Nokia przedstawiła swoją wizje dotyczącą ery 6G. Czy technologia 6G spełni wielkie oczekiwania? Czy może wykroczy poza nie?

3 marca 2022

W miarę komercyjnego wprowadzania sieci 5G, która umożliwia korzystanie z bogatej struktury najnowocześniejszych technologii zasilających inteligentne miasta, fabryki, rolnictwo precyzyjne, Internet Rzeczy (IoT) i robotykę, rosnące zapotrzebowanie i obciążenie sieci będzie wymagało nowej, wysoce elastycznej i kognitywnej architektury. Takiej, która automatycznie wdraża nowe usługi optymalnie dostosowane do tych zastosowań, jednocześnie przesuwając granice w zakresie obsługi ultra niskich opóźnień, ogromnej przepustowości i powszechnej łączności. Nie wspominając już o lepszej wydajności energetycznej. Technologia 6G spełni te oczekiwania, a nawet wykroczy poza nie, przeformułowując samą koncepcję komunikacji sieciowej.

Jednym z uderzających aspektów tego procesu będzie połączenie świata fizycznego i ludzkiego, dzięki powszechnemu rozpowszechnieniu czujników i sztucznej inteligencji/uczenia maszynowego (AI/ML) w połączeniu z cyfrowymi modelami bliźniaczymi i synchronicznymi aktualizacjami w czasie rzeczywistym. Modele cyfrowych bliźniaków będą miały kluczowe znaczenie, ponieważ pozwolą nam badać świat fizyczny, przewidywać możliwe skutki i inicjować odpowiednie działania. Modele cyfrowych bliźniaków, stosowane już w 5G, w 6G będą wdrażane na znacznie szerszą skalę i z dużo większą precyzją w szerokim zakresie zastosowań, począwszy od cyfrowych bliźniaków dla przemysłu, miast i ludzi.

Torowanie drogi do 6G

Nokia Bell Labs przewiduje, że komercyjne uruchomienie sieci 6G nastąpi do 2030 roku. Faza 1 standaryzacji rozpocznie się prawdopodobnie w 2025 roku i doprowadzi do powstania pierwszej specyfikacji 6G w 3GPP Release 21 do 2028 roku. Po niej, około 2030 roku, nastąpi komercyjne wdrożenie. Punktem wyjścia dla 6G będzie 5G-Advanced, czyli kolejne rozszerzenie standardu 5G. Będzie on kluczowym elementem dla 3GPP w wersjach 18 i 19, a także będzie oferował rozszerzone możliwości, większą wydajność i lepsze doświadczenia użytkowników.

Oczekuje się, że 5G-Advanced będzie napędzać publiczne i prywatne sieci począwszy od 2025 roku i będzie wymagać ponownego przemyślenia sposobu, w jaki sieci są architekturowane, projektowane i wdrażane. Zapewni ona solidne wsparcie dla krytycznych aplikacji sieciowych, zarówno za pośrednictwem dostawców usług komunikacyjnych (CSP), jak i prywatnych sieci bezprzewodowych klasy przemysłowej.

Nokia Bell Labs zidentyfikowała następujące potencjalne innowacje

Podążając śladami poprzednich generacji, 6G będzie charakteryzować się zestawem unikalnych technologii, które będą kształtować przyszłość komunikacji. Zgodnie z duchem „szóstki” dla 6G, Nokia Bell Labs zidentyfikowała następujące potencjalne innowacje:

