趨勢觀點

從歐盟國際合作看6G未來發展

工業技術研究院  資訊與通訊研究所  許冬陽主任  黃雅琤專案副組長  張晉瑜
資訊工業策進會  產業情報研究所  鍾曉君資深專案經理

全球6G發展現況與競爭態勢

回顧過去通訊技術演進,大約每十年便將誕生一個新的通訊世代標準,近年來,由於創新應用需求與場景不斷演進,成為推動技術突破的核心驅動力。國際電信聯盟(International Telecommunications Union,ITU)指出,未來6G的應用場景不僅將延續5G的沉浸式通訊、大規模連結和超可靠低延遲特性,且隨著前瞻技術的崛起,將實現感測與通訊的深度融合、人工智慧與通訊的協同進化,以及無所不在的連結體驗等創新應用,預期將為未來數位經濟和社會發展注入新動力[1]。然而,由於跨領域整合應用的迅速拓展,通訊技術對國家經濟和安全的影響急遽攀升,特別是具有戰略價值的關鍵通訊基礎建設,對此,歐美日韓等技術領先國皆高度重視中國在通訊領域日益增強的供應鏈主導地位。

美國:探索未來頻譜與政策支持
有鑑於此,全球主要領先國開始積極布局6G技術,以維持在下一代通訊技術中的技術領先地位。如美國聯邦通訊委員會(Federal Communications Commission,FCC)2019年開始探索未來6G頻譜的可用性,並制定相關政策,以確保美國在下一代通訊技術領域的全球競爭優勢,增強通訊網路自主性和安全性[2]。

日本:國家戰略與公私協力
日本政府於2020年啟動6G國家戰略,成立「B5G推進協議會(Beyond 5G Promotion Consortium,B5GPC)」,公私協力共同推進6G的研發工作,如NTT Docomo、KDDI和NEC等企業皆於技術標準化和商業應用領域投入大量資源,規劃在2030年前實現6G技術的商業化,以提升日本在全球通訊技術中的地位[3]。

韓國:政府主導的K-Network 2030計畫
韓國則由政府主導,預計在2028年實現6G商業應用,透過韓國科學技術訊息通訊部(Ministry of Science and ICT,MSIT)推動「K-Network 2030」計畫,著重於6G的基礎研究、標準化和應用[4]。

歐盟:整合資源與自主技術發展
歐盟為整合區域資源,減少對外部技術的依賴,2020年底歐盟執委會(European Commission,EC)在Horizon Europe框架計畫下,與聯合通訊產業組成的6G智慧網路與服務產業協會(6G Smart Networks and Services Industry Association,6G IA)共同策劃推動智慧網路與服務聯合徵案計畫(Smart Networks and Services Joint Undertaking,SNS JU),於2021年正式啟動,並投入高達19億歐元的公私部門資金用以發展自主技術。其目標是推動6G新技術在產業和市場中的應用,並加速下一代通訊技術的研究、發展與標準化,為歐洲在6G技術領域奠定堅實的基礎[5]。

歐盟6G國際合作發展策略

SNS JU的合作框架不僅限於在歐洲會員國的公司與研究機構參與,為了有效應對6G技術的複雜性和高研發成本,而採取了多國合作的方式推進研發,除了促進資源整合和技術交流,甚至縮小成員國之間的技術差距,打造更具競爭力的數位市場,以利激發更多通訊技術的創新應用。

2022年5月,歐盟6G IA與日本的B5GPC(Beyond 5G Promotion Consortium)於第28屆EU-Japan Summit上簽署了歐盟與夥伴國的第一個數位夥伴關係協議,強調在6G技術推動及AI安全應用方面的合作。此後,雙方於2024年4月再度重申歐盟和日本間緊密合作的重要性,倡導以人為本的數位轉型和基本權益的共同價值觀,強調了對6G發展的共同願景,包括開放、安全、創新和彈性網路的價值,並進一步強化雙方在雲端服務及現有架構虛擬化網路開發的合作[6]。隨著合作框架的深化,SNS JU設立了歐盟與日本的國際合作徵案,由6G MIRAI獲選,主要聚焦於開發可靠的AI-Native無線系統,利用無蜂巢式大規模多天線系統(cell-free massive Multi-Input Multi-Output)和次世代虛擬化RAN,實現無所不在的連結應用場景。

