6G:新一代移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展態(tài)勢及展望丨中國工程院院刊
一、前言
當(dāng)前,我國第五代移動(dòng)通信(5G)產(chǎn)業(yè)生態(tài)逐步擴(kuò)大,5G大規(guī)模商用促進(jìn)了社會(huì)變革。我國5G雖然形成了系統(tǒng)性的領(lǐng)先優(yōu)勢,但在網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣度、覆蓋深度、融合應(yīng)用、核心技術(shù)等方面仍存在一些亟待解決的問題,如無法實(shí)現(xiàn)多場景、全覆蓋、“空天地?!币惑w化的網(wǎng)絡(luò)通信,不能滿足數(shù)字經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需要。5G發(fā)展的潛在性能不足,也就提出了針對第六代移動(dòng)通信(6G)的全新要求。在“通信、計(jì)算、控制、意識(shí)的泛在化”理念下,6G從服務(wù)于人、人與物拓展到支撐智能體的高效互聯(lián),驅(qū)動(dòng)萬物互聯(lián)到萬物智聯(lián)的躍遷,支持實(shí)現(xiàn)“萬物智聯(lián)、數(shù)字孿生”的社會(huì)發(fā)展美好愿景;信息應(yīng)用進(jìn)一步從真實(shí)世界拓展至虛擬世界,信息交互對象將從“人 – 機(jī) – 物”拓展至“人 – 機(jī) – 物 – 靈”。此外,6G具有低時(shí)延、高速率、低成本的應(yīng)用特性,將促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級、提高投入產(chǎn)出效率、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。
需要注意到,在世界經(jīng)濟(jì)下行、大國博弈加劇的背景下,我國在高科技領(lǐng)域面臨激烈的國際競爭,而蓬勃發(fā)展的新技術(shù)路線可能顛覆傳統(tǒng)技術(shù)發(fā)展范式;在中外科技合作更為消極的態(tài)勢下,6G是我國聚集“空天地?!敝卮筚Y源、突破國外技術(shù)封鎖并實(shí)施有效趕超的戰(zhàn)略方向,也是支持構(gòu)建國內(nèi)國際雙循環(huán)新發(fā)展格局的重要舉措。然而,我國在6G理論原始創(chuàng)新、新模式生態(tài)構(gòu)建方面尚未實(shí)現(xiàn)突破,高端芯片的研發(fā)與制造面臨諸多難題,基于新型信息基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字應(yīng)用場景培育力度不足。
為此,直面移動(dòng)通信技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展困境,把握全球6G發(fā)展態(tài)勢,梳理我國6G發(fā)展面臨的風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn),提出6G布局及產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議,可為6G技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新應(yīng)用提供理論啟示和現(xiàn)實(shí)參考。
二、5G到6G之跨越
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(一)5G發(fā)展遺留問題仍需6G攻克
1. 應(yīng)用深度不夠
當(dāng)前,5G市場需求尚未被充分激發(fā),應(yīng)用深度仍顯不足,新增的現(xiàn)象級應(yīng)用未能顯現(xiàn)。5G賦能行業(yè)數(shù)字化集中在垂直應(yīng)用場景,如無人巡檢及維護(hù)、視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程診療、遠(yuǎn)程課堂等,而深入生產(chǎn)和生活的業(yè)務(wù)拓展仍處于起步狀態(tài)。5G專網(wǎng)設(shè)計(jì)及產(chǎn)品多為公網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、集采產(chǎn)品,不能滿足個(gè)性化、差異化的行業(yè)應(yīng)用需求。5G相關(guān)項(xiàng)目的研發(fā)周期長,導(dǎo)致產(chǎn)品無法快速上線。5G相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)融合程度要求較高,其他融合技術(shù)的成熟度直接影響5G產(chǎn)品的完善程度(見表1),制約了5G行業(yè)應(yīng)用的發(fā)展深度。6G將進(jìn)一步拓展應(yīng)用空間,實(shí)現(xiàn)通信與感知、計(jì)算、控制的深度耦合,與衛(wèi)星、高空平臺(tái)、無人飛行器等空間網(wǎng)絡(luò)相互融合,從而構(gòu)建全球廣域覆蓋、“空天地海”一體化的通信網(wǎng)絡(luò),支持催生新的現(xiàn)象級應(yīng)用。
