Інформація про технологію 6G та її відмінності від 5G

La мобільний зв’язок Воно переживає найбільшу революцію у своїй історіїХоча 4G залишається домінуючим у деяких регіонах, а 5G ще навіть не повністю розгорнутий, уряди, оператори та виробники вже націлилися на наступний крок: 6G. Йдеться не лише про швидкість; йдеться про розробку практично миттєвої, набагато розумнішої мережі, здатної підтримувати лавину пристроїв, даних та послуг, які ми тільки починаємо уявляти.

У цьому контексті, щоб повністю зрозуміти, що таке 6G і чим воно відрізняється від 5G Це ключово як для користувачів, так і для бізнесу. Йдеться про глибокі зміни: нові діапазони частот (навіть у терагерцовому діапазоні), майже нульова затримка, вбудована інтеграція зі штучним інтелектом, голографічний зв'язок, масштабна автоматизація та зовсім інші взаємовідносини між мобільною мережею, хмарою та пристроями, якими ми користуємося щодня.

Що ж таке 6G і що він обіцяє порівняно з 5G?

6G буде шосте покоління мобільних мереж І йому судилося замінити передовий 5G або 5G+, також відомий як 5.5G. Так само, як 4G перевершив 3G, а 5G розширив можливості 4G, 6G прагнутиме піти на кілька кроків далі у швидкості, затримці, ємності підключених пристроїв та енергоефективності, водночас відкриваючи двері для застосувань, які сьогодні є практично науковою фантастикою.

Перш ніж ми побачимо телефони з підтримкою 6G, ми переживемо певний період... Розширений 5G (5G+, 5.5G)що вже починає проявлятися. Виробники, такі як Huawei, стверджують, що цей проміжний етап, підтримуваний такими технологіями, як масивний MIMO, може досягати швидкості до 10 Гбіт/с, слугуючи природним мостом між поточним 5G та майбутнім шостим поколінням.

Хоча закритого стандарту 6G ще не існує, Міжнародний союз електрозв'язку (ITU) у своїй рекомендації ITU-R M.2160 вже встановив дуже амбітні цілі ефективностіПікова швидкість становить близько 200 Гбіт/с, а за різними дослідженнями навіть теоретичні піки до 512 Гбіт/с або близько 1 Тбіт/с в ідеальних сценаріях.

La Затримка цільової мережі 6G Він працює приблизно за 0,1 мілісекунди (0,1 мс), що становить десяту частину від того, на що розраховує 5G у своїх найсучасніших режимах. Ця практично миттєва здатність реагувати дозволить проводити надбезпечні дистанційні операції, повністю автономні високошвидкісні транспортні засоби та безперебійний голографічний зв'язок.

Окрім швидкості та затримки, 6G має на меті різко збільшити пропускна здатність транспорту на ділянку, з опорними значеннями від 30 до 50 Мбіт/с на квадратний метр, що вже щонайменше втричі збільшує ефективність спектру порівняно з опорними значеннями мереж IMT-2020 (рамкова структура, що охоплює 5G).

Смуги частот та спектр: від гігагерців до терагерців

Одна з основних технологічних відмінностей між 5G та 6G полягатиме в використовувані діапазони частот4G працює приблизно до 6 ГГц, тоді як 5G розширює свою діяльність до діапазону 100-110 ГГц у так званих міліметрових хвилях (mmWave). Щоб розкрити весь потенціал 6G, такі виробники, як Samsung, розглядають можливість переходу на діапазон 6 ГГц. терагерц (ТГц).

На практиці це означатиме розгляд 6G весь доступний спектрВід низького діапазону (нижче 1 ГГц, ідеально для широкого покриття) через середній діапазон (від 1 до 24 ГГц, хороший баланс між дальністю та потужністю) та досягнення високого діапазону, який теоретично може сягати ~3000 ГГц. Завдання тут величезне, оскільки вимагає розробки нових антен, матеріалів та радіосистем, здатних обробляти ці дуже високі частоти.

У цій галузі вже є багатообіцяючі дані. Наприклад, LG вдалося передавати дані в терагерцовому діапазоні на відстанях, які постійно збільшуються: спочатку близько 100 метрів, потім між 155 і 175 ГГц на частоті 320 метрів на відкритому повітрі, а нещодавно — понад 500 метрів. У Китаї навіть вдалося передавати 1 ТБ даних на відстань понад 1 кілометр за одну секунду за допомогою бездротового зв'язку на частоті терагерц.

