
移动网络的演进从未停止:尽管我们仍在部署 5G,但业界已将目光投向 6G。 扩展现实、自动驾驶汽车和大规模自动化等新应用场景 它正在拓展 5G 的性能极限,因此下一代 5G 技术已经在研发中,尽管距离我们真正看到它出现在街头还需要数年时间。
如果你问 5G 和 6G 之间究竟有哪些区别?速度可以达到什么水平?延迟会如何变化?容量又会发生什么变化? 或者说,人工智能将扮演什么角色——本文将直奔主题。我们将汇集所有已知信息、国际组织正在制定的定义,以及三星、华为、LG、诺基亚等巨头和运营商正在进行的测试,并用通俗易懂的西班牙语进行解释。
5G 和 6G 分别是什么?
客观来说,5G是 第五代移动网络于2019年开始商用部署。与 4G 相比,它代表着一次巨大的飞跃:速度更快(最佳情况下可达 10 Gbps),延迟可降至 1 毫秒左右,并且每平方公里可连接更多设备,这对于物联网 (IoT) 至关重要。
6G 将是 第六代移动通信技术,旨在接替 5G,但不会完全取代它。正如如今4G和5G并存一样,未来十年我们将见证先进的5G(5G+、5.5G或5G Advanced)与6G的融合发展。6G的理念在于进一步提升速度,将延迟降低到接近瞬时的水平,并显著提高能源效率和网络智能。
根据建议 国际电信联盟ITU-R M.21606G 的目标是达到高达 200 Gbps 的峰值速度(最激进的研究甚至提到 512 Gbps),延迟接近 0,1 毫秒,单位面积的流量容量远远优于目前的 5G。
所有这些功能不会一夜之间全部出现在手机上:首先我们会看到一个过渡阶段。 速度、覆盖范围和效率逐步提升的先进 5G 或 5G+与此同时,6G 最终标准正在最终确定中。
5G和6G标准是如何制定的
5G和6G都不是临时拼凑的: 移动通信标准(3G、4G、5G、6G……)是在全球协作过程中制定的。这里的关键组织是 3GPP(第三代合作伙伴计划),这是一个汇集了制造商、运营商、研究中心和其他实体的国际联盟。
3GPP 将其工作组织成他们所谓的…… “发布周期”或发布大约每隔18个月,都会对新功能、技术改进和需求进行审查、商定并添加。得益于这种分阶段的方法,标准得以逐步发展,问题得以解决,最重要的是,网络和设备之间的全球兼容性得到了保证。
与此同时, 国际电信联盟(ITU)制定了高层次的要求。 (例如峰值速度、目标延迟或频谱效率),3GPP 正是基于这些目标制定技术规范。目前,6G 技术规范的制定工作正在如火如荼地进行,并将持续到本十年末。
6G 何时才能真正到来?
尽管我们仍在观察如何 5G 它不断扩展和改进 新增频段、更多基站和 5G SA(独立组网)业界研发6G技术已有数年时间。许多国家和大型公司早在2018年至2020年间就开始了相关研究。
中国承认 他于2018年开始研究6G技术。该公司于 2020 年正式启动研发,预计将于 2030 年左右实现商业化。该公司甚至已经发射卫星进行初步的 6G 通信实验。
韩国以三星为科技领军企业之一,力求领先一步: 该公司计划在 2026 年开展 6G 试点项目,目标是在 2028 年至 2030 年间实现该技术的商业化。其中,已投入数亿欧元用于研发和初期部署。
欧洲的情况也在发生变化。欧盟已在框架内启动了6G研究项目。 5G-PPP 和智能网络与服务联合计划其目标是让欧洲在未来的标准制定中拥有自主权,减少对风险较高的供应商的依赖。西班牙方面已批准95万欧元的援助资金,用于先进的5G和6G技术,并启动了由西班牙电信(Telefónica)和欧洲合作伙伴支持的ENABLE-6G项目。
对于厂商来说, 三星于2020年发布了一份参考文件。 报告指出,6G 标准的定义可能在 2028 年左右出台,商用时间可能在 2030 年左右。诺基亚则认为基本型 6G 将于 2027 年左右面世,而 OPPO 则更为保守,认为标准化工作将于 2025 年开始,大规模部署甚至要到 2030 年以后才会实现。
ITU-R M.2160建议书指出: 6G候选技术将于2027年选定。 到本十年末,我们应该已经制定出首批商用网络的规范。种种迹象表明,2030年将是6G真正走向市场的目标年份。
5G 和 6G 的主要技术差异
5G 和 6G 的比较通常集中在三个变量上: 速度、延迟和容量所使用的频段和网络架构本身也发生了重大变化。
