Informácie o technológii 6G a jej rozdieloch oproti 5G

La mobilné pripojenie Zažíva najväčšiu revolúciu vo svojej históriiZatiaľ čo 4G zostáva v niektorých oblastiach dominantné a 5G ešte nebolo úplne nasadené, vlády, operátori a výrobcovia už majú zamerané na ďalší skok: 6G. Nejde len o rýchlosť; ide o navrhnutie prakticky okamžitej, oveľa inteligentnejšej siete schopnej podporovať lavínu zariadení, dát a služieb, o ktorých si len začíname predstavovať.

V tomto kontexte, aby ste plne pochopili, čo je 6G a ako sa líši od 5G Je to kľúčové pre používateľov aj firmy. Hovoríme o zásadných zmenách: nové frekvenčné pásma (dokonca aj v terahertzovom rozsahu), takmer nulová latencia, natívna integrácia s umelou inteligenciou, holografická komunikácia, masívna automatizácia a veľmi odlišný vzťah medzi mobilnou sieťou, cloudom a zariadeniami, ktoré používame každý deň.

Čo presne je 6G a čo sľubuje v porovnaní s 5G?

6G bude šiesta generácia mobilných sietí A je predurčené prevziať pozíciu od pokročilého 5G alebo 5G+, známeho aj ako 5.5G. Tak ako 4G prekonalo 3G a 5G rozšírilo možnosti 4G, 6G sa bude snažiť posunúť o niekoľko krokov ďalej v rýchlosti, latencii, kapacite pripojených zariadení a energetickej účinnosti a zároveň otvoriť dvere aplikáciám, ktoré sú dnes prakticky sci-fi.

Predtým, ako uvidíme telefóny s pripojením 6G, zažijeme fázu Pokročilé 5G (5G+, 5.5G)čo sa už začína objavovať. Výrobcovia ako Huawei tvrdia, že táto medzistupeň, podporovaná technológiami ako masívne MIMO, môže dosiahnuť rýchlosti až 10 Gb/s a slúžiť ako prirodzený most medzi súčasnou 5G a budúcou šiestou generáciou.

Hoci uzavretý štandard 6G zatiaľ neexistuje, Medzinárodná telekomunikačná únia (ITU) ho už vo svojom odporúčaní ITU-R M.2160 zaviedla. veľmi ambiciózne výkonnostné cieleMaximálne rýchlosti okolo 200 Gbps a podľa rôznych štúdií dokonca teoretické špičky až 512 Gbps alebo rádovo 1 Tbps v ideálnych scenároch.

La Cieľová latencia 6G Funguje s dobou odozvy približne 0,1 milisekundy (0,1 ms), čo je desatina toho, čo 5G dosahuje vo svojich najpokročilejších režimoch. Táto prakticky okamžitá schopnosť odozvy umožní ultra bezpečné operácie na diaľku, plne autonómne vysokorýchlostné vozidlá a bezproblémovú holografickú komunikáciu.

Okrem rýchlosti a latencie sa 6G snaží výrazne zvýšiť dopravná kapacita na oblasť, s referenčnými hodnotami medzi 30 a 50 Mbit/s na meter štvorcový, čo už predstavuje minimálne trojnásobné zvýšenie účinnosti spektra v porovnaní s referenčnou hodnotou sietí IMT-2020 (rámec, ktorý zahŕňa 5G).

Frekvenčné pásma a spektrum: od gigahertzov po terahertzy

Jeden z hlavných technologických rozdielov medzi 5G a 6G bude v používané frekvenčné pásma4G pracuje do približne 6 GHz, zatiaľ čo 5G rozširuje svoj dosah na rozsah 100 – 110 GHz v takzvaných milimetrových vlnách (mmWave). Aby sa uvoľnil plný potenciál 6G, výrobcovia ako Samsung zvažujú prechod na rozsah 6 GHz. terahertz (THz).

