電信業(yè)一直都在追求創(chuàng)新技術，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，已經推出了三代蜂窩網絡技術：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網絡的部署。與此同時，其他的移動通信方式--如Wi-Fi也已經占據了一席之地。

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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，它們已經成為保持運作的關鍵要求。這就是為什么該行業(yè)已經開始準備下一步，即推出第六代移動網絡(6G)。

誠然，現在還為時過早，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。

(資料來源：愛立信移動性報告2020年11月)

每秒100Gbps

對于大多數人來說，移動寬帶網絡只是一種方式，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)網上分享越來越多，越來越大的視頻文件。統(tǒng)計數據顯示，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網絡的(理論)下載速度快10倍，比今天最先進的4G網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，為了實現這些帶寬，我們將需要利用更高的無線電頻率。

例如，4G網絡被限制在2.5GHz以下的頻率，而5G網絡在28和39GHz頻段運行。而下一代移動網絡(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)下載的數據量。對于許多應用，網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鍵點球。

誠然，5G網絡的引入(以及其不到1毫秒的延遲)應該已經結束了這樣的小插曲。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(IoT)應用尤其必要。想一想基于實時傳感器數據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)網的能力是由連接的傳感器和設備的數量決定的。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)網將由近310億臺設備組成，而現在只有120至130億臺設備。隨著設備數量的不斷增加，將盡可能多的設備連接到互聯(lián)網上(每平方米或每平方公里)是一個挑戰(zhàn)。這個數字被稱為連接密度。

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

每位能耗少于1納焦

如前所述，6G網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(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，移動網絡的能源消耗確實有可能急劇增加，以環(huán)境和網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。根據電信運營商Orange的說法，與4G相比，到2025年，新技術和軟件的引入可以將5G網絡的能耗降低10倍(每傳輸千兆)。而到2030年，這甚至可能成為20倍。

相比之下，今天提高移動網絡能源效率的努力有可能被需要傳輸的快速增長的數據量所抵消。多年來，一場類似的戰(zhàn)斗一直在數據中心上演，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據。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技術異質地結合起來，這些材料在可靠性方面的表現如何，哪些退化機制在起作用等等。在這些見解的基礎上，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濟地運行的移動設備技術。