Informacije o tehnologiji 6G in njenih razlikah od 5G

La mobilna povezljivost Doživlja največjo revolucijo v svoji zgodoviniČeprav 4G na nekaterih območjih ostaja prevladujoč in 5G še ni bil v celoti uveden, so vlade, operaterji in proizvajalci že uprli poglede v naslednji preskok: 6G. Ne gre le za hitrost; gre za zasnovo praktično takojšnjega, veliko pametnejšega omrežja, ki lahko podpira plaz naprav, podatkov in storitev, ki si jih šele začenjamo predstavljati.

V tem kontekstu da bi popolnoma razumeli, kaj je 6G in kako se razlikuje od 5G To je ključnega pomena tako za uporabnike kot za podjetja. Govorimo o globokih spremembah: novi frekvenčni pasovi (celo v teraherčnem območju), skoraj ničelna latenca, izvorna integracija z umetno inteligenco, holografske komunikacije, obsežna avtomatizacija in zelo drugačen odnos med mobilnim omrežjem, oblakom in napravami, ki jih uporabljamo vsak dan.

Kaj točno je 6G in kaj obljublja v primerjavi s 5G?

6G bo šesta generacija mobilnih omrežij In usojeno mu je, da prevzame primat od naprednega 5G ali 5G+, znanega tudi kot 5.5G. Tako kot je 4G presegel 3G in 5G razširil zmogljivosti 4G, si bo 6G prizadeval narediti nekaj korakov dlje v hitrosti, zakasnitvi, zmogljivosti povezanih naprav in energetski učinkovitosti, hkrati pa bo odprl vrata aplikacijam, ki so danes praktično znanstvena fantastika.

Preden bomo videli telefone, povezane s 6G, bomo doživeli fazo Napredni 5G (5G+, 5.5G)kar se že začenja pojavljati. Proizvajalci, kot je Huawei, trdijo, da lahko ta vmesna stopnja, podprta s tehnologijami, kot je masivni MIMO, doseže hitrosti do 10 Gbps in služi kot naravni most med sedanjo 5G in prihodnjo šesto generacijo.

Čeprav zaprtega standarda 6G še ni, ga je Mednarodna telekomunikacijska zveza (ITU) s svojim priporočilom ITU-R M.2160 že vzpostavila. zelo ambiciozni cilji uspešnostiNajvišje hitrosti okoli 200 Gbps in po različnih študijah celo teoretični vrhovi do 512 Gbps ali približno 1 Tbps v idealnih scenarijih.

La Ciljna zakasnitev 6G Deluje s časom približno 0,1 milisekunde (0,1 ms), kar je desetina tistega, kar si 5G prizadeva doseči v svojih najnaprednejših načinih. Ta praktično takojšnja odzivna sposobnost bo omogočila izjemno varne operacije na daljavo, popolnoma avtonomna vozila za visoke hitrosti in brezhibno holografsko komunikacijo.

Poleg hitrosti in zakasnitve si 6G prizadeva drastično povečati prometna zmogljivost na območje, z referencami med 30 in 50 Mbit/s na kvadratni meter, kar že vsaj trikrat poveča učinkovitost spektra v primerjavi z referenco omrežij IMT-2020 (okvir, ki zajema 5G).

Frekvenčni pasovi in ​​spekter: od gigahercev do terahercev

Ena glavnih tehnoloških razlik med 5G in 6G bo v uporabljeni frekvenčni pasovi4G deluje do približno 6 GHz, medtem ko 5G širi svoj doseg na območje 100–110 GHz v tako imenovanih milimetrskih valovih (mmWave). Da bi sprostili polni potencial 6G, proizvajalci, kot je Samsung, razmišljajo o prehodu na območje 6 GHz. teraherc (THz).

V praksi bi to pomenilo razmislek o 6G celoten razpoložljivi spekterOd nizkega pasu (pod 1 GHz, idealno za široko pokritost) preko srednjega pasu (1 do 24 GHz, dobro ravnovesje med dosegom in zmogljivostjo) in doseganja visokega pasu, ki bi teoretično lahko segel do ~3000 GHz. Izziv tukaj je ogromen, saj zahteva načrtovanje novih anten, materialov in radijskih sistemov, ki so sposobni obvladovati te zelo visoke frekvence.

Na tem področju že obstajajo obetavni dokazi. LG je na primer uspelo prenos podatkov v teraherčnem območju na razdaljah, ki se vztrajno povečujejo: najprej okoli 100 metrov, nato med 155 in 175 GHz na 320 metrih na prostem, v zadnjem času pa tudi preko 500 metrov. Na Kitajskem je bilo celo mogoče prenesti 1 TB podatkov na razdaljo 1 kilometra v eni sekundi z uporabo teraherčne brezžične komunikacije.

