近日，電信基礎設施組織（TIP, Telecom Infra Project）宣布將成立一個名為“元宇宙就緒網絡”的(de)項目組(zu)(zu)，然(ran)而未來這個項目組(zu)(zu)能為支(zhi)撐(cheng)元宇(yu)宙(zhou)的(de)通信技術發揮多大作用？
近日，電信基礎設施組織（TIP, Telecom Infra Project）宣布將成立一個名為“元宇宙就緒網絡”的(de)項目組(zu)，幫助為元宇(yu)(yu)宙業務(wu)應用提供新(xin)型電(dian)信網絡技術。Meta（原(yuan)Facebook）、微軟(ruan)、T-Mobile、西班牙(ya)電(dian)信和Sparkle將擔任項目組(zu)的(de)初始聯合主席。通(tong)信是(shi)元宇(yu)(yu)宙應用實(shi)現的(de)一個瓶頸(jing)，作為Facebook發起的(de)組(zu)織TIP，推動成(cheng)立(li)網絡通(tong)信相(xiang)關項目組(zu)，目的(de)就是(shi)打破這(zhe)一瓶頸(jing)，然而(er)未(wei)來這(zhe)個項目組(zu)能為支撐元宇(yu)(yu)宙的(de)通(tong)信技術發揮多大作用？
元宇宙需要什么樣的網絡支持？
元宇宙提出了八大要素，即獨立身份、社交好友、沉浸感、低延遲、多元化、隨時隨地、經濟系統、文明，其中，尤其是沉浸感、低延遲、隨時隨地這三個要素的實現需要通信技術的進步，對于無線通信網絡提出較高要求。可以說，元宇宙所描繪的場景不僅需要網絡支持更高帶寬、更低時延的性能，更需要網絡具備更高的沉浸式能力。
沉浸感要(yao)(yao)求(qiu)虛擬世界(jie)(jie)具備(bei)(bei)對(dui)現(xian)(xian)實世界(jie)(jie)的替(ti)代性，通(tong)過(guo)VR、AR、MR等設(she)(she)備(bei)(bei)打開虛擬世界(jie)(jie)大門(men)，并打破虛擬和現(xian)(xian)實的屏(ping)障，讓(rang)人(ren)們在元宇宙中實現(xian)(xian)沉浸式體驗。沉浸感的實現(xian)(xian)，需(xu)要(yao)(yao)設(she)(she)備(bei)(bei)性能的提升，而設(she)(she)備(bei)(bei)和云端(duan)或邊(bian)緣之間(jian)的通(tong)信需(xu)要(yao)(yao)通(tong)過(guo)無線形式實現(xian)(xian)，也就對(dui)當前5G網絡提出明確要(yao)(yao)求(qiu)，目前的5G網絡似乎還不能支持元宇宙所需(xu)要(yao)(yao)的沉浸感。
今年(nian)的移(yi)動通信大會（MWC）上，Meta曾表示，要(yao)實現(xian)元宇宙，必須滿(man)足許多網(wang)絡(luo)條件(jian)，包(bao)括(kuo)改善網(wang)絡(luo)延(yan)遲(chi)(chi)(chi)、對稱(cheng)網(wang)絡(luo)頻寬，以(yi)及提升整(zheng)體網(wang)絡(luo)速度(du)。對元宇宙來說(shuo)，網(wang)絡(luo)延(yan)遲(chi)(chi)(chi)是影響互動體驗的一(yi)大挑戰，不(bu)(bu)同類型的應用對延(yan)遲(chi)(chi)(chi)有(you)不(bu)(bu)同的要(yao)求，Meta提到(dao)，視頻通話和云游戲(xi)，延(yan)遲(chi)(chi)(chi)通常在75到(dao)150毫秒(miao)之間(jian)，在多人游戲(xi)中，延(yan)遲(chi)(chi)(chi)需要(yao)降(jiang)到(dao)30毫秒(miao)，但是在頭(tou)戴式(shi)混(hun)合現(xian)實設備上，由于顯示器必須要(yao)呈現(xian)圖(tu)形，來即時回應用戶眼睛聚焦的位置，因此延(yan)遲(chi)(chi)(chi)需要(yao)再(zai)提升一(yi)個(ge)量級，延(yan)遲(chi)(chi)(chi)僅(jin)能是10到(dao)20毫秒(miao)，甚(shen)至是個(ge)位數。
