新的6G网络正在研发中。它们能彻底消除信号盲区吗？
高速互联网接入在当今世界变得至关重要，在这个世界里，教育、商业、个人生活和紧急通讯越来越多地通过手持设备进行。但令人惊讶的是，美国仍有大面积地区缺乏足够快的宽带或蜂窝网络连接。一个潜在的解决方案可能是第六代蜂窝网络，专家称其将加入一个基于太空的系统以补充地面覆盖。这一6G网络最终有可能将整个国家连接到高速数据传输，但其发展仍处于早期阶段。参加视频会议或流式传输高清视频等活动需要每秒25兆比特的下载速度。但根据美国联邦通信委员会发布的最新宽带进展报告，2019年4.4%的美国人还无法达到这一速度。在农村地区（17%）和印第安部落地区（21%），缺乏可靠互联网接入的情况大约是这一数据的四到五倍，加剧了数字鸿沟，对本已服务不足的社区产生了不成比例的影响。今年夏天，联邦政府采取了措施，通过扩展现有的宽带基础设施提升网络连接。6月底，拜登政府宣布向宽带公平、接入和部署（BEAD）计划承诺424.5亿美元资金，这是联邦政府的一项倡议，旨在为所有美国居民提供可靠的高速互联网接入。该计划强调了宽带连接的重要性，但一些研究人员认为，一个更强大的蜂窝网络最终可能会绕过有线互联网的需要。6G网络的发展还处于非常早期的阶段，甚至现在都无法确定其速度。每一代无线技术的演进由联合国国际电信联盟（ITU）定义，包括特定范围的上传和下载速度。这些标准尚未为6G设定，ITU很可能在明年晚些时候确定，但行业专家预计，6G的速度将比当前的5G网络快10到1000倍。它将通过使用比前代网络更高频率的无线电波来实现这一点，从而提供更快的连接和更少的网络延迟。弗吉尼亚理工大学电气与计算机工程教授、领先的6G研究员刘凌佳（音译）表示，无论新网络的速度如何，它都可能促成未来的技术。“Wi-Fi提供了良好的服务，但6G的设计目标是提供比你家庭路由器更好的服务，尤其是在延迟方面，以适应不断增长的远程办公需求。”刘说。这很可能会带来一系列在当前网络速度下难以想象的新应用。例如，你的手机可以充当路由器，自动驾驶汽车可以彼此之间几乎即时通信，移动设备可能完全实现免提操作。“6G的速度将使我们今天可能都无法想象的应用成为可能。行业的目标是在这些应用出现时，具备全球范围的覆盖和相应的支持，”刘说道。尽管6G的理论速度听起来令人兴奋，但其前代5G网络也曾宣称提供超快的连接。但世界上许多地方的人们仍然无法获得5G基础设施；即使是那些旨在利用5G的设备，也必须具备回退到4G和3G网络的能力，因为当较慢的网络是唯一可用选项时，这些设备必须能够使用它们。德克萨斯大学奥斯汀分校6G@UT研究中心的主任杰弗里·安德鲁斯表示：“目前，5G蜂窝网络的覆盖范围仅约为地球表面的10%。”安德鲁斯表示，在6G时代，这一覆盖范围可能会发生巨大变化，因为新一代网络将部分基于太空，从而比其地面前代网络能够覆盖更多地区。“我认为，利用太空系统实现全球覆盖将是6G时代的革命性方面。”安德鲁斯说。目前6G的研究和开发主要集中在创建非地面网络，包括低地球轨道（LEO）卫星和无人飞行器。预计这些网络的运营成本将远低于5G网络，后者主要依赖于地面光纤电缆和蜂窝塔。安德鲁斯表示，借助已经部署的LEO卫星星座，6G可能会提供比5G更便宜的连接，因为5G需要大量时间和资金在全国范围内安装光纤，包括一些人口稀少的地区。这些人口稀少的地区是BEAD计划的重点目标。那么，如果BEAD连接全国的现有宽带网络，6G的全球覆盖是否仍然必要？尽管BEAD的投资是弥合数字鸿沟迈出的一步，但一些专家对其潜力提出了质疑。BEAD计划根据联邦通信委员会的宽带地图，向各州和领地分配资金，但这张地图因存在各种不准确性而受到电信行业的质疑。其中一张早期的地图版本在超过400万个地点被质疑。“我无法强调这张地图在数据决策制定过程中的问题将对几代人产生深远的影响，”芝加哥大学数据科学研究所互联网公平倡议的主任阿莱西斯·施鲁布（音译）表示。“这张地图可能是联邦政府有史以来最重要的数据产品。”这使得它的缺陷变得非常严重。根据施鲁布的说法，用于识别这张地图上宽带服务地点的算法在分析印第安人土地和农村地区时经常出现错误，而这正是迫切需要更多连接的地区。尽管联邦通信委员会继续完善其宽带地图，以更好地了解网络覆盖的需求，但地图的缺陷意味着6G最终可能会比BEAD更快、更便宜地将美国所有设备连接起来。施鲁布认为，这两种技术是互补的。“它们是相辅相成的，”她说。“并不一定是彼此竞争的关系——而是说，如果我们在美国境内拥有更广泛的传输系统，这将为这些技术的进一步发展提供更大的空间。”诺基亚贝尔实验室无线电系统研究主管哈里什·维斯瓦纳坦表示，6G的另一个改进之处在于它使用人工智能的方式。“我认为，我们将在6G中看到大量人工智能的应用，比我们目前在5G中设想的更多，”维斯瓦纳坦预测道。人工智能将通过实时分析数据使用情况帮助现有网络节省能源，同时在数据处理和上传速度方面发挥关键作用。“特别是深度学习，也就是我们所说的人工智能，在其他领域已经取得了重大进展，”维斯瓦纳坦说。“现在这些工具在无线通信中同样变得至关重要。”第六代通信技术或许能带来革命性的承诺，但它不会在短时间内取代现有网络：今年早些时候，国际电信联盟估计，6G不会在2030年之前对消费者开放。
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