5G时代即将来临,6G意味着什么?
这与从3G到4G的演进是一样的。3G正在从数字通信时代走向数据通信时代。虽然2G也有数字通信功能,但主要是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小。电信公司的核心网络和计费系统都是基于语音的。进入3G后,虽然语音仍然很重要,但网络不再以语音为中心。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,是一次全新的转型。
但客观来说,3G的网速还是比较慢的,4G大大提升了网速,大大提升了用户体验。我们可以把4G理解为技术的进化,但网络速度提高了,其基础设施和基本功能与3G相比并没有发生革命性的变化。甚至大量的4G业务也是在3G的基础上逐步建立起来的。然而,随着4G的到来,这些服务的效率得到了极大的提高,迎来了爆发期。
5G在技术上提出了更高的要求,速度更快、功耗更低、时延更低。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、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的传输,而是一个智能互联网。这个网络融合了移动互联网、智能传感、大数据、智能学习,形成了新的能力,可以说是革命性的变革。5G革命体现了技术、管理、计费、商业模式、商业模式、业态的巨大变革。
那么,5G能实现所有的愿景,实现完美的感受和体验吗?非5G也经历了一个长期的演进过程,从网络、管理体制等方面逐步完善。所以从这个意义上说,6G不会再进行一次技术革命,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,或者改进5G的不足。
6G将进一步整合网络
目前,移动通信网络和卫星网络是两个独立的网络,各自独立运行,不能起到融合和补充的作用。6G可能会有天地合一的趋势。一个网络既可以通过地面基站覆盖陆地,也可以通过低轨卫星和高轨卫星联合组网。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面和点。通过高轨道卫星和低轨道卫星,可以保证地球上任何一个角落都有地表存在。同时,在人口密集地区或现有网络不够密集的地区,覆盖较深,可以往地下走,如地铁、隧道、停车场、矿井等信号较差的特殊场所。
在6G时代,水下通信除了能够在水面以下一定深度进行覆盖外,还应该能够成为整个网络覆盖体系的一部分。例如,在近海、河流、湖泊中,对水质、水下植物、水下生物、水下养殖产品、水温变化、水中营养成分含量、污染物含量、水下大坝位移等都有要求。具有网络覆盖的监测和水下监测将大大提高监测和管理能力。6G还可以在海洋相关数据采集、环境污染、气候变化、海底异常、地震火山活动监测、海底目标探测、水下远程图像传输等方面发挥重要作用,甚至可以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,水下无线通信可以采用水下电磁波通信、水声通信、水下量子通信等多种技术。如果频率高于100KHz,它可以辐射到空间射频(RF),将有更大的机会在水下无线通信。通过技术能力的提高,可以实现100Kbps以上的数据高速传输。它还可以抵抗噪声的影响,实现相对低的延迟和低功耗,并具有更高的安全性。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,实现这些功能仍然存在不小的挑战。如果要把这些网络整合成一个整体,形成一个新的商业模式,还有很多地方需要改进和完善。
使用更多的频谱来提高效率和能力为了实现更大的带宽,必须使用更多的频谱用于移动通信。5G时代,物联网的物联网频段使用800/900MHz。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的峰值速度只有20Gbps,并且单通道带宽也将达到1GHz,而5G的单通道带宽只有100MHz,通过多个1GHz的带宽组合来实现100Gbps的速度。要实现单通道1GHz的带宽,较低频段的频谱不足以支持。这就需要更多的频谱用于移动通信。5G时代已经采用了毫米波。可以预见,在6G时代,太赫兹(THz)波将进入人们的视野。
兆赫波长为3μm~3000μm,频率为0.1THz~10THz。它是一种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,这使它在一定程度上区别于其他电磁波。特点,即传输速度快、容量大、方向性强、安全性高、穿透力强等。
频率越高,通信容量越大。这是通信领域的基本原理。兆赫兹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——而且它更有效地解决了受带宽限制的信息传输问题。
兆赫波段用于远距离传输。很难有好的效果,但是今天的通信网络是由光纤网络构成的骨干传输网。基站用于扩展光纤网络,形成移动网络。用户可以在不同基站之间随意切换,做到随时随地不掉线,并能支持高速。未来的移动通信网络是大规模的蜂窝网络,需要远距离、大规模的覆盖,蜂窝网络将越来越小。未来的网络将在庞大的光纤网络下,通过以家庭为主要单位的众多小型基站,形成超高密度、超高速、密集部署的网络体系。在该系统中,需要在人口密集的地区进行高速传输。兆赫技术可以利用高速、大容量、高穿透性实现办公和家庭环境的部署。
电磁波频带越高,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部署,都存在较大的问题。光波具有更好的穿透性,并且不需要与其他行业竞争频谱,因此可以实现大带宽。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,但带宽和渗透率是大问题。
通信网络更加智能化
未来,AI功能将越来越多地引入通信网络,使其成为智能网络。
在传统的通信网络中,管道、管理、业务三位一体由电信公司提供,但电信公司只承载语音一种业务,管理也非常简单。在5G时代,网络将变得更加复杂。如果我们建立多个通信网络,即建立多个管道系统,不仅会大大增加社会成本,而且社会资源也会不足。举一个简单的例子。城市中有电力、电信、污水等多个系统,都需要管道。如果每个系统都建立自己的管道,不仅成本高,而且管理起来非常困难,这就需要管道来共享资源。
随着5G的发展,通信网络不再是人与人之间语音通信的网络,不仅是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。智能家居业务的安全性、优先级、资源分配等不同的服务都是不同的。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管理。在此基础上,需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配置和资费管理。
一个值得讨论的问题是,未来6G网络是一个复杂的网络系统,对资源的要求极高。所以我们需要在一个国家建立几个网络吗?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更多的网络,不仅会造成资源的浪费,而且会影响网络的质量。
基于此,6G时代应该探索在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,而且还可以大大降低场地租赁成本,并避免网络之间的干扰。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,将多家运营商合并为一家是不可能的,根本不存在竞争。这就要求网络和业务分离:多个运营商使用同一个网络提供业务。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、维护能力等方面。由于它们的能力不同,所提供的服务水平也不同,用户也有不同的选择。
电信企业在网络上建立业务管理平台、计费平台、收费平台、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进行标识,同时使用多个不同的业务。用户不需要为每项业务注册一个ID,即一个ID +多个业务+一个费用。
网络还可以利用AI技术进行用户身份识别,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,多个网络能力在多个层面叠加。电信企业的竞争不再是网络能力,而是研发、管理、运营、服务能力。这些应该是6G时代的整个网络。管理上的新变化。