原标题:华讯方舟集团:关于6G的几点畅想 来源:同花顺
据新华社报道,华讯方舟和科研机构依托毫米波太赫兹产业发展联盟,聚焦6G太赫兹通信技术领域,正在积极布局太赫兹无线传输、光谱仪、网络连接器、基站用PCB等技术和产品。
面对方兴未艾的5G,很多人认为现在谈6G未免为时过早,更不乏网友对于6G发表各式各样的探讨和好奇,比如说类似于“5G已经够快了,6G还有什么用呢”、“谁来科普下6G是啥样子的?当然是6666啦”、“啊啊啊,6G,你比5G多1G!啊啊啊,6G,你比7G少1G!”(看到这忍不住笑了,,,是我肤浅了
)。
以及某贴吧潜水大神总结道“ 6G就是太赫兹、自由空间光通信、空天地一体化、永不断网····”的一语惊醒梦中人。
当前,我们谈及6G究竟是否过早,站在世界的发展眼光,通过对比多国在6G研发及战略布局发展上或许可以找到答案。
多国已明确6G研发目标计划
2020年4-6月,日本相继发布全球首个以6G作为国家发展目标的6G综合战略计划纲要和路线图,提出2025年要实现6G关键技术突破,2030年应用6G。2020年8月,韩国发布《引领6g时代的未来移动通信研发战略》,重点布局了6g国际标准,强化产业生态系统建设,旨在确保5G之后韩国成为全球首个6G商用国家,并明确了五个试点领域:数字医疗、沉浸式内容、自动驾驶汽车、智慧城市和智慧工厂。欧盟委员会2020年发布报告《全面工业战略的基础》,明确提出要大量投资6G技术。
6G研发的国际合作与联盟不断增加:2020年10月,美国牵头组建了Next G Alliance(下一个G联盟),意在确立美国的6G领导地位,现有高通、苹果、三星、诺基亚等20多家信息通信巨头加入。欧盟于2021年1月正式启动6G旗舰研究项目Hexa-X,合作开展6G基础技术、场景以及全新的智能网络架构等研究。Hexa-X联盟由诺基亚牵头,成员包括爱立信、英特尔、西门子等多家欧美企业。此外,韩国sk电信也宣布,将与瑞典爱立信和芬兰诺基亚共同研发6G技术,日本NTT、索尼和美国英特尔公司也将在6G通信标准领域展开合作。
5G与6G的关系?
未来6G应该是怎样的一个架构及设计?
应用价值在哪里?
在通讯领域从业十余年的华讯方舟集团总裁骆睿曾在MWC19期间分享到,对比5G与6G的架构和体系来说,最主要的一个特征就是卫星和地面通信网络能否从技术的底层架构完全打通。随着卫星移动通信的不断演进,不论是美国、欧洲和我们国家也都在积极的布局卫星通信网络,从只是几兆发展到现在的几十G甚至几百G的宽带,未来可以达到T级别,这样整个成本就会拉低。可以想象,从市场的维度来看,原来的技术是不容易融合的,但随着卫星和地面通信的技术和成本逐渐就拉平,那么很自然的就会想到两者的技术体系能不能融合,这就是所谓的殊途同归,未来的趋势卫星通讯和地面移动通信会更加深入的融合。
“如果按照美国的标准,6G频率段会接近100G或超过100G,实际上,从学术界和技术界来看,这已经进入太赫兹的领土,而之前利用这一频率段的更多的是卫星通信能力的应用。”骆睿说,太赫兹是没有完全被开发利用的比较干净的电磁波,而它的很多这种物理特性可以做很多事情,不仅局限在通信领域,其他场景也可以应用到,如探测通讯应用,因为它的频率高、带宽很大,可靠性和抗干扰性就会很强;在工业检测应用方面,生产的飞机发动机叶片要求无瑕疵,高档豪华汽车喷漆层要达到几十层且非常薄,太赫兹就可以进行这种检测。
太赫兹,未来6G的关键性技术
