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產業觀察 | 2030年:從 5G 過渡到 6G

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

此次的(de)主題演講中,Mallik 首先介紹了(le)行動通(tōng)信的(de)歷史——

1G 時代是 FDMA,即頻分(fēn)多(duō)址。這時每個用(yòng)戶都有自己的(de)頻段。無線電技術都屬於模擬技術。1G 網路傳播純語音(yīn),並且不支援「全球漫遊」。

2G 時代是 TDMA,即時分(fēn)多(duō)址。這有點名不副實,因為它也(yě)使用(yòng) FDMA,然後將頻帶分(fēn)成時間段。2G 屬於數位技術,資料速率為 16Kbps (用(yòng)於語音(yīn)編碼)。傳輸的(de)資料非常有限。在美(měi)國還有一個 CDMA 網路,即碼分(fēn)多(duō)址。它使用(yòng)跳頻和(hé)不斷更新功率,使所有訊號共用(yòng)相同的(de)頻譜。因此,傳輸的(de)都是語音(yīn)和(hé)文本資訊,有了(le) GSM (以及狹義的(de) IS-136),不同國家/地區的(de)手機可(kě)以在一定程度上實現「全球漫遊」。

3G 時代是電路交換的(de)語音(yīn)和(hé)封包交換的(de)資料,速率為 150Kb/s。3G 開啟了(le) (至少以當時的(de)標準) 行動互聯網時代。

4G 時代是真正的(de)全 IP 網路 (基於 IP 的(de)語音(yīn)傳輸),速率達到每秒兆比特 (megabits)。使用(yòng)者終於可(kě)以在手機上觀看視頻,且畫面品質尚可(kě)。一切都透過互聯網協議 (IP) 運行,使用(yòng) OFDMA,即正交頻分(fēn)多(duō)址。4G 開啟了(le)智慧手機應用(yòng)的(de)時代,Uber 叫車、外送、聊天程式等應用(yòng)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(yòng)戶。2020 年,這一數字已經增長到 75 億。行動通(tōng)信改變了(le)每個人(rén)的(de)生活方式。實際上,美(měi)國此時在行動商務領域已不佔據領先地位。在國內和(hé)印度等國家,即便是路邊攤販也(yě)接受 (並歡迎) 行動支付。

現在,我們邁向了(le)帶有波束成形天線的(de) 5G 時代,大(dà)量的(de)經濟正在向雲端轉移。我們可(kě)以體驗每秒千兆的(de)速度和(hé)低延遲。延遲是一個挑戰,因為本地延遲是 50 毫秒,美(měi)國東海岸到西海岸是 1 秒。這意味著我們需要在靠近使用(yòng)者的(de)地方處理(lǐ)資料,可(kě)能就在基站上面。然而,這種本地資料處理(lǐ)技術部署得(de)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(de)技術工作。預期 6G 將實現非常高(gāo)的(de)頻寬,包括地面 (蜂窩和(hé) WiFi) 和(hé)非地面 (空間) 的(de)整合。頻譜帶正在向百 GHz 級和(hé) THz 級發展,與無線電傳感帶重疊。事實上,目前我們面臨的(de)一個問題是,5G 手機會幹擾機場導航設備。

我們正在朝著連接、運算(suàn)、控制和(hé)內容融合的(de)方向發展。

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

然而奇怪的(de)是,行動產業的(de)專業人(rén)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 英裏/小時的(de)速度在 200 毫秒內行駛 17 英尺,所以我們需要降低延遲。他(tā)們的(de)基本結論是,5G 對實現這一點至關重要。然而,當汽車產業的(de)人(rén)士發言時,他(tā)們從不將網路連接視為自動駕駛的(de)必要部分(fēn)。當然,上傳地圖和(hé)路線資訊需要使用(yòng)網路,但汽車即使在網路故障的(de)情況下(xià)也(yě)必須能夠自主駕駛,所以他(tā)們不需要 5G 技術。

正如雲 / 資料中心的(de)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(hé)網路功能虛擬化(huà) (Network function virtualization ,NFV) 等技術,從軟體中分(fēn)離出來。這使得(de)硬體可(kě)以被虛擬機器取代,並支援分(fēn)散式網路功能,如上圖所示。

與過去十年相比,未來十年的(de)重點是由中心雲遷移到分(fēn)散式雲。或者,正如 Mallik 在下(xià)圖所展示的(de)那樣,我們正在遷移到一個網路-物(wù)理(lǐ)的(de)連續體。其中的(de)具體含義耐人(rén)尋味。這個連續體將包含大(dà)量的(de)感測器、執行器和(hé)電子裝置。使得(de)其聽起來有點像《終結者》中的(de)劇情,一個「被電子腦控制的(de)有機體」。這一切隻有在 2030 年才能揭曉答(dá)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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