Fujitsu у співпраці з DOCOMO та NTT також експериментує з хвилями субтерагерцовий на частотах 100 ГГц та 300 ГГцЙого метою є досягнення надшвидкісного зв'язку, який би підтримував стабільне поширення сигналу навіть у середовищах з перешкодами, що є критично важливим, якщо 6G використовуватиметься на складних промислових підприємствах або в густонаселених міських районах.

Усі ці досягнення повинні співіснувати з тим фактом, що 5G залишатиметься функціональним ще багато років. Саме тому такі виробники, як Samsung, наголошують на потрібно резервувати нові діапазони виключно для 6Gщоб поточні мережі не обмежувалися під час розгортання нового покоління.

Ключові показники: швидкість, затримка та ємність 6G порівняно з 5G

5G вже став значним кроком вперед порівняно з 4G: пікова теоретична швидкість до 20 Гбіт/с, затримки близько 1 мс у найсучасніших режимах та здатність підключати до одного мільйона пристроїв на квадратний кілометр за ідеальних умов. Але 6G прагне вивести речі на новий рівень у всіх цих сферах.

Прогнози показують, що 6G може досягти швидкість до 100 разів вища, ніж 5GДеякі виробники, такі як Samsung, говорять про пікову швидкість 1000 Гбіт/с (1 Тбіт/с) як для завантаження, так і для вивантаження, тоді як інші дослідження пропонують пікову швидкість 200-512 Гбіт/с для початкового комерційного розгортання. У будь-якому випадку, мова йде про можливість майже миттєвого завантаження великих файлів із захопливим контентом (фільми 8K, повні ігри, середовища віртуальної реальності).

Що стосується затримки, то покращення є таким же радикальним. Якщо 5G був розроблений, щоб наблизитися затримки порядку 1 мілісекунди6G прагне зменшити цей показник приблизно до 0,1 мс. Деякі концепції навіть передбачають мікросекундні затримки у дуже специфічних сценаріях, що дозволить реагувати майже в режимі реального часу для транспортних засобів, роботів або критично важливих медичних застосувань.

Пропускна здатність мережі також різко зросте. 5G вже дозволяє забезпечити величезну щільність пристроїв, хоча в складних середовищах (стадіони, заводи, повні металевих конструкцій) теоретичні показники не завжди досягаються. Тим часом 6G, Він має на меті керувати ще більшою кількістю одночасних терміналів в тому ж просторі, зберігаючи якість обслуговування навіть в екстремальних ситуаціях.

МСЕ, через ITU-R M.2160, встановлює такі цілі для 6G: Стабільна швидкість для кінцевого користувача від 300 до 500 Мбіт/с, затримки порядку 0,1-1 мс, спектральна ефективність утричі більша, ніж у IMT-2020, та пропускна здатність трафіку на площу 30-50 Мбіт/с/м². Все це зі значно меншим споживанням енергії на біт, ніж у 5G.

Переваги та нові варіанти використання, що відкриваються завдяки 6G

Південна Корея, з Samsung як ключовим технологічним партнером, була однією з перших країн, які надали детальну інформацію. Які практичні переваги принесе 6G?Мета полягає в тому, щоб перші комерційні мережі пропонували швидкість до п'яти разів вищу за теоретичний максимум 5G, із затримками в десять разів меншими (близько 0,1 мс). Це означає передачу даних у реальному часі, що має вирішальне значення для медицини, автомобілебудування та передової промислової автоматизації.

У звіті за 2020 рік Samsung передбачала, що 6G дозволить Швидкість завантаження та вивантаження до 1000 Гбіт/сПідтримка майбутніх мультимедійних форматів та захопливого досвіду без помітних затримок. Бачення полягає в ще більш пов'язаному світі, де віртуальна, доповнена та змішана реальність бездоганно поєднуються, з контентом, який адаптується до будь-якого екрана (або пристрою), навіть якщо підключено через мобільну мережу.

