來源 |?信息安全與通信保密雜志社

智庫 |?云腦智庫(CloudBrain-TT)

云圈?|?進“云腦智庫微信群”,請加微信:15881101905,備注您的研究方向

聲明?|?本號聚焦相關知識分享，內容觀點不代表本號立場，可追溯內容均注明來源，若存在版權等問題，請聯系(15881101905，微信同號)刪除，謝謝。

技術政策具有深刻的地緣政治意義。作為能力創造和應用賦能器的新興技術，需要健全的發展與部署戰略作為支撐。美國雖然占領了70 多年的技術優勢，但當前全球科技力量的崛起和發展正在改變技術競爭的動力，崛起的中國更是對其構成了挑戰。因此，美國政府需要制定新技術發展的戰略方針，盡早、更深入地制定未來幾十年關鍵技術的發展規劃并構建相互關系，這些技術包括人工智能（AI）、生物技術、量子科學、微電子學和通信技術。

下一代無線通信技術 6G 將加快數據傳輸，使數據傳輸方式多樣化。6G 網絡傳輸速度預計比 5G 快 100 倍、延遲更小，且具有嵌入式人工智能的支持，其能效更高，實現傳感、計算和通信的無縫融合。

目前，美國正在進行 6G 早期的研發工作，預計在 2030 年進行 6G 的部署。6G 的技術優勢是通過頻譜擴展和共享、網絡拓撲演進和可擴展的網絡體系架構來實現的。

1.1　頻譜擴展和共享

對于下一代網絡，研究人員設想利用頻譜中的較短波長來傳輸信號。由于較短波長具有較高的頻率和較快的振蕩速度的特點，因此，可以傳輸更多的數據量。但高頻率很容易遭受大氣衰減，所以研究人員正在考慮將更多的頻譜用于廣域服務，如 6 GHz~24 GHz。為了提高頻譜分配效率，需要使用先進的頻譜共享技術。目前，研究人員正在探索太赫茲光譜技術。同時，為了解決信號視距傳輸過程中的挑戰，還進行了智能反射表面技術的研究，引導光束到達最終目的地。除無線電波之外，光譜也是 6G 通信的重點研究領域，尤其是無線回程。

1.2　網絡拓撲演進

除了地面無線電接入技術和回程基礎設施，研究人員還研究了非地面網絡設備，以提高覆蓋范圍和網絡可靠性。與 5G 相比，6G 的分層能力和網格化程度更高，不僅包括地面無線電設備，還包括無人駕駛飛行器（UAV）、低地球軌道（LEO）和地球靜止軌道（GEO）衛星以及高緯度地面站（HAPS）。硬件節點的日益多樣化可以將用戶服務范圍擴大至海上或空間設備，同時可以利用新型無線電和天線技術以及無線回程技術來填補網絡空白。1.3　可擴展的網絡體系架構

在 5G 中，云計算實現了從核心到邊緣的擴展，網絡管理功能也隨之擴展，預計在 6G 中仍繼續使用，這是歐洲 6G 生態系統愿景所謂的“從用戶 / 物聯網設備擴展到集中式云的單個計算連續體”。邊緣處的網絡管理工具憑借物理上的鄰近性，可減少延遲，同時實現網絡資源優化（如頻譜分配）和網絡體系架構的整體擴展。機器學習（ML）工具對于“無接觸”決策的自動網絡管理和快速的“機器—機器”通信至關重要。因此，需要對 AI/ML 的所有組件，包括硬件在內進行投資。

維護安全、可靠和有彈性的通信網絡成為保護美國主權和安全的重要議題。美國的政策制定者目前把重點放在 5G 上，并圍繞經濟競爭力和先進技術的領導力同對手展開重要的對話。雖然 5G 的競爭還未結束，但是 6G 的研究已經開始。美國目前必須制定相關政策，以定義、激勵和支持 6G 技術的發展。通信技術的發展進程逐步加快，3G 從最初的愿景和技術標準發展到成熟技術的部署，花了 15 年的時間，4G 花費了 12 年的時間，而 5G 只用了 8 年的時間。業界估計，在 2028 年 6G 技術鑒定完成后，其首次商業部署最早可能在 2030 年完成。因此，美國不能等到 6G 的部署迫在眉睫再制定政策和設計監管框架。自 2020 年以來，國際電信聯盟（ITU）等標準化機構一直設法明確 6G 要求。美國聯邦通信委員會（FCC）于 2019 年為 6G開放了實驗頻譜許可證，以此對新 6G 服務進行測試和驗證。6G 政策具有預見性和前瞻性，其標準、頻譜許可證的決策以及聯邦研發投入將決定 6G 技術的未來。