2022年11月,歐盟與韓國啟動了新的數位合作夥伴委員會,雙方同意在通訊及AI領域等方面開展合作,並基於各自的5G技術發展共同定義6G願景。在SNS JU徵集下,6G ARROW獲選為歐盟與韓國的國際合作計畫,聚焦於無線接取網路(Radio Access Network,RAN)中利用AI技術提高網路效率和無縫設備整合的研發合作,致力於透過促進設備和網路之間的互通性與協作,為異質環境下的無縫連結鋪平道路[7]。

2023年歐盟與美國也展開國際合作徵案,研究範疇涵蓋AI驅動的6G技術和架構,而6G-XCEL為獲選計畫,該計畫於2024年1月啟動,參與成員包含美國與歐洲的通訊大廠及知名學術機構,研究主題為建立在O-RAN(Open Radio Access Network)基礎上的DMMAI框架(Decentralised Multi-party,Multi-network AI),透過建構去中心化、多方協同、多層網路的6G網路架構,以AI技術實現6G網路的頻譜動態管理,將AI技術管理運用於網路資源管理,例如協調專網和公網的移動性、控制平面(Control Plane)的互通性和協調,以提升6G網路架構中的能源使用效率,實現AI與通訊技術的深度整合[8]。

台灣的技術發展與國際合作成果

自5G時代以來,資通所積極參與歐盟通訊研發合作計畫,迄今已參與6項專案,涵蓋雙邊10個國家、超過30個產學研團隊,應用領域包括智慧製造和無人機災害防救等垂直市場。隨著6G時代來臨,資通所亦緊跟國際趨勢,運用經濟部產業技術司支持研發的6G雛型系統中的多項關鍵、突破性成果,持續與歐盟展開6G研發合作,包括改善高頻通訊損耗的可重構智慧表面技術(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)、開放系統架構的Open RAN、通訊與感測融合技術(Integrated Sensing and Communication,ISAC)等。

2024年,資通所帶領台灣廠商成功參與全球最大6G實驗─歐盟SNS JU 6G-SANDBOX旗艦計畫,打造歐盟境外首座6G實驗網,攜手光寶科技、耀睿科技、現觀科技及中山大學,與比利時Keysight、波蘭IS-Wireless、法國Siradel、西班牙馬拉加大學及英國貝爾法斯特女王大學等深度合作,組成全球最大的6G實驗網路,透過多元先進技術應用,包括O-RAN基礎設施與驗測、通訊與感測融合、智慧反射面板管理及大數據人流分析,彰顯我國6G實驗網的整合能量,將為未來更廣泛的垂直領域應用場景提供國際級的網路測試環境。

同時期,資通所集結円通科技、稜研科技、明基材料與中正大學組成的RISFORCE團隊,參與歐盟實驗網6G-SANDBOX第二期公開徵案,從全球21件提案中脫穎而出,成為歐盟計畫重要合作夥伴,並規劃於2025年2月在西班牙馬拉加場域實地驗證我國6G自主技術,推進台灣產學研單位進入歐盟6G研發生態系[9]。

SNS JU 6G-SANDBOX計畫簡介

經費規模:855萬歐元(SNS JU補助804萬歐元)
計畫期程:2023年1月1日至2025年12月31日
協調單位:比利時Keysight
目標概述:集結比利時Keysight、芬蘭Nokia、西班牙電信營運商Telefonica及馬拉加大學等18個科研組織的研發能量,於希臘雅典、西班牙馬拉加、德國柏林及芬蘭奧盧建立四大試驗網路平台,打造歐洲共用的6G效能指標和測試模型的資料庫,奠定6G標準制定和應用服務的發展基礎。該網路平 台結合了數位和實體節點,建構出可配置、可管理及可控制的端到端網路,用於驗證未來6G新技術與研究成果,提供歐盟機構測試各項具有潛力的6G突破性技術,包括網路自動化、網路安全、數位雙生和人工智慧等,甚至是改善能源消耗的技術,為6G研發提供強而有力的後盾[10]。