2. 需求覆蓋不足
用戶需求是通信行業(yè)發(fā)展的根本動(dòng)力。當(dāng)前的光纖、第四代移動(dòng)通信(4G)、移動(dòng)熱點(diǎn)技術(shù)能夠較好滿足多數(shù)企業(yè)的信息通信需求,因而采用5G技術(shù)主要受政策導(dǎo)向的影響。盡管5G的市場接受度不斷提高,但5G的行業(yè)市場滲透率依然偏低。從“2022年度全國重點(diǎn)區(qū)域移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評測現(xiàn)場路測結(jié)果”可見,5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣度及深度仍有較大提升空間,部分場景下的5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋率、用戶用網(wǎng)體驗(yàn)仍有不足?!叭珖罔F場景移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量狀況???022年度評測結(jié)果原因分析及優(yōu)秀案例分享”指出,全國地鐵里程柵格綜合5G覆蓋率僅為55.49%,上 / 下行接入速率達(dá)標(biāo)占比也有不足。6G將超越萬物互聯(lián),實(shí)現(xiàn)后通信時(shí)代、后連接時(shí)代的跨越式提升,全面滿足社會(huì)公眾對新一代信息通信服務(wù)的需求。
3. 投入收益不高
5G的成本投入較高,實(shí)際上抑制了5G的應(yīng)用需求。對于企業(yè)客戶而言,中小企業(yè)受限于人力成本、數(shù)字化轉(zhuǎn)型成本,只能負(fù)擔(dān)得起有限的通信連接成本,很難發(fā)揮規(guī)模效益;行業(yè)龍頭企業(yè)雖然擁有足夠的資源,但目前開展5G數(shù)字轉(zhuǎn)型工作的比例僅在10%左右。在運(yùn)營商方面,2022年1—9月,中國移動(dòng)通信集團(tuán)有限公司的5G專網(wǎng)業(yè)務(wù)收入超過20億元、5G帶動(dòng)數(shù)字化信息通信服務(wù)收入超過250億元,但遠(yuǎn)低于5G建設(shè)投資的587億元(2022年上半年財(cái)報(bào))。整體上,5G數(shù)字化行業(yè)市場仍處于供應(yīng)大于需求、供應(yīng)創(chuàng)造需求的階段。6G研發(fā)之初即致力于構(gòu)建具有顯著成本優(yōu)勢的智聯(lián)世界,立足增效、開源、節(jié)流背景形成先進(jìn)技術(shù)方案,切實(shí)推動(dòng)6G網(wǎng)絡(luò)朝著綠色低碳方向發(fā)展。
(二)一些關(guān)鍵應(yīng)用場景需要6G賦能
對于各行業(yè)的一些特殊需求,如無縫覆蓋、極致連接、“通感算”一體化、數(shù)字孿生平行交互、內(nèi)生智能等,5G并不能完全匹配;未來6G需要進(jìn)一步升級,同時(shí)輔以AI、擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)(XR)、數(shù)字孿生等信息技術(shù),以更好滿足上述需求。
在工業(yè)領(lǐng)域,機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制(響應(yīng)時(shí)間<1 ms、控制精度為99.99999%),XR(響應(yīng)時(shí)間<10 ms、帶寬要求為1~3 Gbps)等有著特殊的時(shí)延及帶寬要求,5G難以滿足。在交通領(lǐng)域,5G并不能支持實(shí)現(xiàn)真正的無人化、高可靠的自動(dòng)駕駛,加之現(xiàn)階段網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施、交通管理政策法規(guī)等軟 / 硬環(huán)境尚不完善,使無人駕駛?cè)蕴幱谠圏c(diǎn)階段。在醫(yī)療領(lǐng)域,5G并不能完全適應(yīng)遠(yuǎn)程手術(shù)這類端到端時(shí)延、抖動(dòng)時(shí)延、穩(wěn)定性要求極為苛刻的場景,醫(yī)療資源的平衡性問題得不到根本性解決。在能源領(lǐng)域,5G的系統(tǒng)耗能較高,而優(yōu)化自身能源系統(tǒng)的空間有限。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,5G因建設(shè)成本較高而不能滿足農(nóng)場、草場、近海漁場等廣闊區(qū)域無縫覆蓋的需求;受限于大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)的發(fā)展程度,現(xiàn)階段5G也不能滿足農(nóng)產(chǎn)品全流程信息溯源的需求。
綜合來看,對于一些關(guān)鍵場景,5G因成本、技術(shù)能力及成熟度等原因而不是最優(yōu)的解決方案;6G不僅有望解決5G架構(gòu)遺留的代際“痛點(diǎn)”問題,而且能夠較好滿足用戶的多樣化新需求、覆蓋新型應(yīng)用場景。
(三)未來軍事應(yīng)用牽引6G發(fā)展