V praxi by to znamenalo zvážiť 6G celé dostupné spektrumOd nízkeho pásma (pod 1 GHz, ideálne pre široké pokrytie) cez stredné pásmo (1 až 24 GHz, dobrá rovnováha medzi dosahom a kapacitou) a dosiahnutie vysokého pásma, ktoré by teoreticky mohlo dosiahnuť až ~3 000 GHz. Výzva je tu obrovská, pretože si vyžaduje návrh nových antén, materiálov a rádiových systémov schopných zvládnuť tieto veľmi vysoké frekvencie.

V tejto oblasti už existujú sľubné dôkazy. Napríklad spoločnosti LG sa podarilo prenášať dáta v terahertzovom rozsahu na vzdialenostiach, ktoré sa neustále zväčšujú: najprv okolo 100 metrov, potom medzi 155 a 175 GHz na 320 metrov vonku a v poslednej dobe aj nad 500 metrov. V Číne bolo dokonca možné preniesť 1 TB dát na vzdialenosť 1 kilometra za jedinú sekundu pomocou bezdrôtovej komunikácie v pásme THz.

Spoločnosť Fujitsu v spolupráci s DOCOMO a NTT tiež experimentuje s vlnami subterahertzové pri 100 GHz a 300 GHzJeho cieľom je dosiahnuť ultrarýchlu komunikáciu, ktorá si zachováva robustné šírenie signálu aj v prostrediach s prekážkami, čo je kľúčové, ak sa má 6G používať v zložitých priemyselných závodoch alebo husto osídlených mestských oblastiach.

Všetky tieto pokroky musia koexistovať so skutočnosťou, že 5G zostane v prevádzke ešte mnoho rokov. Preto výrobcovia ako Samsung zdôrazňujú je potrebné rezervovať nové pásma výhradne pre 6Gaby súčasné siete neboli obmedzené počas zavádzania novej generácie.

Kľúčové údaje: Rýchlosť, latencia a kapacita 6G vs. 5G

5G už predstavovalo významný skok vpred v porovnaní so 4G: teoretická maximálna rýchlosť až 20 Gb/s, latencie okolo 1 ms v najpokročilejších režimoch a schopnosť pripojiť až jeden milión zariadení na štvorcový kilometer za ideálnych podmienok. 6G sa však snaží posunúť veci na vyššiu úroveň vo všetkých týchto oblastiach.

Prognózy naznačujú, že 6G by mohlo dosiahnuť rýchlosť až 100-krát vyššia ako 5GNiektorí výrobcovia, ako napríklad Samsung, hovoria o maximálnych rýchlostiach 1000 Gbps (1 Tbps) pre sťahovanie aj nahrávanie, zatiaľ čo iné štúdie naznačujú maximálne rýchlosti 200 – 512 Gbps pre počiatočné komerčné nasadenie. V každom prípade hovoríme o možnosti takmer okamžitého sťahovania veľkých, pohlcujúcich súborov s obsahom (filmy v 8K, plné hry, prostredia virtuálnej reality).

Pokiaľ ide o latenciu, zlepšenie je rovnako radikálne. Ak bola sieť 5G navrhnutá tak, aby sa priblížila latencie rádovo 1 milisekundyCieľom 6G je znížiť toto číslo na približne 0,1 ms. Niektoré vízie dokonca naznačujú mikrosekundové latencie vo veľmi špecifických scenároch, čo by umožnilo reakcie vozidiel, robotov alebo kritických lekárskych aplikácií takmer v reálnom čase.

Kapacita siete sa tiež výrazne zvýši. 5G už teraz umožňuje masívnu hustotu zariadení, hoci v zložitých prostrediach (štadióny, továrne plné kovových konštrukcií) sa teoretické čísla nie vždy dosiahnu. 6G medzitým... Jeho cieľom je spravovať ešte viac simultánnych terminálov v rovnakom priestore, pričom sa zachováva kvalita služieb aj v extrémnych situáciách.

