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6G面临的10个挑战

访问次数: 891 次    作者: 远望智库开源情报中心 亿竹 编译    发布时间: 2023-09-20

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挑战1:从“尽力”到“确定”

长期以来,由于IP协议的性质,移动互联网提供了“尽力而为”的服务。在4G时代,由于网络主要是连接人,这种“尽力而为”的方式可以满足人们的连接需求。轻微的网络时延和数据丢包一般不会影响我们的网购甚至在线视频观看体验。

但是,5G和6G网络的连接范围将从人扩展到成千上万个行业,扩展到一切。这就要求网络必须能够提供低时延、高可靠性的确定性服务能力,否则可能会影响企业的持续稳定生产。为此,5G通过引入网络切片、MEC(移动边缘计算)等技术,可以提供SLA(服务水平协议)可以保证的端到端网络服务能力。面向未来的6G时代,随着网络向更多行业、更多场景渗透,需要进一步提升网络的确定性服务能力。

挑战2:开放和定制

一方面,开放和共享是互联网的核心精神,推动互联网不断繁荣发展;另一方面,相比较而言,移动通信网络一直采用更多的专有技术,拥有更为封闭的生态系统,这在一定程度上限制了其自身的发展。

在5G时代,为了赋能各行各业的数字化转型,移动网络必须以更加开放的姿态推动CT(通信技术)与IT(信息技术)的融合,从而产生丰富的行业创新应用,促进生态繁荣。正如我们今天所看到的,5G与云计算、边缘计算和AI技术的融合,孵化了大量的行业应用,如AI质检和5G远程控制。领先的运营商和供应商构建了一个开放、灵活的MEC边缘云平台,可以通过API(应用程序接口)开放网络能力、IT能力、工具和应用组件,允许第三方开发者和行业合作伙伴根据其业务需求快速定制、开发、部署和推出新的应用。进入6G时代,这种开放性和定制能力将继续演进,并将通过API接口为行业客户提供更加敏捷友好的服务,更好地满足客户对网络配置和定制应用的需求。

挑战3:人工智能(AI)网络

如今,人工智能已经应用在很多领域,比如AI图像识别、语音识别、自动翻译等。一方面,随着网络业务的不断发展,对网络时延、可靠性、用户体验等KPI(关键业绩指标)提出了更严格的要求;另一方面,随着网络变得越来越复杂,使用传统的手工方法来维护和改进网络KPI变得越来越具有挑战性。为了应对挑战,当前运营商和设备商也在将AI引入网络,推动网络自动化和智能化转型。

然而,要让AI引擎发挥最大价值,需要海量数据“喂养”和计算资源使能。对于未来的自动化和智能化网络,AI引擎不能只部署在某个位置或某个设备上,而是部署在拥有海量数据和无限计算资源的整个网络上,让智能注入整个网络,最大限度发挥AI和网络的潜力。

因此,未来5G和6G时代的人工智能网络需要AI和网络之间的相互赋能。一方面,人工智能网络将升级为自动化和智能化;另一方面,网络也必须赋能AI,使其价值最大化。换句话说,就是依靠5G/6G网络的低时延、高带宽特性,让训练数据和AI/ML模型在云侧管道端的各个环节流动,以高效的容量充分释放计算能力,从而降低成本。实现更高质量网络和AI服务能力的途径。

挑战4:100%覆盖率

我们已经进入了“一部手机走遍天下”的时代,但这个数据可能会让你大吃一惊——目前全球仍有30多亿人无法接入互联网。原因之一是基站的安装和偏远地区的安装。光缆成本太高,或者受地理条件限制,根本无法实施网络建设。

为了实现100%的全球覆盖,在6G时代构建空-天-地一体化立体网络已成为业界共识。简单来说,就是在平流层高空平台和低轨卫星上部署基站,让网络信号“从天而降”,补充地面移动网络覆盖,特别是解决山区、海洋、草原、沙漠等偏远地区的网络覆盖。这种方法成本是否低,投资回报率如何还有待验证,但从更长远的角度来看,它为未来的自动驾驶、飞行出租车、无人机送货等新兴应用铺平了道路。

挑战5:太赫兹通信

如果把移动通信网络的频谱资源分配比作一次开拓之旅,5G时代要探索的“荒地”是毫米波频段,6G时代要探索的是太赫兹频段,也就是通常所说的到100GHz的频率范围。这些频段是未开垦的处女地。它们不仅面积大(带宽大),而且是未被污染的净土。无线行业可以自由自在的使用,不用担心干扰。

但问题是,就像今天的毫米波仍然面临覆盖弱、建网成本高、终端生态不成熟等问题一样,估计6G时代的太赫兹也会面临类似的问题,需要业界努力解决。

挑战6:感知和定位

到目前为止,移动运营商仅使用无线频谱进行通信,但在6G时代,无线频谱不仅可以用于通信,还可以用于感知和定位功能,从而通过网络和基站提供通信和环境感知,和位置跟踪服务,支持大量新兴应用。例如,可以使用无线信号来识别人类的姿势和手势,以及人类和机器所处的环境,以丰富和增强用户体验;通过感知环境温度、湿度、振动、空气质量来更好的保护各种行业和产业。智慧城市运行稳定;使用无线光束识别车辆、行人、路障等。为了更好的服务于自动驾驶;并通过高精度定位丰富室内新服务。

挑战7:最大化频谱利用率

无线频谱是一种稀缺资源,是推动数字社会不断创新的重要载体。在移动时代,各国创造了频谱授权拍卖或分配的制度,促进了移动网络和移动生活的蓬勃发展。然而,过去的成功并不总是未来的参考。传统的方式是为不同运营商、不同网络制式分配专用频段,逐渐造成频谱碎片化、频谱闲置、利用率不足等问题,加重了频谱。供需矛盾也拉低了频谱利用率。

对此,进入6G时代,无线电行业可能会重新审视传统的频谱分配机制,进一步演进动态频谱共享技术,通过引入AI、区块链等技术,实现更智能、更动态的频谱分配、控制和调度。最大限度地利用频谱。与此同时,Massive MIMO的不断演进,更加主动和精确的无线资源调度和分配等技术将继续提高频谱效率。

挑战8:网络安全性

为了支持数字经济的发展,网络安全是重中之重。在5G时代,网络安全与低时延、高可靠性和大带宽能力一样,是当前5G的价值主张之一。进入6G时代,后量子密码(PQC)和量子密钥分发(QKD)等技术可能会实际应用到网络中,以确保网络超级安全,例如,使用量子随机数生成器(QRG)和量子密钥分发(QKD),使通信双方能够生成并共享一个随机且安全的密钥来加密和解密消息,以确保通信安全。

挑战9:弹性、冗余和自我修复

随着5G/6G渗透到千万个行业,成为支撑数字化生产、运营和管理的基础和基石,对网络的可靠性和稳定性提出了越来越高的要求。对于未来,业界应该重新审视传统的网络架构,努力构建一个灵活、冗余、自愈的网络,即使在网络出现故障时,也能继续提供稳定的网络服务。

挑战10:绿色低碳

推动绿色低碳转型是世界各国的共同目标,也是ICT产业发展的必然趋势。面对网络数据流量的指数级增长和网络能耗的持续增加,对于运营商来说,建设绿色低碳的网络不仅是降低网络运营成本的必由之路,也是履行社会责任的行为。


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