6G 何时到来,对 5G 和 4G LTE 意味着什么?

哈拉尔-雷默特 Harald Remmert,Digi 国际公司蜂窝解决方案首席技术官
2023 年 8 月 24 日

对于企业来说,对IoT 部署进行合理投资不仅意味着要利用当今的尖端技术,还要为未来的发展做好准备。连接性在IoT 等式中发挥着重要作用。现在,5G 正在顺利推进,无线技术的发展让许多公司领导和技术专家都想知道:"6G 何时到来,它对 5G 和 4G LTE 意味着什么?

每一代新移动网络的发布大约以 10 年为周期,每次演进都会带来以前没有的新功能和特性。但是,下一代网络的出现和发布并不意味着上一代网络会立即过时。在此,我们将探讨 6G 的到来时间表及其对 5G 和 4G LTE 的意义。

6G 何时到来?

在 5G、4G 和 3G 基础上改进的 6G

6G 预计将于 2030 年投入商用。6G 的早期研究和需求收集工作已经开始,并将与前几代产品一样,贯穿整个生命周期。6G 的规范制定和标准化工作定于 2025-2029 年进行。6G 的首次实验室测试和试点预计将于 2028 年开始,为 2030 年或附近的 6G 商业发布做好准备。

商用准备就绪的步骤包括在 2024-2025 年从 5G 转向 5G Advanced。 5G Advanced 以 3GPPRelease 18规范为基础,预计将于 2024 年中期定稿。3GPP Release 18 定稿后,大多数人预计 5G Advanced 网络和设备将在 2025 年的某个时间点投入商用。

3GPP 第 19 版预计将为 6G 奠定基础,预计完成日期为 2025 年底。未来的版本(包括第 20-22 版)将进一步完善 6G。虽然目前尚未正式公布后续版本的确切时间表,但以前的版本时间表显示,开发周期(不包括概念化或最终确定)约为 2 至 2.5 年。因此,大多数人预计 6G 将于 2030 年或 2030 年前后投入商用。

6G 与 5G

5G 和 6G 并存

现在,"6G 何时到来?"这个问题的答案已经比较明确了,很多人经常会问,无线连接的下一个演进是否会带来值得在IoT 部署或用于其他目的的优势。从功能上讲,6G 是 5G 的后继者,而无线连接的每一次演进都带来了改进和新功能,实现了今天还没有设想到的新用例。

6G 与 5G 连接在技术上的主要区别在于,6G 将使用比其前身更高的频率。通过采用高于 100 千兆赫(GHz)、甚至可能高于 1 太赫兹(THz)的更高频段,6G 最终将为整体无线体验带来具体的改进,从而带来各种优势,并使 6G 成为各种下一代用例的理想选择。

6G 相对于 5G 的优势

向新技术过渡或为下一代技术的到来做好准备的魅力在于捕捉前代技术所不具备的优势。虽然 6G 的具体表现要等到其进一步发展后才能知晓,但许多专家预计这一即将到来的无线技术演进将带来具体成果。总体而言,与 5G 相比,6G 将具备六大优势,其中包括

  1. 通过将亚千兆赫频谱和 30 至 300 千兆赫的功能范围包括在内,提高了容量
  2. 通过扩展频谱提高覆盖率和可靠性,高达 99.99999%(7 个 9)
  3. 峰值速度提高到每秒 1 太比特
  4. 减少延迟,目标是支持微秒级延迟
  5. 频谱效率提高三倍以上,高达 100 bps/Hz
  6. 提高机动性能,最高可达 1000 公里/小时或 600 英里/小时

6G 挑战

每一代蜂窝通信技术都是研发领域的重大成就,推动着创新和应用案例的发展。6G 也不例外。然而,一些基础技术现在还不存在。研究人员正忙于寻找新方法来解决 6G 带来的挑战,其中包括:

  1. 更高的通信频率超过 100 千兆赫(GHz),甚至可能超过 1 太赫兹(THz)。这将需要新的射频(RF)设计和半导体材料。
  2. 更快的处理速度,处理速度超过每秒 1 太比特(Tbps)。这将需要光学处理,甚至量子计算技术。
  3. 降低功耗。根据每千瓦数据比特计算,5G 网络的能效比 4G 网络高出 90%。然而,密度和流量的大幅增加预计会抵消这些节省,导致 5G 的净能耗可能是 4G 的 4 到 5 倍。与 5G 相比,6G 网络的密度更大、速度更快,因此耗电量预计也会大幅增加。

6G 使用案例

未来机器人概念

5G 的商用发布是一场革命,它支持了大量用例的开发。随着 6G 即将到来,许多人已经开始探索该技术的潜在用例。虽然 6G 技术的应用在临近发布时可能会进一步发展,但许多人预计它将对以下领域产生重大影响:

  • 用于增强现实技术的全感官数字传感和现实技术
  • 边缘和网络中的人工智能集成
  • 用于制造自动化和智能工厂的工业互联网
  • 传递触感的触觉/触觉互联网
  • 车辆自主运行
  • 虚拟医疗解决方案

6G 将取代 5G 或 4G LTE 吗?

