【科学强国】6G时代在招手！预计2030年迈入商用

　　近日，我国6G通信技术研发传来突破性进展。中国航天科工二院25所（简称“25所”）微信官方公众号19日发布的《25所高速通信技术取得重要突破》一文显示，该院所完成了国内首次太赫兹轨道角动量的实时无线传输通信实验。

摄影/贾琼

　　在2G网络时代，通信峰值速率仅有100k比特；到了5G时代，其峰值理论传输速度可达每秒20G比特；而到了6G时代，通信频段被扩展更高的太赫兹频段，这也是目前全球6G网络的主要研究方向。

　　太赫兹通信：关键技术突破

　　太赫兹通信对于6G通信技术的发展意义重大。

　　所谓“太赫兹”，即Terahertz的音译，1太赫兹等于1000GHz。在电磁波学的分类中，太赫兹波的波长位于微波、毫米波等“电波”和可见光等“光”之间，波长范围是 3Mm~30μm，其频率范围是100GHz~10THz，也就是指电波和光重叠的区域。

　　根据国际电联的定义，太赫兹辐射的频段位于0.3THz~3THz，较学术定义的范围更小。从1G发展到5G，为了提升传输速度，通信电磁波的频段也在不断升高。目前，我国三大运营商的4G主要频段位于1.8GHz~2.7GHz之间，5G的主流频段则为3GHz～6GHz，属于毫米波范围。而到了6G，需要使用频率更高的波段，太赫兹也由此被纳入为6G使用的主流频段。

　　据芬兰奥卢大学发布的全球首份6G白皮书测算，6G峰值传输速度将达到100Gbps~1Tbps，相比5G提高至少10倍，网络容量也将大幅提升。

图源：上观新闻

　　航天科工二院25所此次的成功试验显然价值非凡。据航天科工官方介绍，自2021年以来，25所瞄准6G通信的热点需求，紧跟国际通信技术前沿，选择太赫兹轨道角动量通信作为全新突破方向，在太赫兹频段上实现多路信号复用传输，完成超大容量的数据传输，频谱利用率提升了两倍以上。

　　未来，该技术还可服务于10m-1km的近距离宽带传输领域，为探月、探火着陆器和巡航器之间的高速传输，航天飞行器内部的无缆总线传输等航天领域应用提供支撑，为我国深空探测、新型航天器研发提供信息保障能力。

　　更加广阔的应用场景

　　6G作为下一代移动通信技术，其应用场景将远远超过目前的5G技术。

　　4月18日，IMT-2030（6G）推进组正式发布《6GAI即服务（AIaaS）需求研究》报告。本报告作为推进组的阶段性研究成果，详细地梳理和总结AIaaS的场景、应用、服务等，提出AIaaS的人工智能服务质量（QoAIS）和关键性能指标，为技术研究和系统设计提供参考，最后分析并提出AIaaS的技术优势、产业价值与潜在挑战。

　　6GAI即服务（AIaaS）指6G移动新网络提供泛在的智能服务，通过网络（包括6G核心网、6G无线接入网和6G终端等）内的连接、计算、数据、模型等资源和功能，构建分布式的高效、节能、安全的AI服务和开放生态。

　　业内人士认为，6G将以强连接、强计算、强智能和强安全的极致性能，支撑人、机、物的多维感知、泛在智联，赋能全社会数字化转型。目前我国已在6G超大规模MIMO、太赫兹通信、通感一体、内生AI通信、确定性网络、星地一体化网络等关键技术研究方面均取得重要进展。

　　从6G市场趋势看，根据中国信通院发布的《6G典型场景和关键能力》白皮书，预计到2040年，物联网终端将呈现千亿级爆发式增长、连接数占比超过90%，基于XR设备、全息设备等新型终端设备的沉浸式业务有望贡献超过一半的月均流量，最终为6G带来“千亿级终端连接数，万亿级GB月均流量”的广阔市场。

