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【世界观】美专家:未雨绸缪,抢占6G制高点

来源:大国策智库   作者:吴天昊      2019-12-11

近年来,中国5G技术发展迅速,已逐渐成为该通信领域的全球引领者。这令长期以来掌握移动通信技术优势地位的美国产生了危机感。一时间,从美国政界到学界,围绕如何与中国在5G领域展开竞争,以保持5G技术话语权的讨论不绝于耳。近日,美智库新美国安全中心(CNAS)技术与国家安全计划项目高级研究员、前美国中情局分析人员马丁·拉塞尔(Martijn Rasser)在Lawfare博客网站上撰文,总结美国在发展和推广5G技术方面的教训,并建议美政府着手发展6G技术,以抢占先机。


原文标题:Setting the Stage for U.S. Leadership in 6G

作者:Martijn Rasser

编译:吴天昊

《世界观》系列文章由大国策智库组织编译。


拉塞尔指出,每天都有很多关于中国5G崛起以及给美国经济和国家安全带来风险的头条新闻。这并非杞人忧天,但美国目前面临的这种困境一部分是自己造成的。美国政府在解决5G棘手问题上动作迟缓,结果导致中国在部署和推广这种先进通信技术方面获得了前所未有的国际影响力。美国必须从中汲取教训,并确保在先进通信技术领域保持领先地位,以帮助保护国民经济活力与国家安全。


为此,美国现在应聚焦6G技术。尽管5G技术的部署尚处于起步阶段,并且有可能成为老生常谈的政策问题,但从技术发展的长远角度看,美国的政界和行业领导者在6G方面已经处于时不我待的阶段了。6G技术将给短波数据传输带来突破性发展,将意味着拥有比5G通信更高的速度和更大的带宽。它还将通过推广以软件为重点的市场,在安全性、成本、供应链多样性及更具竞争力的市场方面获得预期收益,从而颠覆当前以硬件为中心的市场。因此,只有通过采取果断行动着手发展6G技术,美国才可以确保在未来10年内作为无线技术无可争议的领导者,进而牢牢掌控构建安全的6G基础设施的能力,获得随之而来的经济和国家安全红利。


美国在5G部署方面应汲取的经验教训


(一)建立安全的5G网络需要多样化的可信赖供应商。美国在鼓励盟国和伙伴国将中国电信公司华为排除在国家电信基础设施之外所面临的主要障碍是替代方案有限。除了华为外,没有哪家公司能够提供5G网络建设所需的全套部件,而且由于中国政府的大量补贴,也没有哪家公司可以在价格上低于华为。因此,对于许多国家而言,没有切实可行的华为替代方案,他们只能寻求昂贵而困难的风险化解策略来管控使用华为5G技术带来的风险。


(二)美国在无线通信技术领域的领先地位正面临日益严峻的挑战。2018年4月,由美国无线通信和互联网协会委托而开展的一项研究表明,中国在5G行业略微领先美国。一家德国知识产权分析公司在2018年12月评估认为,华为对5G标准的制定所做出的技术贡献最大,其次是爱立信(瑞典)、海思(中国)和诺基亚(芬兰),美国高通公司则排在第五位。


(三)中国对5G国际标准日益增长的影响力给美国带来了经济安全风险。国际电信标准的制定将对经济收益产生深远的影响。目前,国际电信联盟(ITU)和第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project)正负责制定5G国际标准。对标准制定影响最大的公司可确保其产品在市场上更具竞争力。更重要的是,公司可以申请相关专利,使标准制定机构宣布这些专利是5G的标准必要专利,是所有公司都必须使用的专利,以便实施标准化的5G技术。这将产生巨大的商业许可收入,使专利持有人收回研发投资。


(四)对5G安全标准重视不够带来不必要的风险。2018年7月国际电联5G工作组会议的结论表明,到目前为止,关于接入控制、认证、公钥基础设施(PKI)以及虚拟网络架构的基本安全解决方案尚未最终确定。而这是设备之间连接的重要一环。一年前,美国研究人员基于对5G网络的可行攻击及5G技术中普遍存在的安全漏洞的全面研究,提出了一种新型5G安全架构。同样,欧洲一个研究小组2018年对5G技术进行的安全分析时,发现了重要的安全漏洞(例如,缺乏相互认证要求),从而导致设备和网络容易受到网络攻击。


(五)美国在5G基础设施投资方面落后于其他国家。德勤有限公司(Deloitte)在2018年的一份报告中指出,2015年以来,中国在无线通信基础设施方面的投资比美国多240亿美元,这带来的结果就是人均无线基站的密度是美国的3倍。同样,德国的人均无线基站是美国的2倍,日本是美国的4倍多。


