位于江蘇南京的紫金山實(shí)驗(yàn)室日前發(fā)布了一項(xiàng)最新成果——360~430GHz太赫茲100/200Gbps實(shí)時(shí)無線傳輸通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通信速率較5G提升10~20倍，創(chuàng)造出目前世界上公開報(bào)道的太赫茲實(shí)時(shí)無線通信的最高實(shí)時(shí)傳輸紀(jì)錄。

　　人們不禁好奇，上述實(shí)驗(yàn)成果距離商用還有多遠(yuǎn)，難道5G還沒用上，6G就要來了嗎？10~20倍于5G的通信速率，就是6G嗎？6G有哪些用途？

5G不“香”了？

　　紫金山實(shí)驗(yàn)室此次集聚優(yōu)勢(shì)力量搭建了國內(nèi)領(lǐng)先的光子太赫茲實(shí)驗(yàn)環(huán)境，經(jīng)過3年多的攻堅(jiān)克難，首創(chuàng)了光子太赫茲光纖一體融合的實(shí)時(shí)傳輸架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了單波長凈速率為103.125Gbps、雙波長凈速率為206.25Gbps的太赫茲實(shí)時(shí)無線傳輸。

　　據(jù)了解，該成果具有廣泛的應(yīng)用前景，可與現(xiàn)有光纖網(wǎng)絡(luò)融合，實(shí)現(xiàn)6G超高速室內(nèi)、室外廣覆蓋；代替光纖或電纜，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信回傳/中傳，節(jié)省光纖部署成本，加速推進(jìn)B5G/6G新基建；替換數(shù)據(jù)中心的巨量線纜，降低空間成本和維護(hù)成本，降低功耗；用于星間通信、空天一體化接入等場(chǎng)景。

　　消息一出，網(wǎng)友們開始擔(dān)心手中的5G手機(jī)會(huì)不會(huì)“不香了”。對(duì)此，北京大學(xué)深圳研究院5G&6G課題組組長胡國慶表示，目前的6G研究成果距離商業(yè)化應(yīng)用還比較遠(yuǎn)。

　　“這一實(shí)驗(yàn)成果確實(shí)是取得了一個(gè)非常大的進(jìn)展，因?yàn)樵?G研究當(dāng)中，一個(gè)非常重要的技術(shù)方案就是太赫茲技術(shù)的研發(fā)。它主要是用非常高的頻段實(shí)現(xiàn)高速傳輸，速率達(dá)到100~200Gbps的話，可以說是無線通信業(yè)界的最高傳輸紀(jì)錄了。”胡國慶對(duì)《環(huán)球》雜志記者表示。

　　不過胡國慶指出，雖然中國在太赫茲這個(gè)方向已經(jīng)處在世界領(lǐng)先地位，但同時(shí)也要清醒地認(rèn)識(shí)到太赫茲技術(shù)所用頻段非常高，在空氣中的傳輸距離是非常短的。一般來講，實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景之下，大概就是十幾米到幾十米的傳輸距離。

　　其次，“目前的太赫茲技術(shù)在應(yīng)用的時(shí)候，對(duì)移動(dòng)性的支持還相對(duì)較差，同時(shí)對(duì)方向性要求比較高。現(xiàn)在太赫茲主要是用在向外太空通信，或者在實(shí)驗(yàn)室等6G應(yīng)用的一些熱點(diǎn)區(qū)域、視距傳播中間沒有障礙物的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸場(chǎng)景。此外，由于所用頻段很高，對(duì)器件要求也比較高，成本相應(yīng)就會(huì)很高。”胡國慶補(bǔ)充。

6G不止比5G多1G

　　從2019年工信部向4家公司發(fā)放5G商用牌照到現(xiàn)在，也不過短短兩年多的時(shí)間，人們還沒有習(xí)慣與5G共處，6G就似乎已箭在弦上了。6G跟5G相比到底有哪些優(yōu)勢(shì)，我們需要那么快的通信傳輸速度嗎？

　　實(shí)際上，6G與5G相比不僅是提升通信傳輸速度這么簡單。“6G的重要一步，就是通過衛(wèi)星、地面站、小基站、水下基站等技術(shù)和方式，把天空、地面、地下、水中聯(lián)成一個(gè)整體，讓網(wǎng)絡(luò)真正地泛在。”中關(guān)村信息消費(fèi)聯(lián)盟理事長項(xiàng)立剛對(duì)《環(huán)球》雜志記者表示，“6G時(shí)代，可能出現(xiàn)天地一體化的趨勢(shì)，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)不僅可以通過地面基站進(jìn)行陸地覆蓋，還可以通過低軌道衛(wèi)星和高軌道衛(wèi)星進(jìn)行共同組網(wǎng)，在地面上通過眾多的直放站、小基站進(jìn)行深度覆蓋。這種網(wǎng)絡(luò)的融合可以兼顧面與點(diǎn)，衛(wèi)星保證了地球的任何一個(gè)角落都可能有網(wǎng)絡(luò)存在。”

