2.2.12 全球连接和集成网络

从2016年到2021年，移动通信量预计将增长3倍，2020年，密集地区有107/km2的设备数量，全球有超过1250亿台设备。6G网络将连接个人设备、传感器与车辆等设备。此时相对于5G网络，6G需要10～100倍的整体网络能效。6G网络希望实现可扩展、低成本的部署，并具有低环境影响和更好的覆盖范围。5G蜂窝网络主要部署在室外，但是80%的移动通信量在室内产生，毫米波等高频信号无法轻易穿透介电材料，因此难以提供较好的室内连通性。6G网络预计将在不同的环境中提供无缝且普及的连接，并要求室外与室内的服务质量相匹配。

目前通信网络架构主要考虑二维，预计在未来6G将实现全球连接，通信节点将无处不在，如图2.10所示。为了实现全球连接的目标，在设计网络时需要考虑三维网络，包括地面、空中和卫星通信。集成的三维网络将为用户带来服务与性能上的提升。

图2.10 全球连接和集成网络

除了地面和空中通信，由于地球表面70%以上被水覆盖，一些海洋应用需要实时监测。水下无线通信基于声波、射频波和光波的通信系统来实现。由于水下声波和射频波的低带宽和低数据速率限制，使用光波可提供低延迟的高速水下光无线通信，以换取有限的通信范围。传统的陆地和水下技术方案将不再满足水下无线网络的要求，在物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层及无线传感器网络都将需要新的设计方案。

在世界上的许多地方，如农村和偏远地区，都缺乏适当的连接，这导致了日益扩大的数字鸿沟。这些地区可能人口密度低、收入低、地形复杂、没有基础设施、缺乏电网。农村连通性的不足限制了互联网服务的使用和新技术的采用，这严重影响了农村和偏远地区的福祉和经济发展。一些绿洲在电网之外，但可以依靠燃料发电机或可再生能源，如太阳能、风能和水。切片和缓存、联合资源优化和使用移动平台进行数据收集，将适用于偏远地区地面无线移动解决方案。高空平台、卫星系统和UAV等非地面网络也可通过提供直接用户访问或回程连接为偏远地区用户提供连接。

未来十年，物联网连接设备的数量预计增长三倍。6G网络基于无处不在的大数据，将AI赋能各个领域的应用，创造出“智能泛在”的世界。近乎即时的无线连接性是整个数字化的主要推动力，需要更先进的通信基础设施来实现海量数据高速、无延迟、安全可靠的分发。