6G新技術應用潛力

從歐盟與各國的國際合作來看,整體發展方向契合了國際電信聯盟對未來6G應用場景的願景,如感測與通訊整合、AI與通訊協同演進,以及無所不在的連結。這些場景中的關鍵技術涵蓋AI應用、通訊與感測融合(ISAC)及可重構智慧表面(RIS)等。其中,AI被視為未來6G提升高速資料傳輸速率及解決高耗能需求的潛力技術之一,為有效應對龐大的資料處理需求及能耗挑戰,AI技術與分散式網路架構提供了可能的解決方案,預期未來6G將結合AI、邊際運算等技術,進一步提升網路資源配置的效率與安全性。

通訊與感測融合(ISAC)技術則賦予6G網路感測周圍環境的能力,利用無線通訊訊號進行定位、檢測、成像和辨識。ISAC技術可精確分配通訊資源並提升網路效能,帶來全新應用場景。如智慧工廠中,ISAC支援自動化設備的協作與即時監控,確保內部通訊穩定,提高生產效率;在智慧交通方面,ISAC可高精度感知車輛與環境,即時收集資料並協助交通管理,增強自動駕駛的安全性與執行效率;在救災情境中,ISAC能迅速建立通訊網路,並掌握災區狀況,協助救援工作。此外,在公共安全領域,ISAC可用於異常行為偵測和即時監控,提升安全防護能力。這些創新應用不僅強化各領域的運作效率,也為智慧城市的發展奠定了關鍵基礎。

可重構智慧表面(RIS)則是由能夠任意塑造電磁波面的材料組成,幾乎是被動設備,可以適應或改變發射器和接收器之間的無線電信號,搭配RIS控制器,依照終端位置,設定不同的入射和反射角配置,並監控設備即時狀態,實現對無線訊號的高效管控,被視為5G Advanced邁向6G高頻段,擴大覆蓋區域、提升通訊品質、強化傳輸效能、節約能源的關鍵技術。

未來展望

在全球科技競爭日益激烈之下,6G技術發展已成為各國推動經濟成長與安全的關鍵因素,而國際研發合作則是加速技術進步的重要手段,各領先國皆希望透過國際合作提升技術自主性,以期在全球6G技術競爭中保持領先地位。綜觀國際6G技術發展趨勢,未來6G網路架構將朝向開放、虛擬、去中心化等趨勢演進,結合AI、邊緣運算和雲端技術等新興技術,為製造、交通、救災與安全等垂直領域帶來更全面的應用,進一步為全球數位經濟發展注入新動能,重塑人類的生活方式及產業營運模式。

資通所在這波6G發展浪潮中,緊扣國際發展脈動、聚焦於關鍵技術研究,並與國際頂尖產學研機構密切合作,共同朝向開放、永續及智慧三大核心主軸,以促進更多的6G創新技術。同時透過節能高效的6G系統符合全球永續發展的目標,運用大型網路數位雙生技術進行實境模擬,以期大幅提升網路的智慧化營運能力,力求在6G商業應用與標準制定中占據優勢地位。

參考文獻

[1] IMT towards 2030 and beyond (IMT-2030). Available at : https://www.itu.int/en/ITU-R/study-groups/rsg5/rwp5d/imt-2030/Pages/default.aspx
[2] FCC. Available at : https://www.fcc.gov/
[3] B5GPC. Available at : https://b5g.jp/en/
[4] MSIT Launches the K-Network 2030 Strategy. Available at : https://www.msit.go.kr/bbs/view.do?sCode=eng&mId=4&mPid=2&bbsSeqNo=42&nttSeqNo=783
[5] 6G SNS JU. Available at : https://smart-networks.europa.eu/
[6] Digital Partnerships. Available at : https://digital-strategy.ec.europa.eu/en/policies/partnerships
[7] EU and Republic of Korea reaffirm their partnership for an inclusive and resilient digital transformation. Available at : https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/ip_24_1708
[8] 6G-XCEL. Available at : https://www.6g-xcel.eu/
[9] 工研院與歐洲6G-SANDBOX攜手合作 搶進歐盟6G研發實驗平台. Available at : https://www.itri.org.tw/ListStyle.aspx?DisplayStyle=01_content&SiteID=1&MmmID=1036276263153520257&MGID=112111409202941062
[10] 6G-SANDBOX. Available at : https://6g-sandbox.eu/