未來軍事應(yīng)用是6G發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力,6G應(yīng)用將對未來軍事發(fā)展帶來顛覆性的影響。美國積極推進(jìn)的“星鏈”項(xiàng)目穩(wěn)步實(shí)施,也給很多國家構(gòu)成軍事和經(jīng)濟(jì)層面的雙重威脅:在軍事層面,“星鏈”項(xiàng)目按計(jì)劃將累計(jì)在空間部署具有多功能探測及潛在攻擊性的衛(wèi)星約4.2×104顆,給戰(zhàn)略競爭者的裝備體系、作戰(zhàn)指揮構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn);在經(jīng)濟(jì)層面,“星鏈”項(xiàng)目計(jì)劃為全球公眾提供“免費(fèi)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)”,對現(xiàn)有的5G網(wǎng)絡(luò)、未來的天基互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)成明顯沖擊。“星鏈”衛(wèi)星搶占空間軌位與頻譜資源,具有潛在的在軌識(shí)別與決策能力,成為他國推進(jìn)“空天地”一體化能力建設(shè)的直接挑戰(zhàn)。為此,我國需同步考慮軍事功能和民用需求,融合推進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)安全和網(wǎng)絡(luò)空間安全,從“打贏現(xiàn)代戰(zhàn)爭”“解決‘卡脖子’問題”“面向戰(zhàn)場和市場”等維度出發(fā),統(tǒng)籌開展6G規(guī)劃和建設(shè)。
三、6G發(fā)展現(xiàn)狀分析
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移動(dòng)通信具有基礎(chǔ)性、滲透性、帶動(dòng)性,移動(dòng)通信技術(shù)增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展活力和經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇質(zhì)量,成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的新動(dòng)能、大國戰(zhàn)略競爭的核心領(lǐng)域。5G商用規(guī)模在全球范圍內(nèi)快速發(fā)展的同時(shí),各國已全面鋪開6G研發(fā)布局,引導(dǎo)“政產(chǎn)學(xué)研用”多主體積極參與6G研發(fā),以推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)深入發(fā)展、搶占未來國際競爭優(yōu)勢。發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中大國積極部署6G戰(zhàn)略,通過多種方式加大資源投入,爭取未來科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的競爭優(yōu)勢。
(一)美國:側(cè)重組建聯(lián)盟,推動(dòng)6G關(guān)鍵技術(shù)研究
一是積極合作共建6G研發(fā)聯(lián)盟。美國電信行業(yè)解決方案聯(lián)盟在2020年成立了“下一代移動(dòng)通信聯(lián)盟”,聚焦6G的研發(fā)、制造、標(biāo)準(zhǔn)、市場等,力求鞏固美國企業(yè)的行業(yè)領(lǐng)先地位。二是率先開放6G實(shí)驗(yàn)頻譜。2022年,Keysight科技公司獲得美國首個(gè)6G頻譜實(shí)驗(yàn)許可證。該頻譜主要用于6G技術(shù)以及沉浸式網(wǎng)真、數(shù)字孿生、XR等方向,相關(guān)進(jìn)步可改善虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)/ 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)的體驗(yàn)。三是加強(qiáng)6G關(guān)鍵技術(shù)研究。眾多的美國大學(xué)、國家實(shí)驗(yàn)室都圍繞太赫茲技術(shù)開展研究和應(yīng)用。積極布局OpenRAN技術(shù)路線,主導(dǎo)成立OpenRAN政策聯(lián)盟以推廣OpenRAN技術(shù)和產(chǎn)品。四是發(fā)布將6G作為重點(diǎn)支持方向的政策。美國《未來網(wǎng)絡(luò)法案》(2021年)要求,美國聯(lián)邦通信委員會(huì)牽頭成立由政府部門、通信公司、公共利益組織代表組成的6G工作組,形成6G標(biāo)準(zhǔn)、部署、供應(yīng)鏈方面的共識(shí)。
(二)歐盟:發(fā)揮各方優(yōu)勢,合力推進(jìn)6G研發(fā)
