繼2022年建成全球規(guī)模最大的5G網(wǎng)絡(luò)后，中國(guó)6G產(chǎn)業(yè)也在建立新的領(lǐng)跑優(yōu)勢(shì)。
4月19日，我國(guó)6G通信技術(shù)研發(fā)傳來(lái)突破性進(jìn)展。《中國(guó)經(jīng)營(yíng)報(bào)》記者注意到，中國(guó)航天科工二院25所（以下簡(jiǎn)稱“25所”）微信官方公眾號(hào)當(dāng)日發(fā)布的《25所高速通信技術(shù)取得重要突破》一文顯示，該院所完成了國(guó)內(nèi)首次太赫茲軌道角動(dòng)量的實(shí)時(shí)無(wú)線傳輸通信實(shí)驗(yàn)。
據(jù)該文章介紹，25所利用高精度螺旋相位板天線在110GHz頻段實(shí)現(xiàn)4種不同波束模態(tài)，通過(guò)4模態(tài)合成在10GHz的傳輸帶寬上完成 100Gbps無(wú)線實(shí)時(shí)傳輸，最大限度提升了帶寬利用率，為我國(guó)6G通信技術(shù)發(fā)展提供重要保障和支撐。
作為衡量通信網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的主要指標(biāo)，傳輸帶寬一直是網(wǎng)絡(luò)代際演進(jìn)的動(dòng)力所在。公開信息顯示，2G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，通信峰值速率僅有100k比特；到了5G時(shí)代，其峰值理論傳輸速度可達(dá)每秒20G比特；而到了6G時(shí)代，通信頻段被擴(kuò)展更高的太赫茲頻段，這也是目前全球6G網(wǎng)絡(luò)的主要研究方向。
受此推動(dòng)，國(guó)內(nèi)6G概念股板塊也迎來(lái)全線普漲。4月20～21日，信科移動(dòng)-U（688387.SH）、本川智能（300964.SZ）等6G相關(guān)個(gè)股在大盤普跌情況下，實(shí)現(xiàn)不同程度的上漲。
關(guān)鍵技術(shù)突破
記者從多位通信業(yè)內(nèi)人士處了解到，在本次中國(guó)航天科工突破性試驗(yàn)的成果中，最大亮點(diǎn)便是其無(wú)線回傳過(guò)程中使用到的太赫茲頻段，這也是目前全球6G研發(fā)中最關(guān)鍵的技術(shù)。
所謂“太赫茲”，即Terahertz的音譯，1太赫茲等于1000GHz。在電磁波學(xué)的分類中，太赫茲波的波長(zhǎng)位于微波、毫米波等“電波”和可見(jiàn)光等“光”之間，波長(zhǎng)范圍是 3mm~30μm，其頻率范圍是100GHz~10THz，也就是指電波和光重疊的區(qū)域。
根據(jù)國(guó)際電聯(lián)的定義，太赫茲輻射的頻段位于0.3THz~3THz，較學(xué)術(shù)定義的范圍更小。C114通信網(wǎng)主編周桂軍告訴記者，從1G發(fā)展到5G，為了提升傳輸速度，通信電磁波的頻段也在不斷升高。目前，我國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商的4G主要頻段位于1.8GHz~2.7GHz之間，5G的主流頻段則為3GHz～6GHz，屬于毫米波范圍。而到了6G，需要使用頻率更高的波段，太赫茲也由此被納入為6G使用的主流頻段。
據(jù)芬蘭奧盧大學(xué)發(fā)布的全球首份6G白皮書測(cè)算，6G峰值傳輸速度將達(dá)到100Gbps~1Tbps，相比5G提高至少10倍，網(wǎng)絡(luò)容量也將大幅提升。
在此背景下，航天科工二院25所此次的成功試驗(yàn)顯然價(jià)值非凡。據(jù)航天科工官方介紹，自2021年以來(lái)，25所瞄準(zhǔn)6G通信的熱點(diǎn)需求，緊跟國(guó)際通信技術(shù)前沿，選擇太赫茲軌道角動(dòng)量通信作為全新突破方向，在太赫茲頻段上實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)復(fù)用傳輸，完成超大容量的數(shù)據(jù)傳輸，頻譜利用率提升了兩倍以上。
而在作用方面，據(jù)中國(guó)聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院無(wú)線技術(shù)四室主任張忠皓早前指出，由于太赫茲波長(zhǎng)較短，天線系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)小型化、平面化，搭載于衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)、飛艇等平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)空、天、地的一體化通信。據(jù)其介紹，太赫茲通信還可在外層空間做到無(wú)損傳輸，通過(guò)極低的功率就可實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離傳輸。