Одним із найвражаючих напрямків буде голографія в реальному часіЗ появою 6G голографічний зв'язок високої чіткості може стати звичайним явищем: робочі зустрічі, де ви бачите своїх колег у 3D, ніби вони знаходяться прямо перед вами, прямі трансляції, що проектуються у вашій вітальні, або віддалена допомога за допомогою об'ємних аватарів без перерв чи затримок.

Шосте покоління також обіцяє покращити всі класичні параметри мережі: Вища швидкість, менша затримка, більше підключених пристроїв, більша пропускна здатність та краща енергоефективністьДо цього додається ключовий елемент: набагато глибша інтеграція штучного інтелекту, яка дозволить мережам самооптимізуватися, самокеруватися та динамічно розподіляти ресурси відповідно до потреб кожного моменту.

Виробники, такі як OPPO, зосередилися на тому, як 6G Це революціонізує спосіб навчання, взаємодії та застосування штучного інтелекту.Очікується, що мережі 6G інтегруватимуть функції штучного інтелекту для самоналаштування, виявлення проблем до того, як вони вплинуть на користувача, визначення пріоритетів критичного трафіку (наприклад, автономний транспортний засіб проти завантаження для дозвілля) та забезпечення повної надійності таких застосувань, як підключені автомобілі, логістичні роботи або дистанційні медичні системи.

Технологічні відмінності між сучасним 5G та майбутнім 6G

Наразі 5G структурований навколо трьох основних сценаріїв: більш висока пропускна здатність для швидкого завантаження, низька затримка для майже негайних відповідей та масивні зв'язки для Інтернету речей (IoT). 6G зберігає ці три основи, але з ідеєю вивести їх на новий рівень та, крім того, включити абсолютно нові функції.

Одна з головних відмінностей полягатиме у використанні набагато вищі частоти, в терагерцовому діапазоніЦе не лише збільшує швидкість і пропускну здатність, але й дозволяє використовувати спільні методи зв'язку та виявлення (JCAS): той самий радіосигнал, який використовується для передачі даних, буде використовуватися для «зчитування» навколишнього середовища, картографування просторів або виявлення об'єктів з безпрецедентним рівнем точності.

На практиці ми перейдемо від мережі 5G з теоретичною стелею близько 20 Гбіт/с та затримкою 1 мс до екосистеми 6G, здатної наблизитися до 1 Тбіт/с та 0,1 мсКрім того, шосте покоління буде енергоефективнішим, споживаючи менше енергії на кожен переданий біт і підтримуваючи більшу кількість пристроїв одночасно, що є ключовим фактором на заводах, стадіонах, у гіперпов'язаних містах або великомасштабних сенсорних мережах.

Ще один важливий момент полягає в тому, що 6G не має на меті повністю замінити 5G З першого дня. На відміну від переходу з 2G на 3G або з 3G на 4G, цього разу два покоління співіснуватимуть протягом тривалішого періоду. Ідея полягає в тому, що 6G використовуватиметься для дуже вимогливих застосувань (бізнес, промисловість, військове середовище, передова автоматизація), тоді як 5G продовжуватиме покривати значну частину загального споживання (розваги, соціальні мережі, потокове передавання тощо).

Цей гібридний підхід має ще один наслідок: 6G буде побудовано поверх значної частини Інфраструктура 5G вже розгорнутаЦе зменшить витрати та складність порівняно з попередніми поколіннями. Такі ініціативи, як мережі Open RAN, що розвиваються великими європейськими операторами (Telefónica, Vodafone, Orange та іншими), прагнуть саме такої модульності та відкритості, щоб прокласти шлях для наступного покоління.

Зв'язок між 6G, штучним інтелектом та хмарними обчисленнями

Застосування Росії Штучний інтелект у мобільності та промисловому середовищі Вони продовжують зростати: від мобільних асистентів до систем прогнозного обслуговування на заводах. Сьогодні значна частина навчання моделей проводиться офлайн; наприклад, в кінці виробничої зміни машини завантажують дані в хмару, навчається штучний інтелект, а наступного дня завантажуються покращені моделі.

Поєднання 5G та хмарних обчислень вже дозволяє досягти певних покращень, але має чіткі обмеження. обсяги даних, необхідні для розширеного штучного інтелекту Вони настільки великі, що їх важко переміщувати в режимі реального часу, не навантажуючи мережу та не збільшуючи витрати. Ідея 6G полягає в тому, що багато програм штучного інтелекту можуть працювати безпосередньо в хмарі або на периферії мережі, не потребуючи значного посередництва з локальними пристроями.

