Informacje o technologii 6G i jej różnicach w stosunku do 5G

La łączność mobilna Przeżywa największą rewolucję w swojej historiiChoć 4G nadal dominuje w niektórych obszarach, a 5G nie zostało jeszcze w pełni wdrożone, rządy, operatorzy i producenci już myślą o kolejnym przełomie: 6G. Nie chodzi tylko o prędkość; chodzi o zaprojektowanie praktycznie natychmiastowej, znacznie inteligentniejszej sieci, zdolnej obsłużyć lawinę urządzeń, danych i usług, które dopiero zaczynamy sobie wyobrażać.

W tym kontekście, aby w pełni zrozumieć, czym jest 6G i czym różni się od 5G To kluczowe zarówno dla użytkowników, jak i firm. Mówimy o głębokich zmianach: nowych pasmach częstotliwości (nawet w zakresie teraherców), niemal zerowych opóźnieniach, natywnej integracji ze sztuczną inteligencją, komunikacji holograficznej, ogromnej automatyzacji i zupełnie innej relacji między siecią komórkową, chmurą a urządzeniami, z których korzystamy na co dzień.

Czym właściwie jest 6G i co obiecuje w porównaniu z 5G?

6G będzie szósta generacja sieci komórkowych I ma zastąpić zaawansowaną sieć 5G lub 5G+, znaną również jako 5.5G. Tak jak 4G wyprzedziło 3G, a 5G rozszerzyło możliwości 4G, tak 6G będzie dążyć do pójścia o kilka kroków dalej pod względem szybkości, opóźnień, przepustowości podłączonych urządzeń i efektywności energetycznej, otwierając jednocześnie drzwi do aplikacji, które dziś są praktycznie science fiction.

Zanim zobaczymy telefony z łącznością 6G, będziemy świadkami fazy Zaawansowana technologia 5G (5G+, 5.5G)która już zaczyna się pojawiać. Producenci tacy jak Huawei twierdzą, że ten etap pośredni, wspierany przez technologie takie jak Massive MIMO, może osiągać prędkości do 10 Gb/s, stanowiąc naturalny pomost między obecną technologią 5G a przyszłą szóstą generacją.

Choć nie istnieje jeszcze zamknięty standard 6G, Międzynarodowy Związek Telekomunikacyjny (ITU) w swoim zaleceniu ITU-R M.2160 już ustalił, bardzo ambitne cele wydajnościoweMaksymalna prędkość wynosi około 200 Gbps, a według różnych badań teoretyczne prędkości szczytowe mogą wynieść nawet 512 Gbps lub, w idealnych scenariuszach, 1 Tbps.

La Opóźnienie docelowe 6G Działa z czasem reakcji około 0,1 milisekundy (0,1 ms), co stanowi jedną dziesiątą czasu, jaki sieć 5G osiąga w swoich najbardziej zaawansowanych trybach. Ta niemal natychmiastowa zdolność do reagowania umożliwi ultrabezpieczne zdalne operacje, w pełni autonomiczne pojazdy o dużej prędkości oraz płynną komunikację holograficzną.

Oprócz prędkości i opóźnień, 6G ma na celu drastyczne zwiększenie przepustowość ruchu na obszar, z wartościami odniesienia pomiędzy 30 a 50 Mbit/s na metr kwadratowy, co już teraz zwiększa wydajność widma co najmniej trzykrotnie w porównaniu z wartością odniesienia sieci IMT-2020 (ramy obejmujące 5G).

Pasma częstotliwości i widmo: od gigaherców do teraherców

Jedną z głównych różnic technologicznych między 5G i 6G będzie używane pasma częstotliwościSieć 4G działa do około 6 GHz, podczas gdy sieć 5G rozszerza swój zasięg do pasma 100-110 GHz w tzw. falach milimetrowych (mmWave). Aby w pełni wykorzystać potencjał sieci 6G, producenci tacy jak Samsung rozważają przejście na pasmo 6 GHz. teraherc (THz).

