Razvoj mobilnih omrežij se ne ustavi: medtem ko smo še vedno sredi uvajanja 5G, je industrija že usmerila pogled na 6G. Kombinacija ... Novi primeri uporabe, kot so razširjena resničnost, avtonomna vozila in množična avtomatizacija Premika meje tega, kar lahko ponudi 5G, zato je naslednja generacija že v razvoju, čeprav bodo minila še leta, preden jo bomo videli na ulicah.
Če se sprašujete Kakšne so dejanske razlike med 5G in 6G, kakšno hitrost lahko pričakujemo, kako se spreminja latenca in kaj se zgodi z zmogljivostjo? Ali kakšno vlogo bo imela umetna inteligenca – ta članek se bo lotil prav tega. Zbrali bomo vse, kar je že znano, kaj se opredeljuje v mednarodnih organizacijah in kaj testirajo velikani, kot so Samsung, Huawei, LG, Nokia in drugi operaterji, vendar bomo to razložili v preprosti španščini.
Kaj točno je 5G in kaj 6G?
Da stvari postavimo v perspektivo, je 5G peta generacija mobilnih omrežij, ki se je začela komercialno uvajati leta 2019Predstavlja velik preskok v primerjavi s 4G: večjo hitrost (v najboljšem primeru do 10 Gbps), zakasnitev, ki se lahko zmanjša na približno 1 milisekundo, in možnost povezave veliko več naprav na kvadratni kilometer, kar je ključnega pomena za internet stvari (IoT).
6G bo Šesta generacija mobilne povezljivosti, zasnovana tako, da nasledi 5G, ne pa da ga popolnoma nadomesti.Tako kot danes sobivata 4G in 5G, bomo v naslednjem desetletju videli, kako se napredni 5G (5G+, 5.5G ali 5G Advanced) in 6G prekrivata. Ideja 6G je še povečati hitrosti, zmanjšati zakasnitev na skoraj takojšnjo raven ter znatno povečati energetsko učinkovitost in omrežno inteligenco.
Glede na priporočilo ITU-R M.2160 Mednarodne telekomunikacijske zveze6G si prizadeva za največje hitrosti do 200 Gbps (najbolj agresivne študije omenjajo celo 512 Gbps), zakasnitve blizu 0,1 ms in prometno zmogljivost na območje, ki je daleč večja od tiste, ki jo ponuja trenutni 5G.
Vse to ne bo čez noč prišlo na mobilne telefone: najprej bomo videli vmesno fazo Napredni 5G ali 5G+ s postopnim izboljšanjem hitrosti, pokritosti in učinkovitosti, medtem ko se končni standardi 6G še dokončujejo.
Kako nastajajo standardi 5G in 6G
Niti 5G niti 6G nista improvizirana: Standardi mobilne komunikacije (3G, 4G, 5G, 6G…) so opredeljeni v globalnem sodelovalnem procesu.Ključna organizacija tukaj je 3GPP (Projekt partnerstva tretje generacije), mednarodno zavezništvo, ki združuje proizvajalce, operaterje, raziskovalne centre in druge subjekte.
3GPP organizira svoje delo na način, ki ga imenujejo "cikli izdaje" ali izdajePribližno vsakih 18 mesecev se pregledajo, dogovorijo in dodajo nove funkcije, tehnične izboljšave in zahteve. Zahvaljujoč temu faznemu pristopu se standardi postopoma razvijajo, težave se odpravljajo in predvsem je zagotovljena globalna združljivost med omrežji in napravami.
Vzporedno s tem Mednarodna telekomunikacijska zveza (ITU) določa visoke zahteve (kot so najvišje hitrosti, ciljne latence ali spektralna učinkovitost) in na podlagi tega 3GPP razvija tehnične specifikacije. Pri 6G je to delo trenutno v polnem teku in se bo nadaljevalo skozi vse to desetletje.
Kdaj bo 6G resnično prišel?