ITU si prostredníctvom dokumentu ITU-R M.2160 stanovuje pre 6G nasledujúce ciele: Stabilná rýchlosť pre koncového používateľa medzi 300 a 500 Mbps, latencie rádovo 0,1 – 1 ms, spektrálna účinnosť trikrát vyššia ako IMT-2020 a prenosová kapacita na plochu 30 – 50 Mbit/s/m². To všetko s výrazne nižšou spotrebou energie na bit ako 5G.

Výhody a nové prípady použitia, ktoré umožňuje 6G

Južná Kórea, ktorej kľúčovým technologickým partnerom je spoločnosť Samsung, bola jednou z prvých krajín, ktoré poskytli podrobnosti. Aké praktické výhody prinesie 6G?Cieľom je, aby prvé komerčné siete ponúkali rýchlosti až päťkrát vyššie ako teoretické maximum 5G s desaťkrát nižšími latenciami (približne 0,1 ms). To sa premieta do skutočne prenosov v reálnom čase, ktoré sú kľúčové pre medicínu, automobilový priemysel a pokročilú priemyselnú automatizáciu.

Spoločnosť Samsung v správe z roku 2020 predpovedala, že 6G umožní Rýchlosť sťahovania a odosielania až 1000 GbpsPodpora budúcich multimediálnych formátov a pohlcujúcich zážitkov bez badateľných oneskorení. Víziou je ešte prepojenejší svet, kde sa virtuálna, rozšírená a zmiešaná realita bezproblémovo spájajú s obsahom, ktorý sa prispôsobí akejkoľvek obrazovke (alebo zariadeniu), aj keď je pripojený prostredníctvom mobilnej siete.

Jednou z najvýraznejších oblastí bude holografia v reálnom časeVďaka 6G by sa holografická komunikácia s vysokým rozlíšením mohla stať bežnou: pracovné stretnutia, kde vidíte svojich kolegov v 3D, akoby boli priamo pred vami, živé relácie premietané vo vašej obývačke alebo vzdialená pomoc s volumetrickými avatarmi bez prerušenia alebo oneskorenia.

Šiesta generácia tiež sľubuje zlepšenie všetkých klasických sieťových parametrov: Vyššia rýchlosť, nižšia latencia, viac pripojených zariadení, väčšia šírka pásma a lepšia energetická účinnosťK tomu sa pridáva kľúčový prvok: oveľa hlbšia integrácia umelej inteligencie, ktorá umožní sieťam samooptimalizovať, samospravovať a dynamicky distribuovať zdroje podľa potrieb daného okamihu.

Výrobcovia ako OPPO sa zamerali na to, ako 6G To zrevolucionizuje spôsob, akým sa umelá inteligencia učí, interaguje a ako sa používa.Očakáva sa, že siete 6G budú integrovať funkcie umelej inteligencie, aby sa automaticky prispôsobili, odhalili problémy skôr, ako ovplyvnia používateľa, uprednostnili kritickú prevádzku (napr. autonómne vozidlo verzus sťahovanie pre voľný čas) a s úplnou spoľahlivosťou uľahčili aplikácie, ako sú pripojené autá, logistické roboty alebo diaľkové zdravotnícke systémy.

Technologické rozdiely medzi súčasným 5G a budúcim 6G

V súčasnosti je 5G štruktúrovaná okolo troch hlavných scenárov: vyššia šírka pásma pre rýchle sťahovanie, nízka latencia pre takmer okamžité odpovede a masívne prepojenia pre internet vecí (IoT). 6G si zachováva tieto tri piliere, ale s myšlienkou posunúť ich na inú úroveň a navyše začleniť úplne nové funkcie.

Jedným z veľkých rozdielov bude použitie oveľa vyššie frekvencie, v terahertzovom rozsahuToto nielen znásobuje rýchlosť a kapacitu, ale umožňuje aj spoločné komunikačné a detekčné techniky (JCAS): ten istý rádiový signál používaný na prenos údajov sa bude používať na „čítanie“ prostredia, mapovanie priestorov alebo detekciu objektov s bezprecedentnou úrovňou presnosti.