　　簡言之，如果5G打通了平面世界中的“萬物互聯(lián)”，那么6G即將打造立體世界的“萬物智聯(lián)”。

　　“與5G相比，6G將包含移動(dòng)蜂窩、衛(wèi)星通信、無人機(jī)通信、可見光通信等多種網(wǎng)絡(luò)接入方式，構(gòu)建空天海地一體化網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)全球無縫連接。不僅在傳輸速率、端到端時(shí)延、可靠性、連接數(shù)密度等方面比5G會(huì)有大幅度提升，6G還將與人工智能技術(shù)深度融合，構(gòu)建智能化網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)物理世界和虛擬世界的鏈接，實(shí)現(xiàn)人-機(jī)-物-虛擬空間互聯(lián)互通，為元宇宙打下堅(jiān)實(shí)根基。”胡國慶分析。

　　“從發(fā)展趨勢(shì)看，未來6G將極大拓展移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)能力與服務(wù)邊界，持續(xù)深化物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用范圍和領(lǐng)域，有效服務(wù)智能化生產(chǎn)與生活，助力構(gòu)建‘萬物智聯(lián)、數(shù)字孿生’的美好社會(huì)。”工信部總工程師韓夏說。

競(jìng)爭新焦點(diǎn)

　　總部設(shè)在加拿大多倫多的創(chuàng)新未來中心的聯(lián)合創(chuàng)辦人阿比舒爾·普拉卡什說：“世界上所有大國都非常清楚，6G和其他新興技術(shù)將成為未來地緣政治力量的關(guān)鍵。”

　　談及原因，胡國慶認(rèn)為：從經(jīng)濟(jì)發(fā)展角度看，6G通信技術(shù)是未來數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的底層根基，掌握6G核心技術(shù)才能掌握數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代根基的話語權(quán)；從科技革命的進(jìn)程來看，智能制造時(shí)代已經(jīng)拉開帷幕，各國都在爭奪第四次工業(yè)革命的主導(dǎo)權(quán)，6G的超低時(shí)延、超大連接、超大帶寬特性，是實(shí)現(xiàn)新一代智能制造、構(gòu)建智慧工廠的必由之路；從政治角度來看，掌握6G陣地的制高點(diǎn)，對(duì)把控未來大國競(jìng)爭的戰(zhàn)略格局至關(guān)重要。

　　因此，全球許多國家雖尚未享受到5G網(wǎng)絡(luò)的好處，爭奪電信技術(shù)領(lǐng)域的下一輪競(jìng)賽卻已開始升溫。美國也開始拉攏盟友成立6G研發(fā)“小圈子”，將中國排除在外。

　　2020年10月，美國電信行業(yè)解決方案聯(lián)盟牽頭組建了“下一個(gè)G聯(lián)盟”，目前高通、蘋果、三星、諾基亞等幾十家信息通信行業(yè)巨頭已加入，中國企業(yè)華為和中興卻被排除在外。2021年，美國與日本、韓國加強(qiáng)合作，發(fā)布聯(lián)合研究計(jì)劃，力圖全力占據(jù)下一代6G通信核心技術(shù)制高點(diǎn)。

　　目前來看，中美在6G研究方面各有所長。比如，中國涉及下一代寬帶通信網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)技術(shù)研究主要包括大規(guī)模無線通信物理層基礎(chǔ)理論與技術(shù)、太赫茲無線通信技術(shù)與系統(tǒng)、面向基站的大規(guī)模無線通信新型天線與射頻技術(shù)、兼容C波段的毫米波一體化射頻前端系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)、基于第三代化合物半導(dǎo)體的射頻前端系統(tǒng)技術(shù)等。而美國目前主要是開展早期的6G技術(shù)，包括芯片的研究。而且美國在空天海地一體化通信特別是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)通信方面遙遙領(lǐng)先。截止到2022年1月初，美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）已順利發(fā)射超過2000顆“星鏈”（Starlink）衛(wèi)星，已成為全世界擁有衛(wèi)星數(shù)量最多的商業(yè)衛(wèi)星運(yùn)營商。

　　值得注意的是，SpaceX推出“星鏈”計(jì)劃后，美軍對(duì)太空互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生了濃厚的興趣。2021年3月，美國空軍曾在AC-130空中炮艇和KC-135空中加油機(jī)上測(cè)試SpaceX的“星鏈”太空互聯(lián)網(wǎng)能力。SpaceX公司也正在為向軍方出售“星鏈”業(yè)務(wù)積極做準(zhǔn)備。

　　“綜合來看，美國已率先開放6G實(shí)驗(yàn)頻譜，潛在關(guān)鍵技術(shù)儲(chǔ)備雄厚，在6G半導(dǎo)體芯片等底層技術(shù)、低軌道衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域領(lǐng)先于中國，中國應(yīng)加快在這兩大領(lǐng)域的總體戰(zhàn)略布局。盡快開發(fā)和利用低軌星座系統(tǒng)，搶占有限的低軌衛(wèi)星空間資源，搶占頻譜主動(dòng)權(quán)，打贏未來戰(zhàn)爭具有十分重要的意義。”胡國慶說。