Паралельно, 6G буде мати вбудовану інтеграцію периферійні обчислення та високопродуктивні обчисленняЦе наближає обчислювальну потужність до місць генерації даних. Це дозволить, наприклад, автономним роботам, дронам або підключеним транспортним засобам приймати складні рішення за мілісекунди, спираючись на сусідні сервери, без необхідності надсилати всю інформацію до віддалених центрів обробки даних.

Ця розподілена архітектура буде фундаментальною для забезпечення Масштабний та справді інтелектуальний Інтернет речейУ цьому сценарії мільйони датчиків і пристроїв безперервно взаємодіють один з одним і з хмарою, коригуючи процеси в режимі реального часу. Такі галузі, як виробництво, логістика та охорона здоров'я, виграють від цього поєднання надшвидкого підключення, вбудованого штучного інтелекту та розподіленої обробки.

Вплив на ключові сектори: охорону здоров'я, автомобілебудування, промисловість та міста

У секторі охорони здоров'я 5G вже стимулював розвиток телемедицини, але 6G може стати переломним моментом. Завдяки своїм наднизька затримка та надзвичайна надійністьЗ’явиться можливість виконувати складні дистанційні операції з точністю, яка сьогодні неможлива, підключати медичні пристрої в режимі реального часу та моніторити хронічних пацієнтів з набагато більшою деталізацією.

В автомобільному секторі та секторі мобільності поєднання автономні транспортні засоби, дрони, роботи для доставки та міські датчики Це вимагатиме мереж, здатних керувати мільйонами взаємодій за секунду. 5G – це вже перший крок, але для автомобіля, що рухається по шосе зі швидкістю 120 км/год, затримки в кілька мілісекунд може бути недостатньо. 6G тут, щоб заповнити цю прогалину, пропонуючи майже миттєвий час відгуку та набагато безпечніший зв’язок «транспортний засіб – все» (V2X).

Також буде посилено Індустрію 4.0. 6G дозволить практично автономні фабрикиде машини, роботи та логістичні системи безперервно взаємодіють для оптимізації виробництва, зменшення відходів та миттєвого реагування на будь-який інцидент. Межмашинний (M2M) зв'язок буде доведено до крайності, а такі концепції, як спільне зондування та зв'язок (JCAS), дозволять самій мережі «бачити» та розуміти промислове середовище.

У містах 5G вже дозволив розгортання сенсорні мережі для дорожнього руху, енергетики чи безпекиЗ появою 6G ці розумні міста розвиватимуться до майже автономних систем управління: регульований рух транспорту в режимі реального часу з глобальним оглядом міста, розумні електричні мережі, що балансують виробництво відновлюваної енергії до секунди, або повністю автоматизовані міські служби.

Ще одним ключовим моментом буде зв'язок у сільській та віддаленій місцевості6G має на меті допомогти подолати цифрову нерівність шляхом глибшої інтеграції супутникового зв'язку в сам стандарт. Це дозволить забезпечити високошвидкісний доступ до Інтернету в районах, де розгортання оптоволоконного або навіть наземного 5G наразі є складним або нерентабельним.

Очікувані терміни: коли 6G з'явиться на ринку

Дослідження 6G розпочалися не вчора. Китай, наприклад, ще у 2018 році оголосив, що досліджує цей новий спосіб підключення вже кілька місяців, а з 2020 року просуває його впровадження. офіційна розробкаМіністерство промисловості та інформаційних технологій Китаю разом з основними технологічними гравцями роками проводить випробування, зокрема запуск супутників, призначених для попередніх експериментів 6G.

Найбільш часто повторювані прогнози стосуються Комерціалізація 6G приблизно у 2030 роціГенеральний директор Nokia Пекка Лундмарк також згадав про цей рік під час Всесвітнього економічного форуму 2022 року. На саміті 6G Wireless 2019 року різні експерти з мобільного зв'язку погодилися з тими ж часовими рамками, висловивши думку, що між 2026 і 2028 роками ми почнемо бачити перші реальні випадки використання та масштабні пілотні проекти.

