来源:中(zhōng)國(guó)经营报
继2022年建成全球规模最大的5G网络后,中(zhōng)國(guó)6G产(chǎn)业也在建立新(xīn)的领跑优势。
4月19日,我國(guó)6G通信技(jì )术研发传来突破性进展。《中(zhōng)國(guó)经营报》记者注意到,中(zhōng)國(guó)航天科(kē)工(gōng)二院25所(以下简称“25所”)微信官方公(gōng)众号当日发布的《25所高速通信技(jì )术取得重要突破》一文(wén)显示,该院所完成了國(guó)内首次太赫兹轨道角动量的实时无線(xiàn)传输通信实验。
据该文(wén)章介绍,25所利用(yòng)高精(jīng)度螺旋相位板天線(xiàn)在110GHz频段实现4种不同波束模态,通过4模态合成在10GHz的传输带宽上完成 100Gbps无線(xiàn)实时传输,最大限度提升了带宽利用(yòng)率,為(wèi)我國(guó)6G通信技(jì )术发展提供重要保障和支撑。
作(zuò)為(wèi)衡量通信网络质(zhì)量的主要指标,传输带宽一直是网络代际演进的动力所在。公(gōng)开信息显示,2G网络时代,通信峰值速率仅有(yǒu)100k比特;到了5G时代,其峰值理(lǐ)论传输速度可(kě)达每秒(miǎo)20G比特;而到了6G时代,通信频段被扩展更高的太赫兹频段,这也是目前全球6G网络的主要研究方向。
受此推动,國(guó)内6G概念股板块也迎来全線(xiàn)普涨。4月20~21日,信科(kē)移动-U(688387.SH)、本川智能(néng)(300964.SZ)等6G相关个股在大盘普跌情况下,实现不同程度的上涨。
关键技(jì )术突破
记者从多(duō)位通信业内人士处了解到,在本次中(zhōng)國(guó)航天科(kē)工(gōng)突破性试验的成果中(zhōng),最大亮点便是其无線(xiàn)回传过程中(zhōng)使用(yòng)到的太赫兹频段,这也是目前全球6G研发中(zhōng)最关键的技(jì )术。
所谓“太赫兹”,即Terahertz的音译,1太赫兹等于1000GHz。在電(diàn)磁波學(xué)的分(fēn)类中(zhōng),太赫兹波的波長(cháng)位于微波、毫米波等“電(diàn)波”和可(kě)见光等“光”之间,波長(cháng)范围是 3mm~30μm,其频率范围是100GHz~10THz,也就是指電(diàn)波和光重叠的區(qū)域。
根据國(guó)际電(diàn)联的定义,太赫兹辐射的频段位于0.3THz~3THz,较學(xué)术定义的范围更小(xiǎo)。C114通信网主编周桂军告诉记者,从1G发展到5G,為(wèi)了提升传输速度,通信電(diàn)磁波的频段也在不断升高。目前,我國(guó)三大运营商(shāng)的4G主要频段位于1.8GHz~2.7GHz之间,5G的主流频段则為(wèi)3GHz~6GHz,属于毫米波范围。而到了6G,需要使用(yòng)频率更高的波段,太赫兹也由此被纳入為(wèi)6G使用(yòng)的主流频段。
据芬兰奥卢大學(xué)发布的全球首份6G白皮书测算,6G峰值传输速度将达到100Gbps~1Tbps,相比5G提高至少10倍,网络容量也将大幅提升。
在此背景下,航天科(kē)工(gōng)二院25所此次的成功试验显然价值非凡。据航天科(kē)工(gōng)官方介绍,自2021年以来,25所瞄准6G通信的热点需求,紧跟國(guó)际通信技(jì )术前沿,选择太赫兹轨道角动量通信作(zuò)為(wèi)全新(xīn)突破方向,在太赫兹频段上实现多(duō)路信号复用(yòng)传输,完成超大容量的数据传输,频谱利用(yòng)率提升了两倍以上。