另外，沉浸(jin)式(shi)(shi)影片(pian)也存在(zai)需(xu)要(yao)彌平的(de)鴻溝，在(zai)標準智(zhi)能手(shou)(shou)機屏幕(mu)上串流720p的(de)影片(pian)，需(xu)要(yao)1.3到1.6Mbps的(de)下載頻(pin)寬，而只要(yao)720p解(jie)析(xi)(xi)度(du)的(de)屏幕(mu)，距(ju)離眼睛一只手(shou)(shou)臂的(de)距(ju)離，就(jiu)能實現人類視(shi)網(wang)膜解(jie)析(xi)(xi)度(du)，但(dan)是要(yao)在(zai)距(ju)離眼睛只有幾公分(fen)的(de)頭戴式(shi)(shi)屏幕(mu)上實現視(shi)網(wang)膜解(jie)析(xi)(xi)度(du)，需(xu)要(yao)提升影片(pian)解(jie)析(xi)(xi)度(du)好幾個量(liang)級，甚至超過4K，要(yao)應(ying)付這(zhe)么大的(de)下載流量(liang)，需(xu)要(yao)更多的(de)硬(ying)件和(he)軟(ruan)件堆(dui)疊創新，以及(ji)巨(ju)大的(de)網(wang)絡吞吐量(liang)提升。
因此，Meta認為，下一個十年的目標，是要建立元宇宙就緒網絡，在提高網絡速度的同時，還能維持穩定且極低的延遲，目前產業需要一個通用框架，來衡量和評估不同的元宇宙就緒等級，以提供通用的體驗品質指標，以及網絡服務指標。這也許是Meta聯(lian)合幾(ji)家主流廠(chang)商(shang)發(fa)起“元宇宙(zhou)就緒(xu)網(wang)絡項目(mu)組”的原因。
5.5G和6G對元宇宙場景形成支持
元宇宙(zhou)廣泛的場景(jing)和多(duo)樣(yang)化(hua)(hua)技(ji)術融合(he)，使5G標(biao)準演進中大(da)部分內容對(dui)元宇宙(zhou)形成(cheng)支撐，大(da)帶寬、低(di)時延高可靠(kao)、低(di)功(gong)耗(hao)大(da)連接(jie)等(deng)都是(shi)元宇宙(zhou)所需要(yao)的能力。值得關(guan)注的是(shi)，5G標(biao)準演進對(dui)很多(duo)細分領域做了大(da)量研究和標(biao)準化(hua)(hua)工作，從一定程(cheng)度(du)上解決了元宇宙(zhou)的一些具體問題，其中最為典型的是(shi)5G標(biao)準對(dui)XR的專(zhuan)門研究和標(biao)準化(hua)(hua)工作，直接(jie)面對(dui)的是(shi)虛實(shi)相融世界(jie)的多(duo)個痛點。
5G標準中對XR的研究始于2019年底，3GPP RAN第86次全會對5G演進標準R17進行了規劃和布局時，提出了相關內容。其(qi)中(zhong)，高通牽頭提出了基于5G NR支持XR的(de)(de)評估研(yan)究(jiu)項(xiang)目，是R17中(zhong)新(xin)(xin)增(zeng)的(de)(de)“從(cong)0到1”新(xin)(xin)研(yan)究(jiu)的(de)(de)項(xiang)目。XR包括AR、VR和MR，這正是元(yuan)宇(yu)宙(zhou)虛(xu)實融合的(de)(de)核(he)心交互(hu)界面。XR作(zuo)為新(xin)(xin)興(xing)業(ye)務，要求在支持低時延(yan)高可靠的(de)(de)同(tong)時保證(zheng)(zheng)大帶寬，這對5G網絡提出了新(xin)(xin)的(de)(de)挑戰，運營(ying)商需要聯(lian)合產業(ye)尋求更多的(de)(de)網絡優化手段(duan)，以保證(zheng)(zheng)運營(ying)商網絡具(ju)備大規(gui)模支撐(cheng)XR的(de)(de)能力。
3GPP在R17中提出的5G NR支持XR的評估研究項目，并形成專門的技術報告。在這份技(ji)術報告中，3GPP的(de)(de)(de)專家全面研究了5G對XR支持(chi)的(de)(de)(de)多(duo)個方面，包括在5G NR環境(jing)下，AR、VR、MR的(de)(de)(de)容量、功耗、覆蓋、移動性等(deng)性能的(de)(de)(de)評(ping)(ping)估，并在不同流量模型和(he)無線(xian)電頻譜范圍條件下各種性能的(de)(de)(de)評(ping)(ping)估。