Čeprav še vedno vidimo, kako 5G Širi se in izboljšuje z novimi pasovi, več celicami in 5G SA (samostojno)Industrija se že nekaj let ukvarja s 6G. Raziskave so se začele okoli leta 2018–2020 v številnih državah in velikih podjetjih.
Kitajska je to priznala Z raziskovanjem 6G je začel leta 2018.s formalnim začetkom razvoja leta 2020 in napovedjo komercializacije okoli leta 2030. Za predhodne poskuse komunikacije 6G je celo že izstrelil satelite.
Južna Koreja, kjer je Samsung eden od tehnoloških voditeljev, želi biti korak pred drugimi: Pilotni program 6G načrtujejo za leto 2026, tehnologijo pa želijo komercializirati med letoma 2028 in 2030., z naložbo v višini več sto milijonov evrov za raziskave in začetne uvedbe.
Tudi v Evropi se stvari premikajo. Evropska unija je v okviru 5G-JZP in pobuda Skupnega podjetja za pametna omrežja in storitveCilj je, da bi imela Evropa pri prihodnjih standardih svoj glas in ne bi bila tako zelo odvisna od tveganih ponudnikov. Španija je odobrila 95 milijonov evrov pomoči za napredna omrežja 5G in 6G ter začela projekt ENABLE-6G, ki ga podpirajo Telefónica in evropski partnerji.
Kar zadeva proizvajalce, Samsung je leta 2020 objavil referenčni dokument kjer je poudaril, da bi lahko definicija standarda 6G prišla okoli leta 2028, komercialni vstop pa okoli leta 2030. Nokia umešča prihod osnovnega 6G okoli leta 2027, medtem ko je OPPO bolj konzervativen in govori o standardizaciji od leta 2025 in množični uvedbi še po letu 2030.
Priporočilo ITU-R M.2160 navaja, da Kandidatna tehnologija za 6G bo izbrana leta 2027. In da bi morali do konca tega desetletja že imeti nabor specifikacij za prva komercialna omrežja. Vse kaže, da je leto 2030 ciljno leto, ko bo 6G postal resničnost na trgu.
Ključne tehnične razlike med 5G in 6G
Primerjava med 5G in 6G se običajno osredotoča na tri spremenljivke: hitrost, zakasnitev in zmogljivostPrav tako so pomembne spremembe v uporabljenih frekvenčnih pasovih in v sami arhitekturi omrežja.
Kar zadeva teoretično hitrost, 5G ima največjo hitrost približno 20 Gbps V skladu s specifikacijami IMT-2020 so v resničnem svetu komercialne hitrosti običajno nižje, vendar že predstavljajo znaten skok v primerjavi s 4G. 6G cilja veliko višje: nekatere študije kažejo na hitrosti prenosa do 10-krat višje od najboljših izvedb 5G, pri čemer scenariji v idealnih pogojih dosežejo 1 Tbps.
Kar zadeva zakasnitev, se lahko 5G teoretično zmanjša na približno 1 milisekundaČeprav je to spet odvisno od omrežja, pa naj gre za 5G SA, obremenitev itd. 6G si postavlja še bolj agresivne cilje: želi doseči latence okoli 0,1 ms, torej desetkrat manj celo boljši od najboljšega 5G. Govorimo o praktično takojšnjem odzivnem času.
Kar zadeva zmogljivost, je 5G že zdaj zver: zmore do 1 milijon naprav na kvadratni kilometerTo je ključnega pomena za hiperpovezana mesta in ogromen internet stvari. Vendar pa je ta številka odvisna od fizičnega okolja: materialov, ovir, motenj, gostote dejanskih uporabnikov itd. 6G si prizadeva iti še dlje in hkrati obvladovati še večje število terminalov in senzorjev na istem območju, z boljšo stabilnostjo in kakovostjo storitve.
Tudi 6G išče za povečanje energetske učinkovitosti in spektralne učinkovitostiPriporočilo ITU-R M.2160 govori o potrojitvi učinkovitosti uporabe spektra v primerjavi z IMT-2020 (družina 5G), kar je bistveno, če želimo integrirati več naprav, ne da bi povečali porabo električne energije omrežij in opreme.
