在科技迅猛發展的當下，6G技術正從概念逐漸變為現實，其超高速率、超低時延和海量連接的特性為全息通信業務帶來了前所未有的發展機遇。步入6G時代，全息通信借助全息三維光場重建技術，得以打破時空局限，實現自然交互與虛實融合。不難想象，這一技術未來將廣泛應用于社交、娛樂、教育、醫療和工業等多個領域，使交流更真實、體驗更沉浸、學習更高效、醫療服務更便捷、工業生產更安全，從而全面且深刻的改變人類的生活和生產方式。

全息通信業務概覽

“全息”意為“全部信息”，由英國匈牙利裔物理學家Dennis Gabor于1947年提出，他也憑此榮獲1971年諾貝爾物理學獎。全息技術基于干涉和衍射原理，能夠記錄物體反射、透射光波中的振幅相位信息，進而再現物體真實的三維影像。該技術與物理學、計算機學、電子通信及人機交互等多學科深度關聯，在多學科的交叉融合中持續演進。從發展歷程來看，全息技術歷經傳統光學全息、數字全息和計算全息這三個關鍵階段。早期，受限于技術條件，全息技術的發展步伐較為緩慢。不過，隨著計算機技術逐漸成熟以及數碼攝像機的廣泛普及，計算全息一躍成為熱門研究領域。而當下，6G技術更是為全息通信開拓了全新的發展契機，推動其邁向新的發展階段。如今，全息通信已不再是停留在紙面上的抽象概念。在6G、全息技術、AI以及高分辨率顯示技術的加持下，一套完整可行的實現方案已然構建而成。這套方案通過數據采集、編碼、傳輸、渲染及顯示等一系列流程，實現了各環節的無縫銜接與協同運作，可打造出具有高沉浸感、支持多維度交互的全息通信場景。

在數據采集階段，通過多組具備高分辨率和深度感知能力的攝像頭，從多個方位捕捉物體的光學屬性（如振幅、波長、相位）和空間屬性（如深度和三維位置）信息，進而構建全息三維空間特征數據。編碼環節運用HEVC編碼標準以及多視角視頻編碼技術，去除數據冗余。傳輸階段，借助6G網絡超高速率、超低時延和海量連接的特性，并結合網絡切片等技術，確保數據能夠快速且穩定的傳輸。在渲染和顯示階段，對接收到的全息光場數據，進行視點間光流估計、多視角圖像的光流融合，以及基于深度學習的密集視點生成等處理，再經GPU渲染構建逼真的三維圖像，最后利用全息三維光場顯示技術將全息圖像呈現出來，從而實現端到端的雙向通信，為用戶帶來沉浸式的通信體驗。這樣創新的全息通信技術實現方案，未來將為用戶帶來前所未有的使用體驗。以全息視頻通話場景為例，通話雙方不再受限于二維屏幕中的平面形象，而是通過三維光場顯示屏，以逼真的三維全息影像出現在彼此面前，仿佛就站在用戶身前，一舉一動、表情神態都清晰可見，這種體驗是以往通信方式難以企及的。

6G全息通信的多元應用場景

在6G技術以及全息通信技術的賦能下，全息通信的應用場景將得到極大拓展，未來將廣泛滲透至娛樂、教育、醫療、工業等多個領域，為人們帶來全新體驗。

娛樂領域

在娛樂領域，全息技術將以其獨特的沉浸體驗，顛覆人們對于傳統娛樂的想象，為觀眾和玩家帶來前所未有的感官震撼。以全息影院為例，未來觀眾將無需佩戴3D眼鏡，即可觀賞到具有超強立體感與真實感的全息畫面，演員的一舉一動仿佛近在咫尺，帶來身臨其境的視覺享受。舞臺表演同樣因全息技術而大放異彩，其甚至可以構建出奇幻的虛擬場景，為觀眾打造無與倫比的視覺盛宴。當下，大型演唱會已率先嘗試這一技術，虛擬偶像與真實歌手同臺演出的精彩畫面，吸引了無數粉絲的目光。另外，在全息技術的加持下，全息游戲領域有望迎來爆發式增長。在全息游戲世界中，玩家仿佛置身于高度逼真的游戲場景之中，甚至能夠與全息影像生成的怪物近身搏斗。盡管目前市場上尚未出現真正成熟的全息游戲產品，但隨著技術的不斷進步，其發展前景極為廣闊，有望將娛樂體驗提升至全新的維度。

