Teave 6G-tehnoloogia ja selle erinevuste kohta 5G-st

La mobiilne ühenduvus See kogeb oma ajaloo suurimat revolutsiooniKuigi 4G on mõnes piirkonnas endiselt domineeriv ja 5G pole isegi täielikult kasutusele võetud, on valitsused, operaatorid ja tootjad juba sihikule võtnud järgmise hüppe: 6G. Asi pole ainult kiiruses; asi on praktiliselt kohese ja palju nutikama võrgu loomises, mis on võimeline toetama seadmete, andmete ja teenuste laviini, mida me alles hakkame ette kujutama.

Selles kontekstis et täielikult mõista, mis on 6G ja kuidas see erineb 5G-st See on võtmetähtsusega nii kasutajatele kui ka ettevõtetele. Me räägime sügavatest muutustest: uued sagedusribad (isegi terahertsi vahemikus), peaaegu nullist tulenev latentsus, natiivne integratsioon tehisintellektiga, holograafiline side, massiline automatiseerimine ja väga erinev suhe mobiilsidevõrgu, pilve ja iga päev kasutatavate seadmete vahel.

Mis täpselt on 6G ja mida see lubab võrreldes 5G-ga?

6G saab olema kuuenda põlvkonna mobiilsidevõrke Ja see on määratud võtma üle võimu täiustatud 5G-lt või 5G+-lt, tuntud ka kui 5.5G. Nii nagu 4G ületas 3G ja 5G laiendas 4G võimalusi, püüab 6G minna mitu sammu edasi kiiruse, latentsuse, ühendatud seadmete mahutavuse ja energiatõhususe osas, avades samal ajal ukse rakendustele, mis tänapäeval on praktiliselt ulme.

Enne kui näeme 6G-ühendusega telefone, kogeme faasi, kus Täiustatud 5G (5G+, 5.5G)mis on juba hakanud tekkima. Tootjad nagu Huawei väidavad, et see vaheetapp, mida toetavad sellised tehnoloogiad nagu massiivne MIMO, võib saavutada kiiruse kuni 10 Gbps, toimides loomuliku sillana praeguse 5G ja tulevase kuuenda põlvkonna vahel.

Kuigi suletud 6G standardit veel ei eksisteeri, on Rahvusvaheline Telekommunikatsiooniliit (ITU) oma soovitusega ITU-R M.2160 juba kehtestanud väga ambitsioonikad tulemuslikkuse eesmärgidTippkiirused umbes 200 Gbps ja erinevate uuringute kohaselt isegi teoreetilised tippkiirused kuni 512 Gbps või ideaaljuhul suurusjärgus 1 Tbps.

La 6G sihtmärgi latentsusaeg See töötab umbes 0,1 millisekundi (0,1 ms) kiirusega, mis on kümnendik sellest, mida 5G oma kõige arenenumates režiimides eesmärgiks seab. See praktiliselt kohene reageerimisvõime võimaldab üliohutuid kaugoperatsioone, täisautonoomseid kiireid sõidukeid ja sujuvat holograafilist sidet.

Lisaks kiirusele ja latentsusajale on 6G eesmärk oluliselt suurendada liiklusvõimsus piirkonna kohta, mille võrdluskiirus on vahemikus 30–50 Mbit/s ruutmeetri kohta, mis juba korrutab spektri efektiivsust vähemalt kolmekordselt võrreldes IMT-2020 võrkude (5G hõlmav raamistik) võrdlusväärtusega.

Sagedusribad ja spekter: gigahertsist terahertsini

Üks peamisi tehnoloogilisi erinevusi 5G ja 6G vahel seisneb selles, et kasutatavad sagedusribad4G töötab kuni umbes 6 GHz sageduseni, samas kui 5G on laiendanud oma ulatust millimeeterlainete (mmWave) sagedusalas 100–110 GHz. 6G täieliku potentsiaali vallandamiseks kaaluvad tootjad, näiteks Samsung, hüpet 6 GHz sagedusalasse. teraherts (THz).