Fujitsu v sodelovanju z DOCOMO in NTT prav tako eksperimentira z valovi subteraherc pri 100 GHz in 300 GHzNjegov cilj je doseči izjemno hitre komunikacije, ki ohranjajo robustno širjenje signala tudi v okoljih z ovirami, kar je ključnega pomena za uporabo 6G v kompleksnih industrijskih obratih ali gostih urbanih območjih.

Vsi ti napredki morajo sobivati ​​z dejstvom, da bo 5G ostal v uporabi še vrsto let. Zato proizvajalci, kot je Samsung, poudarjajo treba rezervirati nove pasove izključno za 6Gtako da obstoječa omrežja niso omejena med uvajanjem nove generacije.

Ključne številke: hitrost, zakasnitev in zmogljivost 6G v primerjavi s 5G

5G je že predstavljal pomemben korak naprej v primerjavi s 4G: do 20 Gbps največje teoretične hitrosti, latence okoli 1 ms v najnaprednejših načinih in zmogljivost povezave do milijona naprav na kvadratni kilometer v idealnih pogojih. Toda 6G si prizadeva stvari na vseh teh področjih dvigniti na višjo raven.

Projekcije kažejo, da bi lahko 6G dosegel hitrosti do 100-krat hitrejše od 5GNekateri proizvajalci, kot je Samsung, govorijo o največjih hitrostih 1000 Gbps (1 Tbps) tako za prenose kot nalaganje, medtem ko druge študije kažejo na največje hitrosti 200–512 Gbps za začetne komercialne uvedbe. V vsakem primeru govorimo o skoraj takojšnjem prenosu velikih, poglobljenih datotek z vsebino (8K filmi, polne igre, okolja virtualne resničnosti).

Kar zadeva zakasnitev, je izboljšanje prav tako radikalno. Če je bil 5G zasnovan tako, da se približa latence reda 1 milisekunde6G si prizadeva zmanjšati to številko na približno 0,1 ms. Nekatere vizije celo nakazujejo mikrosekundne zakasnitve v zelo specifičnih scenarijih, kar bi omogočilo skoraj realnočasovne reakcije za vozila, robote ali kritične medicinske aplikacije.

Tudi zmogljivost omrežja se bo povečala. 5G že omogoča ogromno gostoto naprav, čeprav v kompleksnih okoljih (stadioni, tovarne, polne kovinskih konstrukcij) teoretične številke niso vedno dosežene. Medtem pa 6G Namenjen je upravljanju še več hkratnih terminalov v istem prostoru, pri čemer se ohranja kakovost storitve tudi v ekstremnih situacijah.

Mednarodna telekomunikacijska zveza (ITU) si je s standardom ITU-R M.2160 za 6G zadala naslednje cilje: Stabilna hitrost za končnega uporabnika med 300 in 500 Mbps, latence reda velikosti 0,1–1 ms, spektralna učinkovitost trikrat večja kot pri IMT-2020 in prometna zmogljivost na površino 30–50 Mbit/s/m². Vse to z bistveno nižjo porabo energije na bit kot pri 5G.

Prednosti in novi primeri uporabe, ki jih omogoča 6G

Južna Koreja, s Samsungom kot ključnim tehnološkim partnerjem, je bila ena prvih držav, ki je posredovala podrobnosti. Kakšne praktične koristi bo prinesla 6G?Cilj je, da prva komercialna omrežja ponudijo hitrosti do petkrat večje od teoretičnega maksimuma 5G, z desetkrat nižjimi zakasnitvami (okoli 0,1 ms). To pomeni resnično prenose v realnem času, kar je ključnega pomena za medicino, avtomobilsko industrijo in napredno industrijsko avtomatizacijo.

Samsung je v poročilu iz leta 2020 napovedal, da bo 6G omogočil Hitrosti prenosa in nalaganja do 1000 GbpsPodpora prihodnjim multimedijskim formatom in poglobljenim izkušnjam brez zaznavnih zamud. Vizija je še bolj povezanega sveta, kjer se virtualna, obogatena in mešana resničnost brezhibno združujejo, z vsebino, ki se prilagaja kateremu koli zaslonu (ali napravi), tudi če je povezan prek mobilnega omrežja.

