行動通訊技術大約每10年就會進化出一個新的世代，而Beyond 5G（6G）是否如預期地在2030年到來，或是會提早實現？6G終將建立一個新形態的社會生活體系。

全球終於即將開始全面的5G服務，但下一代的通訊技術討論也提前展開。全球先進國家政府也先後的規劃關於次世代通訊技術的整體策略，例如日本在2020年6月即公佈《超越5G推進戰略—6G之路》，分析2030年代社會所需的技術和政策方向。

到目前為止，行動通訊技術大約每10年就會進化出一個新的世代，那麼接下來的6G，是否如預期地在2030年到來，還是會提早實現，並且在那時的社會中扮演什麼角色？

COVID 19在全球引發前所未有的危機，也因為這樣的衝擊，對於人們的生活和工作的方式帶來一波新的革新潮流。因此，在未來還是會出現許多不可預測的風險，包括新的傳染病大流行、自然災害等，這可能使得在傳統方式下，如人員運輸和面對面的拜訪式業務推動都難以繼續；因此無論喜歡與否，都會被迫改變為遠端工作，或其他遠端工作的新常態，而且這樣的常態也變得越來越依賴數位技術。

在這種情況下，為了維持人們的生活和經濟活動的順利進行，創造一個徹底使用資訊通信技術（ICT）基礎設施的環境。推廣Beyond 5G（6G），不僅是建立一個新形態的社會生活體系，也是面對With Corona/Post Corona時代的因應策略。

未來無線通訊發展的指引

COVID 19的傳播危機或許是一個推動通訊技術進步的助力，加快發展Beyond 5G準備就緒，並提供強大且安全的ICT基礎設施。換個角度來看，Beyond 5G可以看作是一個指引，利用現有5G的同時，未來10年應該可以發展出更多的通訊服務（圖1）。

在未來，融合物理空間和網絡空間的CPS（Cyber Physical Systems）將取得巨大的進展，從大量數據中創造新價值，在人們需要的時候，以最合適的方式提供他們想要的服務。

圖1 : 2030年6Ｇ的概想?6G將取得巨大的進展，可以最合適的方式提供人們想要的服務。（source：DIAMOND；智動化整理）

目前的5G具備了「超高速度和容量」、「超低延遲」、「超多可同時連接」的特色功能，這些特色將徹底改變使用物聯網和行動技術的工作方式。而6G將更進一步加強這些特點（圖2），目標是將5G性能的複雜度提高10倍。例如最大傳送速率為100Gbps，點對點的延遲小於1毫秒，每平方公里的設備數量，也將從5G的100萬增加到1000萬。並且還包括以下四個新特點，使通訊更加人性化和便利。

值得注意的是，6G不再被描繪成一種通信系統。5G的主題是推動「工業數位轉型」，而6G則定位為構建新社會系統的基礎設施。

圖2 : 6G將更進一步加強5G的特點，包括研發可被運用的技術平台，先進關鍵技術的開發。（source：NEC；智動化整理）

6G在未來的四個新特點

首先是「自主性」。利用AI等技術，讓所有設備在沒有使用者的干預下，可以進行自主合作連線（零接觸），創建一個立即滿足使用者需求的最佳網路，而不考慮是有線還是無線的環境。

第二是「可擴充性」。 終端和基地台將可與不同的通信系統進行無縫連接，例如衛星和高空平台（high altitude platform stations；HAPS）。通過無處不在的基地台，將終端等各種物體作為基地台，各地的設備都能夠協同工作與相互連接，使通訊能夠在包括海洋、空中和太空等任何地方進行。

第三是「超安全性和可靠性」。即使在用戶不知情的情況下，也始終確保安全和隱私，即使發生災難或故障，服務也可以立即恢復而不會中斷。

第四是「超低功耗」。如果依照目前的數位化速度繼續下去，2030年IT相關產品的電力消耗，預計將是2016年的36倍。為了能夠應對如此大的功耗增長，需要設法將6G的功耗降低到目前的1/100左右。

為了實現以上的新特點，需要大量的技術來支持，例如：

‧THz（Tera Hz Frequency）：支持超高速、大容量通訊

‧時空同步（Space-Time Synchronization）：支持超低延遲

‧感測技術：支持大量同時連接

‧全光纖網絡：支持超高速、大容量通訊、超低功耗

‧低功耗半導體：支持超低功耗的技術

‧量子密碼學：支持超高安全性和可靠性

‧利用HAPS：支持可擴充性、超安全性和可靠性

‧完全虛擬化：支持自主運作

‧相容性介面：支持可擴充性

HAPS打造平流層基地台網絡

HAPS是一個無人駕駛飛機和飛艇系統，在平流層與空間的交接處飛行，向地面提供通信服務。 平流層的高度為20公里，這個高度可以讓訊號很容易到達地面。

HAPS需要使用能長時間停留在平流層的無人機，並在飛機上配置一些重要設備。例如在機翼上安裝太陽能電池板提供動力，可以在自動控制下繼續轉動和飛行，以保持無人機持續進行圓周飛行，並具有在空中停留6個月的能力。此外，也包括連接HAPS和智慧手機等終端的天線設備、連接地面固定站的無線通訊設備以及用於控制的Wi-Fi天線。

