Co to jest 6G? Przegląd sieci i technologii 6G

Strona główna / Blog / Najnowsza technologia / Co to jest 6G? Przegląd sieci i technologii 6G

Czym jest 6G?

6G (bezprzewodowość szóstej generacji) jest następcą 5G technologia komórkowa. Przepustowość i opóźnienia sieci 6G będą znacznie wyższe niż sieci 5G ze względu na ich zdolność do działania na wyższych częstotliwościach. Jednym z celów Internetu 6G jest zapewnienie komunikacji z opóźnieniem wynoszącym jeden mikrosekundę. Podobnie jak 5G, 6G zwiększy prędkość sieci, zmniejszy opóźnienia i promuje komunikację maszyna-maszyna (M2M). Oczekuje się, że technologia 6G skupi się na optymalizacji działania sieci maszyn oraz dotychczasowy subskrybenci-ludzi. 

Spis treści

Przewiduje się, że rynek technologii 6G umożliwi znaczące postępyosiągnięcia w obrazowaniu, technologiach obecności i świadomości lokalizacji. Infrastruktura obliczeniowa 6G będzie w stanie określić idealną lokalizację do przetwarzania danych, w tym dokonać wyboru przechowywania, przetwarzania i udostępniania danych. Ta funkcja będzie działać w połączeniu ze sztuczną inteligencją (AI). Należy pamiętać, że 6G nie jest jeszcze technologią operacyjną. Wymagania branżowe dotyczące rozwiązań sieciowych obsługujących 6G wciąż minęły wiele lat, mimo że niektórzy dostawcy inwestują w standard bezprzewodowy nowej generacji. 

Przegląd sieci 6G

Znacząca różnica między 5G i 6G

Przewidywane główne różnice między architekturą sieci 5G i 6G można podsumować w poniższej tabeli: 

6G 1
Tabela 1: Różnice pomiędzy architekturą sieci 5G i 6G

Porównanie KPI między 5G i 6G

Tabela 2: Przedstawienie wielu kluczowych wskaźników wydajności (KPI) przypadków użycia 6G wraz z ulepszeniami w odniesieniu do sieci 5G

Kiedy będzie dostępny internet 6G?

6g 3
Ogólny plan rozwoju 6G

W 2020 r. wysiłki badawczo-rozwojowe (R&D) firmy 6G naprawdę nabrały tempa. Ericsson, jeden z największych na świecie producentów sprzętu 5G, spekuluje, że wczesne standardy technologii „6G Basic” mogą zostać wydane w 2027 r. Przewiduje się, że w 2030 r. Internet 6G trafi do sprzedaży. Aby zwiększyć przepustowość, zmniejszyć opóźnienia i usprawnić współdzielenie widma, technologia lepiej wykorzystuje widmo terahercowe (THz) i rozproszoną sieć dostępu radiowego (RAN).  

Jak działa 6G? 

Bo nie istnieje, nie wiemy. Istnieją jednak pewne koncepcje, które zaczynają krążyć i oferują możliwe rozwiązanie. 

Transmisja danych o ultrawysokiej częstotliwości jest głównym przedmiotem badań nad siecią 6G. Chociaż 5G nie wykorzystuje obecnie żadnych częstotliwości powyżej 39 GHz, w zasadzie może działać do około 100 GHz. W przypadku sieci 6G badacze pracują nad sposobem przesyłania danych za pomocą fal w zakresie terahercowym (THz) lub setek GHz. Chociaż fale te są dość małe i delikatne, ogromna ilość niezajętego widma w górnych warstwach atmosfery umożliwiłaby osiągnięcie zdumiewających prędkości transmisji danych. 

Brakuje nam materiałów półprzewodnikowych, które mogłyby pracować z częstotliwością kilku THz. Aby uzyskać jakikolwiek zasięg na tych częstotliwościach, może być konieczne zastosowanie masywnych układów maleńkich anten. Naukowcy będą musieli stworzyć modele umożliwiające przesyłanie danych niezwykle zawiłymi ścieżkami, aby przezwyciężyć wpływ pary wodnej w środowisku, która rozprasza i odbija sygnały THz. 