Praktikas tähendaks see 6G kaalumist kogu saadaolev spekterAlates madalast sagedusribast (alla 1 GHz, ideaalne laia leviala jaoks) läbi keskmise sagedusriba (1 kuni 24 GHz, hea tasakaal ulatuse ja mahutavuse vahel) ja jõudes kõrge sagedusribani, mis teoreetiliselt võiks ulatuda kuni ~3000 GHz-ni. Siinne väljakutse on tohutu, sest see nõuab uute antennide, materjalide ja raadiosüsteemide väljatöötamist, mis on võimelised neid väga kõrgeid sagedusi käsitlema.

Selles valdkonnas on juba paljulubavaid tõendeid. Näiteks LG on suutnud edastada andmeid terahertsi vahemikus pidevalt suurenenud vahemaadel: algul umbes 100 meetrit, seejärel õues 320 meetri juures 155–175 GHz ning viimasel ajal ka üle 500 meetri. Hiinas on THz traadita side abil olnud võimalik edastada isegi 1 TB andmeid ühe kilomeetri kaugusele ühe sekundiga.

Fujitsu katsetab koostöös DOCOMO ja NTT-ga ka laineid. subterahertsi sagedustel 100 GHz ja 300 GHzSelle eesmärk on saavutada ülikiire side, mis säilitab tugeva levi isegi takistustega keskkondades, mis on kriitilise tähtsusega, kui 6G-d kavatsetakse kasutada keerukates tööstusettevõtetes või tiheda linnastumisega linnapiirkondades.

Kõik need edusammud peavad eksisteerima koos tõsiasjaga, et 5G jääb tööle veel paljudeks aastateks. Seetõttu rõhutavad tootjad nagu Samsung seda. vajadus reserveerida uued sagedusribad ainult 6G jaoksnii et praegused võrgud ei oleks uue põlvkonna juurutamise ajal piiratud.

Põhinäitajad: 6G kiirus, latentsus ja maht võrreldes 5G-ga

5G oli juba 4G-ga võrreldes märkimisväärne edasiminek: kuni 20 Gbps teoreetiline tippkiirus, latentsusajad umbes 1 ms kõige arenenumates režiimides ja ideaalsetes tingimustes võime ühendada kuni miljon seadet ruutkilomeetri kohta. Kuid 6G eesmärk on viia asjad kõigis neis valdkondades järgmisele tasemele.

Prognoosid näitavad, et 6G võib ulatuda kuni 100 korda kiirem kui 5GMõned tootjad, näiteks Samsung, räägivad nii allalaadimise kui ka üleslaadimise tippkiirustest 1000 Gbps (1 Tbps), samas kui teised uuringud viitavad esialgsete äriliste juurutuste tippkiirustele 200–512 Gbps. Igal juhul räägime võimalusest laadida alla suuri ja kaasahaaravaid sisufaile (8K filmid, täismängud, virtuaalreaalsuse keskkonnad) peaaegu koheselt.

Latentsuse osas on paranemine sama radikaalne. Kui 5G oleks loodud lähenema... latentsusajad suurusjärgus 1 millisekund6G eesmärk on vähendada seda arvu umbes 0,1 millisekundini. Mõned visioonid pakuvad väga spetsiifilistes stsenaariumides isegi mikrosekundilisi latentsusaegu, mis võimaldaks sõidukitel, robotitel või kriitilistel meditsiinilistel rakendustel reageerida peaaegu reaalajas.

Ka võrgu läbilaskevõime kasvab hüppeliselt. 5G võimaldab juba praegu tohutut seadmete tihedust, kuigi keerulistes keskkondades (staadionid, metallkonstruktsioonidega täidetud tehased) ei saavutata teoreetilisi näitajaid alati. 6G aga... Selle eesmärk on hallata veelgi rohkem samaaegseid terminale samas ruumis, säilitades teenuse kvaliteedi isegi äärmuslikes olukordades.

