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(xu)網(wang)絡”的項(xiang)目組，然而(er)未來這個項(xiang)目組能為支(zhi)撐元宇宙的通信技術發揮(hui)多大作(zuo)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”的項(xiang)目組(zu)，幫助為(wei)(wei)元宇(yu)(yu)宙(zhou)業務應用提供新型(xing)電信(xin)網絡技(ji)術(shu)。Meta（原Facebook）、微(wei)軟(ruan)、T-Mobile、西班牙電信(xin)和(he)Sparkle將擔(dan)任(ren)項(xiang)目組(zu)的初(chu)始聯合主席。通(tong)信(xin)是元宇(yu)(yu)宙(zhou)應用實現的一個瓶(ping)頸(jing)，作為(wei)(wei)Facebook發(fa)起的組(zu)織TIP，推(tui)動(dong)成立網絡通(tong)信(xin)相關(guan)項(xiang)目組(zu)，目的就是打破這一瓶(ping)頸(jing)，然(ran)而未來(lai)這個項(xiang)目組(zu)能為(wei)(wei)支撐元宇(yu)(yu)宙(zhou)的通(tong)信(xin)技(ji)術(shu)發(fa)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(chen)浸(jin)感(gan)要(yao)(yao)求(qiu)虛擬(ni)世(shi)界(jie)具備(bei)對現(xian)實(shi)世(shi)界(jie)的(de)(de)(de)替代性(xing)，通(tong)過VR、AR、MR等設(she)備(bei)打開虛擬(ni)世(shi)界(jie)大(da)門，并打破虛擬(ni)和(he)現(xian)實(shi)的(de)(de)(de)屏障，讓人們在元宇宙中實(shi)現(xian)沉(chen)浸(jin)式體(ti)驗。沉(chen)浸(jin)感(gan)的(de)(de)(de)實(shi)現(xian)，需(xu)要(yao)(yao)設(she)備(bei)性(xing)能的(de)(de)(de)提(ti)升，而設(she)備(bei)和(he)云端或(huo)邊(bian)緣之(zhi)間的(de)(de)(de)通(tong)信需(xu)要(yao)(yao)通(tong)過無線形式實(shi)現(xian)，也就對當前(qian)(qian)5G網(wang)絡(luo)提(ti)出明確要(yao)(yao)求(qiu)，目前(qian)(qian)的(de)(de)(de)5G網(wang)絡(luo)似(si)乎還不能支(zhi)持(chi)元宇宙所需(xu)要(yao)(yao)的(de)(de)(de)沉(chen)浸(jin)感(gan)。
今年(nian)的移(yi)動通(tong)(tong)信大會（MWC）上，Meta曾表示，要(yao)實現元(yuan)宇宙，必須滿足許(xu)多網絡(luo)(luo)條(tiao)件，包括改善網絡(luo)(luo)延(yan)(yan)遲、對稱網絡(luo)(luo)頻寬，以及提(ti)升整體網絡(luo)(luo)速度。對元(yuan)宇宙來(lai)說(shuo)，網絡(luo)(luo)延(yan)(yan)遲是(shi)(shi)(shi)影響(xiang)互動體驗(yan)的一大挑戰，不同類型的應(ying)用對延(yan)(yan)遲有不同的要(yao)求，Meta提(ti)到(dao)，視頻通(tong)(tong)話和云游戲，延(yan)(yan)遲通(tong)(tong)常在(zai)75到(dao)150毫秒之(zhi)間，在(zai)多人游戲中，延(yan)(yan)遲需要(yao)降到(dao)30毫秒，但是(shi)(shi)(shi)在(zai)頭戴式混合現實設備(bei)上，由于顯(xian)示器必須要(yao)呈現圖形，來(lai)即(ji)時回應(ying)用戶眼(yan)睛聚焦的位(wei)(wei)置，因(yin)此延(yan)(yan)遲需要(yao)再提(ti)升一個(ge)量級(ji)，延(yan)(yan)遲僅能是(shi)(shi)(shi)10到(dao)20毫秒，甚至是(shi)(shi)(shi)個(ge)位(wei)(wei)數。