Razlike v frekvenčnih pasovih: od GHz do terahercev
Eden največjih preskokov med 5G in 6G je v uporabi radijskega spektra. 5G uporablja trije veliki bloki pasovnizki (med 600 in 900 MHz), srednji (približno 2,5 do 4,5 GHz) in visoki (med 24 in približno 100–110 GHz, tako imenovani milimetrski valovi).
Spodnji pasovi ponujajo Veliko boljša pokritost in prodiranje v stavbahvendar z manjšo zmogljivostjo in hitrostjo. Srednji pasovi ponujajo idealno ravnovesje med dosegom in zmogljivostjo, zato se najpogosteje uporabljajo v obsežnih namestitvah. Visoki pasovi zagotavljajo zelo visoke hitrosti in zmogljivost, vendar za ceno zmanjšane pokritosti in večje dovzetnosti za ovire.
6G želi iti še korak dlje in poglobite se v teraherčne (THz) frekvenceMedtem ko je 5G omejen na največ 100–110 GHz, naj bi 6G deloval med približno 95 GHz in nekaj teraherci, v teoretičnih modelih pa naj bi dosegel do 3.000 GHz. Pri teh ultrakratkih valovnih dolžinah bi razpoložljiva pasovna širina omogočala hitrosti do 1.000-krat večje od tistih pri 5G.
Samsung opozarja na potrebo po spekter s sosednjimi ultra širokimi pasovnimi širinamiTe frekvence se lahko gibljejo od stotin MHz do desetin GHz, kar omogoča najzahtevnejše storitve 6G. To vključuje upoštevanje vseh možnih pasov: od tistih pod 1 GHz, preko srednjih pasov (1–24 GHz), do visokofrekvenčnih pasov (24–300 GHz) in celo več.
Proizvajalci, kot je LG, so že izvedli teste v območju THz: prenos podatkov na 100 metrov, nato 320 metrov in kasneje do 500 metrov z uporabo frekvenc med 155 in 175 GHz. Na Kitajskem je bilo v laboratorijskem okolju z uporabo teraherčnih povezav v samo eni sekundi prenesenih 1 TB podatkov na razdaljo 1 kilometra.
Fujitsu je v sodelovanju z DOCOMO in NTT napovedal teste v območju subterahercni valovi (100 GHz in 300 GHz) za zelo hitre komunikacije 6G, pri čemer se preučuje, kako ublažiti izgubo signala in občutljivost na ovire, ki jih predstavljajo te zelo visoke frekvence.
Vse to predstavlja hud izziv: treba bo zasnovati nove antene, nove ojačevalnike, napredne dupleksne tehnologije In predvsem, sprostiti ali prerazporediti spekter za komercialno uporabo 6G, medtem ko omrežja 5G ostanejo aktivna. Sobivanje generacij bo obvezno še vrsto let.
Razlike v zasnovi omrežja: 6G je pametnejši
Na arhitekturni ravni bo omrežje 6G v osnovi podobno tistemu, kar že poznamo iz 4G in 5G: še vedno bomo imeli uporabniška oprema (UE), dostopovna omrežja (AN) in osrednje omrežjeVendar pa bo ključna razlika v tem, kako se upravlja radijski dostop in kako se umetna inteligenca uporablja znotraj infrastrukture.
Pri radijskem dostopu bo 6G vključeval napredne tehnike oblikovanje žarka podprto na inteligentnih rekonfigurabilnih površinahPreprosto povedano: namesto da bi oddajale signal relativno "ravno" v vse smeri, bodo antene lahko usmerile zelo specifične žarke proti napravam, pri čemer bodo smer, moč in vzorec sevanja prilagajale skoraj v realnem času.
Te rekonfigurabilne površine, ki jih upravljajo algoritmi umetne inteligence, bodo omogočile izboljšajte pokritost, zmanjšajte motnje in povečajte spektralno učinkovitostTo je ključnega pomena pri delu v teraherčnih frekvencah, ki so zelo občutljive na ovire in izgube.