2021年12月，3GPP R18確定了第一批立項，在這些立項中，我們又看到了XR的身影，即“XR Enhancements for NR”的課題，在這一課題(ti)中，重點(dian)研究的是無線(xian)接(jie)入(ru)網側(ce)XR業務(wu)感(gan)知、XR相(xiang)關節能(neng)技術以及XR相(xiang)關的容量提升技術。除了無線(xian)接(jie)入(ru)工作(zuo)組外，3GPP SA1相(xiang)關工作(zuo)組也牽頭完成了增(zeng)強多媒體和觸感(gan)網絡的工作(zuo)，主要針對的應用場景(jing)是沉浸式VR、遠程控制和機(ji)器人(ren)協作(zuo)。
XR增強的課題，是R18最重要的研究方向之一，主(zhu)要(yao)的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)方向(xiang)(xiang)包括(kuo)支持(chi)XR及(ji)觸感業務(wu)(wu)（如手(shou)、肘(zhou)、膝等多(duo)(duo)部位）的(de)多(duo)(duo)流協(xie)同傳(chuan)(chuan)輸，增(zeng)強網絡(luo)開放，針對(dui)XR服(fu)務(wu)(wu)和媒(mei)(mei)體服(fu)務(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)輸進(jin)行(xing)服(fu)務(wu)(wu)質量(liang)保證和策(ce)略增(zeng)強，流量(liang)模式進(jin)行(xing)增(zeng)強，網絡(luo)需要(yao)得到(dao)終端(duan)(duan)電量(liang)，從而調整網絡(luo)向(xiang)(xiang)終端(duan)(duan)發包的(de)大小和頻率，以(yi)保證端(duan)(duan)到(dao)端(duan)(duan)體驗(yan)。其中，針對(dui)XR的(de)業務(wu)(wu)體驗(yan)，3GPP在R18啟動(dong)了新興沉浸式媒(mei)(mei)體、XR服(fu)務(wu)(wu)、媒(mei)(mei)體分發增(zeng)強的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)，主(zhu)要(yao)考慮XR業務(wu)(wu)端(duan)(duan)到(dao)端(duan)(duan)的(de)體驗(yan)，并(bing)提出相應的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)方向(xiang)(xiang)。這(zhe)些(xie)方面(mian)在一(yi)定程度上對(dui)元(yuan)宇宙形成基本支持(chi)能(neng)力(li)。
如果說5.5G對元宇宙提供基本無線通信支持，那么未來6G時代，無線通信將在很大程度上成為元宇宙的數字底座。6G構建“萬物智聯、數字孿生”的(de)全(quan)新(xin)世界(jie)愿(yuan)(yuan)景，似乎(hu)是(shi)“為元(yuan)宇(yu)宙(zhou)而生”。國內外多個研究機構和標(biao)準(zhun)化組織發布了6G愿(yuan)(yuan)景、技(ji)術報(bao)告，都(dou)不約(yue)而同的(de)對全(quan)息通信、XR等提出更高目標(biao)，能夠滿足元(yuan)宇(yu)宙(zhou)的(de)通信需(xu)求。