另外，沉浸(jin)式(shi)影(ying)片(pian)(pian)也(ye)存在(zai)需要(yao)(yao)彌平(ping)的(de)鴻溝，在(zai)標準(zhun)智能手(shou)機屏幕上(shang)串(chuan)流720p的(de)影(ying)片(pian)(pian)，需要(yao)(yao)1.3到1.6Mbps的(de)下載頻(pin)寬(kuan)，而只要(yao)(yao)720p解(jie)析(xi)度(du)(du)(du)的(de)屏幕，距離眼(yan)(yan)睛(jing)一只手(shou)臂的(de)距離，就能實現(xian)(xian)人類視網膜解(jie)析(xi)度(du)(du)(du)，但(dan)是(shi)要(yao)(yao)在(zai)距離眼(yan)(yan)睛(jing)只有(you)幾公分的(de)頭戴式(shi)屏幕上(shang)實現(xian)(xian)視網膜解(jie)析(xi)度(du)(du)(du)，需要(yao)(yao)提(ti)升影(ying)片(pian)(pian)解(jie)析(xi)度(du)(du)(du)好幾個量級，甚至超過4K，要(yao)(yao)應付(fu)這么大的(de)下載流量，需要(yao)(yao)更多的(de)硬件(jian)(jian)和軟件(jian)(jian)堆疊創新，以及巨大的(de)網絡(luo)吞吐量提(ti)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聯合幾家主流廠商發起(qi)“元宇宙就緒(xu)網絡(luo)項目組(zu)”的原因。
5.5G和6G對元宇宙場景形成支持
元(yuan)(yuan)宇(yu)宙廣泛的(de)場景和多(duo)(duo)樣化(hua)(hua)技術融合(he)，使5G標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)演進中大(da)部分內容對元(yuan)(yuan)宇(yu)宙形成支撐，大(da)帶(dai)寬、低時(shi)延高可(ke)靠、低功耗大(da)連接等(deng)都是元(yuan)(yuan)宇(yu)宙所需要的(de)能(neng)力。值得(de)關注的(de)是，5G標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)演進對很多(duo)(duo)細分領(ling)域(yu)做了大(da)量研究和標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)化(hua)(hua)工作，從一定程度上解決了元(yuan)(yuan)宇(yu)宙的(de)一些具體問題，其中最為典型的(de)是5G標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)對XR的(de)專門(men)研究和標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)化(hua)(hua)工作，直接面對的(de)是虛實相融世界(jie)的(de)多(duo)(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。其中，高(gao)通牽頭提出了基于5G NR支(zhi)持(chi)XR的(de)(de)(de)評估(gu)研(yan)究項目，是(shi)R17中新(xin)(xin)增的(de)(de)(de)“從0到1”新(xin)(xin)研(yan)究的(de)(de)(de)項目。XR包括AR、VR和MR，這(zhe)正是(shi)元(yuan)宇宙虛(xu)實融合的(de)(de)(de)核心(xin)交互界面。XR作為新(xin)(xin)興(xing)業務，要求(qiu)在支(zhi)持(chi)低(di)時(shi)延高(gao)可靠的(de)(de)(de)同時(shi)保(bao)證(zheng)大帶寬，這(zhe)對5G網絡提出了新(xin)(xin)的(de)(de)(de)挑(tiao)戰，運營商(shang)需要聯合產業尋(xun)求(qiu)更多的(de)(de)(de)網絡優化手段(duan)，以(yi)保(bao)證(zheng)運營商(shang)網絡具備大規模支(zhi)撐XR的(de)(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。