展望 2022 年及未來，美國的政策制定者需要吸取全球 5G 實施中的教訓，應盡早關注新一代無線通信技術的前景和面臨的威脅，及早規劃 6G 的未來。

5G 的最大問題是缺乏統一的愿景和高效的協調。因此，為了防止 6G 出現類似問題，需要及時制定 6G 戰略有效的政策框架，并協調好同盟、聯邦機構、私營部門利益相關者以及城市和州政府之間的關系。

3.1　技術教訓

技術上的教訓涉及無線遠程通信的各個方面，它們影響網絡的工作效率、安全性和彈性，該領域的決策不當影響了 5G 在美國的推廣。

（1）頻譜。5G 部署的主要挑戰之一是確定頻譜分配，高效的頻譜分配可以在快速傳輸速度和信號范圍之間進行合理平衡。對于聯邦監管方面的問題，包括頻譜許可證的獲取難度也明顯地減緩了 5G 在美國的部署。

6G 將在現有的 5G 頻率以及新的頻率上運行，其寬域覆蓋范圍從 7 GHz~24 GHz，高速通信從 95 GHz~3 THz。這種擴展將使速度更快、能效更高、延遲更低、頻譜共享更優化。FCC最近已經開放了試驗性的頻譜許可證，但機構間的協調和監管行動將決定美國 6G 的未來。保障 6G 的有效推出需要包括 FCC、美國國家電信和信息管理局（NTIA）在內的政策制定者與私營部門在頻譜方面進行協調，合作解決頻譜管理問題，共同研究 6G 網絡頻譜管理的最佳方法，包括更新現有指南等。就 5G 而言，頻譜管理方式的分散化等問題給決策者帶來了巨大挑戰。

（2）互操作性。5G 網絡的互操作性為實現供應商的多樣化創造了機會，為避免安全風險提供了一種間接解決方案。實現了供應商從單一壟斷到支持特定競爭對手，再到創建國際同盟的多樣化轉變。盡管開放接口和 Open RAN 會困擾現有網絡設備供應商，但目前 Open RAN 仍被廣泛使用。2020 年底，德勤公司（Deloitte）確定完成 35 項開放式 RAN 部署，2021 年對 RAN部署增加了一倍，到 2025 年 RAN 的市場占有率將從 1% 提高到 10%。日本網絡集成商樂天表明，與傳統的 RAN 相比，Open RAN 是可行的，且成本較低。愛立信供應商也表明互操作性將是實現 6G 的關鍵。

5G 網絡涉及眾多供應商，因此，為了應對日益嚴峻的威脅態勢，需要制定信息安全解決方案。與 5G 網絡相比，6G 網絡更有挑戰，需要美國政府和私營行業達成共識并發揮作用，制定有效的安全政策和安全實踐。

3.2　政策方面

在全球產業發展和地緣政治的背景下，5G的政策教訓將為美國政府增強電信技術競爭力提供參考。

（1）研發。美國政府應和美國科技政策辦公室（OSTP）合作，盡快制定下一代無線通信發展的愿景和技術路線圖。早期研發對于 6G技術的測試和驗證至關重要，它將決定未來電信技術的領先地位。主要國家的研究人員幾年前就開始了這項工作，但在對研究的總體指導上不盡相同。目前，中國、日本和韓國政府都制定了規劃文件，歐盟于 2021 年 6 月發布了對《歐洲 6G 網絡生態系統愿景》白皮書，美國還沒有這樣的計劃。拜登政府正在與伙伴國開展促進 6G 發展的多項合作舉措，但并沒有公開宣布 6G 戰略，6G 政策目標是促進美國在這一領域的競爭力。