Obecne systemy bezprzewodowe umożliwiają jednoczesne nadawanie i odbieranie sygnału tylko na dowolnej częstotliwości. Możesz podzielić kanały według częstotliwości (FDD) lub ustawiając szczeliny czasowe (TDD), aby umożliwić komunikację dwukierunkową. Znalezienie rozwiązania umożliwiającego jednoczesne wysyłanie i odbieranie na tej samej częstotliwości przy użyciu niezwykle skomplikowanych obliczeń mogłoby zwiększyć wydajność dostępnego widma dwukrotnie (i byłoby całkowicie niezgodne z istniejącymi sieciami). Wiele bystrych osób ciężko pracuje, aby wymyślić, jak to zrobić, mimo że nikt jeszcze nie rozumie, jak to zrobić. 

Chociaż sieć 5G to nadal przede wszystkim system typu hub-and-szprychy, w którym urządzenia użytkowników końcowych (telefony) łączą się ze stacjami bazowymi (wieżami komórkowymi) połączonymi ze szkieletem, sieci kratowe od lat stanowią gorący temat w wielu kręgach sieciowych. Być może 6G umożliwi gadżetom wzajemne wzmacnianie danych, umożliwiając każdemu urządzeniu zarówno wykorzystanie, jak i rozszerzenie zasięgu. 

Podzielone przetwarzanie danych to innowacja w technologii 5G, ale 6G może sprawić, że będzie znacznie bardziej skuteczna. Szybkość przesyłania danych między urządzeniami nazywana jest opóźnieniem. Im mniejsze opóźnienie, tym bardziej telefon komórkowy może polegać na dzielonym przetwarzaniu, podczas którego niektóre dane są przetwarzane lokalnie, a inne przetwarzane w innym miejscu i przesyłane. Ma to kluczowe znaczenie w przypadku aplikacji zapewniających urządzeniu ciągły strumień wyrafinowanych informacji, ponieważ urządzenie, które trzymasz w dłoni, nigdy nie będzie tak potężne, jak superkomputery w chmurze. 

Celem 6G jest osiągnięcie opóźnienia poniżej 1 ms, co będzie wymagało wielu innych udoskonaleń technologicznych, ale może umożliwić naprawdę fajne aplikacje z dzielonym przetwarzaniem. Możesz na przykład mieć okulary rzeczywistości rozszerzonej, które wysyłają informacje o tym, co widzisz — na przykład fantastyczne dzieło sztuki ulicznej — do chmury i pobierają je w czasie rzeczywistym, bez żadnego lokalnego przetwarzania, wraz ze szczegółami dotyczącymi artysty lub nawet film z malowania muralu. 

Biała księga Uniwersytetu w Oulu sugeruje, że konieczna może być także nowa wersja protokołu internetowego (IP). W rezultacie zmieni się cała struktura Internetu. Artykuł opisuje obecny pakiet IP jako list pierwszej klasy, z zaadresowaną kopertą i kilkoma arkuszami tekstu; pakiet „nowego IP” będzie przypominał paczkę FedEx zawierającą informacje o routingu i priorytecie. 

Wszystkie te rzeczy idą w parze. Na przykład sieci mesh mogą być w stanie rozwiązać problemy spowodowane ograniczonym zasięgiem sygnałów terahercowych. Technologia bliskiego zasięgu może działać na znacznie większym obszarze, jeśli Twoje dane mogą przeskoczyć z telefonu do czyjegoś płaszcza, samochodu na ulicy, latarni i wreszcie do stacji bazowej. 

