6G時代．萬物智聯．重現鋼鐵人場景

華商世界雜誌第49期

前言

6G時代，需要的是一個幾乎無盲點的網絡覆蓋。因此，專家提出，6G網絡將是一個地面無線與衛星通訊集成的全聯接世界，透過衛星實現全球無縫覆蓋，並實現高速星際間的通信。同時，6G也將模糊實體世界與數位世界之間的界線。

本文

全球各國已紛紛推出5G網路服務，並積極開拓5G商機。配合著無人駕駛、人工智慧、智慧家庭、物聯網等應用的起飛，5G成為關鍵成功要素。但為了追求長期競爭力，已經有不少國家開始展開發布對6G（第六代行動通訊系統，6th generation mobile networks）的展望，其中

美、中、韓、日等國家最為激進，目前已經開始對6G的未來進行部署，許多公司也正積極往6G的目標邁進。

5G尚未達到真正的萬物互聯

5G應用範圍既廣又深，從基礎通話、上網、4K影片串流、VR直播，延伸到自駕車、遠距手術等層面，對於一般消費者而言，最有感的，還是上網極速的升級。5G做到信息的高速傳輸，但離真正的萬物互聯還有一段距離。

因此，在2018年的一次行業論壇中，英國電信集團首席架構師尼爾．麥克瑞，向人們展望了6G系統。他認為6G將是5G加衛星網絡，也就是在5G的基礎上，集成衛星網絡來實現真正的全球大覆蓋，並實現高速星際間的通信。

理論上，5G下載速度是4G的100倍，而6G則是5G的100倍。但是，在6G時代，網絡速度不再是重點，而是涵蓋率。以網絡覆蓋為例，像車聯網、遠程醫療這類應用技術，需要的是一個幾乎無盲點的網絡覆蓋。因此專家們提出，6G網絡將是一個地面無線與衛星通訊集成的全聯接世界，通過衛星實現全球無縫覆蓋。

6G將是地面無線與衛星通訊集成的全聯接世界

6G是打造從地面、天際到太空的超廣域覆蓋，以300GHz（10億赫茲）至10THz（兆赫茲）頻率的電磁波，進行傳輸。6G的數據傳輸速率可能達到5G的50倍，時延縮短到5G的十分之一，在峰值速率、時延、流量密度、連接數密度、移動性、頻譜效率、定位能力等方面都遠優於

5G。

此外，6G具備以下特徵：衛星和衛星間直接通訊、超高速網路連接，支援智慧工廠、自駕車、機器人、混合實境等新應用，透過不同衛星系統的切換、漫遊，搭配高速光纖、奈米天線，以實現全球覆蓋的高速網路。衛星與地面基地台、小型基地台、新型天線技術等技術，將互補成為6G時代網路傳輸方案，讓「萬物聯網」朝「萬物智聯」演進。

6G關鍵技術是低軌衛星

進入後疫情時代，全球5G網路建置潮將加速，但因5G毫米波訊號覆蓋率低，易受到地形限制，此時覆蓋範圍廣且具低延遲特性的低軌道衛星通訊，成為彌補腹地廣大的偏遠地區、空中及海上等行動網路難以覆蓋區域的最佳解決方案，可預期低軌道衛星通訊的布建也將隨之進入加速期。

低軌通信衛星距離地面近、通信時延短、數據傳輸率高，移動終端重量、體積與個人移動設備相差無幾，更適合大眾普及。除了輔助5G網路外，低軌道衛星網路也是完善車聯網的最後一哩路，加裝衛星通信設備的自駕車，在接收不到行動網路時，可改由衛星網路來通信及導航服務，確保車輛在自動駕駛行進過程中的高度聯網與準確控制。

因此，低軌衛星被認為是6G實現「全球網路無縫覆蓋」的關鍵技術，盼能發揮如自駕車、天災預測等更極致的物聯網應用。

企業紛紛展開低軌衛星布局

目前已有多家國際大型業者展開低軌衛星布局，例如Space X推動Starlink衛星連網計畫、亞馬遜已投入Kuiper、微軟創辦人比爾蓋茲也投資成立Kymeta，就連波音公司也規畫進軍低軌道衛星市場，還有許多太空衛星新創公司，例如：Oneweb、Telesat等等。Facebook、Google等美國科技巨頭也加入全球衛星通訊應用競局。