（2）全球需求與市場競爭。網絡現代化的需求具有全球性。全球移動供應商協會（GSA）已在 133 個國家和地區確定了 443 家運營商，投資了不同規模和成熟度的 5G 項目。為了降低項目成本，通過擴大競爭和加大資金的方法來提高市場占有率，目前，多國已開始建立新的數字化發展資源。美國國際開發金融公司（DFC）和美國進出口銀行（EXIM）將新的重點放在數字基礎設施上。2021 年 5 月，DFC 為沃達豐（Vodafone LSE）集團牽頭的一項 5G 項目提供了資金支持。七國集團（G7）發布了多邊公共財政倡議，倡議明確指出，美國政府將致力于增強這些舉措的影響，并為可持續基礎設施的發展調動更多的公共和私人資本。

（3）供應商壟斷和效率低下。在 5G 部署之前，電信市場面臨效率低下且單一供應商壟斷的安全風險。由于建設網絡的前期成本較高，所以該行業容易受到影響，在 5G 部署中則表現為只有少數供應商才能提供設備。2020 年，華為、愛立信和諾基亞 3 家供應商占據了全球市場份額的 80%，排名前 5 的公司（包括中興通訊和三星）占領全球市場份額的 95%。其結果是只有少數供應商可供選擇，而且由于采用的是基于硬件的專有網絡解決方案，其更換網絡設備成本較高，導致供應商壟斷帶來更大風險。開放接口的技術原則可以通過更廣泛的競爭來抵消供應商壟斷帶來的地緣政治風險。對于 6G 來說，鑒于網絡組件的高度同質化和專業化，市場多樣化尤為關鍵。

開放接口需要實現通用硬件的模塊化和互操作性，通過減少垂直集成解決方案所需的時間和成本，從而降低進入門檻。德勤發布的一份報告稱，除給電信寡頭帶來麻煩外，Open RAN 可能會將運營成本減少 40%~50%，運營費用減少 30%~40%。此外，基于軟件的互操作性可以在升級網絡功能的同時，在不破壞硬件的情況下完成硬件更換，快速的軟件升級和減少對固定供應商的依賴將提高網絡安全。

（4）不可信供應商與供應鏈安全。除了供應商壟斷的風險外，在 5G 的推出過程中，與供應鏈安全有關的問題占據了突出位置。與不可信供應商相關的風險包括針對性的服務中斷或操縱、間諜活動，以及對依賴 5G 網絡的關鍵基礎設施的威脅?？紤]到 5G 的教訓，即移動網絡運營商沒有考慮不可信硬件的生命周期成本。這些費用發生在 5G 部署之后，可能包括意外的網絡安全費用或因翻版和替換帶來的成本開銷，并且決策者應與私營部門合作伙伴溝通，降低不可信網絡的外部成本。

初步研究某些供應商帶來的相關安全風險是明確 6G 策略的一個重要環節。然而，如何把不可信的供應商從全球供應鏈中剔除，目前還沒有一個完美的解決方案。

（5）知識產權與專利。標準必要專利（SEP）對其所有者來說是有利可圖的，因此 SEP 成為6G 的一個競爭領域。目前，中國已經申請了13000 多項與 6G 相關的專利，占世界專利總數的三分之一以上。研發工作，包括 6G 相關技術的專利，對于確定下一代網絡中的主要國際參與者至關重要。正如 5G 一樣，中國等國家為國內供應商提供了很多機遇。事實上，華為公司的創始人兼首席執行官稱，6G 和未來電信標準的競爭始于專利。

（6）標準制定。政府對標準制定機構的干預會為一些公司帶來不合理的優勢，由此產生的不平等競爭環境可能會給某個國家的產業政策目標帶來好處，但不利于創新者。中國實行了自上而下的標準化邏輯，與美國和歐盟的自下而上的做法形成了鮮明對比。由于 6G 的標準基于 5G 制定，因此這些挑戰仍會繼續下去。

上述的技術和政策經驗教訓對制定 6G 政策提供了幫助。為做出正確的決定，美國決策者還必須了解全球 6G 的研究前景。

在全球范圍內，6G 正在以政府和工業為主導的國家和跨國行動而展開。中國、芬蘭、日本、印度、韓國、瑞典和美國最為突出。然而，盡管各國開展了大量的研究活動，但是只有中日兩國政府對 6G 的未來提出了詳細的設想，他們認為 6G 是滿足社會挑戰和經濟實力等國家優先事項的重要推動因素。

