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產業觀察 | 2030年:從 5G 過渡到 6G

在 2022 年舉行的電子設計流程研討會 (EDPS) 上,第二天的主題演講由愛立信矽谷的首席技術官 Mallik Tatipamula 主持,Mallik 擁有豐富的電信行業工作經驗,曾在 F5、Juniper Networks、思科、摩托羅拉、Nortel 和印度馬德拉斯理工學院任職。

此次的主題演講中,Mallik 首先介紹了行動通信的歷史——

1G 時代是 FDMA,即頻分多址。這時每個用戶都有自己的頻段。無線電技術都屬於模擬技術。1G 網路傳播純語音,並且不支援「全球漫遊」。

2G 時代是 TDMA,即時分多址。這有點名不副實,因為它也使用 FDMA,然後將頻帶分成時間段。2G 屬於數位技術,資料速率為 16Kbps (用於語音編碼)。傳輸的資料非常有限。在美國還有一個 CDMA 網路,即碼分多址。它使用跳頻和不斷更新功率,使所有訊號共用相同的頻譜。因此,傳輸的都是語音和文本資訊,有了 GSM (以及狹義的 IS-136),不同國家/地區的手機可以在一定程度上實現「全球漫遊」。

3G 時代是電路交換的語音和封包交換的資料,速率為 150Kb/s。3G 開啟了 (至少以當時的標準) 行動互聯網時代。

4G 時代是真正的全 IP 網路 (基於 IP 的語音傳輸),速率達到每秒兆比特 (megabits)。使用者終於可以在手機上觀看視頻,且畫面品質尚可。一切都透過互聯網協議 (IP) 運行,使用 OFDMA,即正交頻分多址。4G 開啟了智慧手機應用的時代,Uber 叫車、外送、聊天程式等應用應運而生。

20 世紀 90 年代初,根據 GSM 統計資料,全世界有 1000 萬行動用戶。2020 年,這一數字已經增長到 75 億。行動通信改變了每個人的生活方式。實際上,美國此時在行動商務領域已不佔據領先地位。在國內和印度等國家,即便是路邊攤販也接受 (並歡迎) 行動支付。

現在,我們邁向了帶有波束成形天線的 5G 時代,大量的經濟正在向雲端轉移。我們可以體驗每秒千兆的速度和低延遲。延遲是一個挑戰,因為本地延遲是 50 毫秒,美國東海岸到西海岸是 1 秒。這意味著我們需要在靠近使用者的地方處理資料,可能就在基站上面。然而,這種本地資料處理技術部署得非常少。

6G 將在 2030 年到來,這意味著業內現在就在開展相關的技術工作。預期 6G 將實現非常高的頻寬,包括地面 (蜂窩和 WiFi) 和非地面 (空間) 的整合。頻譜帶正在向百 GHz 級和 THz 級發展,與無線電傳感帶重疊。事實上,目前我們面臨的一個問題是,5G 手機會干擾機場導航設備。

我們正在朝著連接、運算、控制和內容融合的方向發展。

或者,正如 Maillik 所說,5C + 5D = 6G。一切努力的共同目標都是實現低延遲。

然而奇怪的是,行動產業的專業人士總是喜歡指出,自動駕駛或輔助駕駛需要具備低延遲,汽車以 60 英里/小時的速度在 200 毫秒內行駛 17 英尺,所以我們需要降低延遲。他們的基本結論是,5G 對實現這一點至關重要。然而,當汽車產業的人士發言時,他們從不將網路連接視為自動駕駛的必要部分。當然,上傳地圖和路線資訊需要使用網路,但汽車即使在網路故障的情況下也必須能夠自主駕駛,所以他們不需要 5G 技術。

正如雲 / 資料中心的網路基礎設施一樣,硬體正在透過軟體定義網路 (Software-defined networking ,SDN) 和網路功能虛擬化 (Network function virtualization ,NFV) 等技術,從軟體中分離出來。這使得硬體可以被虛擬機器取代,並支援分散式網路功能,如上圖所示。

與過去十年相比,未來十年的重點是由中心雲遷移到分散式雲。或者,正如 Mallik 在下圖所展示的那樣,我們正在遷移到一個網路-物理的連續體。其中的具體含義耐人尋味。這個連續體將包含大量的感測器、執行器和電子裝置。使得其聽起來有點像《終結者》中的劇情,一個「被電子腦控制的有機體」。這一切只有在 2030 年才能揭曉答案,讓我們拭目以待。

譯文授權轉載出處 (映陽科技協同校閱)

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