電信業(yè)一直都在追求創(chuàng)新技術(shù)，以支持對移動帶寬不斷增長的需求，這種需求大約每兩年翻一番。

例如，在過去20年中，已經(jīng)推出了三代蜂窩網(wǎng)絡技術(shù)：從2001年3G的推出開始，到2009年4G的商業(yè)引入，最后到今天第一批5G網(wǎng)絡的部署。與此同時，其他的移動通信方式--如Wi-Fi也已經(jīng)占據(jù)了一席之地。

盡管有了這些新的發(fā)展，我們對帶寬的渴求仍然是無止境的。此外，還需要越來越低的延遲，特別是在工業(yè)環(huán)境中，它們已經(jīng)成為保持運作的關(guān)鍵要求。這就是為什么該行業(yè)已經(jīng)開始準備下一步，即推出第六代移動網(wǎng)絡（6G）。

誠然，現(xiàn)在還為時過早，國際6G標準仍在制定中。但有一點是明確的，6G將把它的前輩們遠遠甩在后面。

每秒100Gbps

對于大多數(shù)人來說，移動寬帶網(wǎng)絡只是一種方式，可以在旅途中播放電影和電視劇，或者隨時隨地快速下載大文件。他們需要的是速度。

這應該是一個驚喜嗎？其實不然，二十多年來，速度一直是電信運營商試圖吸引客戶的頭號賣點。

事實是，我們不斷地在互聯(lián)網(wǎng)上分享越來越多，越來越大的視頻文件。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，人們每天在YouTube上觀看超過10億小時的視頻。四分之三的YouTube用戶通過移動設備訪問該平臺。

對人們來說，關(guān)鍵是能夠隨時隨地訪問這些下載，并以盡可能高的分辨率觀看視頻，進入移動寬帶。

6G網(wǎng)絡將繼續(xù)建立在這一趨勢之上，其特點是預計下載速度不低于100Gbps。這比5G網(wǎng)絡的（理論）下載速度快10倍，比今天最先進的4G網(wǎng)絡所能容納的速度快300倍。

100GHz（及以上）的頻率

頻率越高，可用的帶寬就越多。因此，為了實現(xiàn)這些帶寬，我們將需要利用更高的無線電頻率。

例如，4G網(wǎng)絡被限制在2.5GHz以下的頻率，而5G網(wǎng)絡在28和39GHz頻段運行。而下一代移動網(wǎng)絡（包括6G），預計將采用100GHz以上的頻率。

只有幾微秒的延遲

人們的移動體驗不僅僅取決于他們能夠（快速）下載的數(shù)據(jù)量。對于許多應用，網(wǎng)絡的延遲是一個同樣重要的因素。

例如，在觀看電視直播節(jié)目時，延遲會影響客戶體驗。畢竟，沒有人愿意錯過世界杯足球賽決賽期間的那個關(guān)鍵點球。

誠然，5G網(wǎng)絡的引入（以及其不到1毫秒的延遲）應該已經(jīng)結(jié)束了這樣的小插曲。然而，6G提出了一個更加完善的延遲，只有幾微秒。

這對于支持越來越多的物聯(lián)網(wǎng)（IoT）應用尤其必要。想一想基于實時傳感器數(shù)據(jù)獨立控制機器和復雜工業(yè)流程的閉環(huán)控制系統(tǒng);或時間敏感的醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)應用，如心電圖（ECG）或腦電圖（EEG）信號的處理和解釋。

每平方公里1000萬個連接設備

物聯(lián)網(wǎng)的能力是由連接的傳感器和設備的數(shù)量決定的。在這里，預計也會有巨大的增長。市場研究公司Statista預測，到2025年，物聯(lián)網(wǎng)將由近310億臺設備組成，而現(xiàn)在只有120至130億臺設備。隨著設備數(shù)量的不斷增加，將盡可能多的設備連接到互聯(lián)網(wǎng)上（每平方米或每平方公里）是一個挑戰(zhàn)。這個數(shù)字被稱為連接密度。

今天的4G網(wǎng)絡實現(xiàn)了每平方公里約10萬個設備的連接密度。5G已經(jīng)做得很好了，允許每平方公里連接100萬臺設備。而隨著6G網(wǎng)絡的引入，每平方公里1000萬臺連接設備的數(shù)字也指日可待。

每位能耗少于1納焦

如前所述，6G網(wǎng)絡將不得不采用更高的無線電頻率，以支持對更高帶寬的需求。但問題之一是，底層（芯片）技術(shù)（尚未）能夠在這些頻段上以節(jié)能的方式運行。

電信強國愛立信在最近的一份報告中表示，移動網(wǎng)絡的能源消耗確實有可能急劇增加，以環(huán)境和網(wǎng)絡的總部署成本為代價。

盡管如此，電信業(yè)并沒有坐以待斃。根據(jù)電信運營商Orange的說法，與4G相比，到2025年，新技術(shù)和軟件的引入可以將5G網(wǎng)絡的能耗降低10倍（每傳輸千兆）。而到2030年，這甚至可能成為20倍。

相比之下，今天提高移動網(wǎng)絡能源效率的努力有可能被需要傳輸?shù)目焖僭鲩L的數(shù)據(jù)量所抵消。多年來，一場類似的戰(zhàn)斗一直在數(shù)據(jù)中心上演，以光纖連接為特色，需要在保持高能效的同時處理盡可能多的數(shù)據(jù)。今天，在測試設置中，光纖以每比特幾百飛焦耳的速度運行（1飛焦耳相當于10-15焦耳）。

對于6G，研究人員設定的目標是將其能源消耗減少到每比特1納焦耳（10-9焦耳）以下。

為此，研究人員對新的III-V材料（如磷化銦）寄予厚望，盡管這些材料還不適合集成到硅平臺上。因此，研究界正在專門研究III-V/CMOS混合方法，研究如何將III-V材料與CMOS技術(shù)異質(zhì)地結(jié)合起來，這些材料在可靠性方面的表現(xiàn)如何，哪些退化機制在起作用等等。在這些見解的基礎(chǔ)上，研究人員的目標是創(chuàng)造出能在100GHz及以上頻率下有效和經(jīng)濟地運行的移動設備技術(shù)。
責編AJX