2020年10月，特斯拉執行長馬斯克的SpaceX（美國太空探索技術公司）從美國NASA甘迺迪太空中心發射了獵鷹9號火箭，將60顆星鏈（StarLink）網路衛星送上太空。馬斯克的目標是發射3萬顆衛星，建置世界最大的低軌道衛星群，希望透過衛星提供更廣泛的網路服務。

這類的衛星互聯網可能讓美國6G部署如虎添翼。根據美國聯邦通訊委員會（FCC）批准Starlink計畫，將在高度為550公里和340公里的軌道上佈建高達1.2萬顆通訊衛星，而目前已完成布署約500顆衛星。

航天業規模在2046年超過2.7兆美元

由於低軌道衛星正朝向「星系化」的趨勢發展，大量製造的小型衛星，使用壽命縮短至5~7年，為維持衛星系統的運作，每年還需要額外製造與發射2,000~3,000顆衛星，即2020年發射起所射出的低軌道衛星，在2025年開始會有汰換需求。衛星大量發射帶動衛星本體製造相關市場需求商機後，衛星服務商轉也將帶動地面設備系統市場商機。

根據美林銀行的預測，航天業的規模將從 2016 年的3500 億美元增長至 2046 年的超過 2.7 兆美元，年複合增長率約為 7％，其中相當一部分增長將源自新型低軌通信衛星。

中國預計2029年導入6G

根據中國大陸工信部提供的數據顯示，中國截至2020年底累計開通5G基站71.8萬個，5G手機終端連接數突破2億戶。工信部新聞發言人田玉龍在今年初表示，今年不僅要有序推進5G網絡建設，還要加快6G的佈局。

中國早在2019年11月，就由科技部成立國家6G技術研發推進工作組與6G總體專家組，開始進行6G相關科技研發與政策研擬作業；並且根據中國國家重點研發計畫「寬頻通訊及新型網路」重點專項，展開新型網路技術、高效傳輸技術、衛星通訊技術三大6G技術研究項目，擬提供補助研究經費約人民幣3.3億元（約4,900萬美元）。

為了強化6G布局，中國已於2020年11月6日，發射長征6號運載火箭，一箭13星將NewSat9-18衛星送入預定軌道，此次任務還搭載全球第一顆用於太赫茲通訊的6G試驗衛星「電子科技大學號」（天雁05衛星）升空。

中國工信部副部長劉烈宏在「2021中國信通院ICT+深度觀察報告會」上表示，中國也將於2029年左右開始引入6G。

日本發佈「6G綜合策略」及關鍵技術戰略目標

日本總務省及通信部於2020年4月發佈2025年日本「6G綜合策略」及關鍵技術戰略目標。通過財政支持和稅收優惠促進研發，並力爭在五年內建立關鍵技術。同時，確保國際競爭力，例如在2030年代將5G競爭的延遲預計在6G的普及中，將2030年代的6G普及率提高到2030年的日

本基礎設施建置競爭力全球市佔30％以上。

此外，2019年10月，日本以電信業者NTT領軍，攜手Intel和Sony等大型企業成立了IOWN （Innovative Optical and Wireless Network）聯盟，以光子網絡（photonics network）和數位孿生計算（digital twin computing）為技術核心，希望搶佔6G技術標準的地位。

南韓期望在2028年將6G行動網路正式商業化

南韓是全球5G最早商轉的國家，在2019年4月3日正式啟動，由於早期部署5G網路設備以及相關服務，讓企業在商業上的競爭力搶占先機。因此，南韓科學與資通訊部於2020年8月初宣布在2025年之前，將投入2147億韓圜（約1.81億美元）進行6G研發。南韓政府更加碼，期望在2028年將6G行動網路正式商業化。

南韓目前除了三星電子與LG已啟動6G通訊網路的研發工作，南韓最大的行動營運商SK電信公司表示，隨著南韓政府尋求加強與北歐國家的經濟聯繫，其將與諾基亞和愛立信合作開發第六代行動網路（6G）技術。

美國啟動Next G聯盟，期望主導6G行動技術

在亞洲主要國家站上了6G的起跑線上蓄勢待發的態勢下，美國亦不願落人於後。美國電信產業解決方案聯盟（The Alliance for Telecommunications Industry Solutions，ATIS）2020年10月啟動「下一代G聯盟（Next G Alliance）」，為領導6G及未來行動技術奠定基礎。該聯盟集結北美主要電信業者與國際系統設備大廠的Next G聯盟正式成立。

