5G失利，美国想引领6G？
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中国引领5G已经让美国很头疼，进而试图在6G上有所作为。5G正在进入生活的各个方面，而6G也于近两年开始计划部署……当今时代中，信息技术的追逐竞赛，似乎永远都不会停止。
文章仅供参考，观点不代表本机构立场。
5G失利，美国想引领6G？
作者：By Martijn Rasser
编译：学术plus高级评论员 张涛
发布时间：2019年8月13日
来源：https://www.lawfareblog.com
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特朗普扬言追逐“6G”
做一切的领导者！
2019年2月，特朗普在twitter上发表了一段关于5G的一些言论。
[译文]：我希望尽快在美国推出5G甚至6G技术。它比现行标准更强大，更快速，更智能。美国公司必须加紧努力，否则就会落后。我们没有理由落后于.............如此明显的未来的东西。我希望美国通过竞争取胜, 而不是封锁目前更先进的技术。我们必须永远是我们所做的一切的领导者, 特别是在非常激动人心的技术世界! ”
最近以来有很多关于中国5G技术引领全球的头条新闻。随着5G通信技术的发展，会对美国的经济安全和国家安全带来潜在威胁，包括对关键基础设施的破坏和供应链安全的风险。美国政府在解决5G相关的问题上等了太久，结果是中国在部署5G方面处于全球领先的位置。
美国必须要从5G事件中吸取教训，并在该关键领域保持领先地位以保证美国的经济地位和国家安全。因此，需要及早关注下一代通信技术——6G。
虽然目前5G商用部署仍在初期，而且存在一定的政策风险，从技术发展的长远角度来看，美国的政治和商业领袖都来迫不及待地等待6G的到来。与5G相比，6G将在超短波数据传输方面带来突破，也就是说将获得比5G更高的带宽和速率，将对移动网络产生真正变革性的影响。也将通过采用基于软件的产品来终结当前硬件主导的市场，基于软件的市场将在安全性、成本和供应链多样性方面带来更大的好处。
5G技术将对一系列产业带来变革性的影响。除了手机行业外，还能改善军用通信、态势感知、自动驾驶汽车、虚拟现实、远程医疗，实现真正的万物互联。联网设备利用5G网络还将获得更高的速度和带宽以及更低的时延。未来5G还可能产生新的未知的创新和用例。
美国的政策制定者和企业领袖可以在今明两年为美国6G技术的发展构建基础。十年前，美国通过谨慎的规划努力应对5G所面临的诸多挑战。通过现在的决定性的动作，可以保证美国未来10年无线技术领域的领导地位。通过这些措施可以锁定构建安全6G基础设施的能力，同时保证国家的经济和安全优势。
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5G发展和部署
经验和教训
通过多年的研发投入、政策形成和标准制定，可以得出几个关于5G技术演进中美国所处位置的结论。
可信厂商的多样性是构建安全5G网络所必须的。美国在与盟国和其他合作伙伴国在国家电信基础设施中将华为排除在外所面临的主要障碍就是备选方案不足。因为没有一个公司能提供搭建5G网络所需的所有组件（套件）。加上中国政府的补贴，华为在5G产品价格方面具有绝对优势。因此许多国家在5G基础设施建设中除了华为没有其他可选的供应商。
美国面临无线通信技术领导地位的挑战。由代表美国无线通信行业的CTIA组织在2018年4月委托的研究可以得出结论，中国在5G竞赛中比美国领先一点点。德国知识产权分析公司2018年12月的分析表明华为在5G标准中的贡献最大，其次是爱立信（瑞士）、海思（中国）、诺基亚（芬兰）。而美国最大的公司高通仅仅排在第5位。