V praxi by sme prešli z 5G siete s teoretickým stropom okolo 20 Gbps a latenciou 1 ms na 6G ekosystém schopný priblížiť sa... 1 Tb/s a 0,1 msŠiesta generácia bude navyše energeticky úspornejšia, bude spotrebovávať menej energie na prenesený bit a bude podporovať väčší počet zariadení súčasne, čo je kľúčový faktor v továrňach, štadiónoch, hyperprepojených mestách alebo rozsiahlych senzorových sieťach.

Ďalším dôležitým bodom je, že 6G nemá v úmysle úplne nahradiť 5G Od prvého dňa. Na rozdiel od prechodu z 2G na 3G alebo z 3G na 4G, tentoraz budú obe generácie koexistovať dlhšie. Myšlienka je taká, že 6G sa bude používať pre veľmi náročné aplikácie (obchodné, priemyselné, vojenské prostredie, pokročilá automatizácia), zatiaľ čo 5G bude naďalej pokrývať veľkú časť bežnej spotreby (zábava, sociálne siete, streamovanie atď.).

Tento hybridný prístup má ďalší dôsledok: 6G bude postavené na väčšine 5G infraštruktúra je už nasadenáToto zníži náklady a zložitosť v porovnaní s predchádzajúcimi generáciami. Iniciatívy ako siete Open RAN, ktoré riadia významní európski operátori (okrem iných Telefónica, Vodafone, Orange), sa práve o túto modularitu a otvorenosť snažia vydláždiť cestu pre ďalšiu generáciu.

Vzťah medzi 6G, umelou inteligenciou a cloud computingom

Žiadosti Umelá inteligencia v mobilite a priemyselnom prostredí Neustále rastú: od mobilných asistentov až po systémy prediktívnej údržby v továrňach. Dnes sa veľká časť trénovania modelov vykonáva offline; napríklad na konci výrobnej zmeny stroje nahrajú dáta do cloudu, umelá inteligencia sa natrénuje a na druhý deň sa stiahnu vylepšené modely.

Kombinácia 5G a cloud computingu už umožňuje určité vylepšenia, má však jasné obmedzenia. objemy dát potrebné pre pokročilú umelú inteligenciu Sú také veľké, že je ťažké ich presúvať v reálnom čase bez toho, aby sa zaťažila sieť alebo znásobili náklady. Pri 6G je myšlienkou, že mnoho aplikácií umelej inteligencie môže bežať priamo v cloude alebo na okraji cloudu bez potreby toľkého sprostredkovania s lokálnymi zariadeniami.

Súbežne bude 6G natívne integrovať edge computing a vysokovýkonné výpočtyVďaka tomu sa výpočtový výkon priblíži k miestu, kde sa generujú dáta. To umožní napríklad autonómnym robotom, dronom alebo pripojeným vozidlám robiť zložité rozhodnutia v milisekundách spoliehaním sa na blízke servery bez toho, aby museli posielať všetky informácie do vzdialených dátových centier.

Táto distribuovaná architektúra bude základom pre umožnenie Masívny a skutočne inteligentný internet vecíV tomto scenári milióny senzorov a zariadení nepretržite komunikujú medzi sebou a s cloudom a upravujú procesy v reálnom čase. Z tejto kombinácie ultrarýchlej konektivity, vstavanej umelej inteligencie a distribuovaného spracovania budú profitovať odvetvia ako výroba, logistika a zdravotníctvo.

Dopad na kľúčové sektory: zdravotníctvo, automobilový priemysel, priemysel a mestá

V sektore zdravotnej starostlivosti už 5G podporilo rozvoj telemedicíny, ale 6G by mohlo zmeniť pravidlá hry. Vďaka svojim ultranízka latencia a extrémna spoľahlivosťBude možné vykonávať zložité operácie na diaľku s presnosťou, ktorá dnes nie je možná, pripájať zdravotnícke zariadenia v reálnom čase a monitorovať chronických pacientov s oveľa väčšou granularitou.