　　工信部：全面推进6G技术研发

　　4月20日，工业和信息化部总工程师、新闻发言人赵志国在发布会上指出，下一步，工信部将重点做好三方面工作，做优做强信息通信业，为推动经济社会高质量发展提供坚实支撑。

　　一是夯实数字设施底座。研究出台推动新型信息基础设施建设协调发展的政策措施，推进“宽带边疆”、千兆光网“追光行动”、中小城市云网强基建设、移动物联网高质量发展行动，一体化推进新型基础设施建设。二是加快技术产业创新。推动6G、光通信、量子通信等关键核心技术加速突破，加大人工智能、区块链、数字孪生等前沿技术研发力度。攻克一批“卡脖子”关键领域，提升产业链供应链韧性和安全水平。三是深化行业融合应用。大力推进5G、千兆光网等新一代信息通信技术在垂直行业、信息消费、社会民生等领域的融合应用，推动工业互联网规模应用，聚焦重点领域形成创新应用示范标杆，助力产业数字化转型。

　　目前，6G技术的研发和商用已经提上日程。三大运营商方均对外表示，各公司均在加快6G技术研发，推动商业化落地。从市场规模来看，据市场研究机构MarketResearchFuture预计，2040年全球6G市场规模超过3400亿美元，年复合增长率达58.1%。

　　6G从需求到标准，正在按照既定的步伐前行。业界普遍预测，6G将在2030年左右商用。

　　中国电信首席专家毕奇说：“愿望是好的，接下来怎么将真正有商业价值的愿景甄别出来，加快相关关键技术的研发，使其能在6G期间付诸实际部署，是未来几年科研的重要任务。”

　　全球6G研发呈上升态势

　　为了抢占通信话语权，各国也纷纷开展6G技术研究。根据国家知识产权局发布的《6G通信技术专利发展状况报告》，截至该报告发布时，6G通信技术领域全球专利申请总量为3.8万余项，近二十年全球专利申请量总体呈上升趋势，特别是2011年之后，6G通信技术相关专利年申请量大幅增加，增速明显提高。

　　在提前布局下，我国的6G进展已经走在时代前列。根据国家知识产权局发布的《6G通信技术专利发展状况报告》，目前中国6G通信技术专利申请占比35%（1.3万余项，约合1.58万件），位居全球首位。

　　天风证券此前发布的研报称，目前我国已在6G超大规模MIMO、太赫兹通信、通感一体、内生AI通信、确定性网络、星地一体化网络等关键技术研究方面均取得重要进展。从2月1日起，工信部优化调整微波通信系统频率，将进一步满足5G基站等高容量信息传输(微波回传)场景需求，并为我国5G、工业互联网以及未来6G等预留频谱资源。

　　此外，欧美日韩等国不断加大6G研发力度，通过组建研究小组、建设公共研究设施、增设6G研究项目等方式，如成立美国Next G联盟、欧盟6G-IA、日本B5G推进联盟、“6G研发战略委员会”等组织。

　　特别全球传统通信企业也在进一步加大6G研发投入力度，争夺6G主导权，如2022年10月三星电子宣布在英国伦敦的三星研究院(SRUK)成立“6G研究小组”，专注于开发6G网络和终端设备技术。爱立信在今年2月发布最新报告称，其6G发展第二阶段的旗舰研究项目Hexa-X-Ⅱ于2023年1月启动，并将持续到2025年6月。该项目侧重于系统化和标准化前期工作。

　　6G技术也将带来巨大的市场空间。中国信通院预测，到2040年，6G各类终端连接数相比2022年增长超过30倍，月均流量增长超过130倍，最终为6G带来“千亿级终端连接数，万亿级GB月均流量”的广阔市场发展空间。

　　（中国小康网综合人民网、环球时报、上观新闻、南方都市报、中国经营报等）

　　来源：中国小康网

　　作者：风华

　　审核：龚紫陌