這一預(yù)期也在此次試驗(yàn)中得到驗(yàn)證。航天科工方面表示，本次試驗(yàn)成功的高速通信技術(shù)未來(lái)還可服務(wù)于10m~1000m的近距離寬帶傳輸領(lǐng)域，為探月、探火著陸器和巡航器之間的高速傳輸，航天飛行器內(nèi)部的無(wú)纜總線傳輸?shù)群教祛I(lǐng)域應(yīng)用提供支撐，為我國(guó)深空探測(cè)、新型航天器研發(fā)提供信息保障。
多重挑戰(zhàn)待克服
除太赫茲外，據(jù)科技部副部長(zhǎng)張廣軍日前介紹，目前，我國(guó)在6G超大規(guī)模、多輸入、多輸出、通感一體、內(nèi)生AI通信、確定性網(wǎng)絡(luò)、星地一體化網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵技術(shù)方面均取得了重要進(jìn)展。但在業(yè)內(nèi)看來(lái)，在6G的漫漫征程上，我國(guó)仍有多重挑戰(zhàn)有待克服。
標(biāo)準(zhǔn)仍是業(yè)界關(guān)注的首要議題。在日前舉行的2023全球6G技術(shù)大會(huì)上，國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化局局長(zhǎng)尾上誠(chéng)藏闡述了彌合標(biāo)準(zhǔn)化鴻溝的重要性。在他看來(lái)，移動(dòng)通信從1G發(fā)展到4G，標(biāo)準(zhǔn)化的差異讓產(chǎn)業(yè)界走了很多彎路，直到5G，全球才得以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。在6G甚至之后的移動(dòng)通信發(fā)展中，仍要不斷進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的工作，讓技術(shù)以有序、可控的方式演進(jìn)。
“推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化的工作迫在眉睫?！敝袊?guó)工程院院士劉韻潔更為直接地表示，目前我國(guó)6G發(fā)展最大的挑戰(zhàn)是大家都在爭(zhēng)先恐后地“發(fā)衛(wèi)星”“建軌道”，爭(zhēng)奪制高點(diǎn)，而不像原來(lái)移動(dòng)通信或者整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)那樣先制定標(biāo)準(zhǔn)再去發(fā)展。這使得互通性、互創(chuàng)性方面都面臨很大的問(wèn)題。
對(duì)此，無(wú)線移動(dòng)通信全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、移動(dòng)通信及車聯(lián)網(wǎng)國(guó)家工程研究中心主任陳山枝建議，首先應(yīng)積累中國(guó)自己的核心技術(shù)，為全球6G星地融合核心技術(shù)貢獻(xiàn)中國(guó)力量；其次，打造技術(shù)交流合作平臺(tái)，高校、科研機(jī)構(gòu)以及企業(yè)界形成有效溝通交流；最后，積極參與到標(biāo)準(zhǔn)組織中去，推動(dòng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定。
同時(shí)，目前各國(guó)正在加緊6G預(yù)研。公開信息顯示，從2020年到2022年，全球多國(guó)家都非常重視6G發(fā)展，歐洲、日本、韓國(guó)、美國(guó)等國(guó)家和地區(qū)的研究機(jī)構(gòu)和運(yùn)營(yíng)商都紛紛推出了6G相關(guān)的白皮書，并組建了研究小組、建設(shè)了公共研究設(shè)施、增設(shè)了多項(xiàng)6G研究項(xiàng)目，包括成立美國(guó)NextG聯(lián)盟、歐盟6G-IA、日本B5G推進(jìn)聯(lián)盟、“6G研發(fā)戰(zhàn)略委員會(huì)”等組織。
在此背景下，未來(lái)移動(dòng)通信論壇常務(wù)副理事長(zhǎng)張新生認(rèn)為，頂層設(shè)計(jì)將變得非常重要，應(yīng)該冷靜思考我國(guó)真正的6G發(fā)展藍(lán)圖，勾畫清楚整個(gè)6G愿景，把6G整體發(fā)展戰(zhàn)略方向認(rèn)清以后，才能利用6G推動(dòng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展，推動(dòng)數(shù)字強(qiáng)國(guó)發(fā)展和數(shù)字中國(guó)建設(shè)。