而在作(zuò)用(yòng)方面,据中(zhōng)國(guó)联通网络技(jì )术研究院无線(xiàn)技(jì )术四室主任张忠皓早前指出,由于太赫兹波長(cháng)较短,天線(xiàn)系统可(kě)实现小(xiǎo)型化、平面化,搭载于卫星、无人机、飞艇等平台,实现空、天、地的一體(tǐ)化通信。据其介绍,太赫兹通信还可(kě)在外层空间做到无损传输,通过极低的功率就可(kě)实现超遠(yuǎn)距离传输。
这一预期也在此次试验中(zhōng)得到验证。航天科(kē)工(gōng)方面表示,本次试验成功的高速通信技(jì )术未来还可(kě)服務(wù)于10m~1000m的近距离宽带传输领域,為(wèi)探月、探火着陆器和巡航器之间的高速传输,航天飞行器内部的无缆总線(xiàn)传输等航天领域应用(yòng)提供支撑,為(wèi)我國(guó)深空探测、新(xīn)型航天器研发提供信息保障。
多(duō)重挑战待克服
除太赫兹外,据科(kē)技(jì )部副部長(cháng)张广军日前介绍,目前,我國(guó)在6G超大规模、多(duō)输入、多(duō)输出、通感一體(tǐ)、内生AI通信、确定性网络、星地一體(tǐ)化网络等关键技(jì )术方面均取得了重要进展。但在业内看来,在6G的漫漫征程上,我國(guó)仍有(yǒu)多(duō)重挑战有(yǒu)待克服。
标准仍是业界关注的首要议题。在日前举行的2023全球6G技(jì )术大会上,國(guó)际電(diàn)信联盟電(diàn)信标准化局局長(cháng)尾上诚藏阐述了弥合标准化鸿沟的重要性。在他(tā)看来,移动通信从1G发展到4G,标准化的差异让产(chǎn)业界走了很(hěn)多(duō)弯路,直到5G,全球才得以统一标准。在6G甚至之后的移动通信发展中(zhōng),仍要不断进行标准化的工(gōng)作(zuò),让技(jì )术以有(yǒu)序、可(kě)控的方式演进。
“推进标准化的工(gōng)作(zuò)迫在眉睫。”中(zhōng)國(guó)工(gōng)程院院士刘韵洁更為(wèi)直接地表示,目前我國(guó)6G发展最大的挑战是大家都在争先恐后地“发卫星”“建轨道”,争夺制高点,而不像原来移动通信或者整个通信网络那样先制定标准再去发展。这使得互通性、互创性方面都面临很(hěn)大的问题。
对此,无線(xiàn)移动通信全國(guó)重点实验室主任、移动通信及車(chē)联网國(guó)家工(gōng)程研究中(zhōng)心主任陈山(shān)枝建议,首先应积累中(zhōng)國(guó)自己的核心技(jì )术,為(wèi)全球6G星地融合核心技(jì )术贡献中(zhōng)國(guó)力量;其次,打造技(jì )术交流合作(zuò)平台,高校、科(kē)研机构以及企业界形成有(yǒu)效沟通交流;最后,积极参与到标准组织中(zhōng)去,推动相关标准的制定。
同时,目前各國(guó)正在加紧6G预研。公(gōng)开信息显示,从2020年到2022年,全球多(duō)國(guó)家都非常重视6G发展,欧洲、日本、韩國(guó)、美國(guó)等國(guó)家和地區(qū)的研究机构和运营商(shāng)都纷纷推出了6G相关的白皮书,并组建了研究小(xiǎo)组、建设了公(gōng)共研究设施、增设了多(duō)项6G研究项目,包括成立美國(guó)NextG联盟、欧盟6G-IA、日本B5G推进联盟、“6G研发战略委员会”等组织。
在此背景下,未来移动通信论坛常務(wù)副理(lǐ)事長(cháng)张新(xīn)生认為(wèi),顶层设计将变得非常重要,应该冷静思考我國(guó)真正的6G发展蓝图,勾画清楚整个6G愿景,把6G整體(tǐ)发展战略方向认清以后,才能(néng)利用(yòng)6G推动國(guó)家经济建设发展,推动数字强國(guó)发展和数字中(zhōng)國(guó)建设。