一是聯(lián)盟戰(zhàn)略聚焦6G技術(shù)研發(fā)?!端茉鞖W洲數(shù)字未來》(2020年)倡議,更新和完善“5G和6G行動(dòng)計(jì)劃”?!?030數(shù)字化指南:歐洲數(shù)字十年》(2021年)建議,專注于下一代固定網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò),部署5G等超高容量網(wǎng)絡(luò),適時(shí)開展6G研發(fā)。二是各國政府部署6G科研項(xiàng)目。歐盟委員會(huì)加強(qiáng)與各成員國合作,推動(dòng)企業(yè)參與相關(guān)科研項(xiàng)目,共同開展6G技術(shù)創(chuàng)新。2022年,歐盟啟動(dòng)Hexa-X-II項(xiàng)目,參與者擴(kuò)展至44個(gè)國家和組織,旨在創(chuàng)建6G預(yù)標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)和系統(tǒng)視圖,確立6G標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)。三是科研機(jī)構(gòu)支撐6G研發(fā)。芬蘭、德國、英國的科研機(jī)構(gòu)著力開展6G研發(fā),以突破和掌握6G技術(shù)。芬蘭每年召開全球6G峰會(huì),發(fā)布系列6G白皮書。
(三)日本:加大政策引導(dǎo),積極推進(jìn)6G研發(fā)
一是在全球率先發(fā)布6G國家戰(zhàn)略?!?G綜合戰(zhàn)略》(2020年)提出了6G關(guān)鍵技術(shù)的戰(zhàn)略目標(biāo),采取財(cái)政支持、稅收優(yōu)惠等舉措推動(dòng)6G技術(shù)研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)研究,以提高6G產(chǎn)業(yè)的國際競爭力。二是多措并舉支持6G研發(fā)。① 日本2020年設(shè)立了總額為2200億日元的專項(xiàng)基金,支持私營部門開展6G技術(shù)研發(fā);2023年新增662億日元預(yù)算,用于6G無線網(wǎng)絡(luò)研究。② 注重人才培養(yǎng),設(shè)置獎(jiǎng)金、賽事挑戰(zhàn)等,鼓勵(lì)參與者的研發(fā)行動(dòng),同步創(chuàng)建人才庫。③ 加快牌照發(fā)放,自2022年起,日本企業(yè)可快速獲得電波實(shí)驗(yàn)用牌照,涵蓋102~1100 GHz波段范圍,體現(xiàn)了6G技術(shù)開發(fā)的快節(jié)奏。
(四)韓國:自主研究與國際合作并舉,協(xié)同推動(dòng)6G發(fā)展
韓國設(shè)置6G研究項(xiàng)目、發(fā)布6G戰(zhàn)略,超前謀劃6G發(fā)展。韓國是全球最早探索6G的國家之一,2018年通信主管部門即調(diào)研6G核心技術(shù)開發(fā)需求。《6G研發(fā)計(jì)劃》(2021年)提出,2025年前為開展核心技術(shù)自主研發(fā)、占領(lǐng)全球標(biāo)準(zhǔn)制定主導(dǎo)地位、鞏固研究及產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)等提供公共資金支持?!俄n國網(wǎng)絡(luò)2030戰(zhàn)略》(2023年)提出了“下一代網(wǎng)絡(luò)模范國家”發(fā)展愿景,擬在2026年面向全球推廣6G技術(shù)和pre-6G網(wǎng)絡(luò)。此外,韓國高度重視國際合作,在合作中塑造自身的比較優(yōu)勢。2019年起,韓國企業(yè)與芬蘭和瑞典企業(yè)聯(lián)合開發(fā)6G網(wǎng)絡(luò)技術(shù);與美國企業(yè)合作,力求共同占據(jù)6G核心技術(shù)制高點(diǎn)。
(五)印度:緊跟國際前沿,力爭6G重要地位
印度正在實(shí)施6G研發(fā)計(jì)劃,支持本土企業(yè)開展6G技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用,積極爭取在未來全球通信市場中占有重要地位。為了在6G標(biāo)準(zhǔn)化過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用,印度發(fā)布了“6G愿景”文件(2023年),制定了6G通信服務(wù)發(fā)展路線圖;啟動(dòng)建設(shè)6G研發(fā)試驗(yàn)平臺(tái),協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界、服務(wù)供應(yīng)商聯(lián)合參與,以搶占6G優(yōu)先研究方向;組織國有組織研發(fā)6G、量子通信等新興技術(shù),基本與全球市場趨勢同步。此外,印度積極爭取國際通信企業(yè)的本土研發(fā)布局,如芬蘭諾基亞公司已在班加羅爾建設(shè)全球研發(fā)中心及6G實(shí)驗(yàn)室。
(六)中國:協(xié)調(diào)推進(jìn)戰(zhàn)略布局,把握6G發(fā)展先發(fā)優(yōu)勢
四、6G未來發(fā)展趨勢
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(一)6G商用繼續(xù)賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級