其目標是在B5G（Beyond 5G）/6G發展過程中，確保北美在塑造下一代無線通訊技術研發與標準化、網路架構，系統設備及其最終部署等，重取全球領導地位。成員包括蘋果、臉書、AT&T、高通、Google、三星電子、LG、T-Mobile US Inc、愛立信、Nokia、思科、惠普，和

英特爾等科技鉅子。ATIS表示，華為及中興通訊並沒有加入，一旦美國聯邦政府禁止供貨及採購其產品，則該兩家公司將會被排除於創始成員之外。

Next G聯盟將製定6G國家路線圖，確保北美成為NextG技術研發、標準化、製造與市場商用的領導者；並且發揮影響力，促成美國政府能夠制定推動6G發展的政策與資金補助機制。

ATIS總裁兼首席執行官蘇珊·米勒（Susan Miller）表示：「隨著全球各國在雄心勃勃的6G研究和開發計劃方面取得進展，至關重要的是，北美行業必須向前發展，制定協作路線圖，以在未來十年內提升其全球領導者的地位。」

美國30多所大學合作6G技術研發

兆赫茲被認為是6G數據傳輸關鍵技術之一，兆赫茲頻段是指100GHz-10THz。2018年1月美國國防部正式宣布資助由30多所美國大學組成的合作研究項目，名為「大學聯合微電子學項目」（Joint University Microelectronics Program，簡稱JUMP），計畫在5年內投資約2億美元，用

於微電子領域的革新發展。其中，兆赫茲與感知融合技術研究中心（ComSenTer）正是JUMP研究計畫的子項目之一。

三星預估：6G在2030年進行大規模商轉

三星電子在2020年6月發表白皮書，標題為「6G 給所有人的下一個超連接體驗」（ 6G The Next Hyper-Connected Experience for All ）。據三星預估，6G標準最快可在2028年完成，並且在2030年後進行大規模商轉。

白皮書中指出，移動通訊系統從2G到5G的演進經歷了幾代人的時間，每一代都向前邁出了一大步，都要經歷從技術標準和願景制定到實際部署的過程。從3G到4G，花了15年。4G到5G花了12年，5G到6G花了8年。這個時間間隔也在逐漸縮短，這可以歸因於過去十年來技術飛速發展和移動通訊市場的需求擴張。

三星先進通訊研究中心Choi Sunghyun表示，雖然目前的5G商業化仍處於初期階段，但是為了6G作準備也絕不嫌早。因為新一代的通訊科技，從研發到商轉，往往需要費時10年的時間。

對於6G的未來想像

對於6G的想像，目前業界普遍認為，未來6G的連結不會只是在人與人，將涵蓋地球所有空間，甚至包括太空，可以想成是「物聯網」的極致發揮。6G將以複合型網路的角色出發，囊括低軌道通訊衛星、5G基地台、智慧手機、室內WiFi、全球衛星定位系統、電信衛星系統、地球

圖像衛星系統等，且由人工智慧驅動，建立更即時反饋的觸覺網路（Tactile Internet ）。

三星白皮書中指出，6G可望帶來各種先進服務，像是真正令人身歷其境的延展實境（Extended Reality，XR），意指可在結合虛擬與實體的環境中，進行虛實之間的互動，它所表現的形式可能是VR、AR或MR；或者是提供非常逼真的行動全像片或數位複製功能；且不管是人類或

機器都將成為6G的主要用戶。

6G將模糊實體世界與數位世界之間的界線

AT＆T網絡分析和自動化副總裁Mazin Gilbert就曾表示，6G將模糊實體世界和數位世界之間的界限（6G Will Blur the Lines Between the Physical and Digital Worlds）。他說：「今天很清楚什麼是實體，什麼是虛擬。」 「這種鴻溝，在虛擬世界和實體世界之間的距離將在未來幾年內消失。在電影中看到的科技特效（如混合增強現實或全息通信）將成為主流。5G向我們展示在不同背景或不同情況下的體驗，但在6G中，它們將成為主流。」

或許電影《鋼鐵人（Iron Man）》中，隨處有感測裝置記錄人事物數據，彙集至雲端模擬出「虛擬數位雙生社會」，鋼鐵人因此不受時空、地點限制，看見城市發生的任何事物和數據，或用全息影像投影參加會議等，可能在6G時代一一實現。

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