在這份技術報告中，3GPP的(de)(de)(de)專家(jia)全面(mian)研究了5G對XR支持(chi)的(de)(de)(de)多個方面(mian)，包括在5G NR環境下(xia)，AR、VR、MR的(de)(de)(de)容量、功(gong)耗、覆蓋、移動性(xing)(xing)等性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)評估，并(bing)在不同流量模型(xing)和無線電頻譜范圍條(tiao)件(jian)下(xia)各種性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)評估。
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(ke)題中，重點研(yan)究的是無線(xian)接入網(wang)側XR業務感(gan)知、XR相(xiang)(xiang)(xiang)關節(jie)能(neng)技(ji)術(shu)以及XR相(xiang)(xiang)(xiang)關的容量提升技(ji)術(shu)。除了(le)無線(xian)接入工(gong)作組外，3GPP SA1相(xiang)(xiang)(xiang)關工(gong)作組也牽頭完(wan)成了(le)增強(qiang)多(duo)媒體和觸(chu)感(gan)網(wang)絡的工(gong)作，主要針對的應用場景是沉浸式VR、遠程控制和機器人協(xie)作。
XR增強的課題，是R18最重要的研究方向之一，主要(yao)(yao)的(de)研究(jiu)方(fang)向包括支持XR及(ji)觸感業(ye)務(wu)(wu)（如(ru)手、肘(zhou)、膝等(deng)多(duo)部位）的(de)多(duo)流協同傳輸，增強網(wang)絡開放，針對(dui)(dui)XR服(fu)務(wu)(wu)和媒(mei)體(ti)服(fu)務(wu)(wu)傳輸進行(xing)服(fu)務(wu)(wu)質量保證(zheng)和策略增強，流量模式進行(xing)增強，網(wang)絡需要(yao)(yao)得到(dao)(dao)終端(duan)(duan)電量，從(cong)而調整網(wang)絡向終端(duan)(duan)發(fa)包的(de)大小(xiao)和頻(pin)率，以保證(zheng)端(duan)(duan)到(dao)(dao)端(duan)(duan)體(ti)驗(yan)。其中(zhong)，針對(dui)(dui)XR的(de)業(ye)務(wu)(wu)體(ti)驗(yan)，3GPP在R18啟(qi)動了新興沉浸式媒(mei)體(ti)、XR服(fu)務(wu)(wu)、媒(mei)體(ti)分(fen)發(fa)增強的(de)研究(jiu)，主要(yao)(yao)考慮XR業(ye)務(wu)(wu)端(duan)(duan)到(dao)(dao)端(duan)(duan)的(de)體(ti)驗(yan)，并提(ti)出相應的(de)研究(jiu)方(fang)向。這些方(fang)面(mian)在一定程(cheng)度上對(dui)(dui)元宇宙形(xing)成基本支持能(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)(quan)新世界愿(yuan)景(jing)，似乎是“為元宇宙(zhou)而生(sheng)”。國內外多個研究機構和標準化(hua)組織發布了(le)6G愿(yuan)景(jing)、技術報告，都不約(yue)而同的(de)對(dui)全(quan)(quan)息通信(xin)、XR等提出(chu)更高目標，能夠滿(man)足元宇宙(zhou)的(de)通信(xin)需求。
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(deng)技術(shu)相(xiang)結合，賦能于商業、工業生產(chan)、文(wen)化娛樂、教育培訓(xun)、醫療健康等(deng)領域進(jin)入元(yuan)宇宙場景。而云化XR系統將(jiang)實現(xian)用戶(hu)和環(huan)境的(de)語(yu)音交(jiao)互(hu)、手(shou)勢交(jiao)互(hu)、頭(tou)部交(jiao)互(hu)、眼球交(jiao)互(hu)等(deng)復雜業務，需(xu)要在相(xiang)對確定的(de)系統環(huan)境下，滿足超低(di)時(shi)延與超高(gao)帶(dai)寬才能為用戶(hu)帶(dai)來(lai)極致體驗。現(xian)有(you)的(de)云VR系統對頭(tou)動(dong)響應時(shi)延的(de)要求不高(gao)于20毫(hao)秒(miao)，而現(xian)有(you)端到端時(shi)延則達到了70毫(hao)秒(miao)。面向(xiang)2030年及未來(lai)，基于云化XR的(de)總時(shi)延將(jiang)至少低(di)于10ms。