AI/ML: 5G i 5G-Advanced wykorzystają prawdziwy potencjał AI/ML. Obejmuje on optymalizację projektowania i przetwarzania sygnałów w warstwie radiowej, harmonogramowanie w miejscu instalacji komórki oraz automatyzację sieci. W 6G, Nokia Bell Labs oczekuje, że AI/ML przejdzie od ulepszenia do fundamentu poprzez przyjęcie czystego podejścia, pozwalającego na określenie najbardziej odpowiedniej interakcji pomiędzy dwoma punktami końcowymi.
Pasma widma: Widmo ma zasadnicze znaczenie dla zapewnienia łączności radiowej. Oczekuje się, że nowe pionierskie bloki widma dla 6G będą obejmować środkowe pasma 7 – 20 GHz dla miejskich komórek zewnętrznych, umożliwiając większą pojemność dzięki ekstremalnej MIMO. Niskie pasma 460 – 694 MHz zapewnią maksymalny zasięg, podczas gdy częstotliwości sub-THz zwiększą szczytowe prędkości przesyłu danych przekraczające 100 Gbps na obszarach zlokalizowanych. Technologia 6G będzie bazować na technologii 5G-Advanced i przeniesie lokalizację na wyższy poziom, wykorzystując szerokie spektrum i nowe zakresy widma aż do teraherców.
Wykrywanie sieci: Bardzo ekscytującą innowacją, jaką wniesie do stołu sieć 6G, będzie jej zdolność do wykrywania otoczenia. Wszechobecna sieć staje się źródłem świadomości sytuacyjnej, zestawiając sygnały odbijające się od obiektów i określając ich rodzaj i kształt, względną lokalizację, prędkość, a być może nawet właściwości materiału. Dzięki odpowiednim rozwiązaniom 6G w zakresie prywatności i zaufania, taki sposób detekcji może pomóc w stworzeniu „lustrzanego” lub cyfrowego bliźniaka świata fizycznego w połączeniu z innymi metodami detekcji.
Ekstremalna łączność: Sieć 6G będzie dalej udoskonalać usługę Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC), którą zapoczątkowała sieć 5G, aby pomóc w spełnieniu ekstremalnych wymagań w zakresie łączności w wysoce wyspecjalizowanych podsieciach w punktach końcowych sieci rozległych. Niezawodność sieci może zostać zwiększona poprzez jednoczesną transmisję i wielokrotne połączenia bezprzewodowe.
Architektury kognitywne, zautomatyzowane i wyspecjalizowane: Zastępując łączność przewodową, 5G będzie działać w środowisku korporacyjnym/przemysłowym. Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na sieć, pojawi się potrzeba bardziej elastycznych i coraz bardziej wyspecjalizowanych architektur. 6G ze swoimi nowymi rozwiązaniami w zakresie orkiestracji sieci i usług, w połączeniu z zasadami w pełni chmurowymi (cloud-native) oraz postępem w zakresie AI/ML we wszystkich funkcjach sieciowych, zaowocuje bezprecedensową automatyzacją i zwinnością sieci, która zapewni najbardziej optymalne usługi przy najniższych możliwych kosztach operacyjnych.
Bezpieczeństwo i zaufanie: Zagrożenie wyrafinowanymi cyberatakami zagraża sieciom. Wraz ze wzrostem możliwej powierzchni ataku urządzeń, oprogramowania, sztucznej inteligencji i komponentów sieciowych, zagrożenie to jest silne i dynamiczne. Sieci 6G będą zaprojektowane w taki sposób, aby świadczyć zaufane usługi w infrastrukturze o zerowym zaufaniu i chronić przed tradycyjnymi zagrożeniami na większą skalę, a także przed nowymi zagrożeniami, takimi jak zakłócanie krytycznych dla misji sieci prywatnych. Kwestie prywatności będą musiały być również brane pod uwagę przy tworzeniu nowych światów mieszanej rzeczywistości, łączących cyfrowe reprezentacje obiektów rzeczywistych i wirtualnych.

Nokia pionierem w dziedzinie 6G

Dzięki światowej sławy badaniom prowadzonym przez Nokia Bell Labs, firma Nokia przejęła inicjatywę w definiowaniu podstawowych technologii dla ery 5G i późniejszych. Aby 6G stało się rzeczywistością w branży przed 2030 rokiem, firma Nokia przewodzi Hexa-X, flagowej inicjatywie Komisji Europejskiej w zakresie badań nad sieciami bezprzewodowymi następnej generacji.

Oprócz udziału w licznych inicjatywach badawczych 6G, 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 prowadzonej przez NSF w USA, która przyspieszy badania akademickie prowadzone wspólnie z przemysłem w obszarach o potencjalnie znaczącym wpływie na sieci i systemy obliczeniowe następnej generacji (NextG).