Architektura 6G  

Aby odejść od modelu jeden klient, jeden serwer, w komunikacji 5G zaczęto wdrażać internetową zasadę architektury zorientowanej na usługi (SOA). Na poziomie aplikacji i usług sieciowych wiele usług internetowych również przeszło od monolitycznych do współpracujących mikrousług, a wdrażanie usług ewoluowało od dedykowanego sprzętu serwerowego do wirtualizacji w infrastrukturze chmury. Metoda ta ograniczała się jednak do płaszczyzny sterowania, sieci szkieletowej (CN) i płaszczyzny zarządzania z architekturą zarządzania opartą na usługach (SBMA), zamiast przechodzić aż do kompleksowego rozwiązania opartego na usługach. architekturę (SBA) i w dalszym ciągu opierała się na wyspecjalizowanym sprzęcie obsługującym logicznie odrębne węzły sieci dostępu radiowego (RAN). Oczekuje się, że dzięki technologii 6G sieć SBA będzie mogła rozszerzyć się na całą sieć, wszystkie płaszczyzny i od końca do końca, włączając w to CN, RAN i terminale. Zapewni to znacznie większą elastyczność operacyjną i wdrożeniową, będzie wspierać koncepcje sieci sieci oraz ułatwi integrację i skalowalność podsystemów. 

Charakterystyka 6G

W ciągu ostatnich dziesięciu lat techniki AI/ML, w szczególności głębokie uczenie się, szybko się rozwinęły i są obecnie wykorzystywane w różnych dziedzinach związanych z kategoryzacją obrazów i wizją komputerową, od sieci społecznościowych po bezpieczeństwo. Przewiduje się, że eliminując złożoność i pozwalając AI/ML na znalezienie optymalnego sposobu komunikacji między dwoma punktami końcowymi, AI/ML przejdzie od ulepszenia do podstawy w 6G. 

Zapewnienie łączności radiowej w dużej mierze opiera się na widmie. Każda nowa generacja telefonów komórkowych potrzebuje nowego, pionierskiego spektrum, które pomaga w maksymalizowaniu zalet najnowocześniejszej technologii. Kluczowe będzie także przeniesienie obecnego spektrum komunikacji mobilnej ze starszej technologii na nową. Oczekuje się, że nowe pionierskie bloki widma dla 6G będą obejmować niskie pasma 460–694 MHz dla ekstremalnego zasięgu i sub-THz dla szczytowych szybkości transmisji danych przekraczających 100 Gb/s oraz średnie pasma 7–20 GHz dla miejskich komórek zewnętrznych, co umożliwi większą wydajność w ekstremalnych warunkach MIMO. 

Najważniejszą cechą technologii 6G będzie wykrywanie otoczenia, ludzi i obiektów. Zbierając sygnały odbijające się od obiektów i identyfikując ich rodzaj, kształt, względne położenie, prędkość, a być może nawet cechy materialne, sieć przekształca się w źródło informacji sytuacyjnych. W połączeniu z innymi sposobami wykrywania, taka forma wykrywania może pomóc w zbudowaniu „lustrzanego” lub cyfrowego odpowiednika świata fizycznego, rozszerzając nasze wrażenia na każdy punkt, którego dotyka sieć. Łącząc te dane z AI/ML, sieć stanie się bardziej inteligentna i zaoferuje świeże perspektywy ze świata fizycznego. 

Aby spełnić najbardziej rygorystyczne wymagania dotyczące łączności, w tym opóźnienia poniżej milisekundy, usługa Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC), wprowadzona wraz z 5G, zostanie udoskonalona i rozwinięta w 6G. Jednoczesna transmisja, kilka przeskoków bezprzewodowych, połączenia między urządzeniami i AI/ML mogą zwiększyć stabilność sieci. Doświadczenia związane z komunikacją wideo w czasie rzeczywistym, doświadczeniami holograficznymi, a nawet cyfrowymi modelami bliźniaczymi aktualizowanymi w czasie rzeczywistym poprzez zastosowanie czujników wideo zostaną ulepszone dzięki ulepszonej mobilnej łączności szerokopasmowej w połączeniu z mniejszymi opóźnieniami i zwiększoną niezawodnością. 