W praktyce oznaczałoby to rozważenie technologii 6G całe dostępne spektrumOd pasma niskiego (poniżej 1 GHz, idealnego dla szerokiego zasięgu), przez pasmo średnie (od 1 do 24 GHz, dobry balans między zasięgiem a przepustowością), aż po pasmo wysokie, które teoretycznie mogłoby sięgać ~3000 GHz. Wyzwanie jest ogromne, ponieważ wymaga zaprojektowania nowych anten, materiałów i systemów radiowych zdolnych do obsługi tych bardzo wysokich częstotliwości.

Istnieją już obiecujące dowody w tym obszarze. Na przykład LG udało się przesyłać dane w zakresie terahercowym na odległości, które stale rosną: najpierw około 100 metrów, następnie między 155 a 175 GHz na 320 metrów na zewnątrz, a ostatnio ponad 500 metrów. W Chinach udało się nawet przesłać 1 TB danych na odległość ponad kilometra w ciągu jednej sekundy, korzystając z komunikacji bezprzewodowej THz.

Fujitsu we współpracy z DOCOMO i NTT eksperymentuje również z falami subterahercowe przy 100 GHz i 300 GHzCelem jest osiągnięcie ultraszybkiej komunikacji, która zapewni solidną propagację sygnału nawet w środowiskach z przeszkodami, co jest kwestią kluczową, jeśli technologia 6G ma być wykorzystywana w złożonych zakładach przemysłowych lub gęsto zaludnionych obszarach miejskich.

Wszystkie te postępy muszą współistnieć z faktem, że 5G będzie działać przez wiele lat. Dlatego producenci tacy jak Samsung kładą nacisk na konieczność zarezerwowania nowych pasm wyłącznie dla 6Gtak aby obecne sieci nie były ograniczone podczas wdrażania nowej generacji.

Kluczowe dane: prędkość, opóźnienie i przepustowość 6G w porównaniu z 5G

Technologia 5G stanowiła już znaczący krok naprzód w porównaniu z technologią 4G: do 20 Gbps szczytowa prędkość teoretyczna, opóźnienia rzędu 1 ms w najbardziej zaawansowanych trybach i możliwość podłączenia do miliona urządzeń na kilometr kwadratowy w idealnych warunkach. Jednak 6G ma na celu przeniesienie technologii na wyższy poziom we wszystkich tych obszarach.

Prognozy wskazują, że 6G może osiągnąć prędkości do 100 razy większe niż 5GNiektórzy producenci, tacy jak Samsung, mówią o prędkościach szczytowych 1000 Gb/s (1 Tb/s) zarówno dla pobierania, jak i wysyłania, podczas gdy inne badania sugerują prędkości szczytowe 200–512 Gb/s dla początkowych wdrożeń komercyjnych. W każdym razie mówimy o możliwości niemal natychmiastowego pobierania dużych, wciągających plików z treściami (filmów 8K, pełnych gier, środowisk wirtualnej rzeczywistości).

Jeśli chodzi o opóźnienie, poprawa jest równie radykalna. Gdyby 5G zostało zaprojektowane tak, aby zbliżyć się do opóźnienia rzędu 1 milisekundySieć 6G ma na celu zmniejszenie tego parametru do około 0,1 ms. Niektóre wizje sugerują nawet mikrosekundowe opóźnienia w bardzo specyficznych scenariuszach, co umożliwiłoby reagowanie pojazdów, robotów lub krytycznych aplikacji medycznych w czasie niemal rzeczywistym.

Przepustowość sieci również znacznie wzrośnie. 5G już teraz umożliwia masową gęstość urządzeń, choć w złożonych środowiskach (stadiony, fabryki pełne metalowych konstrukcji) teoretyczne wartości nie zawsze są osiągane. Tymczasem 6G Celem jest umożliwienie obsługi jeszcze większej liczby terminali jednocześnie w tej samej przestrzeni, zachowując jakość usług nawet w ekstremalnych sytuacjach.

Międzynarodowy Związek Telekomunikacyjny (ITU) w dokumencie ITU-R M.2160 określił następujące cele dla technologii 6G: Stabilna prędkość dla użytkownika końcowego w przedziale 300-500 Mb/s, opóźnienia rzędu 0,1-1 ms, wydajność widmowa trzykrotnie wyższa niż w przypadku IMT-2020 i przepustowość na obszar 30-50 Mbit/s/m². Wszystko to przy znacznie niższym zużyciu energii na bit niż w przypadku 5G.