在这一未来的竞争领域中,作为6G关键技术的太赫兹开始频繁进入普通大众的视野,太赫兹技术被世界发达国家列为抢占频谱的资源战略点和科技制高点。美国把它列为改变人类的前四大技术之一,日本把它列为改变日本十大战略之首,我国也把它列为关键性技术,数年前已有通讯企业开始布局深耕这一领域。
“太赫兹技术作为6G技术的关键之一,将在6G时代发挥巨大的作用。随着通信频段,尤其是低频段的拥挤,以及网络带宽需求的巨大增量,各国已经形成共识,太赫兹频段将成为6G时代最重要的频段之一。我个人认为太赫兹频段海量的带宽资源,将使无线网络的容量提高几十甚至上百倍,进入Tbps量级。所以,太赫兹通信是未来必然要采用的频段,是企业积极布局的研究方向。” 华讯方舟集团太赫兹通信首席科学家郑渚博士分享道。
太赫兹泛指频率在0.1~10太赫兹波段内的电磁波,THz=1000GHz,处于宏观经典理论向微观量子理论、电子学向光子学的过渡区域。在频率上它要高于微波,低于红外线;而能量大小则在电子和光子之间。而6G则将使用太赫兹(THz)频段,目前从通信1G(0.9GHz)到4G(1.8GHZ以上),我们使用的无线电磁波的频率在不断升高。
当频率越高,允许分配的带宽范围越大,单位时间内所能传递的数据量就越大,也就是我们通常说的“网速变快了”。不过,频段向高处发展的另一个主要原因在于,低频段的资源有限。就像一条公路,即便再宽阔,所容纳车量也是有限的。当路不够用时,车辆就会阻塞无法畅行,此时就需要考虑开发另一条路。频谱资源也是如此,随着用户数和智能设备数量的增加,有限的频谱带宽就需要服务更多的终端,这会导致每个终端的服务质量严重下降。而解决这一问题的可行的方法便是开发新的通信频段,拓展通信带宽。
华讯方舟集团为6G到来做了哪些准备
作为国内入局较早、拥有太赫兹领域自主知识产权最多、是全世界唯一一家同时用三大类、七小类方式获取太赫兹源并研发和生产出对应产品的企业,在太赫兹功率、频率等方面获得若干世界第一。华讯方舟集团在6G布局上主要从这4个方向出发:
一 / 是多网络的融合(以卫星通信与地面通信深度互融为例):太赫兹波传输是太赫兹波通信系统研究中的一个重要组成部分,就现阶段研究来看,太赫兹技术最重要的用处就在于对空间通信的优化,对陆地、天空、海洋甚至多层次,将来卫星的联合组网跟陆地通信联合组网,不光有低轨卫星、还有高轨卫星、甚至有更高的卫星。
“进行天地一体化全网络的覆盖”是华讯方舟集团正在对6G通信技术的整体布局规划。与普通地面通讯不同,华讯方舟的天枢一体化云管理平台,可以将卫星通信网络与移动通信网络(4G/5G)、固定网络、专有通信网络等无缝结合,与无人机,宽窄带集群、图传等集成,弥补传统地面通信的不足,可广泛应用于边境防控、森林防火、应急救灾、智慧海洋等领域,为用户提供互联网接入、物联网接入、企业云接入和信息化升级等服务。
就拿前不久河南省遭遇极端降雨天气为例,当时给通信网络设施造成了巨大的冲击,从而导致多个乡镇地区出现停电断网无法对外沟通的情况,地面通信完全失灵,根据国内媒体报道,当时我国是特意派遣了翼龙无人机在空中搭建了空中移动公网基站,才最终实现了直径50平方公里的长时间连续信号覆盖,为灾区居民打通了外界沟通信号,保证了最为重要的通信生命线。这在一定程度上影响了防汛救灾的进度,也让我们看到了将来对地面应急通信和容灾备份的重要性。相信一旦6G技术成熟部署,必将最大程度提高每个终端的服务质量。