Eno najbolj presenetljivih področij bo holografija v realnem časuS 6G bi lahko visokoločljivostna holografska komunikacija postala nekaj običajnega: delovni sestanki, kjer vidite svoje sodelavce v 3D, kot da bi bili tik pred vami, oddaje v živo, projicirane v vaši dnevni sobi, ali oddaljena pomoč z volumetričnimi avatarji brez prekinitev ali zamud.

Šesta generacija obljublja tudi izboljšanje vseh klasičnih omrežnih parametrov: Višja hitrost, nižja latenca, več povezanih naprav, večja pasovna širina in boljša energetska učinkovitostK temu je treba dodati še ključni element: veliko globljo integracijo umetne inteligence, ki bo omrežjem omogočila samooptimizacijo, samoupravljanje in dinamično porazdelitev virov glede na potrebe vsakega trenutka.

Proizvajalci, kot je OPPO, so se osredotočili na to, kako 6G To bo revolucionarno spremenilo način učenja, interakcije in uporabe umetne inteligence.Pričakuje se, da bodo omrežja 6G vključevala funkcije umetne inteligence za samoprilagajanje, zaznavanje težav, preden te vplivajo na uporabnika, dajanje prednosti kritičnemu prometu (npr. avtonomno vozilo v primerjavi s prenosom za prosti čas) in omogočanje aplikacij, kot so povezani avtomobili, logistični roboti ali oddaljeni medicinski sistemi, s popolno zanesljivostjo.

Tehnološke razlike med sedanjim 5G in prihodnjim 6G

Trenutno je 5G strukturiran okoli treh glavnih scenarijev: večja pasovna širina za hitre prenose, nizka zakasnitev za skoraj takojšnje odgovore in ogromne povezave za internet stvari (IoT). 6G ohranja te tri stebre, vendar z idejo, da jih dvigne na višjo raven in poleg tega vključi povsem nove funkcionalnosti.

Ena od velikih razlik bo uporaba veliko višje frekvence, v teraherčnem območjuTo ne le pomnoži hitrost in zmogljivost, temveč omogoča tudi skupne komunikacijske in detekcijske tehnike (JCAS): isti radijski signal, ki se uporablja za prenos podatkov, se bo uporabljal za "branje" okolja, kartiranje prostorov ali zaznavanje predmetov z izjemno natančnostjo.

V praksi bi prešli iz omrežja 5G s teoretično zgornjo mejo okoli 20 Gbps in zakasnitvijo 1 ms na ekosistem 6G, ki se lahko približa 1 Tbps in 0,1 msPoleg tega bo šesta generacija energetsko učinkovitejša, saj bo porabila manj energije na preneseni bit in hkrati podpirala večje število naprav, kar je ključni dejavnik v tovarnah, stadionih, hiperpovezanih mestih ali obsežnih senzorskih omrežjih.

Druga pomembna točka je, da 6G ne namerava popolnoma nadomestiti 5G Od prvega dne. Za razliko od prehoda iz 2G v 3G ali iz 3G v 4G bosta tokrat generaciji sobivali dlje časa. Ideja je, da se bo 6G uporabljal za zelo zahtevne aplikacije (poslovna, industrijska, vojaška okolja, napredna avtomatizacija), medtem ko bo 5G še naprej pokrival velik del splošne porabe (zabava, družbena omrežja, pretakanje itd.).

Ta hibridni pristop ima še eno posledico: 6G bo zgrajen na večjem delu 5G infrastruktura je že vzpostavljenaTo bo zmanjšalo stroške in kompleksnost v primerjavi s prejšnjimi generacijami. Pobude, kot so omrežja Open RAN, ki jih vodijo veliki evropski operaterji (med drugim Telefónica, Vodafone, Orange), si prizadevajo prav za to modularnost in odprtost, da bi utrle pot naslednji generaciji.

Razmerje med 6G, umetno inteligenco in računalništvom v oblaku

Aplikacije Umetna inteligenca v mobilnosti in industrijskih okoljih Še naprej rastejo: od mobilnih asistentov do sistemov za napovedno vzdrževanje v tovarnah. Danes se velik del usposabljanja modelov izvaja brez povezave; na primer ob koncu proizvodne izmene stroji naložijo podatke v oblak, umetna inteligenca se nauči in naslednji dan se prenesejo izboljšani modeli.

Kombinacija 5G in računalništva v oblaku že omogoča določene izboljšave, vendar ima jasne omejitve. količine podatkov, potrebne za napredno umetno inteligenco So tako veliki, da jih je težko premikati v realnem času, ne da bi pri tem obremenili omrežje ali pomnožili stroške. Pri 6G je ideja, da se lahko številne aplikacije umetne inteligence izvajajo neposredno v oblaku ali na robu oblaka, ne da bi potrebovale toliko posredovanja z lokalnimi napravami.