Poleg tega bodo omrežja 6G zasnovana tako, da bodo izvorno integrirala Skupna komunikacija in zaznavanje (JCAS)To pomeni, da signali ne bodo uporabljeni le za prenos podatkov, temveč tudi za "branje" okolja, zaznavanje predmetov, gibanja ali sprememb v prostoru. Kot da bi imelo mobilno omrežje samo radarske zmogljivosti.
Ta dvojna funkcija odpira vrata v sektorjih, kot so proizvodnja, logistika, avtomatizirana skladišča, zdravje ali nadzorkjer lahko ista infrastruktura locira naprave, preslika prostore v 3D in hkrati posreduje velike količine informacij z minimalno zakasnitvijo.
Razmerje med 6G in umetno inteligenco
Umetna inteligenca je že ključni akter v mobilnih napravah, industriji, logistiki in storitvah, vendar ima način, kako se danes uči in uporablja, omejitve. Trenutno, Velik del usposabljanja modelov se izvaja brez povezaveStroji čez dan ustvarjajo podatke, jih ponoči nalagajo v oblak ali na rob omrežja, ob ustavitvi obrata usposobijo umetno inteligenco in nato znova prenesejo posodobljen model.
5G je močno izboljšal povezljivost med temi napravami in oblakom, vendar Količine podatkov, potrebne za najnaprednejše aplikacije umetne inteligence, ostajajo ogromne.V mnogih primerih jih ni mogoče premakniti v realnem času, zato je treba sklepati kompromise med tem, kaj se obdeluje lokalno in kaj gre v oblak.
Vizija za 6G je, da bodo omrežja sama ponujala možnost zagona aplikacij umetne inteligence neposredno v oblaku ali na robu omrežja s skoraj ničelno zakasnitvijobrez prevelikega zanašanja na zmogljive končne točke. Na ta način bi lahko bile številne naprave enostavnejše in učinkovitejše, medtem ko bi bila "inteligenca" porazdeljena po omrežni infrastrukturi.
V industrijskih okoljih se bo to prevedlo v vodeni postopki namestitve in vzdrževanja v realnem časuRoboti, ki se usklajujejo z umetno inteligenco v oblaku, avtomatsko vodena vozila (AGV), ki se odzovejo v milisekundah, ali nadzorni sistemi, ki sprejemajo takojšnje odločitve na podlagi ogromnih pretokov podatkov.
Podjetja, specializirana za razvoj programske opreme, rešitve umetne inteligence in kibernetsko varnost, že začenjajo pripravljati teren. Podjetja, kot je na primer Q2BSTUDIO, se osredotočajo na Aplikacije po meri, agenti umetne inteligence, avtomatizacija procesov in storitve v oblaku na AWS in AzureVse to je zasnovano tako, da izkoristi prednosti vse hitrejših in pametnejših omrežij, kot so tista, ki jih bo prinesla 6G.
Primeri uporabe: kaj bo omogočilo 6G v primerjavi s 5G
5G že podpira aplikacije za podatke v realnem času, vendar v nekaterih primerih nekoliko zaostaja. Tipičen primer je ... oddaljeni roboti ali avtomatsko vodena vozila v tovarnahZdaj lahko delujejo s 5G, vendar je njihova hitrost gibanja ali reakcijski čas morda bolj konzervativen zaradi zagotavljanja varnosti.
V avtomobilski industriji razmislimo o avtonomni avtomobil, ki vozi s hitrostjo 120-130 km/h po avtocestiVsaka milisekunda šteje: v mnogih primerih je lahko zakasnitev 1 ms zadostna, toda pri kritičnih manevrih ali koordinaciji med stotinami vozil je zmanjšanje na 0,1 ms, ki ga obljublja 6G, odločilno za pravočasen odziv ali ne.
V zdravstvu 6G odpira vrata Resnično telekirurgija v realnem času, takojšnje spremljanje in skoraj takojšnja diagnoza, z izjemno kakovostnim videoposnetkom, razširjeno resničnostjo za strokovnjake, ki lahko pomagajo na daljavo, in prenosom velikih količin medicinskih podatkov brez čakanja.
