元宇宙的基礎(chǔ)設(shè)施-5G與6G應(yīng)用

引言

元宇宙這個(gè)概念說新嘛也挺新甜紫,說舊嘛其實(shí)也舊。其實(shí)國內(nèi)外一些企業(yè)很早就已經(jīng)開始布局了骂远,可能在布局的時(shí)候這個(gè)目標(biāo)不叫“元宇宙”囚霸,而是叫別的什么。例如微軟的Mesh for Teams產(chǎn)品當(dāng)演講者說話時(shí)激才,將采用音頻提示使得臉生動起來拓型,讓替身擁有更真實(shí)的動畫效果。而Facebook的Workrooms支持頭部和手勢跟蹤瘸恼,跟現(xiàn)實(shí)生活中用手做的事情都將在虛擬世界中被跟蹤劣挫。

微軟Mesh for Teams 和 Horizon Workrooms

幾十年前,錢學(xué)森也對虛擬寫實(shí)與“元宇宙”有過展望东帅,還起了個(gè)頗有意境的名字-“靈境”压固。


目前元宇宙要想實(shí)現(xiàn),或者想要真的走進(jìn)我們的日常生活靠闭,其實(shí)還是有非常多的條件或者門檻的帐我。我在這里先不談生態(tài)、產(chǎn)業(yè)鏈愧膀、政策等等拦键,先說說對元宇宙基礎(chǔ)設(shè)施的理解,包括5G與6G的應(yīng)用檩淋、人工智能或者機(jī)器學(xué)習(xí)的應(yīng)用芬为、云計(jì)算架構(gòu)、邊緣計(jì)算架構(gòu)等蟀悦。

5G與6G應(yīng)用概述

元宇宙的目標(biāo)是要創(chuàng)造一個(gè)更加真實(shí)和龐大的虛擬世界媚朦,能夠容納億級的人在線互動。無論是當(dāng)前的VR/AR熬芜,還是未來的元宇宙莲镣,他們必須奔跑在一條康莊大道上,普通的羊腸小徑或者山路十八彎是肯定配不上未來的高科技涎拉。那從網(wǎng)絡(luò)或者通信的角度來看瑞侮,其實(shí)無非就是帶寬的圆、延時(shí)和可靠性三個(gè)維度。也就是說半火,元宇宙需要網(wǎng)絡(luò)或者我們的通信平臺有超高的帶寬越妈、超低的時(shí)延和超高的可靠性。就目前來看钮糖,我們的5G僅可以實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的支撐梅掠,只有在6G的情況下才可以沉浸式的體驗(yàn)。對于5G而言店归,VR/AR阎抒、無線娛樂、社交網(wǎng)絡(luò)消痛、個(gè)人AI輔助等元宇宙最基礎(chǔ)的場景都可以支撐且叁,但涉及到沉浸式的XR、全息影像和感官互聯(lián)等高階應(yīng)用場景秩伞,就非6G莫屬了逞带。

在元宇宙中,實(shí)時(shí)纱新、流暢的沉浸式體驗(yàn)對網(wǎng)絡(luò)的要求非常高展氓,這就勢必要對互聯(lián)網(wǎng)和技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模的、劃時(shí)代的更新迭代脸爱,或者更新迭代已經(jīng)不足以表達(dá)其顛覆性的升級變化了遇汞。所以即使目前海量數(shù)據(jù)中心和越來越快的帶寬網(wǎng)絡(luò)也不足以承載元宇宙。這個(gè)時(shí)候6G的意義就非比尋常了阅羹。6G的網(wǎng)絡(luò)與智能結(jié)合技術(shù)勺疼、安全方面的技術(shù)、確定性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)捏鱼,以及宇宙天空地面一體化融合技術(shù)等执庐,均是未來支撐元宇宙的關(guān)鍵。