一個HAPS基地台可以覆蓋直徑達200公里的區域，而傳統的地面基站僅能覆蓋直徑1公里的範圍（圖3）。即使在用戶很少的山區和海上，HAPS也能有效率地提供通訊服務。HAPS在海拔20公里的平流層飛行，這是人類以前從未使用過的空域。由於這是一個難以使用現有設備操作的天氣環境，因此有必須要有特殊的設計來克服。

在較低的平流層，溫度大約是攝氏零下70度，雖然高度愈低，大氣壓力越低，溫度就會相對提高，但是卻不利於通訊。為了解決高度與低溫環境矛盾的問題，HAPS需要配備抗寒防護罩和小型加熱器，針對有必要的設備進行加熱。

圖3 : 圖為HAPS所使用的2個頻率，而一個HAPS基地台可以覆蓋200公里。（source：DIAMOND；智動化整理）

異質網路技術之必要

在連接方面，非手機通信系統的融合和整合將加速。這是一個異質網路（Heterogeneous network），利用各種固定和無線達到系統間無縫連線。就5G而言，目前正在發展將光纖和Wi-Fi等固網接入整合到5G核心網路中，但僅靠5G/6G是不可能覆蓋整個社會的。

在6G的規劃中，能夠根據各種應用的要求，自動改變資源和性能的靈活性，以及處理大量數據的可擴充性非常重要。從這個角度來看，可以想像成，與其把所有東西都放在行動網路上，不如透過在其他網路、邊緣計算基礎設施，甚至在雲端的應用等多元路徑來進行數據傳輸。

這在災難發生時的恢復方面具有相當大的助益，如果各種網路之間能相互補強，形成一個CPS神經網路，那將是最理想的狀態。例如，在NTT的IOWN計畫中，正在研究開發出Cradio技術，使用戶能夠在無感的情況下使用適當的無線通訊環境，這項技術也將是6G的一個重要元素。

5G只是實體空間和網絡空間的連接器，而6G將基於再邁出一大步。隨時隨地可以連接兩個的相異通信網路，而AI和應用的控制將被高度的整合，將通訊功能與計算處理緊密結合，為CPS中使用的各種應用創造一個「推進器」。實現跨越兩個空間的應用的推進器功能是6G的關鍵要素，但迄今6G的出現還只是一個概念。

6G制定進度預估與即將實現的示例

2030年代6G究竟會為社會帶來什麼？根據NTT DoCoMo於2020年7月發布的<5G Advancement and 6G>中提出一些應用方向。

首先，超過100Gbps的超高速和大容量無線技術，將使新的體驗服務等同於或超過真實體驗的品質。這種新的體驗服務可在多個使用者之間即時共享，並發展出新的同步應用，如網路空間的虛擬共同體驗，或虛擬協同工作等。此外，在目前通訊服務未覆蓋的天空、海洋和太空等地方，可透過「超覆蓋擴充」，進一步擴展人和物的活動環境，並因此創造新的產業。

在網路-實體整合方面，6G的目標是實現小於1ms或更短的超低延遲。這將大幅度推動即時、互動的人工智慧服務技術。例如可以在無人商店提供遠程機器人客戶服務，在看到顧客臉上的表情後，以類似人類的方式做出反應。6G不僅會將大量的IoT設備連接到網路上，無線通訊網路可利用本身無線電波來感知現實世界，並實現小於幾釐米誤差的超精確定位。

預計ITU將在2022年左右最終確定6G的定義，而需求的審查和標準化很可能在2023年至2024年左右開始。目標是2030年，但考慮到2019年5G商用，預計6G服務最早會在2028-2029年開始。

圖4 : ITU預計將在2022年左右最終確定6G的定義（source：Ericsson；智動化整理）

雖然6G或許需要到2030年代才會到達實際使用的階段，不過還有近10年的時間，或許技術的演進可能會比預期的更快。另一方面，目前的商業環境正處於前所未有的不確定性環境，面臨新的冠狀病毒感染大流行，中美貿易摩擦導致地緣政治風險增加，不可預測的天氣和自然災害等情況。

在這種情況下，面對全球需求下降、供應鏈分散、社會行為變化，和新競爭環境的出現，需要強化可因應的能力，就像是透過使用5G來克服「2025年的懸崖」，同時推動數位轉型作為解決這些問題的基礎，為即將到來的6G時代作準備。