Zalety i nowe przypadki użycia możliwe dzięki technologii 6G

Korea Południowa, której kluczowym partnerem technologicznym jest Samsung, była jednym z pierwszych krajów, które udostępniły szczegółowe informacje Jakie praktyczne korzyści przyniesie technologia 6G?Celem jest, aby pierwsze sieci komercyjne oferowały prędkości do pięciu razy wyższe niż teoretyczne maksimum 5G, przy dziesięciokrotnie niższych opóźnieniach (około 0,1 ms). Przekłada się to na transmisje w czasie rzeczywistym, kluczowe dla medycyny, motoryzacji i zaawansowanej automatyki przemysłowej.

Samsung przewidział w raporcie z 2020 r., że 6G umożliwi Prędkość pobierania i wysyłania do 1000 GbpsObsługa przyszłych formatów multimedialnych i immersyjnych wrażeń bez zauważalnych opóźnień. Wizja to jeszcze bardziej połączony świat, w którym rzeczywistość wirtualna, rozszerzona i mieszana płynnie się łączą, a treści dostosowują się do każdego ekranu (lub urządzenia), nawet jeśli jest ono połączone przez sieć komórkową.

Jednym z najbardziej uderzających pól będzie holografia w czasie rzeczywistymDzięki technologii 6G wysokiej rozdzielczości holograficzna komunikacja może stać się codziennością: spotkania służbowe, podczas których zobaczysz swoich współpracowników w 3D, jakby stali tuż przed Tobą, pokazy na żywo wyświetlane w Twoim salonie lub zdalna pomoc z wykorzystaniem awatarów wolumetrycznych bez przerw i opóźnień.

Szósta generacja obiecuje również poprawę wszystkich klasycznych parametrów sieciowych: Większa prędkość, mniejsze opóźnienia, więcej podłączonych urządzeń, większa przepustowość i lepsza efektywność energetycznaDo tego dochodzi kluczowy element: znacznie głębsza integracja sztucznej inteligencji, która umożliwi sieciom samodzielną optymalizację, samodzielne zarządzanie i dynamiczną dystrybucję zasobów zgodnie z bieżącymi potrzebami.

Producenci tacy jak OPPO skupili się na tym, jak 6G Zrewolucjonizuje sposób, w jaki sztuczna inteligencja się uczy, wchodzi w interakcje i jest stosowana.Oczekuje się, że sieci 6G będą integrować funkcje sztucznej inteligencji, aby automatycznie dostosowywać się, wykrywać problemy zanim wpłyną one na użytkownika, nadawać priorytet krytycznemu ruchowi (np. pojazd autonomiczny w porównaniu z pobieraniem danych w celach rozrywkowych) oraz ułatwiać korzystanie z takich aplikacji, jak połączone samochody, roboty logistyczne lub zdalne systemy medyczne, z zachowaniem pełnej niezawodności.

Różnice technologiczne między obecną siecią 5G a przyszłą siecią 6G

Obecnie sieć 5G opiera się na trzech głównych scenariuszach: wyższa przepustowość do szybkiego pobierania, małe opóźnienia aby uzyskać niemal natychmiastowe odpowiedzi i masowe połączenia dla Internetu Rzeczy (IoT). 6G utrzymuje te trzy filary, ale z myślą o przeniesieniu ich na wyższy poziom i dodatkowo włączeniu zupełnie nowych funkcjonalności.

Jedną z największych różnic będzie wykorzystanie znacznie wyższe częstotliwości, w zakresie terahercowymDzięki temu nie tylko zwiększa się prędkość i przepustowość, ale także możliwe jest stosowanie wspólnych technik komunikacji i wykrywania (JCAS): ten sam sygnał radiowy, który jest używany do przesyłania danych, będzie używany do „odczytu” otoczenia, mapowania przestrzeni lub wykrywania obiektów z niespotykaną dotąd dokładnością.