4.1　中國

中國工程院院士張平對 6G 的描述如下：“4G改變生活，5G 改變了社會，6G 將改變世界。”中國認為網絡技術對地緣政治和戰略目標至關重要。早在 2015 年，5G 就出現在政府的正式戰略文件中，包括“十三五”規劃和《中國制造2025》。作為數字治理戰略的一部分，取得在電信技術方面的領導地位將促進中國建設網絡強國的行動。中國的政策重申了 5G 和 6G 對長期經濟競爭力的重要性和國際領導力的歷史性機遇。展望未來，中國將繼續制定一系列戰略，在電信技術的下一個領域中占據主導地位。中國國家戰略文件“十四五”規劃中提到了 6G 技術，同時提出中國將建立一個互聯的、無處不在的、將空間和地面（天地一體化信息網絡）結合起來的網絡愿景。

6G 競賽已經開始了。華為公司早在 2017 年就開始 6G 技術研究。2019 年 11 月，中國正式宣布對 6G 技術的研究，政府各部門和研究機構舉行了首次會議。2021 年 6 月，政府支持的產業組織——IMT-2030(6G) 推進組成立并發布了《6G 總體愿景與潛在關鍵技術》白皮書，白皮書指出，中國在 5G 領域的領導地位將延伸到6G 領域。IMT-2030(6G) 推進組成員主要包括中國運營商、供應商、大學和研究機構。中國的6G 行動并不局限于學術機構，華為公司目前正在加拿大進行 6G 研發，與中興通訊和中國聯通合作開發 6G 技術。2021 年 9 月，華為公司的創始人兼首席執行官稱，華為將在 6G 領域中建立全球領導地位。

中國最近發布的 6G 白皮書中沒有明確包括軍事應用，但 6G 是一種具有軍事意義的軍民兩用技術，就像 5G 一樣，與國家的軍民融合戰略聯系起來。2018 年，中國國家主席習近平強調了軍民兩用技術的戰略和軍事目標，網絡空間和網絡技術是軍事與民用融合最具活力和潛力的領域。5G要支持中國建立“世界級”軍事強國的計劃，包括信息支持、無人駕駛飛機之間的機對機通信、態勢感知和偵察以及導航技術。中國電信通過與中國國防工業的聯盟，支持 5G 試驗項目。對于6G，領導者們把重點放在太空和衛星通信技術的相關領域上，中國成功發射了一顆 6G 衛星。中國官員還提到，6G 將地面、空間和海上通信集成為“天地一體化信息網絡”，最終可能在導航、信號或導彈預警功能方面具有軍事應用?；谥袊谲娒駜捎眉夹g上的投資，電信公司肯定會與國防工業合作進行 6G 試點項目。

美國政策制定者預計，中國對 6G 的期待和5G 一樣。盡管不是第一個正式啟動 5G 網絡的國家，但中國很早就開始 5G 網絡的測試和驗證過程。據工業和信息化部副部長劉烈宏介紹，中國擁有世界上 70% 的 5G 基站和 80% 的 5G 連接設備。

4.2　芬蘭

芬蘭站在 6G 相關研發的前沿，正在打造下一代無線通信的愿景。奧盧大學（University of Oulu）的 6G 旗艦被譽為世界上第一個 6G 研究、開發和創新項目，它是該國開展 6G 活動的主要中心。該中心于 2018 年成立，目標是在無線連接、設備和電路技術、分布式計算以及服務和應用 4個戰略研究領域實現科學突破。

盡管芬蘭目前沒有政府主導的 6G 愿景，但研究機構闡述了 6G 網絡所帶來的未來，包括高速運輸的概念、物理和網絡世界的融合等。

4.3　印度

盡管印度尚未推出 5G，但政府和研究人員正在為未來推出 6G 網絡做準備，印度有潛力成為電信技術的領導者。印度的電信公司表現出非凡的技術能力，該國最大的電信公司之一Reliance Jio 早在 2019 年就使 4G 網絡覆蓋全國99% 的人口。政府已經著手實施 5G 計劃，重點是保障網絡安全和供應鏈的完整性。目前，印度已經融入了與 Open RAN 兼容的體系結構，通過與美國、日本公司的合作來實現。

