5G我们还没玩明白,日本就搞出了6G网络了?而且美国为了与中国竞争的6G联盟已经搞了4年多了,为啥还是雷声大雨点小?为什么日韩欧美等强国都在抢着研发出6G技术?
要回答这个问题,我们必须回顾通讯技术的历史,探究一下美国如何一步一步在通讯领域丧失主控权的,中国又如何乘机崛起的。
美国基础科学领域全球无人能出其右,上世纪在通讯和半导体领域,依托于美国强大的科研体系,培养了美国电话电报公司AT&T、摩托罗拉公司以及高通、思科等通讯领域的头部企业。
所以,在早期的通讯技术中,美国占据全球核心地位。比如第一代通讯技术源自模拟通信,技术几乎被世界大战中研发出无线通讯工具的美国摩托罗拉公司垄断,所以美国是1G时代的霸主。
(图片说明:二战中美军的摩托罗拉无线对讲机)
2G时代,欧洲多国合力推出GSM新型移动通信技术,技术优势明显的美国高通研制并商业化了CDMA码分多址的无线通信技术,开启了2G时代的美欧对决。
(图片说明:高通CDMA无线通讯手机)
但由于CDMA技术难度较大,产业链未能支持到商业应用,且欧洲多国一致主导支持GSM技术,最终欧洲战胜了美国。
当然宏大叙事之外的细枝末节因素也不少,比如GSM网络使用SIM卡来存储用户信息,这使得用户可以轻松地在不同的手机设备之间切换服务,提高了便利性和灵活性,相较之下,CDMA技术不需要SIM卡,因此缺乏了便利与灵活性,直到后来CDMA才引入类似功能,但已落后于GSM技术路线了。
欧洲主导的GSM战胜了美国的CDMA路线后,爱立信、诺基亚、阿尔卡特等一众欧洲品牌异军突起,站上了2G通讯的舞台最中央。
(图片说明:基于SIM卡的GSM通讯方案)
不过,3G、4G时代却依次成为了新的通讯争霸分水岭。
3G通讯的标准竞争中,前有欧洲组建3GPP组织,提出的WCDMA方案,后有新兴经济体中国提出的属于我们自己的TDSCDMA标准,我们举国之力推动发展,而美国知道自己作为世界经济与军事霸主,在通讯业上不能输,于是提出了CDMA2000标准。
(图片说明:中美欧主导的三大3G通讯路线)
最终,3G的三足鼎立局面形成,战局初期,美欧技术分庭抗礼,中国凭借大国市场优势,苦苦支撑。
3G的三强对垒延续到4G时代,因为4G技术本质还是源自3G的升级。
第一个撑不住的居然不是中国,而是美国,其推出的WiMAX技术被中国和欧洲分别主导的4G技术击退,退出通讯历史舞台。这里不得不提的就是中国军团,包括华为、中兴、大唐电信等企业的崛起,并且中国技术与产品开始在欧洲、亚洲与美洲铺开。
让中国赢了3G到4G的通讯网络战,还能让中国赢第二次吗?美国与欧洲的通讯企业开始瞄准新一代通讯技术了。
但谁也没有想到,5G时代,第一代通讯网络技术霸主美国最大的绊脚石居然是自己。
2019年,美国国防部发布《5G 生态系统》报告,直击痛点,最适合 5G 的Sub-6频段在美国被军方占用了,而其他国家不受这个限制。
5G通信需要借助特殊的频段,一般分为Sub-6和毫米波两个选择。大多数国家都在主攻最简单易得的Sub-6,美国却由于军方占用了Sub-6,只能用毫米波,毫米波也就是波长在毫米级别的电磁波,虽然它的优点是传输速度快,容量大,但Sub-6波长更长,传播时不易受到干扰,信号传播距离更远,覆盖范围更广,且Sub-6可以直接在4G基站基础上改造升级,实现5G信号的发射。
所以,美军占用了Sub-6,导致使用毫米波带来的造价高的问题困扰了美国5G技术。早期AT&T等美国电信企业推出的5G被曝光是假5G,覆盖范围、速度与延时等数据完全不能与中国电信业的5G水平相提并论。
重商主义的美国在资本主义追求的短期利益最大化的理念驱动下,很难专注于长期巨额的投资,5G新基建投资大、收效缓慢,这就导致5G时代的美国黯然失色。
落后就要挨打,美国啥时受过这种委屈?
