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(wǎng)絡”的項目組，然而未來這個項目組能為支撐元宇宙的通信技術(shù)發(fā)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(wǎng)絡”的項目組，幫助為元宇宙業(yè)務應用提供新型電信網(wǎng)絡技術(shù),。Meta（原Facebook）,、微軟、T-Mobile,、西班牙電信和Sparkle將擔任項目組的初始聯(lián)合主席,。通信是元宇宙應用實現(xiàn)的一個瓶頸，作為Facebook發(fā)起的組織TIP,，推動成立網(wǎng)絡通信相關(guān)項目組,，目的就是打破這一瓶頸，然而未來這個項目組能為支撐元宇宙的通信技術(shù)發(fā)揮多大作用,？
元宇宙需要什么樣的網(wǎng)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(jīng)濟系統(tǒng)、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(xiàn)需要通信技術(shù)的進步，對于無線通信網(wǎng)絡提出較高要求,?？梢哉f，元宇宙所描繪的場景不僅需要網(wǎng)絡支持更高帶寬,、更低時延的性能,，更需要網(wǎng)絡具備更高的沉浸式能力。
沉浸感要求虛擬世界具備對現(xiàn)實世界的替代性,，通過VR,、AR、MR等設備打開虛擬世界大門,，并打破虛擬和現(xiàn)實的屏障,，讓人們在元宇宙中實現(xiàn)沉浸式體驗。沉浸感的實現(xiàn),，需要設備性能的提升,，而設備和云端或邊緣之間的通信需要通過無線形式實現(xiàn)，也就對當前5G網(wǎng)絡提出明確要求,，目前的5G網(wǎng)絡似乎還不能支持元宇宙所需要的沉浸感,。
今年的移動通信大會（MWC）上，Meta曾表示,，要實現(xiàn)元宇宙,，必須滿足許多網(wǎng)絡條件，包括改善網(wǎng)絡延遲,、對稱網(wǎng)絡頻寬,，以及提升整體網(wǎng)絡速度。對元宇宙來說,，網(wǎng)絡延遲是影響互動體驗的一大挑戰(zhàn),，不同類型的應用對延遲有不同的要求，Meta提到,，視頻通話和云游戲,，延遲通常在75到150毫秒之間，在多人游戲中，延遲需要降到30毫秒,，但是在頭戴式混合現(xiàn)實設備上,，由于顯示器必須要呈現(xiàn)圖形，來即時回應用戶眼睛聚焦的位置,，因此延遲需要再提升一個量級,，延遲僅能是10到20毫秒，甚至是個位數(shù),。
另外,，沉浸式影片也存在需要彌平的鴻溝，在標準智能手機屏幕上串流720p的影片,，需要1.3到1.6Mbps的下載頻寬,，而只要720p解析度的屏幕，距離眼睛一只手臂的距離,，就能實現(xiàn)人類視網(wǎng)膜解析度,，但是要在距離眼睛只有幾公分的頭戴式屏幕上實現(xiàn)視網(wǎng)膜解析度，需要提升影片解析度好幾個量級,，甚至超過4K,，要應付這么大的下載流量，需要更多的硬件和軟件堆疊創(chuàng)新,，以及巨大的網(wǎng)絡吞吐量提升,。
因此，Meta認為,，下一個十年的目標,，是要建立元宇宙就緒網(wǎng)絡，在提高網(wǎng)絡速度的同時,，還能維持穩(wěn)定且極低的延遲,，目前產(chǎn)業(yè)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(zhì)指標,，以及網(wǎng)絡服務指標。這也許是Meta聯(lián)合幾家主流廠商發(fā)起“元宇宙就緒網(wǎng)絡項目組”的原因,。
5.5G和6G對元宇宙場景形成支持
元宇宙廣泛的場景和多樣化技術(shù)融合,，使5G標準演進中大部分內(nèi)容對元宇宙形成支撐，大帶寬,、低時延高可靠,、低功耗大連接等都是元宇宙所需要的能力。值得關(guān)注的是,，5G標準演進對很多細分領域做了大量研究和標準化工作,，從一定程度上解決了元宇宙的一些具體問題,，其中最為典型的是5G標準對XR的專門研究和標準化工作，直接面對的是虛實相融世界的多個痛點,。
