5G时代即将到来,6G意味着什么?
这与从3G到4G的演进是一样的。3G正从数字通信时代走向数据通信时代。虽然2G也有数字通信能力,但它主要发送短信和来电显示。互联网接入是一个非常次要的能力。用户使用的数据量也非常少。电信公司的核心网络和计费系统是基于语音的。进入3G后,虽然语音仍然非常重要,但网络已经不再以语音为中心。数据服务已经成为一项重要的业务。核心网络和计费系统是以数据为中心的系统。从2G到3G,是通信网络的一次革命,是一次全新的变革。
但客观地说,3G的网速还是比较慢的,4G大大提高了网速,极大地改善了用户体验。我们可以把4G理解为技术的演进,但网络速度提高了,其基础设施和基本能力与3G相比并没有发生革命性的变化。甚至大量的4G业务都是在3G的基础上逐步建立起来的。然而,随着4G的出现,这些服务的效率有了很大的提高,迎来了爆发期。
5G对技术提出了更高的要求,速度更快,功耗更低,延迟更低。与4G网络相比,5G对整个网络结构进行了调整和重构,核心网络、管理、计费系统也将发生巨大变化。基于5G形成的业务不再局限于信息传输,而是智能互联网。这一网络融合了移动互联网、智能感知、大数据、智能学习等功能,形成了新的功能,可以说是一次革命性的变革。5G革命体现了技术、管理、计费、商业模式、商业模式和商业形式的巨大变化。
那么,5G能否实现所有的愿景,获得完美的感受和体验?非5G也经历了一个长期的演变过程,并从网络、管理体制等方面逐步完善。因此,从这个意义上讲,6G不会再进行技术革命,对系统进行革命性的改变,而是在5G的基础上,根据实际运行情况,发现新的问题,或者改善5G的不足。
6G将进一步整合网络目前,移动通信网和卫星网是两个独立的网络,各自独立运行,不能起到整合和补充的作用。6G可能有天地融合的趋势。网络不仅可以通过地面基站实现陆地覆盖,还可以通过低轨道卫星和高轨道卫星联合组网。在地面上,通过许多中继器,小型基站提供深度覆盖。网络的整合可以兼顾表面和点。通过高轨道卫星和低轨道卫星,保证地表存在于地球的任何角落。同时,在人口密集的地区或现有网络不够密集的地区,如地铁、隧道、停车场、矿山等信号较差的特殊场所,覆盖深度大,可以进入地下。
除了能够覆盖到地表以下一定深度之外,水下通信在6G时代也应该成为可能,成为整个网络覆盖系统的一部分。例如,在近海、河流、湖泊中,水质、水下植物、水下生物、水下养殖产品、水温变化、水中营养成分、污染物含量、水下大坝位移等都是必需的。网络覆盖的水下监测和水下监测将大大提高监测和管理能力。6G还可以在收集海洋相关数据、监测环境污染、气候变化、海底异常、地震火山活动、探测海底目标、传输水下远程图像,甚至在军事领域发挥重要作用。显然,在4G和5G时代,根本不考虑水下网络覆盖,应该在6G时代进行规划和突破。
具体来说,水下无线通信可以使用水下电磁波通信、水声通信和水下量子通信等多种技术。如果频率高于100KHz,就可以辐射到太空射频(RF),在水下进行无线通信的机会就会更大。通过技术能力的提高,超过100Kbps的数据高速传输成为可能。它还能抵抗噪声的影响,实现相对低的延迟和低功耗,并具有较高的安全性。射频通信可能成为水下无线通信的重要选择。此外,水下激光通信和低中微子通信也将成为被广泛接受的技术,但这些技术仍需要不断改进。
6G的一个重要步骤是利用卫星、地面站、小型基站、水下基站等技术和方法,将天、地、地下、水连接成一个整体,使网络真正无处不在。对于通信行业来说,实现这些能力仍然面临着不小的挑战。这些网络要想整合成一个整体,形成新的商业模式,还有很多地方需要改进和完善。
使用更多频谱以提高效率和能力为了获得更大的带宽,移动通信必须使用更多的频谱。在5G时代,物联网的物联网频段采用800/900MHz。从3.4GHz到3.6GHz和20GHz到60GHz的频谱都被认为是5G,这大大增加了可用频谱,提高了网络容量和带宽。
6G网络需要更大的带宽。6G的峰值速度将达到100Gbps,而5G的峰值速度仅为20Gbps,单通道带宽也将达到1GHz,而5G的单通道带宽仅为100MHz,通过多个1GHz带宽的组合达到100Gbps的速度。要实现单通道1GHz的带宽,较低频段的频谱还不足以支撑。这就需要更多的频谱用于移动通信。毫米波在5G时代已经被采用。可以预见,在6G时代,太赫兹(THz)波将进入人们的视野。