这个曾经的全球通讯科技带头大哥在5G时代落后了,它绝不能忍。
所以,美国干了两件事。首先,以国家安全与美国法律武器下的长臂管辖权,封杀与围剿包括中兴、华为等在内的通讯设备企业。
其次,为了在下一代通讯技术上反超中国,美国还攒了个局,不仅集结一众科技巨头,还邀请美国国家科学基金会入局,建立了“频谱创新计划”,打造美国无线频谱研究中心,开启了新一代通讯技术的研究。
他们这个项目联合了150家成员公司,可谓强者如云,业务涉及新一代通讯技术研发、物联网、人工智能等多个领域。建立联盟时,项目负责人苏珊·米勒说:鉴于地缘政治形势的变化,旧的领导模式在未来将不会发挥作用。如果美国真的要维护自己在通信技术上的领导地位,就不得不采取新的行动。
2020年,苹果姗姗来迟的第一款有5G功能的手机 iPhone 12刚刚上市,美国通信行业解决方案联盟就宣布:2020年10月正式成立Next G alliance,直译“下一G”联盟。
(图片说明:美国主导的6G研发联盟)
“下一G”联盟先后汇聚了韩国三星、AT&T、Facebook、微软、高通、苹果、谷歌、VMWare、惠普、思科等软、硬件企业、通信运营商及互联网公司,一副准备全力攻坚6G的架势。
美国在这场无硝烟的战争中要干掉的就是中国。
5G时代话语权已经被中国牢牢地把握住了,中国的5G专利申请数量位居全球第一,其中,华为在5G专利的排名无人能出其右,中兴通讯也排名前三,手机终端上,华为、荣耀、小米、传音与OV等占据了除了苹果、三星之外的所有市场,如果按照5G手机品牌国别计算,全球超过一半的手机份额掌握在中国厂商手中。
回到2020年10月美国组建的新一代通讯技术联盟Next G alliance就是准备一雪前耻。
那么到底这个6G有什么用?5G时代的应用似乎和普通人比较远,6G就更加难以想象与琢磨了。
理论上,6G可以真正地实现物理世界和数字世界之间的相互作用。未来,人们说不定可以把手机终端、头戴式VRAR虚拟现实、增强现实与XR混合现实设备作为入口,透过数字世界去操控物理世界,甚至实现数字孪生。更重要的是智能驾驶、智慧工厂、机器人等产业将迎来大爆发。
再举个例子,在5G就可以实现的远程医疗,可能在6G时代从微创手术与基本问诊,升级到更高级别手术与多模态的诊断。
6G关注全球供应链系统的安全性,基于物联网技术的多模态的虚拟现实技术的发展,甚至是高级人工智能技术,这一切都需要比5G还要高出50倍以上的速度以及更低的延时,才能完成。
当然,除了美国,欧洲与日韩也不会错失6G的机遇。
在韩国,三星电子公司和LG电子公司都在2019年设立6G研究中心。三星电子也发表了《下一代超连接体验》白皮书,阐述6G愿景。白皮书中预测,韩国业内在2025年将启动6G技术的标准化,2028年投入商用,2030年正式提供服务。
韩国政府正在准备通过加大对SK电讯、韩国电信和LG U+等三大移动通信公司的投资以迎接“6G时代”,并且准备和美国等盟友构建6G联盟,与中国展开竞争,要知道当年芯片领域围剿中国华为的CHIP4芯片四方联盟概念(美国、日本、韩国、中国台湾),就是韩国媒体提出的。
(图片说明:韩媒构想的CHIP4芯片四方联盟)
同时,韩国的科研机构也在努力,一项由韩国蔚山国家科学技术研究所物理系教授朴亨烈领导的研究团队基于物理模型与人工智能相结合的技术,成功将太赫兹(THz)电磁波放大超过3万倍,这项研究成果已在最近的《纳米快报》网络版上发表,韩国媒体报道:该技术有望推动6G通信频率的商业化进程。
但是实际上韩国6G还是八字没一撇,可以说目前韩国同美国一样并未拿出任何实际成果,属于雷声大雨点小。
欧洲反而更加实操,而且爱立信已是最早提出5.5G的公司了。
(图片说明:爱立信与中国移动合作发起成立5G-A创新产业联盟)
前些年,欧盟宣布资助名为Hexa-X的无线技术项目,由诺基亚领衔统筹,旨在创建独特的6G使用案例和场景、发展6G基础技术。诺基亚贝尔实验室与芬兰奥卢大学、芬兰国家技术研究中心等也宣布合作实施“6 Genesis——支持6G的无线智能社会与生态系统”计划。
欧洲的电信设备霸主爱立信已经实现5.5G水平的5G-A是半代技术,但距离6G还有一些差距。
但还有一个国家千万不能低估,那就是日本。
2020年4月8日,日本总务省发布了2025年确立6G主要技术的目标,希望在2030年实现6G实用化,时任日本首相菅义伟也设立了2万亿日元基金,以支持未来10年的创新型企业,可谓延续了日本赌国运的优良传统。
在政府的支持下,日本NTT集团旗下NTT设备技术实验室 ,研发了出了磷化锢化合物半导体,成功地制造了世界上第一个6G超高速芯片,在300 G赫兹频段进行了高速无线传输实验,这芯片将能实现更高传输速度,借此让6G网络传输速度与可使用频宽可达5G网络的40倍以上。
(图片说明:日本研发出全球首个6G设备)
2024年5月,日本多家电信巨头联合宣布成功开发出全球首个高速6G无线设备,标志着下一代通信技术的探索迈出了实质性的一步,日本研发的6G设备的理论传输速率达到了惊人的100Gbps,是中国5G速率的500倍。
因此,最近一些观点认为:日本大有可能超越中国技术,在6G领域构建先发优势。但可能大家没有留意到,日本6G的传输距离只有100米内(目前华为5G基站覆盖至少500米半径)。
美日欧等强国入局6G,并且日本宣布开发出世界首个6G设备,意在夺下通讯霸主,我们中国能在6G的竞争中取胜吗?