ITU seab ITU-R M.2160 kaudu 6G-le järgmised eesmärgid: Stabiilne kiirus lõppkasutajale vahemikus 300 kuni 500 Mbps, latentsusajad suurusjärgus 0,1–1 ms, spektraalne efektiivsus kolm korda suurem kui IMT-2020-l ja liiklusvõimsus pinna kohta 30–50 Mbit/s/m². Kõik see oluliselt madalama energiatarbimisega biti kohta kui 5G-l.

6G eelised ja uued kasutusjuhud

Lõuna-Korea, mille peamine tehnoloogiapartner on Samsung, oli üks esimesi riike, kes üksikasju esitas. Millist praktilist kasu toob 6G?Eesmärk on, et esimesed kommertsvõrgud pakuksid kuni viis korda suuremaid kiirusi kui 5G teoreetiline maksimum, kusjuures latentsusaeg on kümme korda madalam (umbes 0,1 ms). See tähendab tõeliselt reaalajas edastust, mis on ülioluline meditsiini, autotööstuse ja täiustatud tööstusautomaatika jaoks.

Samsung ennustas 2020. aasta aruandes, et 6G võimaldab Alla- ja üleslaadimiskiirus kuni 1000 GbpsToetab tulevasi multimeediavorminguid ja kaasahaaravaid kogemusi ilma märgatavate viivitusteta. Visiooniks on veelgi ühendatum maailm, kus virtuaalne, liit- ja segareaalsus sulanduvad sujuvalt ning sisu kohandub iga ekraaniga (või seadmega), isegi kui see on ühendatud mobiilsidevõrgu kaudu.

Üks silmatorkavamaid valdkondi on reaalajas holograafia6G abil võib kõrglahutusega holograafiline suhtlus muutuda tavaliseks: töökoosolekud, kus näete oma kolleege 3D-s, justkui nad oleksid otse teie ees, otseülekanded, mida projitseeritakse teie elutuppa, või kaugabi mahuliste avataridega ilma katkestuste või viivitusteta.

Kuues põlvkond lubab parandada ka kõiki klassikalisi võrguparameetreid: Kiirem kiirus, madalam latentsus, rohkem ühendatud seadmeid, suurem ribalaius ja parem energiatõhususSellele lisandub võtmeelement: tehisintellekti palju sügavam integreerimine, mis võimaldab võrkudel ise optimeerida, ise hallata ja ressursse dünaamiliselt jaotada vastavalt iga hetke vajadustele.

Tootjad nagu OPPO on keskendunud sellele, kuidas 6G See muudab revolutsiooniliselt seda, kuidas tehisintellekt õpib, suhtleb ja rakendatakse.6G-võrkudelt oodatakse tehisintellekti funktsioonide integreerimist, et need saaksid ise kohaneda, tuvastada probleeme enne, kui need kasutajat mõjutavad, seada esikohale kriitilise liikluse (nt autonoomne sõiduk versus vaba aja veetmise allalaaditav fail) ning hõlbustada täieliku usaldusväärsusega selliseid rakendusi nagu ühendatud autod, logistikarobotid või kaugmeditsiinisüsteemid.

Praeguse 5G ja tulevase 6G tehnoloogilised erinevused

Praegu on 5G üles ehitatud kolme peamise stsenaariumi ümber: suurem ribalaius kiireks allalaadimiseks, madal latentsus peaaegu koheste vastuste saamiseks ja massiivsed ühendused Asjade interneti (IoT) jaoks. 6G säilitab need kolm sammast, kuid ideega viia need järgmisele tasemele ja lisaks lisada täiesti uusi funktsioone.

Üks suuremaid erinevusi on kasutamine palju kõrgemad sagedused, terahertsi vahemikusSee mitte ainult ei mitmekordista kiirust ja läbilaskevõimet, vaid võimaldab ka ühiseid side- ja tuvastustehnikaid (JCAS): sama raadiosignaali, mida kasutatakse andmete edastamiseks, kasutatakse keskkonna "lugemiseks", ruumide kaardistamiseks või objektide tuvastamiseks enneolematu täpsusega.

