了解 5G 和 6G 连接的挑战，并在正确的时间推出正确的产品

5G 的采用正在进行中，企业和零售行业的早期采用者正在享受固定无线接入的好处。由于 5G 提供的速度和低延迟，这种“剪线”仍然向前迈出了一大步。在工业领域，特别是在智能工厂应用中，私有 5G 网络正在成为基石，这主要是由于新的中频频谱的可用性以及企业可以利用它的选择。

企业5G

2020 年，美国联邦通信委员会 (FCC) 为 3.55 至 3.7 GHz 范围内的一般授权接入 (GAA) 提供了 150 MHz 的主要中频频谱——也称为公民宽带无线电服务 (CBRS)，部分C 波段——随后通过拍卖 105获得优先访问许可证 (PAL) ，筹集了 45 亿美元。最近，FCC 完成了108 号拍卖，通过 73 轮竞标筹集了 4.278 亿美元。此次拍卖旨在填补农村地区的无线空白，包括 2.5 GHz 频段的 8,017 个县覆盖许可证，覆盖每个县的 49.5 MHz、50.5 MHz 和 17.5 MHz 块。

释放频谱是FCC 5G FAST 计划的一部分，该计划旨在更新基础设施政策并促进私营部门的 5G 投资，以造福消费者和企业。该计划包括使用 C 频段的卫星运营商将其业务从频段的较低 300 MHz(3.7-4.0 GHz)重新打包到较高的 200 MHz(4.0-4.2 GHz)。

第一阶段涉及在全国前 50 名计划性环境评估 (PEA) 中的 46 个中清除 3.7 至 3.82 GHz 的 120 MHz 频谱，于 2021 年 12 月 5 日结束。第二阶段，清除较低的 120 MHz 频谱剩余的 PEA 加上全国范围内从 3.82 到 4.0 GHz 的额外 180 MHz — 将于 2023 年 12 月 5 日结束。这项工作是促进美国在 5G 技术方面优势的综合战略的重要组成部分。

如今，企业可以选择使用以下任何一种：来自许可无线提供商的频谱、来自 CBRS 频段的 GAA 层的共享频谱，或来自在 FCC 2020 拍卖中购买 CBRS PAL 的组织之一的许可频谱。

例如，约翰迪尔为其全球总部和位于伊利诺伊州罗克岛的制造工厂以及爱荷华州的斯科特县、迪比克、波尔克县和黑鹰县购买了 CBRS 频谱的 PAL，部署窗口为 2022 年。这是在农村地区拥有依赖自动化和高速连接设施的大型企业的典型例子。

在欧洲，企业客户还可以通过许可频谱利用中频频谱。5G 频段 n78(3,500 MHz)，通常称为 3.5-GHz 5G 频段或 C 频段 5G，非常受欢迎。它是经过测试和部署最多的 5G 频率，其受欢迎程度是由于其普遍可用性。它自然受到更高频率的传播特性的限制，这允许更细粒度的许可——例如，在商业建筑、智能工厂或校园中。

向 5G 的过渡为更多连接的设备带来了更高的带宽和更高的可靠性，但真正的优势在于延迟的减少，特别是对于以前需要有线连接的应用程序。除了游戏之外，虚拟/增强现实、医学和制造业正在使用 5G 进行模拟训练，以减少物理领域的错误。

5G 的较低延迟还有助于减少半自动驾驶汽车对行人、道路建设和环境条件等危险做出反应所需的时间。对于工业自动化，5G 使机器能够实时检测组件异常、发送警报和停止传送带，传感器在几毫秒内做出响应。

6G之路

由于速度、低延迟和安全性是工业 4.0 的重中之重，因此 6G 讨论如火如荼也就不足为奇了。2022 年 8 月 18 日，ATIS Next G 联盟 (NGA) 发布了两份新报告：“6G 分布式云和通信系统”和“6G 系统的信任、安全和弹性”。这些文件推进了 NGA 6G 愿景的“六个大胆目标”基础中的两个。这些目标旨在提高信任、安全性和弹性;增强的数字世界体验;跨越网络架构各个方面的成本效率;分布式云和通信系统;一个人工智能原生的未来网络;和可持续性。

虽然 5G 主要通过蜂窝网络在智能手机和其他连接设备上带来比 Wi-Fi 更快的互联网速度和更高的安全性，但 6G 技术将提供显着的改进。尽管预计要到 2030 年才能投入使用，但 6G 将在物联网设备上提供高达每秒 1 TB 的速度——比 1 Gbit/s 快 1,000 倍，这是当今大多数家庭互联网连接上可用的最快速度。

这将释放广泛的功能，甚至可能完全消除对智能手机的需求。这一大胆的愿景来自诺基亚首席执行官佩卡·伦德马克 (Pekka Lundmark )，他在 2022 年世界经济论坛 (WEF) 上提到了这一点。智能眼镜和其他可穿戴设备可能会取代手机，而 Neuralink 创始人埃隆·马斯克 (Elon Musk) 正在研究用于大脑的植入设备。他并不孤单：世界经济论坛的一位重要成员Yuval Noah Harari预测，我们很快将有能力通过基因工程来重新设计我们的身体，方法是直接将大脑连接到计算机，或者创建新的人工智能实体——有机实体。全息通信也可能会受到 6G 的推动。

在最近的IEEE Spectrum 研究中，科学家们考虑了 6G 的技术要求和挑战以及可能实现“高保真全息社会”的应用，其中远程用户将“出现”执行从技术故障排除和维修到远程手术和教育的任务操作说明。该研究还涵盖了触觉互联网的概念。“我们相信，各种感官体验可能会与全息图相结合，”作者写道。“为此，使用全息图作为交流媒介，情绪感应可穿戴设备能够监测我们的心理健康，促进社交互动，并改善我们的用户体验，因为用户将成为未来网络的基石。”

注意到的其他用例包括高速“信息淋浴”的概念。在这些热点中，可以体验移动边缘计算和天地一体化网络中每秒 TB 的数据传输率。当然，还有很多挑战，包括对先进半导体技术的需求、新的硬件基础设施和功耗。

与 5G 一样，6G 将需要大量传感器和接入点来确保连接性。标准机构已经在研究这一点以优化能源使用——例如，通过人工智能驱动的自我优化网络。当然，其中一些研究正在应用于 5G，特别是关于数据中心。

服务器、冷却系统、存储驱动器和网络设备需要大量能源。根据美国能源部的数据，数据中心每平方英尺使用的能源是典型办公楼的 10 到 50 倍。这些数据中心加起来约占美国总用电量的 2%。随着更多设备(例如高分辨率相机和传感器)的连接和更多数据的产生，这个数字预计会上升。在基础设施级别和设备级别优化电力使用至关重要。6G 非常适合从无线电波中获取能量的零功率传感器，因此可以无限期地运行。

每一代新一代的连接都伴随着大量的炒作和兴奋——5G 和 6G 也不例外。准确地说，5G 还处于起步阶段，6G 仍然是一个有远见的概念。作为技术专家，我们有责任消除炒作，努力与客户和市场合作，了解我们试图解决的问题——并在正确的时间推出正确的产品。