Poglobljene aplikacije bodo še en pomemben upravičenec: govorimo o obogatena resničnost, virtualna resničnost, mešana resničnost in holografske komunikacije Do teh izkušenj je mogoče dostopati kjer koli, tudi prek mobilnih omrežij, v visoki ločljivosti in praktično brez zakasnitve. To bo vplivalo na zabavo, pa tudi na izobraževanje, poklicno usposabljanje, industrijsko oblikovanje in e-trgovino s hiperrealističnimi testi virtualne resničnosti.
V industrijskem sektorju in sektorju pametnih mest bo 6G omogočil mesta in tovarne, veliko bolj opremljene s senzorjiNapredno upravljanje prometa, natančen nadzor porabe energije, podrobno spremljanje onesnaženosti, avtomatizirana logistika, robotska skladišča in popolnoma povezani domovi z milijoni naprav, ki delujejo hkrati, ne da bi pri tem preobremenili omrežje.
Skupno zaznavanje in komunikacija (JCAS) bo omogočila enotno omrežje 6G Locirajte predmete, merite razdalje, zaznavajte gibanje in hkrati prenašajte nadzorne podatkeTo bo čisti zlati rudnik v sektorjih, kot so proizvodnja, napredno shranjevanje in zdravstvo, kjer sta prostorska in časovna natančnost ključnega pomena.
5G, 6G in internet stvari: pospeševanje hiperpovezljivosti
5G je bil predstavljen kot tehnologija, ki naj bi internet stvari (IoT) uresničila v velikem obseguZaradi pasov, ki jih uporablja 4G, in njihove omejene zmogljivosti je bilo težko namestiti milijone senzorjev in pametnih naprav z ustrezno zmogljivostjo, kar 5G bistveno izboljšuje.
Kljub temu potrebe po povezljivosti rastejo hitreje kot omrežja, 6G pa prihaja prav zato, da bi te potrebe zadovoljil. pospešiti in dodatno zgostiti ta internet stvariPričakuje se, da bo lahko podpiral veliko večje število terminalov na kvadratni kilometer, z veliko manjšo porabo energije na bit, kar bo omogočilo izvedljive aplikacije, ki so trenutno vidne le v demonstracijah.
V industrijskem internetu stvari (IIoT) se na primer 5G že integrira v omrežja OT za nadzor strojev in procesov. S 6G bodo dosežene še večje zmogljivosti. Manjši in učinkovitejši senzorji, industrijska nosljiva elektronika z večjo avtonomijo in veliko stabilnejšo povezljivostjo v zahtevnih okoljih, kot so tovarne z veliko prisotnostjo kovin ali težkih strojev.
Pomembno: enako kot 5G ni "ubil" 4G in 6G ne bo naredil 5G zastarelega. čez noč. Logično je, da bo 5G še vrsto let ostalo primarno omrežje za večino uporabnikov, medtem ko so prve storitve 6G usmerjene v profesionalni, industrijski in vojaški sektor ter primere uporabe z zelo visoko dodano vrednostjo.
Na potrošniškem trgu bomo priča postopnemu prehodu: Naprave višjega cenovnega razreda bodo prej vključevale funkcije 6GČeprav bo velika večina naprav še kar nekaj časa uporabljala 5G in celo 4G, bo šlo za hibridni scenarij, podoben tistemu, ki smo ga doživeli s 3G, 4G in zdaj 5G, vendar s še več sloji tehnologije, ki se prekrivajo.
Konec koncev preskok s 5G na 6G ne pomeni le dodajanja še ene številke na lestvico moči mobilnega signala: pomeni prehod od zelo hitre in zanesljive povezljivosti k praktično takojšnji, vseprisotni in inteligentnisposoben združiti komunikacije, zaznavanje okolja in umetno inteligenco v velikem obsegu. Prihajajoča desetletja bodo zaznamovana s tem, kako bomo izkoristili (ali ne bomo izkoristili) ves ta potencial.