元宇宙網(wǎng)絡(luò)要求

要想支撐起元宇宙导梆,少不了區(qū)塊鏈轨淌、人人和人機(jī)互動、電子游戲看尼、人工智能递鹉、物聯(lián)網(wǎng)、智能網(wǎng)絡(luò)藏斩。這里我們先著重說明一下網(wǎng)絡(luò)方面躏结。雖然5G作為目前還較新的移動通信技術(shù),具備了一定的高速率狰域、低延時(shí)媳拴、大規(guī)模連接的特點(diǎn)黄橘,但我們需要的傳輸能力可能比5G強(qiáng)100倍,延時(shí)也需要到達(dá)微秒級等等屈溉。例如傳統(tǒng)的千兆帶寬或者萬兆帶寬塞关,可以支撐全國乃至全球某一類游戲玩家一起玩某款游戲,而元宇宙則是需要全球用戶都接入子巾,或者是沒有上限的同時(shí)接入帆赢。對每個(gè)動作可能還需要時(shí)時(shí)復(fù)制到現(xiàn)實(shí)世界,這對帶寬的要求不可想象线梗。再例如雖然元宇宙不是一個(gè)需要快速敏捷操作的射擊或者RPG游戲椰于,但其社交屬性與圍著低延遲不可或缺,面部表情缠导、手部動作的傳達(dá)同樣不可避免廉羔。再例如在無線場景中溉痢,輕微的網(wǎng)絡(luò)抖動都可能造成數(shù)據(jù)接受異常和失敗僻造。這些例子,都從正面和側(cè)面說明了元宇宙對網(wǎng)絡(luò)帶寬孩饼、延時(shí)和可靠性的要求髓削。

未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的暢想

既然我們在討論元宇宙,那我們姑且認(rèn)為我們的未來一定會去到元宇宙的方向镀娶,所以網(wǎng)絡(luò)的未來或者網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展目標(biāo)也是更好的實(shí)現(xiàn)對元宇宙的支持立膛,那怎么支持呢,肯定是有個(gè)特性或者方向的梯码,我們不妨?xí)诚胍幌隆?/p>

隨著AR/VR甚至是XR宝泵、4K和8K(以后可能還會有更多K)、工業(yè)控制轩娶、遠(yuǎn)程醫(yī)療儿奶、車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展鳄抒,未來對網(wǎng)絡(luò)的帶寬闯捎、延時(shí)肯定會有更高的要求,所以超高帶寬和超低時(shí)延许溅,一定是一個(gè)發(fā)展的方向瓤鼻。

目前我們網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹髦嫉谋M力而為,我覺得如果我們期待的是高質(zhì)量的服務(wù)贤重,那這種盡力而為的傳統(tǒng)方式無疑會帶來延時(shí)問題茬祷。所以我們需要新型的QoS保障技術(shù),在出現(xiàn)對時(shí)間比較敏感和可靠性要求高的場景并蝗,例如工業(yè)控制祭犯、自動駕駛等場景時(shí)網(wǎng)絡(luò)能夠正常耐朴。所以確定性網(wǎng)絡(luò)也是未來的一個(gè)發(fā)展方向。

現(xiàn)在云盹憎、網(wǎng)筛峭、應(yīng)用相對獨(dú)立,需要分別調(diào)用計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)資源陪每,未來一定是將計(jì)算影晓、存儲、網(wǎng)絡(luò)資源等基礎(chǔ)資源融合為一個(gè)整體檩禾,實(shí)現(xiàn)資源的高效利用挂签,所以可以總結(jié)成類似于算網(wǎng)融合,或者云網(wǎng)應(yīng)用融合盼产。

現(xiàn)在我們更多的應(yīng)用場景或者地點(diǎn)都是地面饵婆,可能計(jì)算一點(diǎn)的就是在高鐵上,而未來網(wǎng)絡(luò)將逐步拓展到更加廣闊的空間戏售。這就意味著網(wǎng)絡(luò)平臺具備更靈活和可擴(kuò)展的接口侨核,以滿足從太空、空中灌灾、地面搓译,乃至地面的連接。類似的锋喜,也會有越來越多的設(shè)備類型接入些己。所以可以暢想多源異構(gòu)的融合和更大規(guī)模和更大空間的終端接入也是未來暢想的一個(gè)方向。