值得注意的是，2022年1月，國(guó)務(wù)院印發(fā)的《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》提出，前瞻布局第六代移動(dòng)通信（6G）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)儲(chǔ)備，加大6G技術(shù)研發(fā)支持力度，積極參與推動(dòng)6G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作。2021年11月，工信部在《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中提到，將從6G基礎(chǔ)理論研究、關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、頻率規(guī)劃、國(guó)際合作等方面推動(dòng)6G研究。
據(jù)工信部部長(zhǎng)金壯龍?jiān)诮衲甑膬蓵?huì)上介紹，目前，工信部正在總結(jié)推廣5G經(jīng)驗(yàn)，支持產(chǎn)業(yè)界組建了6G推進(jìn)組，代號(hào)“IMT-2030（6G）推進(jìn)組”，已經(jīng)在開展工作。未來(lái)，我國(guó)將發(fā)揮超大規(guī)模市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)業(yè)體系完備的優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)學(xué)研用集中發(fā)力，加強(qiáng)國(guó)際合作，加快6G研發(fā)。
潛在受益產(chǎn)業(yè)浮現(xiàn)
隨著我國(guó)6G技術(shù)進(jìn)入預(yù)研期，潛在的產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)也逐漸受到關(guān)注。
據(jù)中國(guó)聯(lián)通董事長(zhǎng)劉烈宏在中國(guó)發(fā)展高層論壇 2023 年年會(huì)上透露，當(dāng)前處在6G技術(shù)早期研究階段，到2025年將推出 6G應(yīng)用的場(chǎng)景，完成6G早期技術(shù)的研究，到 2026 年開啟 6G 技術(shù)的工程化研究階段。預(yù)計(jì)6G將在2030年推進(jìn)到大規(guī)模商用的階段。
這也意味著，距離6G的大規(guī)模商用還有接近十年的時(shí)間?！艾F(xiàn)在談6G為時(shí)尚早，但能拉動(dòng)的一些潛在產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在還是能提前看到的。”周桂軍向記者表示，對(duì)此業(yè)內(nèi)已有共識(shí)，衛(wèi)星通信將是直接受益的產(chǎn)業(yè)之一。
對(duì)此，陳山枝指出，6G的愿景是萬(wàn)物互聯(lián)，而6G的需求則是覆蓋空中、海洋、森林、沙漠、偏遠(yuǎn)地區(qū)。為了實(shí)現(xiàn)6G愿景以及滿足6G需求，星地融合將成為6G的一大標(biāo)志。
德邦證券預(yù)計(jì)，在6G通信技術(shù)的快速發(fā)展下，我國(guó)逐步完善相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的部署，衛(wèi)星通信和光通信產(chǎn)業(yè)鏈在未來(lái)有望開啟第二成長(zhǎng)曲線。從中長(zhǎng)期的角度來(lái)看，衛(wèi)星通信服務(wù)的運(yùn)營(yíng)和應(yīng)用都將迎來(lái)黃金發(fā)展期。
而在中國(guó)工程院院士鄔賀銓看來(lái)，6G的更大價(jià)值在于工業(yè)應(yīng)用。他指出，工業(yè)模組與手機(jī)比，更大功率、更寬信道、更多連接、大上行、低時(shí)延、精定位、高可靠，而且需要端到端直連，有望集成企業(yè)的PLC數(shù)據(jù)采集/控制功能、邊緣計(jì)算功能，還可以開放編程。
據(jù)中國(guó)信通院預(yù)測(cè)，到2040年，6G各類終端連接數(shù)相比2022年增長(zhǎng)超過(guò)30倍，月均流量增長(zhǎng)超過(guò)130倍，最終為6G帶來(lái)“千億級(jí)終端連接數(shù)，萬(wàn)億級(jí)GB月均流量”的廣闊市場(chǎng)發(fā)展空間。
研究機(jī)構(gòu)Market Research Future預(yù)計(jì)，2040年全球6G市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)3400億美元，其間復(fù)合年均增長(zhǎng)率將達(dá)58.1%。該機(jī)構(gòu)認(rèn)為，中國(guó)將是全球最大的6G市場(chǎng)之一，全球有近50%的6G專利申請(qǐng)來(lái)自中國(guó)，位居世界第一。