这些年,华讯方舟卫星团队在卫星高端装备,在零部件、卫星产品、卫星系统及行业应用中取得了不错的进展,特别是在深山、深海、沙漠等“无人区”的网络部署,实现空天地海全域覆盖,推动社会治理便捷化、精细化与智能化。依托其覆盖范围广、灵活部署、超低功耗、超高精度和不易受地面灾害影响等特点,“泛在覆盖”通信网络在即时抢险、“无人区”探测等社会治理领域优势明显。
下一步,华讯方舟集团将从多方面深入布局产业,力争构建全要素创新生态链。针对卫星通信业务板块,骆睿总裁表示,华讯方舟将实现全产业链端到端的布局互联,下一步在卫星产业上将会持续增加研发投入,尤其是增加Ku/Ka高通量卫星的投入。
二 / 是对太赫兹通讯应用的探索要深入:太赫兹高频的特征必然可以做到更大带宽,目前利用太赫兹丰富的带宽资源,我们已经实现了在10公里范围之内完成10Gbps速率的传输。太赫兹通讯在地面由于会受到空气及水分的影响,所以最容易实现的传输方式是在太空,即星链组网。星链组网对比激光来讲,它可以做到面对面来组网,而非激光的点对点。一旦完成星链组网,那将是整个太空通讯革命性的变化(马斯克星链计划就与此相通,某国军方一直试验)。目前华讯方舟集团已经实现了星链组网的地面论证,并已经发射了四颗小卫星,正在努力尝试做空间论证。
此外,基于太赫兹光谱与成像技术能够与红外、微波等技术形成互补,利用太赫兹其频谱特性,在未来某些领域发挥不可替代的作用。包括在太赫兹频段进行相关技术、器件、应用的发展,也能填补很多检测应用领域的空白。例如,由华讯方舟集团所自主研发太赫兹时域光谱仪,就是利用超短激光脉冲,触发光电导天线,产生太赫兹波,可以应用在食品,药品,复合材料厚度无损检测,半导体缺陷检测等领域。
除太赫兹时域光谱仪系列产品外,华讯方舟集团自主研发的中国第一台主动式毫米波圆柱形人体安检仪TAI-30和TAI-40已实现量产,并在全国机场、地铁站、展览馆及监狱等场所广泛应用。华讯方舟集团还将把深圳市太赫兹科技创新研究院建设成为国际一流的太赫兹科技中心为导向,不断推动知识、技术、产品与产业的深度融合。
三 / 是在芯片器件研发上持续攻关: 华讯方舟集团放弃传统Ka频段芯片的研制,另辟新径,从太赫兹技术出发,独立以及与其他科研单位合作研发的芯片有太赫兹石墨烯芯片 、太赫兹探测器芯片等,目前实现了330G的通讯芯片和从110G、220G一直到2200G的电子回旋管的解决方案。未来还将再次为宽带通信、雷达、电子对抗、电磁武器、安全检查等领域带来革命性变革。
四 / 是要逐步实现网络的IT化和个性化: 华讯方舟集团与北京零重空间技术有限公司共同发起“灵鹊”遥感星座计划,灵鹊星座初期计划由132颗6U立方星构成,光学分辨率优于4米。星座部署完成后,将形成覆盖全球的高时间分辨率对地观测能力,实现12小时全球覆盖,并对重点区域实现30分钟重访,达到国际先进水平。将来可能发展成“个人定制类型的通信网络”等商用卫星。
相信未来,正式进入太赫兹频段的6G毫无疑问将对世界带来翻天覆地的变化。6G将逐步实现在通感互联网、孪生体域网、智能交互、智赋农业、智赋工业、智慧交通、精准医疗、普智教育、虚拟畅游、即时抢险、“无人区”探测等诸多方面的应用。
总体来说,发展6G技术必然会让我们的生活更加美好,但是实现它还需要全世界的工程师和科学家持续努力至少10年。华讯方舟集团有关于快速适应6G的畅想 ,也许会为和自身一同站在中美科技战最前沿的众多企业,带来新的突破口和机会。
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