5G的50倍;延迟则低于0.1ms,只有5G的1/10。6G被称为第六代移动通信技术,简单来说,其实就是将5G网络与卫星网络相结合,以实现全球海陆空全覆盖。预计到2023年,5G网络规模建设完成之后,6G网络的全面布局将开始。以目前模糊的
6G标准,涉及空天通信、最高1000Gbps的网速、低于0.1ms的时延等特点,产业的分工较于5G会更加细化,每个环节都需要有更多部门、机构、专业公司、厂商等紧密跟进。尤其在6G的窗口研发布局期,更需要各方合力,形成一套完整序列,最终才能完成6G全产业链的闭环。
具体来说,我国的6G网络发展需要遵循客观规律和主观能动性,其中几条总结尤其重要。其一,发挥自身优势,加强自主知识产权创造和布局储备。中国在6G通信关键技术的专利申请总量上占优,同时保持逐年增长的趋势,表明我国早已开始进行技术研发和专利布局,应争取利用5G上的技术优势继续抢占先机,继续保持良好研发态势,做好技术储备和专利布局。其二,关注国外先发优势技术,深挖自身潜在研發实力。在确定性网络等关键技术方面,中国的起步较晚,自主知识产权创造和储备相对较为薄弱。国内创新主体应多关注国外先发优势技术,深挖自身潜力同步加紧技术研发实现突破,同时要充分利用各国知识产权制度和政策,在研发和标准制定的同时制定配套的专利布局策略,加强高价值专利培育。其三,整合国内产学研优质资源,推动专利成果转化。
与此同时,推进知识产权领域国际合作,降低技术依赖度,也是一个重点。日本和韩国在6G通信的轨道角动量技术、卫星技术、高空平台通信等关键技术方面具有一定优势,日本的NTT公司、NEC公司、三菱公司、软银公司和韩国的大宇通信公司等企业专利申请均位居前列,具有较强的技术实力。建议可与这些国家和企业开展6G通信产业国际合作,降低欧美技术依赖度。当然,专利和开源相结合,打造良好的技术生态环境,这是一步必要的妙棋。
举个例子,6G通信的重要发展方向是建构地面通信网络、卫星通信网络及深海远洋网络融合的实现空天海地一体化的全球连接。其中卫星通信技术领域的全球专利申请总量为25509项,来自中国的专利申请量最多,达到9159件,占比31%。但是全球前十位申请人中仅有1家中国企业,美日韩三国企业类型的申请人位列前茅,其中日本NEC公司、韩国大宇通信公司、日本三菱电子公司排名前三。同样,在卫星通信技术领域,中国专利申请超过86%的为国内申请,主要来自北京、广东和江苏等省市。
后记
显而易见,6G将不再仅仅提供通信功能,感知互联和人工智能将成为新的业务和能力,感知-通信-计算的融合将是大势所趋。另外,智慧内生和安全内生将是未来网络的重要的特征,网络自动化是降低未来网络成本的关键技术。所以,对于6G研究相关工作既要脚踏实地,也要富于想象。一方面,我们需要继承一些经过5G验证的先进理念和技术,例如以用户为中心的网络服务化、云化、网络切片等;另一方面,我们要寻求更多创新和突破,在理论、产业和需求等方面拓宽移动通信场景,让6G发展走得更远。从移动通信发展的历史来看,全球合作是成功的关键,对于6G来说依然如此,但这一切的前提是我国6G网络布局要求稳定,又不怕面对挑战。