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(guī)劃和布局時，提出了相關(guān)內(nèi)容,。其中,，高通牽頭提出了基于5G NR支持XR的評估研究項目，是R17中新增的“從0到1”新研究的項目,。XR包括AR,、VR和MR，這正是元宇宙虛實融合的核心交互界面,。XR作為新興業(yè)務,，要求在支持低時延高可靠的同時保證大帶寬，這對5G網(wǎng)絡提出了新的挑戰(zhàn),，運營商需要聯(lián)合產(chǎn)業(yè)尋求更多的網(wǎng)絡優(yōu)化手段，以保證運營商網(wǎng)絡具備大規(guī)模支撐XR的能力,。
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(shù)報告。在這份技術(shù)報告中,，3GPP的專家全面研究了5G對XR支持的多個方面,，包括在5G NR環(huán)境下，AR,、VR,、MR的容量、功耗,、覆蓋,、移動性等性能的評估，并在不同流量模型和無線電頻譜范圍條件下各種性能的評估,。
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，在這一課題中,，重點研究的是無線接入網(wǎng)側(cè)XR業(yè)務感知,、XR相關(guān)節(jié)能技術(shù)以及XR相關(guān)的容量提升技術(shù)。除了無線接入工作組外,，3GPP SA1相關(guān)工作組也牽頭完成了增強多媒體和觸感網(wǎng)絡的工作,，主要針對的應用場景是沉浸式VR,、遠程控制和機器人協(xié)作。
XR增強的課題,，是R18最重要的研究方向之一,，主要的研究方向包括支持XR及觸感業(yè)務（如手、肘,、膝等多部位）的多流協(xié)同傳輸,，增強網(wǎng)絡開放，針對XR服務和媒體服務傳輸進行服務質(zhì)量保證和策略增強,，流量模式進行增強,，網(wǎng)絡需要得到終端電量，從而調(diào)整網(wǎng)絡向終端發(fā)包的大小和頻率,，以保證端到端體驗,。其中，針對XR的業(yè)務體驗,，3GPP在R18啟動了新興沉浸式媒體,、XR服務、媒體分發(fā)增強的研究,，主要考慮XR業(yè)務端到端的體驗,，并提出相應的研究方向。這些方面在一定程度上對元宇宙形成基本支持能力,。
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(shù)字底座,。6G構(gòu)建“萬物智聯(lián),、數(shù)字孿生”的全新世界愿景，似乎是“為元宇宙而生”,。國內(nèi)外多個研究機構(gòu)和標準化組織發(fā)布了6G愿景,、技術(shù)報告，都不約而同的對全息通信,、XR等提出更高目標,，能夠滿足元宇宙的通信需求,。
以浸式云XR為例,，中國IMT2030（6G）推進組發(fā)布的《6G總體愿景與潛在關(guān)鍵技術(shù)白皮書》中提出，面向2030年及未來,，網(wǎng)絡及XR終端能力的提升將推動XR技術(shù)進入全面沉浸化時代,。云化XR系統(tǒng)將與新一代網(wǎng)絡、云計算,、大數(shù)據(jù),、人工智能等技術(shù)相結(jié)合,，賦能于商業(yè)、工業(yè)生產(chǎn),、文化娛樂,、教育培訓、醫(yī)療健康等領域進入元宇宙場景,。而云化XR系統(tǒng)將實現(xiàn)用戶和環(huán)境的語音交互,、手勢交互、頭部交互,、眼球交互等復雜業(yè)務,，需要在相對確定的系統(tǒng)環(huán)境下，滿足超低時延與超高帶寬才能為用戶帶來極致體驗?，F(xiàn)有的云VR系統(tǒng)對頭動響應時延的要求不高于20毫秒,，而現(xiàn)有端到端時延則達到了70毫秒。面向2030年及未來,，基于云化XR的總時延將至少低于10ms,。
下一代移動網(wǎng)絡（NGMN）聯(lián)盟發(fā)布了《6G用例白皮書》中也提出了XR沉浸式全息現(xiàn)場感通信，該白皮書認為,，若干年后,，以用戶為中心的擴展沉浸式和3D現(xiàn)實以及全息現(xiàn)場感將可能成為工作和社交互動的常態(tài)。在這一場景下,，一個人看起來好像是在某個特定的位置，而實際上是在另一個位置,，比如一個人好像在辦公室,，而實際上是在車里。
