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”的項目組，然而未來這個項目組能為支撐元宇宙的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”的項目組，幫助為元宇宙業務應用提供新型電信網絡技術。Meta（原Facebook）、微軟、T-Mobile、西班牙電信和Sparkle將擔任項目組的初始聯合主席。通信是元宇宙應用實現的一個瓶頸，作為Facebook發起的組織TIP，推動成立網絡通信相關項目組，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。
沉浸感要求虛擬世界具備對現實世界的替代性，通過VR、AR、MR等設備打開虛擬世界大門，并打破虛擬和現實的屏障，讓人們在元宇宙中實現沉浸式體驗。沉浸感的實現，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，也就對當前5G網絡提出明確要求，目前的5G網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，要實現元宇宙，必須滿足許多網絡條件，包括改善網絡延遲、對稱網絡頻寬，以及提升整體網絡速度。對元宇宙來說，網絡延遲是影響互動體驗的一大挑戰，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實設備上，由于顯示器必須要呈現圖形，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。
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，就能實現人類視網膜解析度，但是要在距離眼睛只有幾公分的頭戴式屏幕上實現視網膜解析度，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新，以及巨大的網絡吞吐量提升。
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“元宇宙就緒網絡項目組”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融合，使5G標準演進中大部分內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進行了規劃和布局時，提出了相關內容。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作為新興業務，要求在支持低時延高可靠的同時保證大帶寬，這對5G網絡提出了新的挑戰，運營商需要聯合產業尋求更多的網絡優化手段，以保證運營商網絡具備大規模支撐XR的能力。
3GPP在R17中提出的5G NR支持XR的評估研究項目，并形成專門的技術報告。在這份技術報告中，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側XR業務感知、XR相關節能技術以及XR相關的容量提升技術。除了無線接入工作組外，3GPP SA1相關工作組也牽頭完成了增強多媒體和觸感網絡的工作，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及觸感業務（如手、肘、膝等多部位）的多流協同傳輸，增強網絡開放，針對XR服務和媒體服務傳輸進行服務質量保證和策略增強，流量模式進行增強，網絡需要得到終端電量，從而調整網絡向終端發包的大小和頻率，以保證端到端體驗。其中，針對XR的業務體驗，3GPP在R18啟動了新興沉浸式媒體、XR服務、媒體分發增強的研究，主要考慮XR業務端到端的體驗，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字底座。6G構建“萬物智聯、數字孿生”的全新世界愿景，似乎是“為元宇宙而生”。國內外多個研究機構和標準化組織發布了6G愿景、技術報告，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、人工智能等技術相結合，賦能于商業、工業生產、文化娛樂、教育培訓、醫療健康等領域進入元宇宙場景。而云化XR系統將實現用戶和環境的語音交互、手勢交互、頭部交互、眼球交互等復雜業務，需要在相對確定的系統環境下，滿足超低時延與超高帶寬才能為用戶帶來極致體驗。現有的云VR系統對頭動響應時延的要求不高于20毫秒，而現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。
下一代移動網絡（NGMN）聯盟發布了《6G用例白皮書》中也提出了XR沉浸式全息現場感通信，該白皮書認為，若干年后，以用戶為中心的擴展沉浸式和3D現實以及全息現場感將可能成為工作和社交互動的常態。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發起的一個開源組織，該組織將運營商、基礎設施提供商、系統集成商以及其他的科技企業聚集到一起，用開源技術來改變傳統的構建和部署電信網絡基礎設施的方法，對原有的接入網、回傳網和核心網發起挑戰。
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議，打破通信行業專有的接入網設備的壟斷，基于標準的硬件、軟件接口協議，為運營商提供接入網基礎設施。目前Open RAN產業生態初具規模，當然也遭到很多挫折，還不足以撼動傳統接入網領域的市場格局。
此后，TIP又發起了開放核心網小組（OCNG），制定針對4G、5G、WiFi和共享頻譜網絡的開放、云原生和融合的核心網規范。另外，在固網寬帶、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，形成了對傳統通信全面替代的開源生態組織。
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供商以及更廣泛的行業來說，元宇宙將創造機會，在教育、醫療保健、遠程工作等所有領域提供新的體驗。隨著這些用例的出現，網絡性能和功能也需要發展。未來十年，元宇宙沉浸式服務將需要更多的網絡能力來支持更高的靈活性、可編程性和可靠性。
TIP提出，元宇宙就緒網絡項目組的主要目標是加速解決方案和架構的開發，以增強網絡就緒性，支持元宇宙體驗。通過密切合作，該項目組將致力于協調全行業網絡能力、特定API和機制，以訪問支持大規模沉浸式應用的端到端網絡能力。該小組將定義衡量端到端體驗網絡質量（QoE）的要求和方法，并提供實現元宇宙就緒所需的未來網絡架構的優先級。
結合元宇宙對通信技術的需求，以及5.5G和6G發展愿景，可以預計，TIP本次發起的元宇宙就緒網絡項目組將借助已有接入、傳輸、核心網的技術積累，繼續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發展是一個長期的過程，TIP相應的技術標準推進更緩慢一些，因此預計短期內TIP元宇宙就緒網絡項目組不會形成真正支持元宇宙接續的通信技術突破性進展。
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元宇宙就緒網絡項目組是在這一背景下成立，而其發起人也是Meta。不可否認，元宇宙預期效果的實現，需要大量成熟技術的支持，而當前元宇宙仍存在很多瓶頸，其中通信技術的瓶頸非常明顯，而且并不是短時間內能夠有所突破。或許，TIP元宇宙就緒網絡項目組在一定程度上也承載著實現扎克伯格對元宇宙愿景的任務。