就理论速度而言, 5G 的最高速度约为 20 Gbps 根据 IMT-2020 规范,实际商用速度通常会低于此,但与 4G 相比已经实现了显著提升。6G 的目标更高:一些研究表明,其传输速率可达最佳 5G 实现方案的 10 倍,在理想条件下甚至可以达到 1 Tbps。
关于延迟,5G理论上可以降至大约 1 毫秒当然,这同样取决于网络情况,例如是否为 5G SA、负载等等。6G 设定了更为激进的目标:它旨在达到 延迟约为 0,1 毫秒,即降低了十倍 甚至比最好的5G还要好。我们说的是几乎瞬时的响应时间。
就容量而言,5G 已经非常强大:它可以处理高达 每平方公里1万台设备这对于高度互联的城市和庞大的物联网至关重要。然而,这个数字取决于物理环境:材料、障碍物、干扰、实际用户密度等等。6G的目标是更进一步,在同一区域内同时处理更多终端和传感器,并提供更高的稳定性和更优质的服务。
6G也在考虑之中。 提高能源效率和光谱效率ITU-R M.2160 建议将频谱使用效率提高到 IMT-2020(5G 系列)的三倍,如果我们想在不增加网络和设备电力消耗的情况下集成更多设备,这一点至关重要。
频率范围的差异:从吉赫兹到太赫兹
5G 和 6G 之间最大的飞跃之一在于无线电频谱的使用。5G 使用 三个大型乐队低频(600 至 900 MHz 之间)、中频(约 2,5 至 4,5 GHz)和高频(24 至 100-110 GHz 之间,即所谓的毫米波)。
较低的频段提供 建筑物内的覆盖范围和穿透力显著提高。但容量和速度稍慢。中频段在覆盖范围和性能之间实现了理想的平衡,因此最常用于大规模部署。高频段提供极高的速度和容量,但代价是覆盖范围缩小,且更容易受到障碍物的影响。
6G想要更进一步, 深入研究太赫兹 (THz) 频率5G 的频率范围最多只能达到 100-110 GHz 左右,而 6G 的目标是在大约 95 GHz 到数太赫兹的频率范围内运行,理论模型显示最高可达 3.000 GHz。在这些超短波长下,可用带宽将使速度比 5G 高出 1.000 倍。
三星提出了拥有的必要性 具有连续超宽带宽的频谱这些频率范围从数百兆赫兹到数十吉赫兹不等,能够满足最苛刻的 6G 服务需求。这需要考虑所有可能的频段:从 1 吉赫兹以下的频段,到中频频段(1-24 吉赫兹),再到高频频段(24-300 吉赫兹),甚至更高频段。
像LG这样的制造商已经展示了太赫兹范围内的测试结果: 数据传输距离先是100米,然后是320米,之后最远可达500米。 利用155至175 GHz之间的频率。在中国,利用太赫兹链路,在实验室环境下,仅用一秒钟就将1 TB的数据在1公里的距离上传输完毕。
富士通与DOCOMO和NTT合作,宣布将在以下范围内进行测试: 亚太赫兹波(100 GHz 和 300 GHz) 对于高速 6G 通信,研究如何减轻这些极高频率带来的信号损耗和对障碍物的敏感性。
这一切都带来了一个严峻的挑战:必须…… 设计新型天线、新型放大器和先进的双工技术 最重要的是,要在5G网络继续运行的同时,腾出或重新分配频谱用于6G商业用途。未来许多年,不同世代技术之间的共存将是必然的。
网络设计上的差异:6G 更智能
从架构层面来看,6G 网络与我们已经了解的 4G 和 5G 网络本质上是相似的:我们仍然会拥有 用户设备(UE)、接入网(AN)和核心网然而,关键区别在于如何管理无线接入以及如何在基础设施中应用人工智能。
在无线接入方面,6G 将融合先进的技术 基于智能可重构表面的波束成形简而言之:天线不再像以前那样向各个方向相对“平坦”地发射信号,而是能够将非常特定的波束指向设备,几乎可以实时地调整方向、功率和辐射模式。
这些由人工智能算法管理的可重构表面将允许 改善覆盖范围,减少干扰,提高频谱效率在太赫兹频率下工作时,这一点至关重要,因为太赫兹频率对障碍物和损耗非常敏感。
此外,6G网络的设计将原生集成以下技术: 联合通信与感知(JCAS)这意味着这些信号不仅用于传输数据,还能“读取”环境,探测物体、运动或空间变化。就好像移动网络本身具备雷达功能一样。
这种双重功能为诸多领域打开了大门,例如…… 制造业、物流业、自动化仓库、医疗健康或监控业同一基础设施可以定位设备、绘制 3D 空间地图,同时以最小的延迟传输大量信息。
6G与人工智能的关系