6G的各項(xiàng)指標(biāo)顯著優(yōu)于5G,商用潛能進(jìn)一步拓寬。6G也是我國參與國際戰(zhàn)略技術(shù)競爭、獲取全球網(wǎng)絡(luò)競爭新優(yōu)勢的主要方向之一,在構(gòu)建平臺(tái)經(jīng)濟(jì)、激活數(shù)字經(jīng)濟(jì)、推動(dòng)電子消費(fèi)、壯大數(shù)字貿(mào)易等方面將起到重要作用。6G技術(shù)的商用,有望引發(fā)新一輪科技與社會(huì)變革,成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力。一是驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式,提高生產(chǎn)和運(yùn)營效率。6G網(wǎng)絡(luò)融入AI、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù),將支持一系列智能應(yīng)用的新突破;促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,將支持供應(yīng)鏈管理、物流運(yùn)營等出現(xiàn)重要變革;具有更高帶寬、更低延遲的優(yōu)勢,使大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸與實(shí)時(shí)決策成為可能,將提高各類生產(chǎn)流程的自動(dòng)化水平和運(yùn)營效率。二是促進(jìn)形成新型消費(fèi),進(jìn)一步擴(kuò)大內(nèi)需規(guī)模。6G技術(shù)將推動(dòng)VR/AR發(fā)展,為消費(fèi)者提供更為沉浸式的娛樂和體驗(yàn),促進(jìn)旅游、文化娛樂、電子游戲等行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展;對智能家居、智能城市、智能醫(yī)療、健康科技等行業(yè)構(gòu)成賦能作用,將驅(qū)動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、新興消費(fèi)領(lǐng)域的重大革新,有助于社會(huì)各層面的創(chuàng)新發(fā)展。
(二)6G關(guān)鍵核心技術(shù)將實(shí)現(xiàn)重大突破
我國雖然在移動(dòng)通信領(lǐng)域的部分核心零部件方向?qū)崿F(xiàn)了技術(shù)突破和規(guī)?;a(chǎn),但相比國際先進(jìn)水平仍有一定差距,在移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)中依然存在“斷鏈”風(fēng)險(xiǎn)和“卡脖子”環(huán)節(jié)。因而集聚“產(chǎn)學(xué)研用”多方優(yōu)勢,合力推進(jìn)6G關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān),強(qiáng)化6G關(guān)鍵技術(shù)賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,是我國6G發(fā)展的應(yīng)有之義。一是形成6G核心關(guān)鍵技術(shù)的知識(shí)發(fā)展圖譜,構(gòu)建自主可控的關(guān)鍵技術(shù)體系。在新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的背景下,梳理相關(guān)領(lǐng)域的核心零部件情況,科學(xué)評估核心零部件的引進(jìn)比例、供應(yīng)鏈安全性等;提高相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展成熟度和設(shè)施完備性,鼓勵(lì)企業(yè)整合壯大以增強(qiáng)核心關(guān)鍵技術(shù)突破能力。二是完善6G產(chǎn)業(yè)鏈以實(shí)現(xiàn)“智賦萬物、智慧內(nèi)生”。傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)在6G的支持下開展轉(zhuǎn)型升級,超大規(guī)模智能網(wǎng)絡(luò)將完成建設(shè)并投入應(yīng)用,使物理世界和數(shù)字世界深入連接;6G應(yīng)用場景向縱深拓展,構(gòu)建VR/AR、量子通信、衛(wèi)星通信、追蹤與監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制等通用場景。三是攻克關(guān)鍵核心技術(shù),筑牢6G技術(shù)基礎(chǔ)。突破太赫茲、智能超表面、通信感知一體化等6G關(guān)鍵技術(shù),拓展毫米波太赫茲、可見光等可利用頻譜,貫通虛擬與現(xiàn)實(shí)域界,支撐虛擬世界的智能體(靈)和人 – 機(jī) – 物(境)的交互與溝通。
(三)6G網(wǎng)絡(luò)安全事關(guān)國家安全體系現(xiàn)代化
隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)安全和隱私問題進(jìn)一步凸顯,6G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)方面的風(fēng)險(xiǎn)將超過5G。一是將移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)生態(tài)的主導(dǎo)權(quán)競爭上升到國家戰(zhàn)略層面,多個(gè)發(fā)達(dá)國家采取了積極的移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)生態(tài)主導(dǎo)權(quán)策略。我國可以自主內(nèi)循環(huán)的移動(dòng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)為主導(dǎo),從芯片設(shè)計(jì)及制造、器件設(shè)計(jì)及制造、核心軟件及開源、平臺(tái)化生態(tài)應(yīng)用等方面出發(fā),采取自主研發(fā)與制造策略來構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。二是應(yīng)用保障6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)安全的新技術(shù),部署智能化的態(tài)勢感知保障體系。微隔離作為一種高級網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)是未來應(yīng)用方向,在邏輯上將數(shù)據(jù)中心細(xì)分為多個(gè)小的安全區(qū)域,為每個(gè)區(qū)域定義安全控制權(quán)限并提供對應(yīng)服務(wù);用于軟件系統(tǒng)而不是物理防火墻,支持在數(shù)據(jù)中心部署可靈活配置的安全策略。三是構(gòu)建6G網(wǎng)絡(luò)主動(dòng)防御體系,保障國家網(wǎng)絡(luò)主權(quán)與安全。在國家層面推進(jìn)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略,建設(shè)自主可控的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),加強(qiáng)系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì),構(gòu)建“空天地”一體化的網(wǎng)絡(luò)安全保障體系;注重發(fā)展衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù),適時(shí)部署星際文件系統(tǒng)等互聯(lián)網(wǎng)新興技術(shù)。增強(qiáng)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)安全的實(shí)用化、體系化、常態(tài)化防御能力,采取分布部署、容災(zāi)備份、跨域協(xié)同、斷點(diǎn)續(xù)傳等技術(shù)手段以有效應(yīng)對潛在威脅。
五、6G發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)
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(一)研發(fā)投入大、周期長,需要精準(zhǔn)支持
6G作為信息基礎(chǔ)設(shè)施,具有建設(shè)周期長、投資規(guī)模大、資金回收慢、收益不確定、運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)高的基本特點(diǎn)。5G基站的平均投資約為4G的1.5倍,基站投資回報(bào)周期超過8年;6G較5G的研發(fā)投入更大、基站投資回報(bào)周期更長,市場效益難以在短期內(nèi)顯現(xiàn)。6G研發(fā)需要大量的設(shè)施設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室以開展測試及試驗(yàn),對專業(yè)知識(shí)和技術(shù)人員的需求量也較大。為了實(shí)現(xiàn)6G發(fā)展愿景,需要新增更多的可用頻譜資源、實(shí)施更多的基礎(chǔ)性理論與技術(shù)突破;從頻譜管理到天線技術(shù)再到網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì),相應(yīng)研發(fā)在長周期內(nèi)面臨著較大挑戰(zhàn)。因此,6G研發(fā)需要立足全局并優(yōu)選典型場景,通過精準(zhǔn)支持以在特定關(guān)鍵技術(shù)方向?qū)嵤┲攸c(diǎn)突破。
(二)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)面臨分化風(fēng)險(xiǎn),需要提前布局