V automobilovom sektore a sektore mobility je kombináciou autonómne vozidlá, drony, doručovacie roboty a mestské senzory Bude si to vyžadovať siete schopné zvládnuť milióny interakcií za sekundu. 5G je už prvým krokom, ale pre auto idúce po diaľnici rýchlosťou 120 km/h nemusí stačiť latencia niekoľkých milisekúnd. 6G je tu na to, aby túto medzeru vyplnilo a ponúklo takmer okamžitú odozvu a oveľa bezpečnejšiu komunikáciu medzi vozidlom a všetkým (V2X).

Posilnený bude aj Priemysel 4.0. 6G umožní prakticky autonómne továrnekde stroje, roboty a logistické systémy nepretržite komunikujú s cieľom optimalizovať výrobu, znižovať odpad a okamžite reagovať na akýkoľvek incident. Komunikácia medzi strojmi (M2M) sa dostane do extrému a koncepty ako Joint Sensing and Communication (JCAS) umožnia samotnej sieti „vidieť“ a pochopiť priemyselné prostredie.

V mestách už 5G umožnilo nasadenie senzorové siete pre dopravu, energetiku alebo bezpečnosťVďaka 6G sa tieto inteligentné mestá vyvinú smerom k takmer autonómnym systémom riadenia: doprava regulovaná v reálnom čase s globálnym pohľadom na mesto, inteligentné elektrické siete, ktoré vyvažujú výrobu energie z obnoviteľných zdrojov až na sekundu, alebo plne automatizované mestské služby.

Ďalším kľúčovým bodom bude pripojenie vo vidieckych a odľahlých oblastiachCieľom 6G je pomôcť preklenúť digitálnu priepasť hlbšou integráciou satelitného pripojenia do samotného štandardu. To umožní vysokorýchlostný prístup na internet v oblastiach, kde je nasadenie optických vlákien alebo dokonca pozemného 5G v súčasnosti ťažké alebo nerentabilné.

Predpokladaný časový harmonogram: kedy sa 6G dostane na trh

Výskum 6G sa nezačal včera. Čína napríklad už v roku 2018 oznámila, že túto novú konektivitu skúma už mesiace a od roku 2020 propaguje jej zavádzanie. oficiálny vývojČínske ministerstvo priemyslu a informačných technológií spolu s hlavnými technologickými hráčmi vykonáva testy už roky, vrátane vypustenia satelitov určených pre predbežné experimenty so 6G.

Najčastejšie opakované predpovede uvádzajú Komercializácia 6G okolo roku 2030Na tento rok poukázal aj generálny riaditeľ spoločnosti Nokia Pekka Lundmark počas Svetového ekonomického fóra v roku 2022. Na summite 6G Wireless v roku 2019 sa rôzni odborníci na mobilnú komunikáciu zhodli na rovnakom časovom rámci s myšlienkou, že medzi rokmi 2026 a 2028 začneme vidieť prvé skutočné prípady použitia a rozsiahle pilotné projekty.

Južná Kórea oznámila, že chce komercializovať 6G medzi rokmi 2028 a 2030a plánuje spustiť pilotný program v roku 2026 s investíciou stoviek miliónov eur. Spoločnosť Huawei zas už nejaký čas pracuje súbežne na 5G a 6G a uznala, že očakáva príchod šiestej generácie okolo roku 2030.

Spoločnosť Samsung v roku 2020 zverejnila referenčný dokument, ktorý sa zaoberal definovať štandard 6G okolo roku 2028 a začať s komerčným zavádzaním v roku 2030. Spoločnosť OPPO má o niečo konzervatívnejší názor: odhaduje, že formálna štandardizácia budúcej technológie sa začne okolo roku 2025, ale masívne komerčné zavedenie nemusí prísť skôr ako v roku 2035.