Praktikas liiguksime 5G võrgust, mille teoreetiline ülemmäär on umbes 20 Gbps ja latentsusaeg 1 ms, 6G ökosüsteemi poole, mis on võimeline lähenema 1 Tbps ja 0,1 msLisaks on kuues põlvkond energiatõhusam, tarbides edastatava biti kohta vähem energiat ja toetades samaaegselt suuremat hulka seadmeid, mis on võtmetegur tehastes, staadionidel, hüperühendusega linnades või suuremahulistes andurivõrkudes.

Teine oluline punkt on see, et 6G ei kavatse asendab täielikult 5G Esimesest päevast peale. Erinevalt üleminekust 2G-lt 3G-le või 3G-lt 4G-le eksisteerivad need kaks põlvkonda seekord koos pikema aja jooksul. Idee on selles, et 6G-d kasutatakse väga nõudlikes rakendustes (äri-, tööstus-, sõjaväekeskkond, täiustatud automatiseerimine), samas kui 5G katab jätkuvalt suure osa üldisest tarbimisest (meelelahutus, sotsiaalvõrgustikud, voogedastus jne).

Sellel hübriidsel lähenemisviisil on veel üks tagajärg: 6G ehitatakse suure osa peale 5G taristu on juba kasutusele võetudSee vähendab kulusid ja keerukust võrreldes eelmiste põlvkondadega. Sellised algatused nagu avatud RAN-võrgud, mida juhivad suured Euroopa operaatorid (muuhulgas Telefónica, Vodafone, Orange), taotlevad just seda modulaarsust ja avatust, et sillutada teed järgmisele põlvkonnale.

6G, tehisintellekti ja pilvandmetöötluse seos

Rakendused Tehisintellekt liikuvuses ja tööstuskeskkondades Need kasvavad jätkuvalt: mobiilsetest assistentidest kuni tehaste ennustavate hooldussüsteemideni. Tänapäeval toimub suur osa mudelikoolitusest võrguühenduseta; näiteks tootmisvahetuse lõpus laadivad masinad andmed pilve, tehisintellekti treenitakse ja järgmisel päeval laaditakse alla täiustatud mudelid.

5G ja pilvandmetöötluse kombinatsioon võimaldab juba teatud edusamme, kuid sellel on selged piirangud. Täiustatud tehisintellekti jaoks vajalikud andmemahud Need on nii suured, et neid on keeruline reaalajas liigutada ilma võrku koormamata või kulusid mitmekordistamata. 6G puhul on idee selles, et paljud tehisintellekti rakendused saavad töötada otse pilves või servapilves ilma, et oleks vaja nii palju vahendust kohalike seadmetega.

Paralleelselt integreerib 6G natiivselt servapüüdlused ja kõrgjõudlusega andmetöötlusSee toob arvutusvõimsuse lähemale andmete genereerimise kohale. See võimaldab näiteks autonoomsetel robotitel, droonidel või ühendatud sõidukitel teha keerulisi otsuseid millisekundites, tuginedes lähedalasuvatele serveritele, ilma et peaks kogu teavet kaugematesse andmekeskustesse saatma.

See hajutatud arhitektuur on ülioluline, et võimaldada Massiivne ja tõeliselt intelligentne asjade internet (IoT)Selles stsenaariumis suhtlevad miljonid andurid ja seadmed pidevalt omavahel ja pilvega, kohandades protsesse reaalajas. Sellised tööstusharud nagu tootmine, logistika ja tervishoid saavad kasu ülikiire ühenduvuse, manustatud tehisintellekti ja hajutatud töötlemise kombinatsioonist.

Mõju võtmesektoritele: tervishoid, autotööstus, tööstus ja linnad

Tervishoiusektoris on 5G juba hoogustanud telemeditsiini levikut, kuid 6G võib olla pöördepunkt. Tänu oma ülimadal latentsus ja äärmine töökindlusKeerulisi kaugtoiminguid on võimalik teostada täpsusega, mis tänapäeval pole võimalik, ühendada meditsiiniseadmeid reaalajas ja jälgida kroonilisi patsiente palju suurema detailsusega.