教育領域

在教育領域，全息技術將以開創性的方式變革教學模式，顯著提升教學效果，尤其在遠程教育方面發揮其獨特價值。在遠程教育場景下，受時空限制，學生與教師、教學資源之間存在一定隔閡。而全息通信技術的應用將打破這一壁壘。學生借助全息設備，可輕松“置身”于不同地域的優質課堂，與各地同學一同聆聽名師授課。教師也可以借助全息影像，將復雜抽象的科學原理、遙不可及的歷史場景直觀呈現，助力學生深度理解知識。例如，物理課上，分子結構的動態變化通過全息影像清晰展現，抽象概念變得鮮活；歷史課中，古代戰爭場景的全息重現，讓學生仿若穿越時空，親身感受歷史的波瀾壯闊。

醫療領域

在醫療領域，6G網絡將憑借其卓越的低時延和高帶寬特性，使全息通信技術成為推動醫療服務跨越地域限制的關鍵力量。借助全息影像技術，身處異地的醫療專家能夠以近乎實時的速度，清晰且直觀的查看患者病情狀況，與現場醫生開展面對面般的流暢溝通，并精準指導手術操作。這意味著，哪怕患者身處偏遠地區，也能突破地理屏障，及時獲得頂級醫療專家的專業診斷與治療方案，極大提升醫療資源分配的均衡性和可及性。

工業及農業領域

在工業及農業領域，6G技術與全息通信的深度融合，將為遠程管控帶來前所未有的變革，極大提升生產效率與安全性。以采礦業為例，借助6G的高速率與低時延特性，工作人員在安全的遠程控制中心，即可通過全息影像實時、精準的查看礦洞內復雜且多變的情況，遠程操縱各類器械進行開采作業。這一模式將有效規避礦工在危險環境下作業的風險，極大保障礦工的人身安全。農業領域將同樣因6G全息通信技術而獲益匪淺，通過部署在田間的各類傳感器，農作物的生長狀態、土壤墑情等關鍵信息得以實時采集，并借助6G網絡迅速遠程傳輸，以全息影像的形式清晰呈現給農業專家。專家依據這些直觀的信息，能夠及時、準確的為農戶提供針對性的指導建議，助力農戶科學種植，從而有效提高農業生產效率，推動農業智能化發展。

6G全息通信的技術挑戰與解決方案

6G全息通信雖前景光明，但要實現廣泛應用，仍面臨諸多技術挑戰，需業界共同探索與解決。

超高帶寬需求

與傳統高清和3D虛擬視頻相比，全息通信傳輸的流媒體對網絡帶寬要求極高，每秒可達數百Mbit。以9視角 4K 60fps光場彩色攝像頭采集數據為例，其原始未壓縮數據流量高達108Gbit/s（單視角為12Gbit/s）。即便采用H.264或 H.265編碼壓縮，仍需要540Mbit/s與360Mbit/s的持續帶寬支持（按H.264、H.265平均提供200倍與300倍壓縮比計算）。

面對這一困境，多視角視頻編碼與新一代編解碼標準（如MV-HEVC、3D-HEVC、H.266以及AV1）的深度融合，為提升全息三維光場數據的壓縮效率帶來了更多可能。MV-HEVC借助跨視點預測和分層碼率分配技術，在相同畫質下，相比傳統編碼可節省約30%的存儲空間。3D-HEVC通過結合深度圖聯合編碼，將壓縮效率提升了約20%。H.266與AV1標準則憑借動態碼控、感知優化等技術，相較于前代標準，壓縮效率最大可提升50%。這些技術進步優化了全息三維光場數據的處理流程，為全息通信在6G網絡下的商業化應用提供了更多可能。