Південна Корея оголосила, що хоче комерціалізувати 6G між 2028 та 2030 рокамиі планує запустити пілотну програму у 2026 році з інвестиціями у сотні мільйонів євро. Huawei, зі свого боку, вже деякий час паралельно працює над 5G та 6G і визнала, що очікує появи шостого покоління приблизно у 2030 році.

Компанія Samsung опублікувала довідковий документ у 2020 році, в якому обговорювалося визначити стандарт 6G приблизно до 2028 року і розпочне комерційне впровадження у 2030 році. OPPO має дещо консервативнішу точку зору: вона оцінює, що офіційна стандартизація майбутньої технології розпочнеться приблизно у 2025 році, але масове комерційне впровадження може відбутися не раніше 2035 року.

У Європі Європейська Комісія вже заклала основу для досліджень 6G; в рамках ініціатив 5G-PPP (державно-приватне партнерство в галузі інфраструктури 5G) було запущено відповідні проекти. конкретні науково-дослідні проекти вартістю десятки мільйонів євроПредставник Європейської комісії Пітер Штукманн зазначив, що дослідження 6G все ще перебуває на початковій стадії, але метою є початок його комерціалізації у 2030 році.

Міжнародний союз електрозв'язку зробив ключовий крок у цьому напрямку Рекомендація ITU-R M.2160Цей документ встановлює технічні вимоги до мереж IMT-2030 (6G). У ньому вказується, що остаточну технологію буде обрано у 2027 році, і що до кінця десятиліття має існувати достатньо зрілий набір специфікацій для початку розгортання перших повноцінних мереж.

Роль Іспанії та Європейського Союзу у розвитку 6G

Іспанія хоче бути на передовій цієї нової технологічної хвилі. Уряд схвалив допомога у розмірі близько 95 мільйонів євро спрямований на розробку передових мереж 5G та 6G, і просував такі проекти, як ENABLE-6G, що підтримуються Telefónica та європейськими організаціями, для дослідження архітектур, варіантів використання та прототипів мереж наступного покоління.

Такі оператори, як MasOrange, вже згадують у своїх бізнес-стратегіях 5G Advanced як перехідний етап до 6GВони використовують цей термін для позначення еволюційних удосконалень, які будуть включені в поточну інфраструктуру 5G. Паралельно з цим, Telefónica, Vodafone та Orange беруть участь в альянсах з великими європейськими телевізійними компаніями для просування відкритих мереж RAN, що сприятиме лідерству Європи в майбутньому 6G.

На рівні ЄС, Спільне підприємство з питань інтелектуальних мереж та послугЦя спільна ініціатива визначає стратегію досліджень та інновацій 6G для континенту. Її метою є сприяння розвитку інтелектуальних мереж наступного покоління, які сприятимуть цифровій трансформації Європи, зміцненню її технологічного суверенітету та зменшенню залежності від постачальників, яких вважають ризикованими (таких як Huawei або ZTE).

Поряд із 6G, Європа продовжує просувати розгортання 5G та вдосконаленого 5G, розуміючи, що співіснування кількох поколінь мереж Це буде нормою протягом багатьох років. Мета полягає в тому, щоб європейські компанії могли використовувати цю інфраструктуру для розробки нових послуг у таких галузях, як Промисловість 4.0, розумні міста, розумна мобільність та цифрова охорона здоров'я.

Це регуляторне передбачення та державні інвестиції є ключовими для забезпечення того, щоб бізнес-сектор не відставав. Від постачальників рішень для підключення та кібербезпеки до розробників програмного забезпечення, виробників пристроїв та системних інтеграторів, усім доведеться адаптувати свої продукти та послуги до Підключена реальність набагато вимогливіша та складніша ніж поточний.

Перехід від 5G до 6G — це не просто зміна значка на вашому телефоні; це стрибок між поколіннями, який вплине на мережеву інфраструктуру, архітектуру хмарних сервісів, а також на те, як ми навчаємо, працюємо, пересуваємося та взаємодіємо з технологіями. З наближенням 2030 року ключовим буде розуміння цих відмінностей, максимально ефективне використання 5G, поки ми чекаємо на 6G, та підготовка організацій, пристроїв і програм до безперебійного підключення. швидші, розумніші, повсюдніші та набагато краще інтегровані зі штучним інтелектом.