中国在国际标准制定方面不断增长的影响力会对美国的经济安全带来风险。制定电信国际标准具有很大的财务影响和优势，在5G方面，国际电信联盟ITU和3GPP就扮演着主要角色，发挥着巨大的作用。对标准影响最大的公司有助于确保其产品在市场上的竞争力。更重要的是，企业可以在5G标准中将相关专利定位为5G标准必要专利（SEP），即任何公司都必须使用这些专利才能实现标准化的5G技术。此举可以获得高额的许可收入来收回研发的大量资金投入。
比如，芬兰电信巨头诺基亚预计使用其5G新无线电标准专利的手机的许可费用为每台设备3欧元，而高通可能会收取每台5G手机16.25美元的许可费用。这样看来，高通的潜在收入会非常高，但在SEP方面仍然落后于三星、华为、中兴和爱立信。专利引用率表明，高通公司的专利整体质量更高一些。
值得注意的是，美国对外投资委员会引用了中国在国际标准方面影响力逐渐攀升的结果，这也是影响博通（Broadcom，总部位于新加坡的半导体制造商）收购高通的主要原因之一。
对5G安全标准不够重视导致不必要的风险。
2018年7月，国际电信联盟5G工作组会议在访问控制、认证、公钥基础设施和虚拟网络架构等基本安全解决方案上仍没有做出最终决定，这对与设备之间的连接来说至关重要。 1年前，美国研究人员基于对5G网络的可行性攻击和5G中普遍存在的安全漏洞进行研究，提出了一种新的5G安全架构。 欧洲研究人员2018年在对5G技术进行研究时也发现了严重漏洞，包括确认相互认证要求，使设备和网络易受到网络攻击。
这种结果本来是可以避免的。特朗普领导下的联邦通信委员会（FCC）取消了奥巴马政府启动的2项5G网络安全计划。一项计划关注国际5G标准的内在网络保护。另一项计划是与工业界和学术界展开合作来确定如何更好地将安全设计的概念融入5G中。
美国在5G基础设施投资方面落后于其他国家。德勤2018年发布的报告显示，自2015年以来，中国在无线通信基础设施方面的投入比美国多240亿美元，结果就是无线站点密度是美国的3倍。德国的无线站点密度是美国的2倍，日本是美国的4倍。
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展望6G
6G
6G的传输速度可能是5G的10倍，接近零延迟，连接密度可达每平方公里1000万个设备，远远超出了5G计划的所有可能性。
6G的传输速度可能是5G的10倍，接近零延迟，连接密度可达每平方公里1000万个设备，远远超出了5G计划的所有可能性。城市的高数据传输速率，确保自动驾驶车辆的安全，以及构建下一代安全通信可能需要6G的这些功能。一些研究人员已经预测5G将因带宽限制而无法达到预期，因此6G更有可能实现这些突破。
这不是一场学术辩论。尽管5G商用才刚刚开始，但6G无线技术的规划和投资已经在进行中了。美国、中国和欧洲的专家预计将在2030年左右首次推出6G技术。
研究人员已经开始关注材料研究、芯片设计和功耗等相关领域的突破。另一个与6G技术有很大关系的研究领域是使吉赫兹（GHz）和太赫兹（THz）范围内的通信成为可能的技术。研究人员认为，95 GHz以上频率的通信具有很多优势，包括强大的穿透性（比如墙壁和衣服）和非常高的带宽。而这项研究是美国的研究中心ComSenTer和芬兰的6Genesis等组织的主要关注领域。
工业和信息化部IMT-2020 (5G)无线技术工作组负责人苏鑫称已经从2018年启动6G技术概念研究，相关研发工作计划于2020年开始。苏鑫称6G将在带宽、延迟和连接方面超过5G，传输速率是5G的10倍以上，并可能对有线和无线网络彻底产生变革。
日本内政和通信部也于同样2017年底委托一个工作组对下一代无线技术进行评估。该工作组研究认为6G传输速率应至少是5G的10倍，6G将提供几乎瞬时的连接，并提高每平方公里100万台设备的连接密度。同时，日本对高速传输的研究已经进行了多年。研究人员称，2016年短波长传输速度就达到100 Gbps（比现有网络快100倍）。