W praktyce musielibyśmy przejść z sieci 5G o teoretycznym limicie około 20 Gbps i opóźnieniach 1 ms do ekosystemu 6G, który mógłby zbliżyć się do 1 Tbps i 0,1 msCo więcej, szósta generacja będzie bardziej energooszczędna, zużywając mniej energii na każdy przesłany bit i obsługując większą liczbę urządzeń jednocześnie, co jest kluczowym czynnikiem w fabrykach, stadionach, miastach o dużej łączności lub rozległych sieciach czujników.

Innym ważnym punktem jest to, że 6G nie ma zamiaru całkowicie zastąpić 5G Od pierwszego dnia. W przeciwieństwie do przejścia z 2G do 3G lub z 3G do 4G, tym razem obie generacje będą współistnieć przez dłuższy czas. Koncepcja zakłada, że ​​6G będzie wykorzystywane do bardzo wymagających zastosowań (biznes, przemysł, środowiska wojskowe, zaawansowana automatyka), podczas gdy 5G nadal będzie pokrywać znaczną część ogólnej konsumpcji (rozrywka, sieci społecznościowe, streaming itp.).

To hybrydowe podejście ma jeszcze jedną konsekwencję: sieć 6G będzie budowana na bazie większości Infrastruktura 5G już wdrożonaTo pozwoli obniżyć koszty i złożoność w porównaniu z poprzednimi generacjami. Inicjatywy takie jak sieci Open RAN, realizowane przez największych europejskich operatorów (m.in. Telefónica, Vodafone i Orange), dążą właśnie do tej modułowości i otwartości, aby utorować drogę dla następnej generacji.

Związek między 6G, sztuczną inteligencją i przetwarzaniem w chmurze

Zastosowania Sztuczna inteligencja w środowisku mobilnym i przemysłowym Ciągle się rozwijają: od mobilnych asystentów po systemy predykcyjnej konserwacji w fabrykach. Obecnie znaczna część szkolenia modeli odbywa się offline; na przykład pod koniec zmiany produkcyjnej maszyny przesyłają dane do chmury, sztuczna inteligencja jest szkolona, ​​a następnego dnia pobierane są ulepszone modele.

Połączenie technologii 5G i przetwarzania w chmurze pozwala na wprowadzenie pewnych usprawnień, ma jednak wyraźne ograniczenia. wolumeny danych wymagane do zaawansowanej sztucznej inteligencji Są tak duże, że trudno je przenosić w czasie rzeczywistym bez obciążania sieci lub zwiększania kosztów. W przypadku 6G idea polega na tym, że wiele aplikacji AI może działać bezpośrednio w chmurze lub na krawędzi chmury, bez konieczności tak intensywnego pośrednictwa urządzeń lokalnych.

Równolegle 6G będzie natywnie integrować przetwarzanie brzegowe i przetwarzanie o wysokiej wydajnościDzięki temu moc obliczeniowa jest bliżej miejsca generowania danych. Umożliwi to na przykład autonomicznym robotom, dronom lub pojazdom połączonym z siecią podejmowanie złożonych decyzji w ciągu milisekund, opierając się na pobliskich serwerach, bez konieczności przesyłania wszystkich informacji do odległych centrów danych.

Ta rozproszona architektura będzie podstawą umożliwiającą Masowy i naprawdę inteligentny IoTW tym scenariuszu miliony czujników i urządzeń komunikują się ze sobą oraz z chmurą w sposób ciągły, dostosowując procesy w czasie rzeczywistym. Branże takie jak produkcja, logistyka i opieka zdrowotna skorzystają na tym połączeniu ultraszybkiej łączności, wbudowanej sztucznej inteligencji i przetwarzania rozproszonego.

Wpływ na kluczowe sektory: zdrowie, motoryzacja, przemysł i miasta

W sektorze opieki zdrowotnej technologia 5G już przyspieszyła rozwój telemedycyny, ale 6G może być przełomem. Dzięki wyjątkowo niskie opóźnienie i wyjątkowa niezawodnośćMożliwe będzie wykonywanie skomplikowanych operacji zdalnie z precyzją, jaka dziś jest nieosiągalna, podłączanie urządzeń medycznych w czasie rzeczywistym i monitorowanie pacjentów cierpiących na przewlekłe schorzenia z dużo większą szczegółowością.