Możemy przewidzieć scenariusze użycia w erze 6G, w których sieci mają podsieci o unikalnych wymaganiach, tworząc sieci sieci z sieciami jako punktem końcowym. Na przykład sieć obejmująca ciało lub sieć samochodowa może obejmować setki czujników rozmieszczonych na obszarze mniejszym niż 100 metrów. Aby system maszyny działał, czujniki te muszą komunikować się w ciągu 100 mikrosekund i z wyjątkowo wysoką niezawodnością. Tworzenie prawdziwie bezprzewodowych sieci w samochodach lub robotach otworzy nową erę dla projektantów tych urządzeń, ponieważ nie będą już musieli instalować długich i nieporęcznych systemów kablowych. 

6g 5
 Przykładowe przypadki użycia podsieci (w nadwoziu i pojeździe)

5G to pierwszy system przeznaczony do pracy w środowisku korporacyjnym/przemysłowym, zastępując łączność przewodową. Branże będą potrzebowały coraz bardziej wyrafinowanych projektów, które umożliwią większą elastyczność i specjalizację w miarę wzrostu popytu i obciążenia sieci. 

Rdzeń sieci 5G będzie opierał się na architekturze opartej na usługach, a wdrożenia natywne w chmurze zostaną rozszerzone o części sieci RAN. Sieć zostanie również wdrożona w heterogenicznych środowiskach chmurowych, które łączą chmury prywatne, publiczne i hybrydowe. Pojawią się także szanse na obniżenie kosztów poprzez połączenie funkcji, w miarę jak rdzeń sieci RAN stanie się bardziej zdecentralizowany, a wyższe warstwy staną się bardziej scentralizowane. Bezprecedensowy poziom automatyzacji sieci, który obniża koszty operacyjne, zostanie osiągnięty dzięki nowym rozwiązaniom w zakresie orkiestracji sieci i usług, które wykorzystują postęp AI/ML. 

Celem cyberataków jest coraz częściej różnego rodzaju sieci. Ze względu na dynamiczną naturę zagrożeń konieczne jest wdrożenie silnych metod bezpieczeństwa. Sieci 6G będą odporne na zagrożenia takie jak zakłócenia. Opracowując nowe środowiska rzeczywistości mieszanej, które obejmują cyfrowe reprezentacje rzeczywistych i wyimaginowanych obiektów, należy wziąć pod uwagę kwestie prywatności. 

Streszczenie 

Technologia 6G zapoczątkuje nową erę, w której w ciągu najbliższych dziesięciu lat miliardy urządzeń, ludzi, podłączonych do sieci samochodów, robotów i dronów będzie produkować zettabajty danych cyfrowych. Aby obsługiwać coraz trudniejsze zastosowania, takie jak holograficzna teleobecność i komunikacja immersyjna, sieć 6G będzie musiała spełniać bardziej rygorystyczne standardy. Dekada lat 2030. XX wieku może przejść do historii jako początek powszechnego wdrażania osobistej robotyki mobilnej. 

O TTC

Nieustannie dostrzegamy wartość nowych technologii wdrażanych przez naszą wykwalifikowaną załogę kierowniczą z doświadczeniem przypominającym naszych profesjonalistów. Podobnie jak profesjonaliści z zakresu własności intelektualnej, których wspieramy, nasz głód rozwoju nigdy się nie kończy. IMPROWIZUJEMY, ADAPTUJEMY i WDRAŻAMY w sposób strategiczny.

Konsultanci TT oferuje szereg wydajnych, wysokiej jakości rozwiązań do zarządzania własnością intelektualną, począwszy od

i wiele więcej. Dostarczamy rozwiązania pod klucz zarówno kancelariom prawnym, jak i korporacjom wielu branż.

Skontaktuj się z nami
Udostępnij artykuł

Kategorie

TOP

Poproś o oddzwonienie!

Dziękujemy za zainteresowanie konsultantami TT. Wypełnij formularz, a my wkrótce się z Tobą skontaktujemy

    popup

    ODBLOKUJ MOC

    Twojego Pomysły

    Podnieś swoją wiedzę patentową
    Ekskluzywne spostrzeżenia czekają na Ciebie w naszym biuletynie

      Poproś o oddzwonienie!

      Dziękujemy za zainteresowanie konsultantami TT. Wypełnij formularz, a my wkrótce się z Tobą skontaktujemy