Vzporedno bo 6G izvorno integriral robno računalništvo in visokozmogljivo računalništvoTo približa računalniško moč mestu, kjer se podatki ustvarjajo. To bo na primer omogočilo avtonomnim robotom, dronom ali povezanim vozilom sprejemanje kompleksnih odločitev v milisekundah, pri čemer se bodo zanašali na bližnje strežnike, ne da bi morali vse informacije pošiljati v oddaljene podatkovne centre.

Ta porazdeljena arhitektura bo temeljna za omogočanje Masiven in resnično inteligenten internet stvariV tem scenariju milijoni senzorjev in naprav nenehno komunicirajo med seboj in z oblakom ter prilagajajo procese v realnem času. Industrije, kot so proizvodnja, logistika in zdravstvo, bodo imele koristi od te kombinacije ultrahitre povezljivosti, vgrajene umetne inteligence in porazdeljene obdelave.

Vpliv na ključne sektorje: zdravstvo, avtomobilsko industrijo, industrijo in mesta

V zdravstvenem sektorju je 5G že spodbudil vzpon telemedicine, vendar bi lahko 6G spremenil pravila igre. Zaradi svoje izjemno nizka latenca in izjemna zanesljivostOmogočeno bo izvajanje kompleksnih oddaljenih operacij z natančnostjo, ki danes ni mogoča, povezovanje medicinskih naprav v realnem času in spremljanje kroničnih bolnikov z veliko večjo natančnostjo.

V avtomobilskem sektorju in sektorju mobilnosti je kombinacija avtonomna vozila, droni, dostavna robota in urbani senzorji Zahtevala bodo omrežja, ki bodo sposobna orkestrirati milijone interakcij na sekundo. 5G je že prvi korak, vendar za avtomobil, ki potuje po avtocesti s hitrostjo 120 km/h, zakasnitev nekaj milisekund morda ne bo dovolj. 6G je tu, da zapolni to vrzel, saj ponuja skoraj takojšnje odzivne čase in veliko varnejšo komunikacijo med vozilom in vsem (V2X).

Okrepljena bo tudi Industrija 4.0. 6G bo omogočil praktično avtonomne tovarnekjer stroji, roboti in logistični sistemi neprekinjeno komunicirajo, da bi optimizirali proizvodnjo, zmanjšali odpadke in se takoj odzvali na vsak incident. Komunikacija med stroji (M2M) bo dosegla vrhunec, koncepti, kot je Joint Sensing and Communication (JCAS), pa bodo omrežju omogočili, da »vidi« in razume industrijsko okolje.

V mestih je 5G že omogočil uvedbo senzorska omrežja za promet, energijo ali varnostS 6G se bodo ta pametna mesta razvila v skoraj avtonomne sisteme upravljanja: promet, reguliran v realnem času z globalnim pogledom na mesto, pametna električna omrežja, ki uravnavajo proizvodnjo obnovljivih virov energije do sekunde natančno, ali popolnoma avtomatizirane mestne storitve.

Druga ključna točka bo povezljivost na podeželju in v oddaljenih območjih6G si prizadeva zapolniti digitalni razkorak z globljo integracijo satelitske povezljivosti v sam standard. To bo omogočilo dostop do visokohitrostnega interneta na območjih, kjer je uvedba optičnih vlaken ali celo prizemnega omrežja 5G trenutno težka ali nedonosna.

Predvideni časovni okvir: kdaj bo 6G prišel na trg

Raziskave omrežij 6G se niso začele včeraj. Kitajska je na primer že leta 2018 napovedala, da to novo povezljivost raziskuje že mesece, od leta 2020 pa promovira njeno uvajanje. uradni razvojKitajsko ministrstvo za industrijo in informacijsko tehnologijo skupaj z večjimi tehnološkimi akterji že leta izvaja teste, vključno z izstrelitvijo satelitov, namenjenih predhodnim poskusom 6G.

Najpogosteje ponavljane napovedi postavljajo Komercializacija 6G okoli leta 2030Izvršni direktor Nokie Pekka Lundmark je na Svetovnem gospodarskem forumu leta 2022 prav tako opozoril na to leto. Na vrhu o brezžičnih omrežjih 6G leta 2019 so se različni strokovnjaki za mobilne komunikacije strinjali glede istega časovnega okvira z idejo, da bomo med letoma 2026 in 2028 začeli videvati prve resnične primere uporabe in obsežne pilotne projekte.