人工智能已成为移动、工业、物流和服务领域的关键力量,但其目前的训练和部署方式仍存在局限性。目前, 大部分模型训练都是离线完成的。这些机器白天生成数据,晚上将其上传到云端或边缘,在工厂停止运行时训练人工智能,然后再次下载更新后的模型。
5G极大地改善了这些设备与云端之间的连接,但是 最先进的人工智能应用所需的数据量仍然非常庞大。在许多情况下,实时迁移所有数据是不可行的,因此必须在本地处理的数据和上传到云端的数据之间做出妥协。
6G 的愿景是网络本身将提供 能够以近乎零延迟的方式直接在云端或边缘运行人工智能应用程序。这样一来,就不必过度依赖高性能终端设备。许多设备可以更简单、更高效,而“智能”则分布在整个网络基础设施中。
在工业环境中,这将转化为 实时引导式安装和维护程序利用云端人工智能进行协调的机器人、毫秒级反应的自动导引车 (AGV) 或基于海量数据流做出即时决策的监控系统。
专注于软件开发、人工智能解决方案和网络安全的公司已经开始为此做准备。例如,像Q2BSTUDIO这样的公司正专注于…… 基于 AWS 和 Azure 的定制应用程序、AI 代理、流程自动化和云服务这一切都是为了充分利用速度越来越快、智能化的网络,例如即将出现的 6G 网络。
应用场景:6G 与 5G 相比有哪些优势
5G已经支持实时数据应用,但在某些情况下仍存在不足。一个典型的例子是…… 工厂中的遥控机器人或自动导引车它们现在可以在 5G 环境下运行,但为了确保安全,它们的移动速度或反应时间可能会更加保守。
在汽车领域,我们来思考一下…… 自动驾驶汽车在高速公路上以120-130公里/小时的速度行驶每一毫秒都至关重要:1 毫秒的延迟在很多情况下可能足够了,但对于关键操作或数百辆车之间的协调,6G 承诺的 0,1 毫秒延迟的降低,决定了能否及时做出反应。
在医疗保健领域,6G 为……打开了大门 真正实时的远程手术、即时监测和近乎即时的诊断具备超高清视频、扩展现实技术,可供专家远程协助,并可快速传输大量医疗数据而无需等待。
沉浸式应用将是另一个主要受益者:我们指的是 增强现实、虚拟现实、混合现实和全息通信 用户无论身处何地,甚至可以通过移动网络,以高清画质和几乎零延迟的方式体验这些内容。这将对娱乐、教育、职业培训、工业设计和电子商务等领域产生深远影响,并催生出超逼真的虚拟现实测试。
在工业和智慧城市领域,6G 将使 城市和工厂都配备了更多传感器先进的交通管理、精细的能源消耗控制、详细的污染监测、自动化物流、机器人仓库以及数百万台设备同时运行而不会使网络过载的全互联家庭。
联合感知与通信(JCAS)将实现单一的6G网络 定位物体、测量距离、检测运动并同时传输控制数据对于制造业、先进存储和医疗保健等对空间和时间精度要求极高的行业来说,这将是无价之宝。
5G、6G 和物联网:加速超连接
5G被介绍为 这项技术旨在使物联网(IoT)大规模成为现实。4G 使用的频段及其有限的容量使得部署数百万个性能可接受的传感器和智能设备变得困难,而 5G 则大大改善了这一点。
即便如此,网络连接需求增长速度仍然超过网络建设速度,而 6G 的出现正是为了满足这些需求。 加速并进一步强化物联网预计它每平方公里可支持更多的终端,每比特的能耗也低得多,从而使目前仅在演示中看到的应用成为可能。
例如,在工业物联网(IIoT)领域,5G 已被集成到 OT 网络中,用于控制机器和流程。而 6G 将带来更强大的功能。 更小巧、更高效的传感器,具有更高自主性和更稳定连接性的工业可穿戴设备,即使在恶劣环境下也能正常工作例如金属或重型机械含量高的工厂。
重要提示:与……相同 5G并没有“取代”4G,6G也不会让5G过时。 一夜之间。从逻辑上讲,5G 仍将在未来很多年内成为大多数用户的主要网络,而首批 6G 服务则面向专业、工业、军事领域以及高附加值应用场景。
在消费市场,我们将看到一个渐进的转变: 高端设备将更早地融入6G功能。虽然绝大多数设备在相当长的一段时间内仍将继续使用 5G 甚至 4G,但这将是一种混合场景,类似于我们之前经历的 3G、4G 和现在的 5G,但会叠加更多层技术。
归根结底,从 5G 到 6G 的飞跃不仅仅是手机信号强度条上增加一个数字:它意味着 从快速可靠的连接转向几乎瞬时、无处不在且智能的连接。它能够大规模地融合通信、环境感知和人工智能。未来几十年将取决于我们如何利用(或未能利用)所有这些潜力。