TIP組織對元宇宙通信能帶來哪些突破,？
TIP是2016年由Facebook發(fā)起的一個開源組織,，該組織將運營商、基礎設施提供商,、系統(tǒng)集成商以及其他的科技企業(yè)聚集到一起,，用開源技術(shù)來改變傳統(tǒng)的構(gòu)建和部署電信網(wǎng)絡基礎設施的方法，對原有的接入網(wǎng),、回傳網(wǎng)和核心網(wǎng)發(fā)起挑戰(zhàn),。
TIP首個引人注目的工作是Open RAN領域的推動工作，旨在通過開源白盒的方式,，定義一整套開放的硬件平臺和軟件接口協(xié)議,，打破通信行業(yè)專有的接入網(wǎng)設備的壟斷，基于標準的硬件,、軟件接口協(xié)議,，為運營商提供接入網(wǎng)基礎設施,。目前Open RAN產(chǎn)業(yè)生態(tài)初具規(guī)模，當然也遭到很多挫折,，還不足以撼動傳統(tǒng)接入網(wǎng)領域的市場格局,。
此后，TIP又發(fā)起了開放核心網(wǎng)小組（OCNG）,，制定針對4G,、5G、WiFi和共享頻譜網(wǎng)絡的開放,、云原生和融合的核心網(wǎng)規(guī)范,。另外，在固網(wǎng)寬帶,、非地面通信,、光通信和分組傳輸、無線回傳等領域都成立專門的小組,，形成了對傳統(tǒng)通信全面替代的開源生態(tài)組織,。
本次TIP成立元宇宙就緒網(wǎng)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?nèi)藗兊幕臃绞?，這需要更好的網(wǎng)絡性能，無論是固定網(wǎng)絡還是移動網(wǎng)絡,，因此TIP繼續(xù)秉承開源理念,，借助已有技術(shù)，為元宇宙通信提供支持,。
TIP認為,，對于連接和技術(shù)服務提供商以及更廣泛的行業(yè)來說，元宇宙將創(chuàng)造機會,，在教育,、醫(yī)療保健、遠程工作等所有領域提供新的體驗,。隨著這些用例的出現(xiàn),，網(wǎng)絡性能和功能也需要發(fā)展。未來十年,，元宇宙沉浸式服務將需要更多的網(wǎng)絡能力來支持更高的靈活性,、可編程性和可靠性。
TIP提出,，元宇宙就緒網(wǎng)絡項目組的主要目標是加速解決方案和架構(gòu)的開發(fā),，以增強網(wǎng)絡就緒性，支持元宇宙體驗,。通過密切合作,，該項目組將致力于協(xié)調(diào)全行業(yè)網(wǎng)絡能力,、特定API和機制，以訪問支持大規(guī)模沉浸式應用的端到端網(wǎng)絡能力,。該小組將定義衡量端到端體驗網(wǎng)絡質(zhì)量（QoE）的要求和方法,，并提供實現(xiàn)元宇宙就緒所需的未來網(wǎng)絡架構(gòu)的優(yōu)先級。
結(jié)合元宇宙對通信技術(shù)的需求,，以及5.5G和6G發(fā)展愿景,，可以預計，TIP本次發(fā)起的元宇宙就緒網(wǎng)絡項目組將借助已有接入,、傳輸,、核心網(wǎng)的技術(shù)積累，繼續(xù)將這些領域向著滿足5.5G和6G的要求推進,，從而達到元宇宙通信的需求,。當然，3GPP陣營5.5G和6G發(fā)展是一個長期的過程,，TIP相應的技術(shù)標準推進更緩慢一些,，因此預計短期內(nèi)TIP元宇宙就緒網(wǎng)絡項目組不會形成真正支持元宇宙接續(xù)的通信技術(shù)突破性進展。
值得注意的是,，近期Meta的元宇宙進展飽受詬病,，花費巨資卻與預期效果差距甚遠。TIP元宇宙就緒網(wǎng)絡項目組是在這一背景下成立,，而其發(fā)起人也是Meta,。不可否認，元宇宙預期效果的實現(xiàn),，需要大量成熟技術(shù)的支持,，而當前元宇宙仍存在很多瓶頸，其中通信技術(shù)的瓶頸非常明顯,，而且并不是短時間內(nèi)能夠有所突破?；蛟S,，TIP元宇宙就緒網(wǎng)絡項目組在一定程度上也承載著實現(xiàn)扎克伯格對元宇宙愿景的任務。