印度對于未來安全 6G 網絡的推出非常重要，印度擁有世界領先的軟件業，可以為 Open RAN 解決方案提供動力。

4.4　日本

預計到 21 世紀 30 年代，下一代無線通信將成為日本的主要基礎結構，它的目標是創建所謂的“社會 5.0”，“社會 5.0”將模糊物理和網絡世界。日本國家信息和通信研究所（NICT）描述了這樣的場景，人類用戶通過腦機接口，利用 6G 網絡的高數據吞吐量、低延遲和高精度定位能力接收三維觸覺反饋。目前，NICT 已經在研究將 6G 用于月球探索。NICT 發布的《5G提升 /6G 白皮書》中稱，未來的網絡將“消除城市和農村地區、邊界等各種障礙和差異”，基礎設施資源將“從壟斷轉向共享”。在日本的網絡技術發展方針中，反壟斷和促進共享仍很重要。

日本 5G 提升戰略包括研發、知識產權、標準化和 5G 部署。日本政府支持開放架構和最大限度的虛擬化，以發揮其創新優勢，促進互操作性。為了支持研發活動，日本政府在 2020 年財政年度投入了相當于 5 億美元的研究資金和設施。

NICT 將產業界、政府和學術界聚集在一起，實施標準化戰略。NICT 在 2021 財年建立了試驗性基礎設施，支持學術和私營部門在太赫茲傳輸、光網絡和自動化網絡管理方面的創新。日本的目標是獲得并持有大于 10% 的下一代無線通信技術專利。此外，日本把 5G 網絡視為 6G的前身，并加快光纖網絡和基站的部署，做好基礎設施建設工作和創建“活試驗床”。

4.5　韓國

韓國是第一個正式啟動 5G 網絡的國家，并開始了 6G 的研發。預計 2028 年韓國將實現 6G的商業化。2021 年 6 月，韓國科學和信息通信技術部（MSIT）制定了 6G 研發行動計劃，對包括 LEO 衛星在內的 10 項戰略技術的投資超過1.94 億美元，并與諾基亞、愛立信、中國信息通信研究院（CAICT）建立了伙伴關系。目前三星測試了 6G 能力，其中包括一個端到端的 140 GHz 無線鏈路，該鏈路使用全數字波束形成解決方案；LG 集團與德國研究機構合作演示了 6G 波束的形成。

4.6　瑞典

瑞典是 6G 研發的主要參與者，愛立信公司是該國 6G 行動的核心，該公司的研究重點是多天線技術，目標是建立新型無線接入基礎設施，公司領導對 Open RAN 作為 5G 網絡解決方案的前景持謹慎態度，但他們認為開放架構是 6G 的必然，并積極投資兼容技術。瑞典政府似乎傾向于讓歐盟和私營企業為 6G 的未來發展定下基調。

4.7　美國

美國在 6G 的研究方面處于領先地位。美國在 6G 領域的行動始于 2018 年，當時加州大學圣塔芭芭拉分校（UCSB）耗資 2750 萬美元成立了研究中心，專注于融合太赫茲通信和傳感。美 國 國 防 高 級 研 究 計 劃 局（DARPA）的ComSenTer 項目旨在實現微電子技術的突破，工業界還與包括得克薩斯大學奧斯汀分校（UTAustin）、普渡大學（Purdue University）等在內的學術機構合作，開展衛星鏈接等其他新技術的研究。此外，研究人員認為頻譜的可用性對于維持美國在這一領域的領導地位至關重要。2019 年 3 月，FCC 開放了 95 GHz~3 THz 頻段進行測試和驗證實驗。

美國政府的一些部門也在參與 6G 行動。2021 年，美國國家科學基金會（NSF）宣布了一項耗資 4000 萬美元的計劃，以加速下一代網絡相關領域的研究。在 2022 財年預算要求中，NTIA 尋求資金支持，開發基于人工智能的頻譜共享技術。FCC 也將成立一個特別針對 6G 標準制定的工作組。

作 為 對 歐 盟 6G 研 究 項 目 Hexa-X 行 動 的回應，美國電信行業解決方案聯盟（ATSI）在2020 年啟動了 Next G 聯盟，其目標是維持北美在移動技術的領先地位。該組織的主要行動是制定行業 6G 路線圖。

