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網絡上太空 美國一步到6G(文:黃振球) (09:00)

中美貿易摩擦背景下,熱話層出不窮,孟晚舟被捕、美國聯同盟友打壓中國通訊設備商華為。近日美國總統特朗普與華為創辦人任正非在新舊媒體的口水戰最吸引眼球,其中特朗普在Twitter突然提出想盡快要有6G的帖文,也令「6G」這個本屬前緣科技的詞彙一下子成為話題。

港人對科技的熱情向來只在追逐新款手機,或是轉化為追捧金魚缸的科技概念股。一眾5G概念股如中國鐵塔(0788)、中興(0763)、中移動(0941)及中國電信(0728)紛紛在近日攀升上年內高位。

其實上月底在西班牙巴塞隆拿揭幕的世界流動通訊大會(Mobile World Congress, MWC)各大廠商爭相發布最新產品,包括在未有5G網絡下,華為展示該公司首部5G摺疊式手機,令5G一夜之間突然變成市場熱話。不過在真正資訊科技戰場上,中美兩國已着眼更高級、更聰明的6G,締造流動通訊科技的國家大戰略;美國更密謀可以跳過5G,利用在航天太空的優勢直接升級到6G的可能。

表面上全球四大流動通訊設備商——華為、中興、愛立信、諾基亞——在MWC擂台摩拳擦掌地較量5G,但背後的研發團隊早已默默為6G奮鬥。國際級的大學研究所,如通訊網絡鼻祖國家芬蘭的奧盧大學(University of Oulu),更已成立了6G研究所,冀做業界領頭羊。

通訊世代無限升級?

究竟未來無線通訊發展到何謂一個合適階段,是否繼5G及6G後,每隔一段時間又會多個「G」,有新世代出現?無論是學術界、投資界及政府,現有幾派不同意見爭論中。

一派意見認為5G的高速率、低延遲、大連接三大功能,已非同凡響,不單能完全滿足人對人的通訊,更會支持物聯網,聯繫機器對機器的通訊。貼地的講法就是現時4G實現了移動互聯網的夢想,生活上令大眾隨時隨地上網煲劇看《皓鑭傳》、《延禧攻略》,將來5G更會瞄準萬物互聯的移動物聯網,令無人駕駛、無人工廠、遠程控制手術機械人等都可成真與普及。

另一派卻相信,科技發展一日千里,要有6G的能力,再配合人工智能(AI),才可令物聯網更智能化。換言之屆時不單是無人駕駛,而是智慧出行:巿民駕車出街食飯,6G加AI會幫你訂枱、找車位,通知親友時間地點與實時交通,按你最近健康狀况提議餐單,落單訂菜訂酒。屆時人類想再犯低級錯誤如豪飲後醉駕的機率,亦會減少!

不過現今有學者對5G價值有質疑,表表者有英國的韋柏教授(William Webb;註1),認為世上除了人、運輸工具或負載物,其餘大多數的物都是非移動性,相信Wi-Fi加上4G已綽綽有餘,成本效益較高,毋須發展5G;國內的通訊專家楊學志(註2)甚至放狠話指5G是退步科技,注定徹底失敗!

回看無線通訊發展歷史,「單數世代」如1G及3G屬始創版,相對多缺點,亦較短命,很快被「雙數世代」,即改良版如2G及4G取而代之。

1G流動通訊的AMPS「大哥大」電話是從美國貝爾實驗室劃時代的發明,再走到市場;但到俗稱GSM的2G才叫真正普及。3G流動通訊劍指移動互聯網,但走了不少彎路(曾出現過3.5G和3.75G),最終要靠4G,俗稱LTE,才回歸正途。

這看來有一個規律:「雙數代」較「單數代」成功。但究其根本就是,每次世代轉變先決條件是保證連續覆蓋的情况下,可以更低成本提高網絡容量。所以5G 能否打破宿命,抑或6G才是真命天子去完成移動物聯網通信任務,真是要拭目以待。

下一代網絡的發展關鍵

發展5G或6G,除了技術上如何保證連續覆蓋,以低成本提高網絡容量外,在商業上也要發掘出5G剛性需求的真正任務,如5G是否真正落實用於無人駕駛、無人工廠、遠程醫療等,也是有待考驗的未來任務。

至於發展5G與6G的關鍵因素為何?要先理解兩個基本概念。首先是網絡基建主要分骨幹網(即基站與核心設備)和通訊網(即手機與基站)兩部分。通訊網的投資成本與獲派頻率,有着莫大關係,頻率愈高,覆蓋愈小。所以達至同樣的網絡覆蓋,6G比5G的投資要高出起碼倍計。

骨幹網方面,5G與6G一般是需要網絡光纖化及地表大規模基礎建設能力。就如建高鐵、築水壩、鋪電網等,通訊基建是中國強項,亦是美國弱點。如果美國要硬撐地表基建,只會事倍功半,料會需時甚久並落後於時代。

但不要忘記,美國是航天大國,在衛星通訊是先驅,太空探測、遙感及操控技術發達,而6G與5G分別之一,就是前者可透過衛星而非光纖去組建骨幹網(註3)。美國6G基建工作將在太空完成,配合芯片領先優勢,令美國直接過渡到6G,反而更具戰略意義。故特朗普最近的Twitter帖文,並非無的放矢。

另外,6G的嶄新商業模式將大有可能造成破壞性創新(disruptive innovation)。如前文所解釋6G比5G使用更高端頻段,意味同樣覆蓋範圍,6G網絡需要比5G用更多基站。在香港這樣一個高樓林立的摩天城市,便隨時要用上萬基站。這個天文數字對營運商來說是沉重負擔。

芬蘭奧盧大學曾預言,未來可能家家戶戶都會擁有6G基站,而流動網絡商就會化身成協調者,屆時我們都有可能扮演雙重角色:既是流動通訊服務用戶,亦是服務提供者。情况就像最近安裝太陽能光電系統的客戶一樣,既是供電者,亦是用電戶。

通訊帶來社會改變

今天是信息時代,我們習慣了以智能手機隨時隨地與人和機構聯繫,習慣後人類開始出現因未能連結上網的憂慮及恐慌。看現今很多人一有機會就要看看facebook、微信、微博,查看電郵、即時股價等,生怕遺漏了重大機會,或未能及時回覆至成為信息落後者。現實上,要隨時隨地與社會網絡連接,已成為我們現代人的真實需求。

通訊令世界不一樣,人與人以至物與物之間實現零距離接觸,人們的生活方式,從學習、出行到謀生,都有巨大改變。4G革命令移動互聯網成真,5G革命希望達成萬物互聯的移動式物聯網。筆者相信4G改變了人類生活模式,期待5G改變活動生態,而盼望6G出現,加上AI,改變生命,可以演化到移動智聯網,令社會變得更好!

註1:William Webb(2016). The 5G Myth: When vision decoupled from reality.

註2:楊學志,2016,《通信之道:從微積分到5G》

註3:bit.ly/2Tt9WH3

作者是上海大學智慧城市研究院客席教授、劍橋大學科學與政策中心院士

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