在 4G LTE 和 5G 出现期间,公司对2G 和 3G 网络日落的时间感到担忧。最终,美国的 2G 和 3G 网络在功能上已经关闭,至少在许多其他市场也将关闭。有关世界其他地区 2G 和 3G 日落的更多信息,请点击此处。

相对而言,2G 和 3G 连接在技术更先进的地区是最近才逐步淘汰的,因此不难看出通常存在多少重叠。毕竟,在 4G LTE 推出期间,2G 仍然存在,而当 5G 开始出现时,一些运营商仍在支持 2G。

尽管如此,许多企业仍想知道 6G 是否会在功能上取代 5G 或 4G LTE,如果会,运营商何时会淘汰其 5G 和 4G LTE 网络。最终,4G LTE 和 5G 总有一天会被淘汰。不过,这两种技术目前都没有淘汰的计划。

逐步淘汰 4G LTE

大多数人预计,在 6G 正式商用后,运营商将开始计划淘汰 4G LTE 网络。因此,在 2030 年之后的至少几年内,4G LTE 可能仍将是模式的一部分。不过,逐步淘汰 4G LTE 的确切时间表还不完全清楚,在某些地区可能会比其他地区更早。

4G LTE 可能会比平均水平持续更长时间,原因之一是 5G 的采用率仍然相对较低,运营商正在努力寻求投资回报。虽然在有 5G 的市场上,消费者正越来越多地转向 5G,但产业界的转型却较为缓慢。

许多企业仍在专注于评估 5G 投资是否值得,而不是做出承诺。根据甲骨文公司的一份报告,高昂的成本、不断演进的标准、复杂的架构以及设备和软件应用的缺乏都被认为是5G普及率较低的原因。虽然行业采用 5G 的速度放缓可能不会影响 4G LTE 的日落,但这可能会导致一些运营商在承担 6G 推广成本方面犹豫不决。

日落式 5G

目前,5G 的寿命还不完全清楚。根据行业内常见的重叠程度,运营商对 5G 网络的支持可能至少会略微超过 7G 的发布时间。假定典型的发布周期为 10 年左右,这意味着 5G 将至少持续到 2040 年。然而,技术的进步或延迟可能会改变这一时间表,因此请牢记这一点。

如今是否存在 6G?

目前,人们普遍认为 6G 无线网络连接正在研究之中,但尚未完全实现。 报道称,中国的一个实验室达到了每秒 206.25 千兆比特的速度,这将被视为 6G 连接发展的一个突破。不过,这些速度只是在受控条件下实现的,因此并不表明中国将发布 6G。

多久会出现 6G 设备?

6G 设备的确切上市时间尚不完全清楚。通常情况下,首批采用下一代连接技术的设备会在运营商准备商用时上市。例如,Verizon 率先于 2019 年初发布了 5G 网络,同年,三星 也发布了首批支持 5G 的设备。

一般来说,在 6G 网络和 6G 设备投入商用时,消费者很可能会看到类似的相关性。对采用 6G 网络技术的设备的需求本质上与这一代特定技术的可用性息息相关。虽然 6G 设备的开发将在 6G 网络正式推出之前开始,但它们要到 6G 基本可用(可能在 2029 年到 2031 年之间)时才会进入市场。

有鉴于此,第一代设备通常更加昂贵,而且无法实现该技术的全部愿景。企业可能要等到 6G 在全国范围内普及后才会跃跃欲试,届时第二代商用产品就会面世,以更亲民的价格提供更多的功能。

任何国家都能使用 6G?

带有 6G 概念的世界地图

新无线网络技术的采用因国家而异。例如,美国、中国和韩国的移动网络运营商于 2019 年开始推出 5G,领先于其他国家。

虽然其他国家后来也引入了 5G,92 个国家在一定程度上拥有了 5G 网络,但 5G 还没有在全球普及。每年都有更多的国家推出 5G,但并非所有国家都拥有基础设施、资源或资金,可以像其他国家一样快速推进。

首批 6G 网络国家很可能包括最早采用 5G 网络的国家,因为走在 5G 发展前沿的国家都是技术领先的国家,历来都处于最前沿。不过,早期采用者推出 6G 网络后,可能需要数年时间才能在任何国家普及 6G。毕竟,5G 始于 2019 年,截至 2023 年,5G 仍未在全球普及,6G 的扩展时间表可能也会类似。

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