6 obszarów charakteryzujących 6G – co przyniesie ze sobą kolejna generacja sieci?

Choć sieć 5G nadal jest rozwijana, trwają już prace nad jej następcą – siecią 6G. Nokia zapowiada, że komercyjnie pojawi się ona w użyciu najpóźniej do roku 2030. Na czym ma polegać ta innowacja i jaki sposób uzupełni ona możliwości dotychczasowych sieci? Według Nokia Bell Labs, istnieje sześć obszarów, które będą charakteryzować sieć 6G.

Sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe

Techniki AI /ML, zwłaszcza deep learning, szybko rozwinęły się w ciągu ostatniej dekady i zostały już wdrożone w kilku dziedzinach obejmujących klasyfikację obrazu i widzenie komputerowe, w sieciach społecznych czy zastosowaniach związanych z zapewnieniem bezpieczeństwa. Sieć 5G uwolni prawdziwy potencjał tych technologii, a dzięki podejściu zastosowanemu w 5G-Advanced, AI/ML zostanie wprowadzona do wielu części sieci, na wielu warstwach i w wielu funkcjach. By osiągnąć lepszą wydajność przy niższej złożoności – wszystkie te technologie wykorzystują AI/ML: od optymalizacji formowania wiązki w warstwie radiowej po harmonogramowanie w miejscu instalacji komórki z samooptymalizującymi się sieciami.

Zakresy widma

Widmo jest kluczowym elementem w zapewnianiu łączności radiowej. Każda nowa generacja urządzeń przenośnych wymaga pewnego nowego, pionierskiego spektrum, które pozwoli w pełni wykorzystać zalety nowej technologii. Zasadnicze znaczenie będzie miało również przekształcenie istniejącego widma łączności ruchomej z dotychczasowej technologii na nową generację. Oczekuje się, że nowe pionierskie bloki widma dla 6G będą obejmować środkowe pasma 7-20 GHz na potrzeby miejskich komórek zewnętrznych umożliwiających uzyskanie większej pojemności dzięki zaawansowanej technologii MIMO, niskie pasma 460-694 MHz na potrzeby ekstremalnego zasięgu oraz pasma poniżej 1THz dla szczytowych prędkości transmisji danych przekraczających 100 Gb/s.

Podczas gdy 5G-Advanced rozszerzy zakres 5G poza samą transmisję danych i znacznie poprawi dokładność pozycjonowania do poziomu centymetrów, zwłaszcza w przypadku obiektów zamkniętych i podziemnych, gdzie sygnały satelitarne są niedostępne, 6G przeniesie lokalizację na wyższy poziom, wykorzystując szerokie spektrum i nowe zakresy widma aż do teraherców.

Sieć, która potrafi wyczuwać

Najbardziej zauważalnym aspektem sieci 6G jest jej zdolność do wyczuwania otoczenia, ludzi i obiektów. Sieć staje się źródłem informacji o sytuacji, zbierając sygnały, które odbijają się od obiektów i określając ich rodzaj i kształt, względną lokalizację, prędkość, a być może nawet właściwości materiału. Taki sposób detekcji może pomóc w stworzeniu „lustra” lub cyfrowego bliźniaka świata fizycznego w połączeniu z innymi metodami detekcji, rozszerzając w ten sposób nasze zmysły na każdy punkt, z którym styka się sieć. Połączenie tych informacji z AI/ML zapewni nowy wgląd w świat fizyczny, czyniąc sieć bardziej kognitywną.

Wyjątkowa łączność

Usługa Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC), która pojawiła się wraz z 5G, zostanie udoskonalona i poprawiona w sieci kolejnej generacji, aby sprostać ekstremalnym wymaganiom w zakresie łączności, w tym opóźnieniom poniżej milisekundy. Niezawodność sieci może zostać zwiększona poprzez jednoczesną transmisję, wielokrotne połączenia bezprzewodowe, bezpośrednie połączenia między urządzeniami oraz AI/ML. Ulepszona mobilna łączność szerokopasmowa w połączeniu z mniejszymi opóźnieniami i większą niezawodnością poprawi jakość komunikacji wideo w czasie rzeczywistym, jakość doświadczeń holograficznych, a nawet cyfrowych bliźniaczych modeli aktualizowanych w czasie rzeczywistym dzięki zastosowaniu czujników wideo.

W erze 6G możemy spodziewać się przypadków użycia sieci, które mają szczególne wymagania w podsieciach. Sieci obszaru maszyn, takie jak sieć obszaru samochodów lub sieć obszaru ciała, mogą zawierać setki czujników na obszarze mniejszym niż 100 metrów. Czujniki te będą musiały komunikować się w ciągu 100 mikrosekund z bardzo wysoką niezawodnością, aby zapewnić działanie tego systemu maszynowego. Stworzenie prawdziwie bezprzewodowych sieci w samochodach lub robotach otworzy nową erę dla projektantów tych urządzeń, ponieważ nie będą oni już musieli instalować długich i nieporęcznych systemów kablowych.