芬兰长期以来都是无线通信技术的领导者，有信心成为下一代无线通信技术的领导者。芬兰科学院设立了专门开发新的无线技术和6G标准的6Genesis的旗舰项目。该项目总部设在奥卢大学，该八年计划的目标是确保芬兰成为6G 领导者。具体的研究领域包括“近乎瞬时的无限无线连接，分布式计算和智能，以及高频率的材料和天线”，该项目负责人表示。奥卢大学于2019年3月举办了第一届6G无线峰会 ，来自世界各地的电信公司和研究人员就6G无线通信技术进行了相关的交流。
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美国引领6G的机遇
保持美国在无线通信技术方面的领先地位，必须要在国家层面的战略愿景的指导下进行远见和规划。虽然美国公司生产了使5G成为可能的基础技术，但华为这样的公司也有着很强的竞争力。因此，战略愿景的首要目标应该是确保美国在2030年之前拥有最强大、最可靠、最安全、最理想的6G技术。
为此，政策制定者和行业领导者应考虑以下四个关键领域：
首先是努力使美国技术开发和标准制定方面保持突出地位，中国在这两个领域的竞争日益激烈。特朗普政府和国会应该扩大用于研究和开发新兴技术的公共资金。
一种方法是建立6G公私合作伙伴（PPP）关系，通过联合研发和专家工作组来简化开发技术、架构和标准的工作。欧盟正在实施基于5G的伙伴关系，将制造商、运营商、服务提供商和研究人员集合在一起。
另一种方法是促进与芬兰、瑞典、韩国和日本这样的无线技术领导国家的国际合作，以鼓励供应链的多样化。最后，扩大的国家科学基金会拨款，以及科研和知识产权保护领域的税收抵扣以促进研发投入。
第二个领域涉及促进更开放、更具互操作性的通信技术。华为对美国和西方科技公司构成的挑战，很大程度上是因为它提供了廉价的soup-to-nuts（一应俱全）硬件解决方案，但这些解决方案与其他供应商的设备不能很好地协作，因此客户转换供应商的成本非常高。
为了缓解这种情况，美国政策制定者应该支持像O-RAN这样的联盟，该联盟是一个致力于构建基于虚拟化网络元素、白盒硬件和标准化接口的网络的电信运营商和技术公司组成的国际组织。这种方法促进了供应商的多样性和客户选择，它在美国的软件开发方面具有优势。国会应举行听证会来探讨网络虚拟化的战略和资金投入，考虑对部署此类技术展开税收激励措施，并鼓励美国国防部和情报界采用这些新技术。
第三是安全。美国必须成为开发安全硬件和软件的领导者，为全球市场提供可靠的替代方案。同样，网络虚拟化是一个重要的考虑因素：供应商的产品必须具有互操作性，市场竞争可以促进最佳的安全实践。鉴于5G和其他技术的发展将应用于联网汽车、医疗设备和智能电网等，将需要多个联邦政府部门和机构参与其中。
第四是做好部署和基础设施的准备。特朗普政府和国会现在可以采取措施以确保从5G到6G的有效过渡，并从这些先进网络中收益经济效益。全球研究表明，6G频谱资源可能处于THz范围内。确保频谱可用且价格合理的长期监管框架和路线图将有助于促进相关领域的投资。
联邦通信委员会FCC在2019年3月为实验目的开放了THz波频谱（95 GHz至3THz）。政策制定者应该更新和标准化规则和方法;为基础设施投资提供税收减免;促进基础设施共享；并允许以许可的方式共享访问频谱以降低成本。
美国立法者和国家安全专家对于让中国在5G技术产生这种影响的风险感到非常愤怒。5G将成为全球互联网经济的支柱，触及生活的方方面面。对美国来说，现在仍有时间解决中国带来的国家安全风险；但美国政界和商界必须积极主动，并准备好利用6G带来的更大的进步。
10年后，美国再也不能再悲叹其困境了。
（全文完）
张涛，学术plus高级评论员，专注研究人工智能产业技术与网络信息安全。
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