下(xia)一(yi)(yi)代移動網(wang)絡（NGMN）聯盟發布(bu)了《6G用例白皮(pi)書》中也提出了XR沉浸(jin)(jin)式全(quan)息(xi)現(xian)場(chang)感通信，該白皮(pi)書認為(wei)，若(ruo)干(gan)年后，以用戶為(wei)中心的擴展沉浸(jin)(jin)式和(he)3D現(xian)實以及全(quan)息(xi)現(xian)場(chang)感將(jiang)可(ke)能成(cheng)為(wei)工作和(he)社(she)交互動的常態。在這一(yi)(yi)場(chang)景下(xia)，一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)人看(kan)起來好像是(shi)(shi)在某個(ge)(ge)(ge)特定的位置，而實際(ji)上是(shi)(shi)在另(ling)一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)位置，比(bi)如一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)人好像在辦公室(shi)，而實際(ji)上是(shi)(shi)在車里。
TIP組織對元宇宙通信能帶來哪些突破？
TIP是2016年(nian)由Facebook發起的(de)一(yi)個開(kai)源組織，該組織將(jiang)運營商、基(ji)礎(chu)設施提供商、系統集成商以及(ji)其他的(de)科技企業聚集到一(yi)起，用開(kai)源技術(shu)來改變傳統的(de)構建和(he)(he)部署電信網(wang)絡基(ji)礎(chu)設施的(de)方法(fa)，對原(yuan)有的(de)接入(ru)網(wang)、回傳網(wang)和(he)(he)核心網(wang)發起挑戰(zhan)。
TIP首(shou)個引人注目(mu)的(de)(de)工作是(shi)Open RAN領域(yu)的(de)(de)推動(dong)工作，旨在通過開源白盒的(de)(de)方式(shi)，定義一整套(tao)開放的(de)(de)硬(ying)件(jian)(jian)平(ping)臺和軟件(jian)(jian)接(jie)口(kou)協議(yi)，打破(po)通信行業專有(you)的(de)(de)接(jie)入網(wang)設(she)備的(de)(de)壟(long)斷(duan)，基(ji)于標(biao)準的(de)(de)硬(ying)件(jian)(jian)、軟件(jian)(jian)接(jie)口(kou)協議(yi)，為(wei)運營商提供接(jie)入網(wang)基(ji)礎設(she)施。目(mu)前Open RAN產業生態(tai)初具規模(mo)，當然也遭到很多(duo)挫折(zhe)，還不足以(yi)撼動(dong)傳統接(jie)入網(wang)領域(yu)的(de)(de)市場格局。
此后，TIP又發起了(le)開(kai)放(fang)(fang)核心(xin)網(wang)小組（OCNG），制定(ding)針(zhen)對4G、5G、WiFi和共享頻譜(pu)網(wang)絡(luo)的(de)開(kai)放(fang)(fang)、云(yun)原生(sheng)和融合的(de)核心(xin)網(wang)規范。另(ling)外，在固網(wang)寬帶(dai)、非地面通(tong)信、光通(tong)信和分組傳(chuan)輸(shu)、無線回傳(chuan)等領域都成立(li)專門的(de)小組，形(xing)成了(le)對傳(chuan)統通(tong)信全面替代的(de)開(kai)源生(sheng)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(he)技術服務提(ti)供商(shang)以及更(geng)廣(guang)泛(fan)的行(xing)業來(lai)說，元(yuan)宇宙(zhou)(zhou)將(jiang)創造機會，在教育(yu)、醫(yi)療保健(jian)、遠(yuan)程(cheng)工作等所有(you)領域提(ti)供新的體驗。