值得注意的是,2022年1月,國(guó)務(wù)院印发的《“十四五”数字经济发展规划》提出,前瞻布局第六代移动通信(6G)网络技(jì )术储备,加大6G技(jì )术研发支持力度,积极参与推动6G國(guó)际标准化工(gōng)作(zuò)。2021年11月,工(gōng)信部在《“十四五”信息通信行业发展规划》中(zhōng)提到,将从6G基础理(lǐ)论研究、关键技(jì )术研发、频率规划、國(guó)际合作(zuò)等方面推动6G研究。
据工(gōng)信部部長(cháng)金壮龙在今年的两会上介绍,目前,工(gōng)信部正在总结推广5G经验,支持产(chǎn)业界组建了6G推进组,代号“IMT-2030(6G)推进组”,已经在开展工(gōng)作(zuò)。未来,我國(guó)将发挥超大规模市场优势和产(chǎn)业體(tǐ)系完备的优势,产(chǎn)學(xué)研用(yòng)集中(zhōng)发力,加强國(guó)际合作(zuò),加快6G研发。
潜在受益产(chǎn)业浮现
随着我國(guó)6G技(jì )术进入预研期,潜在的产(chǎn)业市场也逐渐受到关注。
据中(zhōng)國(guó)联通董事長(cháng)刘烈宏在中(zhōng)國(guó)发展高层论坛 2023 年年会上透露,当前处在6G技(jì )术早期研究阶段,到2025年将推出 6G应用(yòng)的场景,完成6G早期技(jì )术的研究,到 2026 年开启 6G 技(jì )术的工(gōng)程化研究阶段。预计6G将在2030年推进到大规模商(shāng)用(yòng)的阶段。
这也意味着,距离6G的大规模商(shāng)用(yòng)还有(yǒu)接近十年的时间。“现在谈6G為(wèi)时尚早,但能(néng)拉动的一些潜在产(chǎn)业现在还是能(néng)提前看到的。”周桂军向记者表示,对此业内已有(yǒu)共识,卫星通信将是直接受益的产(chǎn)业之一。
对此,陈山(shān)枝指出,6G的愿景是万物(wù)互联,而6G的需求则是覆盖空中(zhōng)、海洋、森林、沙漠、偏遠(yuǎn)地區(qū)。為(wèi)了实现6G愿景以及满足6G需求,星地融合将成為(wèi)6G的一大标志(zhì)。
德(dé)邦证券预计,在6G通信技(jì )术的快速发展下,我國(guó)逐步完善相关基础设施的部署,卫星通信和光通信产(chǎn)业链在未来有(yǒu)望开启第二成長(cháng)曲線(xiàn)。从中(zhōng)長(cháng)期的角度来看,卫星通信服務(wù)的运营和应用(yòng)都将迎来黄金发展期。
而在中(zhōng)國(guó)工(gōng)程院院士邬贺铨看来,6G的更大价值在于工(gōng)业应用(yòng)。他(tā)指出,工(gōng)业模组与手机比,更大功率、更宽信道、更多(duō)连接、大上行、低时延、精(jīng)定位、高可(kě)靠,而且需要端到端直连,有(yǒu)望集成企业的PLC数据采集/控制功能(néng)、边缘计算功能(néng),还可(kě)以开放编程。
据中(zhōng)國(guó)信通院预测,到2040年,6G各类终端连接数相比2022年增長(cháng)超过30倍,月均流量增長(cháng)超过130倍,最终為(wèi)6G带来“千亿级终端连接数,万亿级GB月均流量”的广阔市场发展空间。
研究机构Market Research Future预计,2040年全球6G市场规模超过3400亿美元,其间复合年均增長(cháng)率将达58.1%。该机构认為(wèi),中(zhōng)國(guó)将是全球最大的6G市场之一,全球有(yǒu)近50%的6G专利申请来自中(zhōng)國(guó),位居世界第一。