Južna Koreja je sporočila, da želi komercializacija 6G med letoma 2028 in 2030in načrtuje, da bo leta 2026 začel pilotni program z naložbo v višini več sto milijonov evrov. Huawei pa že nekaj časa vzporedno dela na 5G in 6G ter je priznal, da pričakuje, da bo šesta generacija prav tako prišla okoli leta 2030.

Samsung je leta 2020 objavil referenčni dokument, ki je obravnaval opredeliti standard 6G okoli leta 2028 in začeti s komercialno uvedbo leta 2030. OPPO ima nekoliko bolj konzervativno stališče: ocenjuje, da se bo formalna standardizacija prihodnje tehnologije začela okoli leta 2025, vendar da množična komercialna uporaba morda ne bo prišla do leta 2035.

V Evropi je Evropska komisija že postavila temelje za raziskave 6G; projekti so se začeli izvajati prek pobud 5G-PPP (javno-zasebno partnerstvo za infrastrukturo 5G). specifični raziskovalno-razvojni projekti v vrednosti več deset milijonov evrovPeter Stuckmann, predstavnik Evropske komisije, je nakazal, da je študija 6G še vedno v začetni fazi, vendar je cilj, da se njena komercializacija začne leta 2030.

Mednarodna telekomunikacijska zveza je naredila ključni korak z Priporočilo ITU-R M.2160Ta dokument določa tehnične referenčne zahteve za omrežja IMT-2030 (6G). Navaja, da bo končna tehnologija izbrana leta 2027 in da bi moral do konca desetletja obstajati dovolj zrel nabor specifikacij za začetek uvajanja prvih popolnih omrežij.

Vloga Španije in Evropske unije pri razvoju 6G

Španija želi biti v ospredju tega novega tehnološkega vala. Vlada je odobrila pomoč v višini približno 95 milijonov evrov namenjen razvoju naprednih omrežij 5G in 6G ter je spodbujal projekte, kot je ENABLE-6G, ki ga podpirajo Telefónica in evropski organi, za raziskovanje arhitektur, primerov uporabe in prototipov omrežij naslednje generacije.

Operaterji, kot je MasOrange, to že omenjajo v svojih poslovnih strategijah 5G Advanced kot odskočna deska za 6GTa izraz uporabljajo za opis evolucijskih izboljšav, ki bodo vključene v trenutno infrastrukturo 5G. Hkrati Telefónica, Vodafone in Orange sodelujejo v zavezništvih z večjimi evropskimi televizijskimi hišami za promocijo odprtih omrežij RAN, ki bodo olajšala evropsko vodilno vlogo v prihodnjem 6G.

Na ravni EU je Skupno podjetje za pametna omrežja in storitveTa skupna pobuda določa strategijo raziskav in inovacij za 6G po vsej celini. Njen namen je spodbujati pametna omrežja naslednje generacije, ki spodbujajo digitalno preobrazbo Evrope, krepijo njeno tehnološko suverenost in zmanjšujejo odvisnost od dobaviteljev, ki veljajo za tvegane (kot sta Huawei ali ZTE).

Evropa si poleg 6G še naprej prizadeva za uvedbo 5G in naprednega 5G, saj se zaveda, da sožitje več generacij omrežij To bo norma še vrsto let. Cilj je, da bi evropska podjetja lahko izkoristila to infrastrukturo za razvoj novih storitev na področjih, kot so Industrija 4.0, pametna mesta, pametna mobilnost in digitalno zdravje.

To regulativno predvidevanje in javne naložbe so ključne za zagotovitev, da poslovni sektor ne zaostaja. Od ponudnikov rešitev za povezljivost in kibernetsko varnost do razvijalcev programske opreme, proizvajalcev naprav in sistemskih integratorjev bodo morali vsi prilagoditi svoje izdelke in storitve Povezana resničnost je veliko bolj zahtevna in kompleksna kot trenutno.

Prehod s 5G na 6G ni le preprosta sprememba ikone na vašem telefonu; gre za generacijski preskok, ki bo vplival na omrežno infrastrukturo, arhitekturo storitev v oblaku ter na to, kako poučujemo, delamo, se premikamo in komuniciramo s tehnologijo. Ko se bližamo letu 2030, bo ključnega pomena razumevanje teh razlik, kar najboljši izkoristek 5G, medtem ko čakamo na 6G, in priprava organizacij, naprav in aplikacij na nemoteno povezljivost. hitrejši, pametnejši, bolj vseprisotni in veliko bolj integrirani z umetno inteligenco.