W sektorze motoryzacyjnym i mobilności połączenie pojazdy autonomiczne, drony, roboty dostawcze i czujniki miejskie Będzie to wymagało sieci zdolnych do obsługi milionów interakcji na sekundę. 5G to już pierwszy krok, ale dla samochodu jadącego autostradą z prędkością 120 km/h opóźnienie rzędu kilku milisekund może nie być wystarczające. 6G ma wypełnić tę lukę, oferując niemal natychmiastowy czas reakcji i znacznie bezpieczniejszą komunikację typu pojazd-wszystko (V2X).

Wzmocniony zostanie również Przemysł 4.0. Technologia 6G umożliwi praktycznie autonomiczne fabrykigdzie maszyny, roboty i systemy logistyczne komunikują się ze sobą w sposób ciągły, aby optymalizować produkcję, redukować straty i natychmiast reagować na wszelkie incydenty. Komunikacja maszyna-maszyna (M2M) zostanie doprowadzona do granic możliwości, a koncepcje takie jak Joint Sensing and Communication (JCAS) pozwolą samej sieci „widzieć” i rozumieć środowisko przemysłowe.

W miastach technologia 5G umożliwiła już wdrożenie sieci czujników do ruchu drogowego, energii lub bezpieczeństwaDzięki technologii 6G inteligentne miasta będą ewoluować w kierunku niemal autonomicznych systemów zarządzania: ruch drogowy regulowany w czasie rzeczywistym z globalnym widokiem miasta, inteligentne sieci energetyczne, które z dokładnością co do sekundy równoważą wytwarzanie energii odnawialnej, a także w pełni zautomatyzowane usługi miejskie.

Kolejnym kluczowym punktem będzie łączność na obszarach wiejskich i oddalonychSieć 6G ma na celu zniwelowanie przepaści cyfrowej poprzez głębszą integrację łączności satelitarnej z samym standardem. Umożliwi to szybki dostęp do internetu na obszarach, gdzie wdrożenie światłowodu, a nawet naziemnej sieci 5G, jest obecnie trudne lub nieopłacalne.

Przewidywany harmonogram: kiedy 6G pojawi się na rynku

Badania nad siecią 6G nie rozpoczęły się wczoraj. Chiny, na przykład, ogłosiły już w 2018 roku, że od miesięcy badają tę nową technologię, a od 2020 roku promują jej wdrożenie. oficjalny rozwójChińskie Ministerstwo Przemysłu i Technologii Informacyjnych, wspólnie z głównymi graczami na rynku technologicznym, od lat prowadzi testy, obejmujące m.in. wystrzeliwanie satelitów przeznaczonych do wstępnych eksperymentów 6G.

Najczęściej powtarzane prognozy umieszczają Komercjalizacja 6G około 2030 r.Prezes Nokii, Pekka Lundmark, również wspomniał o tym roku podczas Światowego Forum Ekonomicznego 2022. Podczas szczytu 6G Wireless Summit w 2019 roku różni eksperci ds. komunikacji mobilnej zgodzili się co do tych samych ram czasowych, zakładając, że między 2026 a 2028 rokiem zaczniemy obserwować pierwsze rzeczywiste zastosowania i projekty pilotażowe na dużą skalę.

Korea Południowa ogłosiła, że ​​chce skomercjalizować 6G między 2028 a 2030 rokiemi planuje uruchomić program pilotażowy w 2026 roku, inwestując setki milionów euro. Huawei ze swojej strony od pewnego czasu równolegle pracuje nad sieciami 5G i 6G i przyznał, że spodziewa się pojawienia się szóstej generacji około 2030 roku.

W 2020 roku Samsung opublikował dokument referencyjny, w którym omówiono zdefiniować standard 6G około 2028 roku i rozpocząć jego komercyjną implementację w 2030 r. OPPO podchodzi do tej kwestii nieco bardziej konserwatywnie: szacuje, że formalna standaryzacja przyszłej technologii rozpocznie się około 2025 r., ale masowe wdrożenie komercyjne może nastąpić dopiero w 2035 r.