6G涉及多樣化的應(yīng)用場景、眾多的前沿技術(shù),形成全球統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚存不確定性。一方面,地緣沖突與信息科技等非傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)交織,未來6G標(biāo)準(zhǔn)存在從統(tǒng)一走向分立的風(fēng)險(xiǎn);盡管6G技術(shù)研究成為全球熱潮,發(fā)達(dá)國家也圍繞6G形成技術(shù)聯(lián)盟,但各國對6G的核心訴求、發(fā)展目標(biāo)等有顯著差異,使6G技術(shù)的全球互操作、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展存在困難。另一方面,各類重點(diǎn)場景需要技術(shù)內(nèi)涵差異化的6G體系支撐,如通信、醫(yī)療、交通、工業(yè)、娛樂等垂直領(lǐng)域均有獨(dú)特的行業(yè)需求,在一定程度上引導(dǎo)差異化的6G標(biāo)準(zhǔn)制定,甚至導(dǎo)致互不兼容的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。面對6G標(biāo)準(zhǔn)的抉擇局面,唯有提前布局并掌握6G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的話語權(quán),才能擺脫自有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)被孤立的風(fēng)險(xiǎn),進(jìn)而增強(qiáng)我國在相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)制定過程中的主導(dǎo)地位。
(三)開放生態(tài)尚未構(gòu)建,需要及時(shí)謀劃
相對于5G,6G將在更多領(lǐng)域中拓展應(yīng)用場景并與更多學(xué)科進(jìn)行融合,以更深層次地賦能眾多行業(yè)。這對產(chǎn)業(yè)生態(tài)的安全性、融合性、共生性提出了較高要求。從國際視角看,當(dāng)前逆全球化趨勢進(jìn)一步加劇,我國產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈、價(jià)值鏈融入全球市場的阻力有所加大,國際供應(yīng)鏈存在“斷鏈”的風(fēng)險(xiǎn)。開源生態(tài)建設(shè)獲得了主要國家和組織的更多重視,在移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域漸成趨勢。然而,國內(nèi)開源產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)尚不完善,上、下游企業(yè)在通用芯片、關(guān)鍵基礎(chǔ)軟件等方面面臨著“卡脖子”困境。6G產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟承擔(dān)著我國6G產(chǎn)業(yè)生態(tài)協(xié)同發(fā)展的“橋梁”作用,相關(guān)建設(shè)也在持續(xù)推進(jìn),但缺乏直接政策支持。因此,需要以自主可控的移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)生態(tài)為主導(dǎo),進(jìn)一步建設(shè)更加完整和開放的生態(tài)體系。
(四)網(wǎng)絡(luò)安全和隱私保護(hù)難度加大,需要一體化設(shè)計(jì)
6G具有網(wǎng)絡(luò)“空天地”泛在接入的多樣性、核心網(wǎng)部署的分布性、跨域 / 跨系統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用的融合性。在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)方面,6G面臨著比5G更大的風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)。從世界網(wǎng)絡(luò)安全市場角度看,美國信息技術(shù)公司在市場規(guī)模、技術(shù)實(shí)力、產(chǎn)品性能、服務(wù)水平等方面具有顯著優(yōu)勢,也占據(jù)著網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的主導(dǎo)地位;我國網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)業(yè)盡管發(fā)展迅速,但規(guī)模仍相對有限,相應(yīng)國際市場份額不足10%。6G新業(yè)務(wù)對隱私安全可信的要求達(dá)到新高度,需要有效應(yīng)對“空天地”一體化、AI、算力等衍生的新威脅,積極響應(yīng)車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、超高速率、超低時(shí)延等涉及的安全需求。在未來的6G應(yīng)用情境下,我國的網(wǎng)絡(luò)安全和隱私保護(hù)需要開展一體化設(shè)計(jì),發(fā)揮新型舉國體制和超大市場規(guī)模優(yōu)勢。
六、6G布局及產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議
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(一)運(yùn)用新型舉國體制,突破技術(shù)創(chuàng)新壁壘