6G wesprze nowe architektury sieciowe

5G to pierwszy system zaprojektowany do działania w środowisku korporacyjnym czy przemysłowym, zastępujący łączność przewodową. Wraz ze wzrostem zapotrzebowania i obciążenia sieci, kolejne branże będą wymagały jeszcze bardziej zaawansowanyej architektury, która może zapewnić zwiększoną elastyczność i specjalizację.

5G wprowadza architekturę opartą na usługach w sieci rdzeniowej oraz wdrożenia cloud native, które zostaną rozszerzone na części RAN, a sieć będzie wdrażana w heterogenicznych środowiskach chmurowych obejmujących połączenie chmur prywatnych, publicznych i hybrydowych. Ponadto, w miarę jak sieć rdzeniowa staje się bardziej rozproszona, a wyższe warstwy sieci RAN stają się bardziej scentralizowane, pojawią się możliwości obniżenia kosztów poprzez konwergencję funkcji. Nowe rozwiązania w zakresie orkiestracji sieci i usług wykorzystujące postępy w AI/ML zaowocują bezprecedensowym poziomem automatyzacji sieci, który obniży koszty operacyjne.

Bezpieczeństwo i zaufanie

Sieci wszystkich typów coraz częściej stają się celem ataków cybernetycznych. Dynamiczna natura zagrożeń sprawia, że konieczne jest wdrożenie solidnych mechanizmów bezpieczeństwa. Sieci 6G będą zaprojektowane w sposób chroniący przed takimi zagrożeniami jak zagłuszanie. Kwestie prywatności będą musiały być brane pod uwagę przy tworzeniu nowych światów mieszanej rzeczywistości, łączących cyfrowe reprezentacje obiektów rzeczywistych i wirtualnych.

W kierunku Przemysłu 5.0

W ostatnich dekadach szereg udoskonaleń technologicznych przyczyniło się do powstania inteligentnych fabryk. Jednak łączność nadal pozostaje głównym problemem. Sieć 5G zapoczątkowała czwartą rewolucję przemysłową, oferując szereg nowoczesnych technologii. Podążanie w kierunku Przemysłu 5.0 nabierze szybszego tempa wraz z powszechnym przyjęciem sieci 6G.

Współprojektowanie komunikacji i sterowania umożliwi obniżenie kosztów i zwiększenie szybkości transmisji danych oraz zwiększenie liczby zastosowań. Sieć 6G umożliwi wspólną komunikację, wykrywanie i lokalizację, co pozwoli zaspokoić potrzeby przemysłu za pomocą jednego systemu, a tym samym obniżyć koszty.

Nowe urządzenia o zerowym zużyciu energii lub niewymagające baterii mogą zostać uruchomione w sieci 6G z wykorzystaniem komunikacji backscatter, co pozwoli na gromadzenie danych na masową skalę do celów analitycznych i kontroli w pętli zamkniętej. Szerokie zastosowanie znajdą roboty mobilne i drony w różnych branżach, takich jak hotelarstwo, szpitale, magazyny czy dostawy paczek.

Nokia wprowadza 6G

Firma Nokia przewiduje, że komercyjne wprowadzenie systemów 6G na rynek nastąpi do 2030 roku, zgodnie z typowym 10-letnim cyklem między kolejnymi generacjami. Faza 1. standaryzacji rozpocznie się prawdopodobnie w 2026 roku jako część 3GPP Release 20.

W międzyczasie 5G zostanie udoskonalone przez 5G-Advanced, które będzie kluczowym elementem 3GPP od wersji 18 i będzie zasilać komercyjne sieci od 2025 roku, na długo przed pojawieniem się 6G.

Dzięki badaniom prowadzonym przez uznany na swięcie Nokia Bell Labs, firma Nokia była prekursorem w definiowaniu podstawowych technologii dla ery 5G i późniejszych. Aby 6G stało się rzeczywistością przed 2030 r., firma Nokia prowadzi Hexa-X, flagową inicjatywę Komisji Europejskiej dotyczącą badań nad sieciami bezprzewodowymi następnej generacji. Oprócz wielu projektów badawczych 6G na całym świecie, Nokia jest również członkiem-założycielem Next G Alliance, inicjatywy mającej na celu osiągnięcie wiodącej pozycji w dziedzinie technologii mobilnych w Ameryce Północnej, oraz RINGS, inicjatywy NSF w USA, która przyspieszy badania w obszarach o potencjalnie znaczącym wpływie na systemy sieciowe i obliczeniowe następnej generacji (NextG).

CES 2022: Nowa, trzecia już, edycja Intel Evo oraz zmiany w vPro.