W Europie Komisja Europejska położyła już podwaliny pod badania nad technologią 6G; w ramach inicjatyw 5G-PPP (Partnerstwo Publiczno-Prywatne na rzecz Infrastruktury 5G) uruchomiono projekty. konkretne projekty badawczo-rozwojowe o wartości kilkudziesięciu milionów euroPeter Stuckmann, przedstawiciel Komisji Europejskiej, zaznaczył, że badania nad technologią 6G są wciąż w początkowej fazie, ale zakłada się, że jej komercjalizacja rozpocznie się w 2030 roku.

Międzynarodowy Związek Telekomunikacyjny podjął kluczowy krok w Zalecenie ITU-R M.2160Niniejszy dokument określa techniczne wymagania referencyjne dla sieci IMT-2030 (6G). Wskazuje on, że ostateczna technologia zostanie wybrana w 2027 roku i że do końca dekady powinien istnieć wystarczająco dojrzały zestaw specyfikacji, aby można było rozpocząć wdrażanie pierwszych kompletnych sieci.

Rola Hiszpanii i Unii Europejskiej w rozwoju 6G

Hiszpania chce być w awangardzie tej nowej fali technologicznej. Rząd zatwierdził pomoc w wysokości około 95 milionów euro mający na celu rozwój zaawansowanych technologii 5G i 6G oraz promujący projekty takie jak ENABLE-6G, wspierany przez firmę Telefónica i organy europejskie, w celu zbadania architektur, przypadków użycia i prototypów sieci nowej generacji.

Operatorzy tacy jak MasOrange już wspominają w swoich strategiach biznesowych 5G Advanced jako krok w kierunku 6GUżywają tego terminu w odniesieniu do ewolucyjnych ulepszeń, które zostaną wdrożone w obecnej infrastrukturze 5G. Równolegle Telefónica, Vodafone i Orange nawiązują sojusze z głównymi europejskimi operatorami telewizyjnymi, aby promować otwarte sieci RAN, które ułatwią Europie osiągnięcie pozycji lidera w przyszłej technologii 6G.

Na poziomie UE Wspólne przedsięwzięcie na rzecz inteligentnych sieci i usługTa wspólna inicjatywa wyznacza strategię badań i innowacji w zakresie 6G dla kontynentu. Jej celem jest promowanie inteligentnych sieci nowej generacji, które wspierają cyfrową transformację Europy, wzmacniają jej suwerenność technologiczną i zmniejszają zależność od dostawców uznawanych za ryzykownych (takich jak Huawei czy ZTE).

Oprócz sieci 6G Europa nadal promuje wdrażanie sieci 5G i zaawansowanej technologii 5G, rozumiejąc, że współistnienie kilku generacji sieci To będzie normą przez wiele lat. Celem jest umożliwienie europejskim firmom wykorzystania tych infrastruktur do rozwoju nowych usług w takich obszarach jak Przemysł 4.0, inteligentne miasta, inteligentna mobilność i cyfrowa opieka zdrowotna.

To wyprzedzenie regulacyjne i inwestycje publiczne są kluczowe dla zapewnienia, że ​​sektor biznesowy nie pozostanie w tyle. Od dostawców rozwiązań z zakresu łączności i cyberbezpieczeństwa, przez deweloperów oprogramowania, producentów urządzeń, po integratorów systemów – wszyscy będą musieli dostosować swoje produkty i usługi do… połączona rzeczywistość jest o wiele bardziej wymagająca i złożona niż obecny.

Przejście z 5G na 6G to nie tylko prosta zmiana ikony na telefonie; to skok generacyjny, który wpłynie na infrastrukturę sieciową, architekturę usług chmurowych oraz sposób, w jaki uczymy, pracujemy, przemieszczamy się i wchodzimy w interakcje z technologią. Zbliżając się do roku 2030, kluczem będzie zrozumienie tych różnic, maksymalne wykorzystanie 5G w oczekiwaniu na 6G oraz przygotowanie organizacji, urządzeń i aplikacji do płynnej łączności. szybsze, inteligentniejsze, bardziej wszechobecne i znacznie lepiej zintegrowane ze sztuczną inteligencją.