以浸式云XR為例，中國IMT2030（6G）推進組發布的《6G總體愿景與潛在關鍵技術白皮書》中提出，面向2030年及未來，網絡及XR終端能力的提升將推動XR技術進入全面沉浸化時代。云化XR系統將與新一代網絡、云計算、大數據、人工智能等技術(shu)相(xiang)結合，賦能于商業(ye)(ye)、工業(ye)(ye)生產(chan)、文化(hua)娛樂、教育培訓、醫療健康等領域進入元宇宙場景。而云化(hua)XR系統將實現用(yong)(yong)戶和環境的(de)語(yu)音交互(hu)、手勢(shi)交互(hu)、頭部交互(hu)、眼球交互(hu)等復雜業(ye)(ye)務(wu)，需要(yao)在相(xiang)對(dui)確定的(de)系統環境下，滿足超(chao)低時(shi)(shi)延(yan)與超(chao)高帶(dai)寬(kuan)才(cai)能為用(yong)(yong)戶帶(dai)來極致(zhi)體驗。現有的(de)云VR系統對(dui)頭動響應時(shi)(shi)延(yan)的(de)要(yao)求不(bu)高于20毫(hao)秒，而現有端到端時(shi)(shi)延(yan)則(ze)達到了70毫(hao)秒。面向2030年(nian)及未來，基(ji)于云化(hua)XR的(de)總(zong)時(shi)(shi)延(yan)將至少低于10ms。
下(xia)(xia)一代移動(dong)網絡（NGMN）聯(lian)盟發布了(le)《6G用例(li)白皮(pi)書》中(zhong)也提出了(le)XR沉浸(jin)式全息現(xian)場感通信，該白皮(pi)書認為，若干年后，以用戶為中(zhong)心的擴(kuo)展沉浸(jin)式和3D現(xian)實(shi)(shi)以及(ji)全息現(xian)場感將可能成為工作和社(she)交互動(dong)的常態。在(zai)(zai)這一場景下(xia)(xia)，一個人(ren)看起來好(hao)像(xiang)是在(zai)(zai)某個特定的位(wei)置(zhi)，而(er)實(shi)(shi)際(ji)上(shang)是在(zai)(zai)另(ling)一個位(wei)置(zhi)，比如(ru)一個人(ren)好(hao)像(xiang)在(zai)(zai)辦公室(shi)，而(er)實(shi)(shi)際(ji)上(shang)是在(zai)(zai)車里。
TIP組織對元宇宙通信能帶來哪些突破？
TIP是2016年由Facebook發(fa)(fa)起(qi)的一個開源(yuan)組織(zhi)，該組織(zhi)將運營商(shang)、基礎設(she)施提(ti)供商(shang)、系統(tong)集(ji)成商(shang)以及其他的科(ke)技企業(ye)聚集(ji)到一起(qi)，用開源(yuan)技術來改變傳統(tong)的構建和(he)部署電信網(wang)(wang)絡(luo)基礎設(she)施的方法，對(dui)原有的接入網(wang)(wang)、回傳網(wang)(wang)和(he)核心網(wang)(wang)發(fa)(fa)起(qi)挑戰。
TIP首個引人注目的(de)(de)(de)工作(zuo)是Open RAN領域的(de)(de)(de)推(tui)動工作(zuo)，旨(zhi)在通過開源白盒的(de)(de)(de)方式，定義一整套開放的(de)(de)(de)硬(ying)件平臺和軟(ruan)件接口協(xie)議，打破通信行業(ye)專(zhuan)有(you)的(de)(de)(de)接入網設備的(de)(de)(de)壟斷，基于標準(zhun)的(de)(de)(de)硬(ying)件、軟(ruan)件接口協(xie)議，為運營商提供接入網基礎設施。目前Open RAN產業(ye)生(sheng)態(tai)初具(ju)規模，當然也(ye)遭到很多挫折(zhe)，還不足以撼(han)動傳(chuan)統接入網領域的(de)(de)(de)市場格局(ju)。
此(ci)后，TIP又發起了開(kai)放核心網(wang)小組（OCNG），制定(ding)針對4G、5G、WiFi和(he)(he)共享(xiang)頻譜網(wang)絡的(de)開(kai)放、云原生和(he)(he)融合的(de)核心網(wang)規范。另外，在固(gu)網(wang)寬帶、非地面通信(xin)、光通信(xin)和(he)(he)分組傳(chuan)輸(shu)、無(wu)線回(hui)傳(chuan)等領域(yu)都成(cheng)立專(zhuan)門的(de)小組，形成(cheng)了對傳(chuan)統通信(xin)全(quan)面替(ti)代的(de)開(kai)源生態組織。