超低延時需求

為了讓用戶獲得身臨其境的體驗，全息通信要求網絡提供小于10ms的端到端時延，這與AR/VR等強交互沉浸式應用的要求相同。如果時延過高，用戶在與全息影像交互時會有明顯的延遲感，嚴重影響體驗效果。

RDMA（remote direct memory access，遠程直接數據存取）技術的出現為降低時延帶來希望。其能將數據直接從一臺計算機內存傳輸到另一臺計算機，與傳統TCP/IP通信模式相比，在6G網絡的加持下，可支持高吞吐、低時延的網絡通信，可進一步降低網絡傳輸時延，在未來6G全息通信應用場景中具有一定的發展潛力。

超強算力需求

為實現全息通信，需先通過采集端設備獲取三維物體全息光場信息，然后利用GPU計算生成全息圖，最后編碼壓縮傳輸到網絡。因全息圖信息和數據量龐大，若終端側算力不足，將導致計算時間過長，不僅帶會來極大帶寬負擔，還會造成很大的 MTP（運動到成像）時延，影響全息通信體驗。

6G網絡可在云端和邊緣側提供即時算力，來滿足全息通信的計算需求。通過將高負載的渲染與光場重建任務遷移至基站邊緣側，可從根本上重構全息終端的設計邏輯。全息終端將無需集成高性能計算模塊，轉而采用低功耗GPU完成基礎數據采集與顯示功能，這將大幅降低全息硬件終端的復雜度與制造成本。而且，云邊端算力的彈性調用不僅可顯著降低終端的計算壓力，還可大幅降低其硬件功耗，使全息終端徹底擺脫笨重的本地計算單元，從而向輕量化、便攜化方向演進。這種“邊端強算力、終端強體驗”的協同模式，既確保了全息交互的高質量實時呈現，又讓消費級設備擺脫了性能與體積的固有矛盾，為大規模普及奠定了技術基礎。

安全風險

通過全息通信傳輸的全息影像包含大量敏感信息，如人臉特征、聲音等。一旦這些信息泄露，將對用戶的隱私和安全造成嚴重威脅。然而，使用現有安全技術又會增加端到端時延，如何平衡時延和安全性，成為6G網絡面臨的一大難題。

為此，需要研究新的加密算法和安全協議，在保障數據安全的同時，盡可能減少對時延的影響。例如采用區塊鏈與量子加密技術，利用區塊鏈具有去中心化、不可篡改、可追溯等特性與量子的不可克隆性和不確定性，實現更高級別的通信加密；同時，加強身份認證和訪問控制技術，確保只有授權用戶能夠訪問和處理全息數據。

展望未來

6G時代的全息通信業務，為我們描繪了一幅令人憧憬的未來畫卷。其不僅僅是通信技術的升級，更是一場全方位的生活變革，將深度重塑人們的社交、工作、學習和娛樂模式。

在社交場景中，6G全息通信將打破時空隔閡，讓人們無論相距多遠，都能借助全息技術實現 “面對面” 的真切交流。在工作當中，遠程協作因全息影像而變得高效，團隊成員仿若共處一室。在工業領域，工程師可遠程指導設備維修，精準定位問題，加速維修進程。教育領域學生能夠與歷史人物 “對話”，親身體驗歷史事件，激發學習興趣，培養創新和實踐能力。

盡管實現這些美好愿景面臨諸多挑戰，但6G全息通信的發展趨勢不可阻擋。隨著技術的不斷進步和產業鏈的逐漸成熟，6G全息通信將從概念走向現實，融入人們的日常生活，為我們創造更加美好的未來。