兆赫波的波长为3μm~3000μm,频率为0.1THz~10THz。它是介于微波和光波之间的电磁波。它具有微波通信和光波通信的优点,在一定程度上区别于其他电磁波。具有传输速度快、容量大、方向性强、安全性高、渗透性强等特点。
频率越高,通信容量越大。这是通信领域的基本原理。兆赫波的频率比目前使用的微波高一到四个数量级。它可以提供超过10Gbps的无线传输速度这是微波无法达到的高度,它更有效地解决了受带宽限制的消息传输问题,带来了巨大的效益。
兆赫波用于远距离传输。目前的通信网络是由光纤网络构成的骨干传输网络,要取得良好的效果是很困难的。基站用于扩展光纤网络,形成移动网络。用户可以在不同的基站间随意切换,使其随时随地不掉线,并能支持高速。未来的移动通信网络是一个大规模的蜂窝网络,需要进行长距离、大规模的覆盖,蜂窝将越来越小。未来的网络将在庞大的光纤网络下,通过众多以家庭为主体的小型基站,形成超高密度、超高速、密集部署的网络体系。在这个系统中,人口密集地区需要高速传输。兆赫技术可以利用高速、大容量、高穿透力来实现办公和家庭环境的部署。
电磁波的频带越高,其衍射和穿透能力越差。毫米波很难穿透。因此,在城市中,无论是办公环境还是家庭环境的部署,都存在较大的问题。光波具有更好的穿透性,不需要与其他行业争夺频谱,因此可以实现较大的带宽。由于这些特点,兆赫技术特别适合部署在人口密集的城市地区的办公室和家庭环境中。这些地方之间的距离不是问题,但带宽和渗透是大问题。
通信网络更智能未来,人工智能功能将越来越多地引入通信网络,使之成为智能网络。
在传统的通信网络中,管道、管理、业务三位一体是由电信公司提供的,而电信公司只承载一种语音业务,管理也非常简单。在5G时代,网络将变得更加复杂。如果建多个通信网络,即建多个管道系统,不仅社会成本会大大增加,社会资源也会不足。举个简单的例子。城市里有多种系统,如电力、电信、污水等,都需要管道。如果每个系统都构建自己的管道,不仅成本高昂,而且管理起来也非常困难,这就需要一个管道来共享资源。
随着5G的发展,通信网络已不再是人与人之间的语音通信网络,不仅是一个可以提供互联网服务的网络,还可以提供大量的物联网服务、城市管理服务、智能交通服务,智能家居业务和不同服务的安全性、优先级和资源分配是不同的。这样的网络必须建立强大的智能管理模式,对不同的业务和用户进行智能化管理。基于此,有必要将人工智能技术融入网络,识别不同的用户、用户行为和终端,并在此基础上进行资源分配和资费管理。
一个值得讨论的问题是,未来的6G网络是一个对资源要求极高的复杂网络系统。那么我们需要在一个国家建立多个网络吗?一方面,资源非常有限;另一方面,网络之间的相互干扰也是一个大问题。当网络渗透到社会的每一个角落,如果一个角落覆盖了三个或三个以上的网络,不仅会浪费资源,而且会影响网络的质量。
基于此,6G时代应该探索一个国家只建设一个全覆盖网络。这样不仅可以充分利用资源,减少在每个地方配置几套设备的浪费,还可以大大降低场地租用成本,避免网络间的干扰。这样的网络质量更高,使用的资源更少,对用户的影响也更小。
当然,将多个运营商合并为一个是不可能的,而且根本没有竞争。这需要网络和业务的分离:多个运营商使用同一个网络来提供他们的服务。电信企业的竞争力主要体现在管理能力、平台能力、研发能力、运营能力、服务能力和维护能力。由于它们的功能不同,所提供的服务水平也不同,用户有不同的选择。
电信企业在网络上建立业务管理平台、计费平台、计费平台、业务支撑平台(BSS)和客户服务平台,为个人用户、企业用户和机构用户提供不同的产品和服务。用户可以使用一个ID进行识别,同时使用多种不同的服务。用户不需要为每个服务注册一个ID,即一个ID、多个服务和费用。
网络也可以利用人工智能技术进行用户识别,然后根据不同的用户身份和终端提供不同的网络资源和安全保障。
当时,一个国家只有一个通信网络,多种网络能力层层叠加。电信公司不再为网络能力而战,而是为研发、管理、运营和服务能力而战。这些应该是6G时代的整个网络。管理上的新变化。