隨著(zhu)這些(xie)用例的出現，網(wang)絡(luo)性(xing)(xing)能(neng)和(he)功能(neng)也需要(yao)發展。未來(lai)十年，元(yuan)宇宙(zhou)(zhou)沉浸式服務將(jiang)需要(yao)更(geng)多的網(wang)絡(luo)能(neng)力來(lai)支(zhi)持(chi)更(geng)高(gao)的靈(ling)活性(xing)(xing)、可(ke)編程(cheng)性(xing)(xing)和(he)可(ke)靠性(xing)(xing)。
TIP提出，元(yuan)宇宙就緒網絡(luo)項目組(zu)的主要目標是(shi)加速解(jie)決方案和(he)架(jia)構的開發(fa)，以(yi)增強網絡(luo)就緒性，支(zhi)持元(yuan)宇宙體驗(yan)。通過密切(qie)合作(zuo)，該項目組(zu)將(jiang)致力于協調全行(xing)業網絡(luo)能(neng)力、特定API和(he)機制，以(yi)訪問(wen)支(zhi)持大規模沉浸式應用(yong)的端到端網絡(luo)能(neng)力。該小組(zu)將(jiang)定義(yi)衡(heng)量(liang)(liang)端到端體驗(yan)網絡(luo)質量(liang)(liang)（QoE）的要求和(he)方法，并提供實現元(yuan)宇宙就緒所需的未(wei)來網絡(luo)架(jia)構的優先級。
結合元宇(yu)(yu)宙(zhou)對通信(xin)技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)需求，以及5.5G和(he)6G發展愿(yuan)景，可(ke)以預計，TIP本次發起(qi)的(de)元宇(yu)(yu)宙(zhou)就(jiu)緒網(wang)絡(luo)項目(mu)組(zu)將借助已有(you)接入(ru)、傳輸、核心網(wang)的(de)技(ji)(ji)術(shu)(shu)積累，繼續(xu)(xu)將這些領(ling)域向(xiang)著滿足(zu)5.5G和(he)6G的(de)要求推進，從而(er)達到元宇(yu)(yu)宙(zhou)通信(xin)的(de)需求。當然，3GPP陣營(ying)5.5G和(he)6G發展是(shi)一(yi)個長(chang)期的(de)過程(cheng)，TIP相應的(de)技(ji)(ji)術(shu)(shu)標準推進更緩(huan)慢(man)一(yi)些，因此(ci)預計短(duan)期內TIP元宇(yu)(yu)宙(zhou)就(jiu)緒網(wang)絡(luo)項目(mu)組(zu)不會形(xing)成真正支持元宇(yu)(yu)宙(zhou)接續(xu)(xu)的(de)通信(xin)技(ji)(ji)術(shu)(shu)突破(po)性(xing)進展。
值得注意的(de)(de)(de)是(shi)，近期Meta的(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)(yuan)宇(yu)(yu)宙(zhou)進展飽受詬病，花費巨資卻與預期效果差距甚(shen)遠。TIP元(yuan)(yuan)(yuan)宇(yu)(yu)宙(zhou)就(jiu)緒網絡項(xiang)(xiang)目(mu)組是(shi)在這一背景(jing)下成(cheng)立，而其發起人也是(shi)Meta。不可否認，元(yuan)(yuan)(yuan)宇(yu)(yu)宙(zhou)預期效果的(de)(de)(de)實(shi)現(xian)，需要大量成(cheng)熟(shu)技術的(de)(de)(de)支(zhi)持，而當前元(yuan)(yuan)(yuan)宇(yu)(yu)宙(zhou)仍存在很多瓶頸，其中通信技術的(de)(de)(de)瓶頸非常明(ming)顯(xian)，而且并不是(shi)短時間內能夠有所突(tu)破。或(huo)許，TIP元(yuan)(yuan)(yuan)宇(yu)(yu)宙(zhou)就(jiu)緒網絡項(xiang)(xiang)目(mu)組在一定程度上也承載著實(shi)現(xian)扎克伯格(ge)對元(yuan)(yuan)(yuan)宇(yu)(yu)宙(zhou)愿景(jing)的(de)(de)(de)任務(wu)。