未來網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場景暢想

我們思考了技術(shù)方面的發(fā)展法相之后嘿般,可以再思考將技術(shù)應(yīng)用在一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用或者場景的情況是什么樣子段标。

5G的應(yīng)用場景

對于5G而言,其應(yīng)用場景目前已經(jīng)相對清晰了炉奴,就是各種R逼庞、無線娛樂和社交網(wǎng)絡(luò),還有一些面向個(gè)人打輔助的AI盆佣。

6G的應(yīng)用場景

對于6G而言往堡,其場景更加沉浸和切身,包括沉浸式XR共耍、全息影像虑灰、感官互動等等。

擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)就是XR痹兜、虛擬現(xiàn)實(shí)是VR穆咐、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是AR、混合現(xiàn)實(shí)是MR,而擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)(XR)就是VR、AR、MR的統(tǒng)稱坞嘀。6G場景下不光會有沉浸式的XR體驗(yàn)们妥,還可能出現(xiàn)云話XR揭厚。將計(jì)算密集型的任務(wù)放置在云端,以降低終端設(shè)備的負(fù)載和能耗。作為終端設(shè)備則更多的關(guān)注接入、續(xù)航和交互方面脂男。例如已經(jīng)常見的語音交互和手勢交互,還有不太常見的眼球交互种呐,乃至腦機(jī)接入后的一年交互等宰翅。

全息影像技術(shù)也是6G的應(yīng)用場景,依托6G的能力爽室,隨著無線網(wǎng)絡(luò)能力和高分辨率渲染及終端設(shè)備的不斷提升汁讼,勢必會從3D、2D過渡到全息影像阔墩。而與全息影像相輔相成的嘿架,就是感官的聯(lián)通,使用者不再是面對冰冷的畫面戈擒,而是能夠獲取相應(yīng)的感官體驗(yàn)眶明。

6G的關(guān)鍵技術(shù)

通過對技術(shù)發(fā)展、應(yīng)用場景的暢想筐高,我們可以進(jìn)一步考慮6G的關(guān)鍵性技術(shù)都有哪些。網(wǎng)絡(luò)智能丑瞧、安全柑土、確定性、空天地一體绊汹、多地址接入等等稽屏,目標(biāo)就是要滿足在2030年以后的元宇宙新型綜合應(yīng)用場景對網(wǎng)絡(luò)的要求。

所謂的網(wǎng)絡(luò)智能技術(shù)西乖,其實(shí)就是新的業(yè)務(wù)場景對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和關(guān)鍵基礎(chǔ)提出的一次綜合考試或者說更高的目標(biāo)要求狐榔,并且應(yīng)該具備自演進(jìn)、自優(yōu)化的能力获雕。在6G數(shù)據(jù)高吞吐的情況下薄腻,各種數(shù)據(jù)頻繁交互,對于隱私信息的保障也是未來安全方面的重大挑戰(zhàn)届案。主動免疫庵楷、彈性自制、虛擬共生和安全泛在等各種新的名字和技術(shù)將應(yīng)用在零信任安全、區(qū)塊鏈和新型加密算法等領(lǐng)域尽纽,保護(hù)大家的隱私和數(shù)據(jù)安全咐蚯。確定性網(wǎng)絡(luò)也是需要重點(diǎn)突破的地方,畢竟我們要打破傳統(tǒng)盡力而為的方式弄贿,為用戶提供端到端的確定性服務(wù)春锋。考慮到接入元宇宙或者網(wǎng)絡(luò)的地點(diǎn)和方式的不確定性差凹,這就要求我們在任何一個(gè)角落都可以無縫進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)看疙,這就需要我們的網(wǎng)絡(luò)能夠覆蓋你所能夠想到的每一個(gè)角落,甚至要包括火星直奋,畢竟那個(gè)時(shí)候馬斯克可能就在火星上用腦機(jī)接入元宇宙能庆。最后一個(gè)要考慮的,就是更多類型和數(shù)量的終端大并發(fā)脚线、長時(shí)間在線搁胆。

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