一是吸收和借鑒第三代移動(dòng)通信、4G、5G發(fā)展過程的研發(fā)經(jīng)驗(yàn),創(chuàng)建管理部門組織、市場機(jī)制主導(dǎo)、各方共同受益的移動(dòng)通信核心技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟。全面推動(dòng)6G技術(shù)研發(fā)進(jìn)程,促進(jìn)高校和科研院所“0到1”原始創(chuàng)新、企業(yè)“1到10”科技成果轉(zhuǎn)化、行業(yè)“10到100”應(yīng)用創(chuàng)新的有機(jī)銜接;面向6G關(guān)鍵核心技術(shù)等前沿領(lǐng)域,充分發(fā)揮國家級實(shí)驗(yàn)室、高校、科研院所、重點(diǎn)企業(yè)的特色優(yōu)勢與資源合力,以協(xié)同創(chuàng)新補(bǔ)強(qiáng)基礎(chǔ)研究、重大技術(shù)、創(chuàng)新應(yīng)用等方面的薄弱環(huán)節(jié)。二是采取“政府+市場”協(xié)作模式,立足國家戰(zhàn)略需求,優(yōu)化關(guān)鍵資源配置,開展原創(chuàng)性、引領(lǐng)性6G技術(shù)攻關(guān)。發(fā)揮超大市場規(guī)模的天然優(yōu)勢,引導(dǎo)重點(diǎn)企業(yè)踐行國家戰(zhàn)略為先的發(fā)展理念,構(gòu)建和完善創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng),形成上、下游密切協(xié)作的6G產(chǎn)業(yè)共同體,支持構(gòu)建以國內(nèi)大循環(huán)為主體、國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進(jìn)的新發(fā)展格局。
(二)以6G標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)方向,增強(qiáng)通信標(biāo)準(zhǔn)話語權(quán)
6G國際合作及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟不斷發(fā)展,跨組織、跨國別的技術(shù)合作成為推進(jìn)6G創(chuàng)新和發(fā)展的主要形式。一是前瞻布局6G技術(shù)研發(fā),擴(kuò)大6G國際標(biāo)準(zhǔn)化工作的參與力度。高質(zhì)量參與6G國際規(guī)則制定,在相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)組織中積極闡明核心觀點(diǎn),提交優(yōu)質(zhì)研究成果,為我國6G技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)推廣確立良好的基礎(chǔ)。二是密切與國際標(biāo)準(zhǔn)組織的合作,依托國際合作平臺(tái)深度參與6G國際標(biāo)準(zhǔn)制定工作,與其他國家專家、專業(yè)組織聯(lián)合討論并制定6G標(biāo)準(zhǔn)方案,以優(yōu)質(zhì)方案切實(shí)增強(qiáng)話語權(quán),擴(kuò)大我國6G產(chǎn)業(yè)的國際市場影響力;加快我國6G技術(shù)的工程化和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,構(gòu)建世界6G技術(shù)高地,將“中國標(biāo)準(zhǔn)”推廣為“世界標(biāo)準(zhǔn)”。
(三)深化6G國際合作,構(gòu)建開放共贏的全球產(chǎn)業(yè)生態(tài)
通過技術(shù)聯(lián)盟、生態(tài)聯(lián)盟等形式,凝聚“產(chǎn)學(xué)研用”優(yōu)勢力量,形成6G研發(fā)合力。一是搭建6G領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新“橋梁”,拓寬國際合作空間,加強(qiáng)與發(fā)達(dá)國家企業(yè)聯(lián)合開展6G技術(shù)的探索及驗(yàn)證,推動(dòng)建設(shè)開放共贏的全球6G產(chǎn)業(yè)生態(tài)。二是鼓勵(lì)信息與通信技術(shù)企業(yè)、科研院所、行業(yè)組織等,圍繞6G技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、安全、產(chǎn)業(yè)等開展廣泛的國際合作,積極參與國際電信聯(lián)盟、第三代合作伙伴項(xiàng)目計(jì)劃等國際組織工作機(jī)制,提高我國企業(yè)在國際組織內(nèi)的貢獻(xiàn)度和影響力。三是在6G技術(shù)研發(fā)投資、核心零部件研制等方向采取高水平的開放政策,合理利用國際資源和先進(jìn)技術(shù),破解“卡脖子”環(huán)節(jié)、化解“科技脫鉤”風(fēng)險(xiǎn),在更高起點(diǎn)上推進(jìn)科技自立自強(qiáng)。
(四)攻關(guān)6G核心技術(shù),建立安全可控技術(shù)體系
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