6G技术的广阔前景


6G的传输速度是5G的10倍,延迟接近零,连接密度高达每平方公里1000万个设备。这些性能都超出了筹划中的5G通信。6G技术可能会用于支持城市中的高速率数据传输,以确保自动驾驶车辆的安全,并构建下一代安全通信网络。实际上,一些研究人员已经预计到,5G通信将因带宽限制而无法达到预期,这使得6G通信更加令人向往。


尽管5G技术的商业应用才刚刚起步,但筹划和投资发展6G无线技术已经开始。专家评估认为,美国、中国和欧洲预计将在2030年前后首次推出6G技术。目前,研究人员正寻求在材料研究、芯片设计和功耗等领域取得突破。另一个对6G技术大有用途的研究领域是使千兆赫(GHz)及太赫兹(THz)通信成为可能。研究人员认为,95 GHz以上频率的通信是6G通信的核心优势,包括强大的穿透性(例如墙壁和衣服)和非常高的带宽。因此,这项研究是美国“太赫兹与感知融合技术研究中心”(ComSenTer)及芬兰“6Genesis——支持6G的无线智能社会与生态系统”等组织重点关注的领域。


根据对中国工信部5G无线技术工作组负责人苏欣的采访,该部门于2018年正式启动了对潜在6G技术的概念研究,研发计划于2020年开始。苏欣期待6G将在带宽、延迟和连接方面超越5G,传输速率至少快10倍,并可能彻底改变“整个有线和无线网络”。同样,日本内政和通信部于2017年底委托一个工作组评估下一代无线技术。工作组的调查结果包括:6G传输速率应至少比5G快10倍,几乎是瞬时连接,连接密度为每平方公里1000万个设备。芬兰是无线通信技术的长期领导者,拥有更加雄心勃勃的下一代无线通信技术研发计划。作为一个资助科学研究的政府机构,芬兰科学院创办了6Genesis旗舰计划,以开发新的无线技术和6G标准。这项为期8年的研究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“近乎实时、不受限制的无线连接;分布式计算与智能;高频材料与天线”。


确保美国抢占6G通信先机的具体举措


保持美国在无线通信技术方面的领先地位需要以国家制定的战略愿景为指导开展长远规划。虽然美国公司生产出使5G成为可能的基础技术,但华为等一些公司却试图取代美国公司。该战略的首要目标应该是确保美国在2030年前拥有最强大、最可靠、最安全、最理想的6G技术。为此,决策者和行业领导者应考虑四大关键领域。


首先,要努力帮助美国技术开发和标准制定方面保持领先地位。美国政府和国会应扩大公共资金对新兴技术研发的支持。具体途径:一是建立“6G公私合作伙伴关系”,通过联合研发和专家工作组,简化技术开发、架构建设和标准制定的流程。欧盟正在5G领域实施这种伙伴关系,将制造商、运营商、服务提供商及科研人员聚集在一起。二是倡导与志同道合的无线技术领导者(如芬兰、瑞典、韩国和日本)开展国际合作,以鼓励供应链多样化。三是扩大国家科学基金会拨款及税收抵免的幅度,用于合格的研究与专利保护,以便刺激研发。


其次,推广更加开放、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了挑战,这在很大程度上是因为华为提供了一应俱全的廉价硬件解决方案,这些解决方案无法很好地与其他供应商的设备兼容,从而导致客户更换供应商的成本很高。为化解这种情况,美国决策者应表明为O-RAN联盟等致力于建立开放无线电网络的组织提供支持。此举将有利于促进供应商的多样性,为客户提供更多选择,并在软件开发方面发挥美国的作用。国会应举行听证会,探讨网络虚拟化的战略和资金支持,考虑为此类技术的部署提供税收激励举措,并鼓励美国国防部和情报界成为早期受益者,以表明美国政府对这种方式的支持,并鼓励新技术进入市场。


再次,美国必须在安全硬件和软件开发方面成为领导者,以便为全球市场提供可靠的替代方案,取代中国华为等不太被信赖的制造商。同样,网络虚拟化提供了一个值得思考的问题:供应商产品必须具有互操作性,市场竞争可以激励卓越的安全实践。鉴于5G及其他技术的发展将应用于联网的车辆、医疗设备和智能电网,联邦各部门和机构的参与将是必不可少的。


第四,特朗普政府和国会现在可采取措施,确保从5G到6G的有效过渡,并获得这些先进网络的经济效益。研究表明,6G频谱资源可能处于太赫兹范围内。构建确保频谱可用且价格合理的长期监管架构和路线图将有助于刺激投资。令人鼓舞的是,联邦通信委员会在2019年3月开放了太赫兹波频谱(95GHz至3THz)用于实验。决策者们应更新相关法规及通行权协议并使其标准化,为基础设施投资提供税收减免,促进基础设施共享,并允许发放频谱使用许可及共享频谱,以降低成本。


文章内容不代表大国策智库观点。

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