為確保美國 6G 的未來，美國政府和立法機構將對一系列問題采取行動。首先為維持美國在 6G 領域的領導地位制定路線圖，其次該路線圖將說明實現該愿景所要采取的行動，包括從投資研發到部署基礎設施，最后啟動新技術外交。

5.1　提高美國在 6G 領域的競爭力

為提高美國在 6G 領域的競爭力，白宮應該采取以下行動：（1）制定 6G 戰略。需制定一份戰略路線圖，為美國在 6G 領域的領導地位以及 2030 年以后該技術所處的國際和國內環境做好戰略規劃。（2）增加 6G 技術研發經費。研究通過撥款、稅收抵免和財政支持獲得 6G 的研發資金。（3）利用現有能力進行 6G 技術的測試、驗證和實驗。與網絡和信息技術研究及發展項目進行合作，建立政府 6G 試驗臺，以支持在5G 技術基礎之上的研發。（4）頒發更多的實驗頻譜許可證以加快研發工作。（5）成立美國 6G頻譜工作組。（6）通過美國政府的采辦推進新的 6G 應用。

國會應該采取以下行動：（1）指定美國商務部（DOC）為美國情報界成員。商務部與美國情報界的聯系將有助于提高相關技術發展的信息共享。（2）設立研發資金以解決農村 6G 發展所面臨的挑戰。（3）通過啟動移民改革來吸引和留住美國急需的外國科技人才。

NSF 應該采取行動：為初創企業制定一項等效的彈性和智能 Next G 系統計劃。在政府和主要行業合作伙伴的支持下，為高等教育機構提供資助，尋找實現 Next G 彈性的解決方案；擴展高級無線研究計劃平臺。

5.2　加強與盟友和合作伙伴的合作

為加強與盟友和合作伙伴的合作，國會應該采取行動：在國務院設立技術合作辦公室。需要一個由助理技術部長領導的新辦公室來發起、維護和延展國際技術合作伙伴關系。

白宮應該采取以下行動：（1）組織國際 6G政策和安全會議。美國政策決策者應與盟國合作，定期組織 6G 會議，討論技術發展、安全、標準制定和頻譜等關鍵問題。（2）領導成立多邊數字開發銀行。美國應與盟國的出口信貸和出口金融實體合作，牽頭建立一個新的組織，其使命是促進全球安全和公平的數字基礎設施發展。

國務院應該采取行動：開展技術外交活動。

5.3　保障 6G 網絡安全

FCC 應在相關機構的支持下制定并應用 6G安全原則。應與工業界和學術界的合作伙伴采取積極主動的方法來識別 6G 安全風險，并確保國際標準具有保護網絡安全的作用。

白宮和國會應該促進并支持開放性和互操作技術的發展。協調外展、聯合測試、行業參與和政策合作能夠形成國際趨勢，指出不受信任的供應商帶來的相關風險。此外，還可以創建 6G 安全基金。

6G 技術的發展不只是提高了數據傳輸速度，還促進了社會融合，并影響未來經濟的競爭力、軍事力量和地緣政治。目前，圍繞電信政策的討論雖然主要集中在中國的 5G 行動，但是美國需要考慮長期的技術競爭。美國在制定 6G 政策時應該汲取 5G 的經驗教訓，并參考其他國家已經采取的相關措施，例如日本已經制定了 6G 國家戰略。若美國將 6G 的發展推遲，將損害其競爭力和技術領先地位。

版權聲明：歡迎轉發本號原創內容，轉載和摘編需經本號授權并標注原作者和信息來源為云腦智庫。本公眾號目前所載內容為本公眾號原創、網絡轉載或根據非密公開性信息資料編輯整理，相關內容僅供參考及學習交流使用。由于部分文字、圖片等來源于互聯網，無法核實真實出處，如涉及相關爭議，請跟我們聯系刪除。我們致力于保護作者知識產權或作品版權，本公眾號所載內容的知識產權或作品版權歸原作者所有。本公眾號擁有對此聲明的最終解釋權。

投稿/招聘/推廣/合作/入群/贊助?請加微信：15881101905，備注關鍵詞

“閱讀是一種習慣，分享是一種美德，我們是一群專業、有態度的知識傳播者.”