Autotööstuse ja liikuvuse sektoris on järgmiste tegurite kombinatsioon: autonoomsed sõidukid, droonid, kullerrobotid ja linnasensorid See nõuab võrke, mis on võimelised orkestreerima miljoneid interaktsioone sekundis. 5G on juba esimene samm, kuid maanteel kiirusega 120 km/h liikuva auto jaoks ei pruugi mõne millisekundiline latentsus olla piisav. 6G on siin selle tühimiku täitmiseks, pakkudes peaaegu kohest reageerimisaega ja palju turvalisemat sõiduki ja kõige (V2X) vahelist sidet.

Samuti tugevdatakse Tööstus 4.0. 6G võimaldab praktiliselt autonoomsed tehasedkus masinad, robotid ja logistikasüsteemid suhtlevad pidevalt, et optimeerida tootmist, vähendada jäätmeid ja reageerida koheselt igale intsidendile. Masinatevaheline (M2M) suhtlus viiakse äärmusesse ning sellised kontseptsioonid nagu Joint Sensing and Communication (JCAS) võimaldavad võrgul endal tööstuskeskkonda "näha" ja mõista.

Linnades on 5G juba võimaldanud kasutusele võtta liikluse, energia või turvalisuse andurivõrgud6G abil arenevad need nutikad linnad peaaegu autonoomsete juhtimissüsteemide suunas: reaalajas reguleeritud liiklus linna globaalse vaatega, nutikad elektrivõrgud, mis tasakaalustavad taastuvenergia tootmist sekundi täpsusega, või täielikult automatiseeritud linnateenused.

Teine oluline punkt on ühenduvus maapiirkondades ja äärealadel6G eesmärk on aidata vähendada digitaalset lõhet, integreerides satelliitühenduse sügavamalt standardisse endasse. See võimaldab kiire internetiühendust piirkondades, kus fiibervõrgu või isegi maapealse 5G juurutamine on praegu keeruline või kahjumlik.

Eeldatav ajakava: millal 6G turule jõuab

6G uuringud ei alanud eile. Näiteks Hiina teatas juba 2018. aastal, et on seda uut ühenduvust uurinud kuid, ning on selle kasutuselevõttu edendanud alates 2020. aastast. ametlik arengHiina tööstus- ja infotehnoloogiaministeerium on koos suuremate tehnoloogiaettevõtetega aastaid läbi viinud katseid, sealhulgas satelliitide saatmist orbiidile, mis on mõeldud 6G esialgseteks katseteks.

Kõige sagedamini korratud ennustused asetavad 6G kommertsialiseerumine umbes 2030. aastalNokia tegevjuht Pekka Lundmark viitas sellele aastale samuti 2022. aasta Maailma Majandusfoorumil. 2019. aasta 6G traadita side tippkohtumisel leppisid mitmed mobiilside eksperdid kokku samas ajaraamis, ideega, et aastatel 2026–2028 hakkame nägema esimesi reaalseid kasutusjuhtumeid ja ulatuslikke pilootprojekte.

Lõuna-Korea teatas, et soovib 6G turule toomine aastatel 2028–2030ja plaanib 2026. aastal käivitada pilootprogrammi sadade miljonite eurode investeeringuga. Huawei on omalt poolt juba mõnda aega paralleelselt 5G ja 6G kallal töötanud ning on tunnistanud, et ootab ka kuuenda põlvkonna saabumist umbes 2030. aastaks.

Samsung avaldas 2020. aastal viitedokumendi, milles käsitleti määratleda 6G standard umbes 2028. aastaks ja alustama selle kommertskasutusega 2030. aastal. OPPO-l on mõnevõrra konservatiivsem seisukoht: ettevõtte hinnangul algab tulevase tehnoloogia ametlik standardiseerimine umbes 2025. aastal, kuid massiline kommertskasutus ei pruugi toimuda enne 2035. aastat.

