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一代要比一代更好!專訪國立中正大學通訊工程系張盛富教授解析 5G 和 6G 技術的關鍵差異

112/06/30 瀏覽次數 3549
圖一:臺灣全力推動 5G 建設與應用的同時,也開始著手投資 6G 通訊技術布局,期待走向真正無遠弗屆的通訊串聯。(影像來源:shutterstock)

圖一:臺灣全力推動 5G 建設與應用的同時,也開始著手投資 6G 通訊技術布局,期待走向真正無遠弗屆的通訊串聯。(影像來源:shutterstock)

臺灣在全力推動 5G 建設與應用的同時,也開始著手投資 6G 通訊技術布局,為產業競爭力超前部署。本次科技大觀園專訪國立中正大學通訊工程系、同時也是中正大學電信研究中心主任的張盛富教授,請他為我們解答:6G 與前幾個世代的通訊技術相比,存在著哪些關鍵差異?我們可以期待在 6G 時代會出現哪些嶄新的應用服務呢?

從僅有語音到行動服務,通訊技術改變人們的生活

人類的生活型態與科技進步息息相關,從行動電話僅有語音、簡訊的功能,到今日最普遍的 4G 行動通訊系統,讓手機成為可以處理多項工作的智慧型裝置。而 5G 正在商用推廣階段,傳輸速度更快、高頻寬、高密度、低延遲性的特性,預期可藉此發展更多物聯網、大數據、虛擬實境或擴增實境的服務內容。

「現階段 5G 已經商轉了,通訊電信的研究單位與各大廠商就會開始問,下一步呢?」談及仍在討論階段的 6G,張盛富強調技術將著眼於 5G 的不足之處進行擴增與演進。第三代合作夥伴計畫(3GPP, 3rd Generation Partnership Project)為國際電信聯盟的標準化機構,預計於明(2024)年開始正式討論 6G 的通訊標準化規範,目前的時程規劃上,預計於 2030 年提出完整的 6G 規格。

從白皮書一窺 6G 行動通訊的未來

雖然 6G 的正式規格尚未出爐,但顯而易見,相關技術勢必成為各大資通廠商的兵家必爭之地,因此在 5G 尚處於積極布建、商業推廣的此時此刻,已經有許多資通大廠與研究單位推出 6G 技術白皮書,讓我們可以藉此一窺全世界對於 6G 的想像。

張盛富觀察:「這類的技術功能發展的討論,都需兼顧功能性與實際的經濟效應,包括實際進入量產製程的可能性。」儘管如此,仍可以預計 6G 相較於 5G 會有許多功能上的提升。

首先,在資料傳輸方面,速率預計將可達每秒 1Gb 甚至到 1Tb,為 5G 的 10~100 倍;可信賴度(reliability)將大幅提升,錯誤率(error rate)預計將從 5G 的 10-5 降至 10-9;延遲性(latency)將小於 100 奈秒(nanoseconds,即 10-9 秒)。其次,定位的誤差度將進一步縮小,服務密度更將改以立體單位做計算,預計將為每一立方公尺供應 100 個設備使用。最後,考量到聯合國永續發展目標(SDGs, Sustainable Development Goals),能源效率也將成為 6G 技術發展的一項重點,「有點像『又要馬兒跑,又要馬兒不吃草。』」張盛富形容,可預期節能的需求將帶來更多的技術挑戰。

讓高山海洋也能有訊號,真正無遠弗屆的通訊串聯

6G 將帶來更精準、快速、大量的通訊,那麼相關的發展將應用到哪些重要的技術革新呢?張盛富分享,首先低軌道衛星(LEO, Low-Earth Orbit)與通訊網路的串聯,在 6G 發展將扮演重要的角色。考量到通訊基地台的韌性,加入衛星設施的挑戰雖大,但不僅可將網路佈及交通不便的區域、提供海上通訊,並且在天災地變的時候提供地面基地台受損的備援方案,成為真正的立體網路通訊。

與衛星串聯之餘,考量到電波訊號在建築物或部分地形無可避免會出現通訊死角,預計 6G 將應用更多可因應環境做出調適、提供訊號的智慧強波器,以彌補過去的通訊死角。張盛富曾率領團隊發表的「智慧鏡面」就透過在適當的位置利用反射作用,將通訊盲區減到最小。最後,6G 將有機會將各種環境與穿戴式感測器完整串聯、提供即時的資訊傳輸,搭配人工智慧或各種演算法,真正實現各種智慧醫療、智慧交通的未來。

立體又有韌性,未來的 6G 通訊展望

6G 技術發展許多重點,都能與聯合國永續發展指標有所呼應。具體來說,與衛星系統的串聯,被期待能夠協助建設有韌性的通訊基礎建設,在面臨天災地震時也能提供通訊;而立體又無遠弗屆的特性,也能彌補現有的城鄉落差,讓偏遠地區也能享有與都市相同的網路資源。張盛富總結:「6G 技術的發展,將真正大幅改善人們的生活。」

資料來源

●  採訪國立中正大學通訊工程系張盛富教授

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