早在2019年,5G的世界顶尖企业华为就已经开启了6G网络的研究,不过当时华为对外界表示,对6G技术的研究还只是属于前沿探索。
2020年9月,《经济学人》专访任正非,他自信地向外界透露了华为在研究6G并表示:“华为不仅在5G上领先全球,对于6G的研究,相信实力也是领先世界的。”
2023年10月,惨遭美国打压围剿三年的华为在2023全球移动宽带论坛上,发布了全球首个全系列5.5G产品解决方案,虽然华为是落后于爱立信推出5.5G的,但是这个解决方案却是全系列的产品解决方案,是对于现有的5G网络进行增强和扩展,将为未来通信技术发展铺平道路。这个全系列产品解决方案主要涵盖了六大类别的新品,包括TDD、FDD、毫米波、DIS、天线、微波MAGICSwave。
作为6G的过渡方案,相较于5G,5.5G能够在容量、速率、时延、定位、可靠性等方面实现大幅提升。
所以,华为走得更加稳固。另外,还需要注意,6G目前是没有技术方案定义的,日本只是在设备产出的数据上验证了基本6G标准,但最后到底谁的方案代表6G标准,还要在多维度比一比。
传输速率只是6G的一个因素,稳定性、速度、时延、适配性与成本等是需要综合考量的,且6G需要打破5G非独立组网6G赫兹和独立组网28G赫兹的频带技术,实现太赫兹频带通讯技术,这一点航天大国反而更有优势,所以一种思路是天基互联网建设6G技术方案。
2020年11月,全球首颗6G试验卫星“电子科技大学号”由长征六号遥三运载火箭在太原卫星发射中心成功发射。卫星将在太空建立收发链路并开展太赫兹载荷试验,成为全球首次太赫兹通信的技术实战案例。为中国的天基6G互联网拓宽疆域。
提到天基互联网,不得不说说全球首富马斯克的“星链”计划,其中的低轨道卫星为地面用户提供宽带的服务。
(图片说明:星链的地面卫星宽带网络接收器)
听起来很像天基6G互联网,那么星链是美国6G未来的方向吗?
当然不是!
因为从第一代移动通信技术开始,每一代移动通信技术发展都要依托前一代核心技术演进、硬件革命,与新的信号标准,所以将来真正商用化的6G网络必然是以现有5G核心技术为基础做深度演进。这就意味着美国想要靠着无法达到太赫兹频带的星链跳过5G“地基”,直接建设6G“天网”是不现实的。
(图片说明:低轨道通讯卫星)
另外,还涉及到延时问题。尽管星链通过低地球轨道卫星提供相对较低的延迟,与地面基础设施相比,其延迟仍然较高,对于6G网络,尤其在需要极低延迟的应用,如自动驾驶、远程手术等,行不通。
目前全世界对6G的探索无法绕过大面积基建与5G运营、应用经验等先决条件。
集中力量办大事的中国持续发力航天,这就是我们6G科研的一张王牌。
4月底,中国航天科工二院二十五所就宣布,该机构在北京完成国内首次太赫兹轨道角动量的实时无线传输通信实验,利用高精度螺旋相位板天线在110GHz频段实现了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无线实时传输,最大限度提升了带宽利用率,为我国6G通信技术发展提供重要保障和支撑。
正如华为话事人任正非此前指出的,华为已经在6G通讯领域布局了完整研发,并且技术领先。
截至目前,我们看到Mate60pro与pura70都已经基于中国的卫星,开发与配置了卫星通讯功能,实现卫星电话与图片传输,而就在今年年初,中国移动通信公司又成功发射了全球首颗6G架构验证星。
(图片说明:华为Mate60Pro卫星通讯示意图)
因此,笔者认为:中国的6G前景非常光明。但人无远虑必有近忧,在地轨道卫星的申请中,美国几乎垄断了大量卫星坑位,这个领域的玩法是先到者先得。
另外,美国也在召集盟友一期研发合作,这种搞小圈子的阳谋,目标也是将中国排除在外。
比如2024年世界移动通信大会上,美国、英国、澳大利亚、加拿大、韩国和瑞典等十国发表联合声明,称就6G无线通信系统的研究和发展达成“共同原则”。
而此前,欧洲的爱立信公司首席技术官Erik Ekudden对美国和欧盟之间达成的新的联合6G愿景表示欢迎,该愿景将加强双方在开发新兴技术方面的合作和伙伴关系。
必须提醒,这些联合声明与表态的潜在目的不言自明。
完 | 感谢阅读
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