Euroopas on Euroopa Komisjon juba loonud aluse 6G-uuringutele; 5G-PPP (5G infrastruktuuri avaliku ja erasektori partnerluse) algatuste kaudu on käivitatud projekte. kümnete miljonite eurode väärtuses konkreetseid teadus- ja arendusprojekteEuroopa Komisjoni esindaja Peter Stuckmann on öelnud, et 6G uuring on alles algstaadiumis, kuid eesmärk on alustada ka selle turustamist 2030. aastal.

Rahvusvaheline Telekommunikatsiooniliit on astunud olulise sammu ITU-R soovitus M.2160See dokument kehtestab IMT-2030 (6G) võrkude tehnilised võrdlusnõuded. See näitab, et lõplik tehnoloogia valitakse välja 2027. aastal ja et kümnendi lõpuks peaks olema olemas piisavalt küps spetsifikatsioonide kogum, et alustada esimeste täielike võrkude juurutamist.

Hispaania ja Euroopa Liidu roll 6G arendamisel

Hispaania soovib olla selle uue tehnoloogilise laine esirinnas. Valitsus on heaks kiitnud umbes 95 miljoni euro suurune abi on suunatud täiustatud 5G ja 6G arendamisele ning on edendanud selliseid projekte nagu ENABLE-6G, mida toetavad Telefónica ja Euroopa asutused, et uurida järgmise põlvkonna võrkude arhitektuure, kasutusjuhtumeid ja prototüüpe.

Operaatorid nagu MasOrange mainivad juba oma äristrateegiates 5G edasijõudnute seas hüppelauana 6G-leNad kasutavad seda terminit praegusesse 5G infrastruktuuri lisatavate evolutsiooniliste täiustuste kohta. Paralleelselt osalevad Telefónica, Vodafone ja Orange liitudes Euroopa suurte televisioonifirmadega, et edendada avatud RAN-võrke, mis hõlbustavad Euroopa juhtpositsiooni tulevases 6G-s.

ELi tasandil Nutikate võrkude ja teenuste ühisettevõteSee ühisalgatus määrab kindlaks mandri 6G teadus- ja innovatsioonistrateegia. Selle eesmärk on edendada järgmise põlvkonna nutivõrke, mis soodustavad Euroopa digitaalset ümberkujundamist, tugevdavad selle tehnoloogilist suveräänsust ja vähendavad sõltuvust riskantseks peetavatest tarnijatest (nagu Huawei või ZTE).

Lisaks 6G-le jätkab Euroopa 5G ja täiustatud 5G kasutuselevõtu edendamist, mõistes, et mitme võrgupõlvkonna kooseksisteerimine See jääb normiks veel paljudeks aastateks. Eesmärk on, et Euroopa ettevõtted saaksid neid taristuid ära kasutada uute teenuste arendamiseks sellistes valdkondades nagu Tööstus 4.0, nutikad linnad, nutikas liikuvus ja digitaalne tervishoid.

See regulatiivne ootuspärasus ja avaliku sektori investeeringud on võtmetähtsusega tagamaks, et ärisektor ei jääks maha. Alates ühenduvus- ja küberturvalisuse lahenduste pakkujatest kuni tarkvaraarendajate, seadmetootjate ja süsteemiintegraatoriteni peavad kõik oma tooteid ja teenuseid kohandama. ühendatud reaalsus on palju nõudlikum ja keerukam kui praegune.

Üleminek 5G-lt 6G-le ei ole lihtsalt ikooni vahetamine teie telefonis; see on põlvkonnavahetus, mis mõjutab võrguinfrastruktuuri, pilveteenuste arhitektuuri ning seda, kuidas me õpetame, töötame, liigume ja tehnoloogiaga suhtleme. 2030. aasta lähenedes on võtmetähtsusega nende erinevuste mõistmine, 5G maksimaalselt ärakasutamine 6G-d oodates ning organisatsioonide, seadmete ja rakenduste ettevalmistamine sujuvaks ühenduvuseks. kiirem, targem, kõikjalolev ja palju paremini tehisintellektiga integreeritud.