V Európe už Európska komisia položila základy pre výskum 6G; prostredníctvom iniciatív 5G-PPP (verejno-súkromné ​​partnerstvo pre infraštruktúru 5G) boli spustené projekty. konkrétne výskumné a vývojové projekty v hodnote desiatok miliónov eurZástupca EK Peter Stuckmann uviedol, že štúdia 6G je stále v počiatočných fázach, ale cieľom je, aby sa jej komercializácia začala aj v roku 2030.

Medzinárodná telekomunikačná únia urobila kľúčový krok Odporúčanie ITU-R M.2160Tento dokument stanovuje technické referenčné požiadavky pre siete IMT-2030 (6G). Uvádza, že konečná technológia bude vybraná v roku 2027 a že do konca desaťročia by mal existovať dostatočne vyspelý súbor špecifikácií na začatie zavádzania prvých kompletných sietí.

Úloha Španielska a Európskej únie vo vývoji 6G

Španielsko chce byť v popredí tejto novej technologickej vlny. Vláda schválila pomoc vo výške približne 95 miliónov eur zameraný na vývoj pokročilých sietí 5G a 6G a propagoval projekty ako ENABLE-6G, podporované spoločnosťou Telefónica a európskymi orgánmi, s cieľom preskúmať architektúry, prípady použitia a prototypy sietí novej generácie.

Prevádzkovatelia ako MasOrange už vo svojich obchodných stratégiách spomínajú 5G Advanced ako odrazový mostík k 6GTento termín používajú na označenie evolučných vylepšení, ktoré budú začlenené do súčasnej infraštruktúry 5G. Súčasne sa spoločnosti Telefónica, Vodafone a Orange zúčastňujú na alianciách s významnými európskymi televíznymi spoločnosťami s cieľom propagovať otvorené siete RAN, ktoré uľahčia vedúce postavenie Európy v budúcom 6G.

Na úrovni EÚ Spoločný podnik pre inteligentné siete a službyTáto spoločná iniciatíva stanovuje stratégiu výskumu a inovácií v oblasti 6G pre kontinent. Jej cieľom je podporovať inteligentné siete novej generácie, ktoré podporujú digitálnu transformáciu Európy, posilňujú jej technologickú suverenitu a znižujú závislosť od dodávateľov považovaných za rizikových (ako napríklad Huawei alebo ZTE).

Popri 6G Európa naďalej presadzuje zavádzanie 5G a pokročilého 5G, pričom chápe, že koexistencia viacerých generácií sietí Toto bude normou ešte mnoho rokov. Cieľom je, aby európske spoločnosti mohli využiť tieto infraštruktúry na vývoj nových služieb v oblastiach, ako je Priemysel 4.0, inteligentné mestá, inteligentná mobilita a digitálne zdravotníctvo.

Toto regulačné predvídanie a verejné investície sú kľúčové pre zabezpečenie toho, aby podnikateľský sektor nezaostával. Od poskytovateľov riešení v oblasti pripojenia a kybernetickej bezpečnosti až po vývojárov softvéru, výrobcov zariadení a systémových integrátorov budú musieť všetci prispôsobiť svoje produkty a služby Prepojená realita je oveľa náročnejšia a komplexnejšia ako ten súčasný.

Prechod z 5G na 6G nie je len jednoduchá zmena ikony na vašom telefóne; je to generačný skok, ktorý ovplyvní sieťovú infraštruktúru, architektúru cloudových služieb a spôsob, akým učíme, pracujeme, pohybujeme sa a interagujeme s technológiami. S blížiacim sa rokom 2030 bude kľúčové pochopiť tieto rozdiely, čo najlepšie využiť 5G, kým čakáme na 6G, a pripraviť organizácie, zariadenia a aplikácie na bezproblémové pripojenie. rýchlejší, inteligentnejší, všadeprítomnejší a oveľa viac integrovaný s umelou inteligenciou.