本次TIP成立元宇宙就緒網絡項目組時，該組織宣稱，元宇宙旨在通過提供沉浸式體驗來改變人們的互動方式，這需要更好的網絡性能，無論是固定網絡還是移動網絡，因此TIP繼續秉承開源理念，借助已有技術，為元宇宙通信提供支持。
TIP認為，對于連接和技術服務提(ti)供(gong)商以(yi)及更(geng)(geng)廣泛的(de)行業來(lai)說，元宇(yu)宙(zhou)將創(chuang)造(zao)機會，在教育、醫療保健、遠程工作等所有領域(yu)提(ti)供(gong)新(xin)的(de)體(ti)驗。隨著這些用例的(de)出現(xian)，網絡性(xing)能(neng)和功能(neng)也(ye)需要(yao)發展(zhan)。未(wei)來(lai)十年，元宇(yu)宙(zhou)沉浸(jin)式服務將需要(yao)更(geng)(geng)多的(de)網絡能(neng)力來(lai)支持更(geng)(geng)高的(de)靈活性(xing)、可(ke)編(bian)程性(xing)和可(ke)靠性(xing)。
TIP提出，元(yuan)宇(yu)宙(zhou)就(jiu)緒(xu)網絡(luo)(luo)項目組的(de)(de)主要(yao)目標是加速解決(jue)方案和架(jia)(jia)構(gou)的(de)(de)開發，以增強網絡(luo)(luo)就(jiu)緒(xu)性，支持元(yuan)宇(yu)宙(zhou)體驗。通過密切合作，該(gai)項目組將致力于(yu)協調(diao)全行(xing)業網絡(luo)(luo)能力、特定API和機制，以訪問支持大規模沉浸式應用的(de)(de)端(duan)到端(duan)網絡(luo)(luo)能力。該(gai)小(xiao)組將定義衡量端(duan)到端(duan)體驗網絡(luo)(luo)質量（QoE）的(de)(de)要(yao)求和方法，并提供實現(xian)元(yuan)宇(yu)宙(zhou)就(jiu)緒(xu)所需的(de)(de)未來網絡(luo)(luo)架(jia)(jia)構(gou)的(de)(de)優先級。
結合元宇宙對通信技術(shu)的(de)(de)需求，以(yi)及5.5G和(he)6G發展(zhan)愿景，可以(yi)預計，TIP本次發起的(de)(de)元宇宙就(jiu)緒(xu)網(wang)(wang)絡項目組將(jiang)借助(zhu)已有接入、傳輸、核心網(wang)(wang)的(de)(de)技術(shu)積累(lei)，繼(ji)續將(jiang)這些領域向著滿足5.5G和(he)6G的(de)(de)要求推進(jin)，從而達到元宇宙通信的(de)(de)需求。當然，3GPP陣營(ying)5.5G和(he)6G發展(zhan)是一(yi)個長期(qi)的(de)(de)過程，TIP相應的(de)(de)技術(shu)標準推進(jin)更緩慢一(yi)些，因(yin)此預計短期(qi)內TIP元宇宙就(jiu)緒(xu)網(wang)(wang)絡項目組不會(hui)形成真(zhen)正支持元宇宙接續的(de)(de)通信技術(shu)突破(po)性(xing)進(jin)展(zhan)。
值得注意的(de)是，近期Meta的(de)元(yuan)(yuan)宇(yu)宙進展飽受詬病，花費巨資(zi)卻與預期效(xiao)果差距(ju)甚遠。TIP元(yuan)(yuan)宇(yu)宙就緒(xu)網(wang)絡(luo)項目(mu)組是在這(zhe)一(yi)背景(jing)下成(cheng)立，而其發起人也(ye)是Meta。不可否認，元(yuan)(yuan)宇(yu)宙預期效(xiao)果的(de)實(shi)現(xian)，需要大量(liang)成(cheng)熟技術(shu)的(de)支持，而當前元(yuan)(yuan)宇(yu)宙仍存在很多瓶頸，其中通信(xin)技術(shu)的(de)瓶頸非(fei)常明顯(xian)，而且并不是短時(shi)間內能夠有所突破(po)。或許(xu)，TIP元(yuan)(yuan)宇(yu)宙就緒(xu)網(wang)絡(luo)項目(mu)組在一(yi)定程度(du)上也(ye)承(cheng)載著實(shi)現(xian)扎克(ke)伯格對元(yuan)(yuan)宇(yu)宙愿景(jing)的(de)任務(wu)。
