Всё о 6G: какой будет мобильная связь будущего

Содержание

• Что такое 6G?
• Как 6G изменит повседневную жизнь?
• Когда появится 6G?
• Технические требования для 6G
• От 1g до 6G — путешествие продолжительностью в 50 лет
• 5G и 6G: в чем разница
• Топ-10 компаний, развивающих 6G

Что такое 6G?

Интернет 6G — концептуальная технология беспроводной сети, которая придет на смену 5G. По сути это следующее поколение мобильных сетей.

Пока характеристики будущего стандарта еще обсуждаются. Впрочем, на рынке уже сформировалось определенное понимание свойств 6G. 

Интернет 6G станет «интернетом ощущений»

По прогнозу международной консалтинговой компании Cap Gemini, сети нового поколения обеспечат массовое использование иммерсивных, доступных и сенсорных цифровых технологий. Приложения с 6G смогут воспринимать окружающую среду и превращать сеть в «шестое чувство». Это ускорит разработку новых медиа, например иммерсивной смешанной реальности, голографической и мультисенсорной коммуникации.

Низкое потребление энергии

В Ericsson считают, что 6G позволит устройствам работать без батареек, получая энергию от окружающей среды — вибраций, света, температурных перепадов и даже радиоволн. 

Энергопотребление гаджетов сведется к нулю, что устранит все ограничения, связанные с заменой и зарядкой аккумуляторов. Это может значительно расширить варианты использования Интернета вещей, включая логистику, хранение, доставку, мониторинг окружающей среды, сельское хозяйство, телемедицину и так далее.

Лучшее соединение

Еще одно из потенциальных свойств 6G — самообучение: благодаря динамическому интерфейсу на базе ИИ и машинного обучения потоки будут учиться друг у друга и у окружающей среды, а узлы смогут сами определить наилучший способ связи без помощи инженеров.

Новые инструменты кибербезопасности и новые угрозы

Наконец, запуск 6G повлияет и на безопасность в сети. Чем больше устройств, тем больше возможностей для атак у киберпреступников. Появление миров смешанной реальности также откроет новые возможности для мошенников. В Nokia Bell Labs считают, что 6G обладает потенциалом для защиты от этих угроз, указывая на такие новые технологии, как квантовое распределение ключей и гомоморфное шифрование. 

Как 6G изменит повседневную жизнь?

Одно дело — рассуждать об абстрактных концепциях вроде интернета вещей. Но большинству людей хотелось бы знать, как 6G повлияет на их будни.

Вот несколько идей, предложенных органом по стандартизации IEEE.

• Телефоны можно будет использовать вместо ключей и денег.
• Голос или движение заменят набор текста.
• Имплантированные датчики, телехирургия и носимые устройства преобразуют здравоохранение. 
• Голограммы упростят посещение онлайн-конференций.
• Через спутники 6G сможет достичь удаленных мест, где нет доступа в интернет.
• Упростится взаимодействие с роботами, устройствами интернета вещей и носимой электроникой.
• Роботы и дроны могут выполнять опасную работу вместо людей
• Образование приобретает все более широкий охват и становится все более иммерсивным.
• Определение местоположения устройств может улучшить идентификацию пользователей и снизить уровень мошенничества
• Интеллектуальные сельскохозяйственные культуры смогут контролировать воду, следить за домашним скотом и обеспечивать точное использование пестицидов. 
• Умные сети 6G будут оптимизировать распределение энергии.

Когда появится 6G?

Создать мобильную сеть нового поколения невероятно сложно. Для этого потребуется, чтобы тысячи исследователей и разработчиков согласовали базовые технологические стандарты, прежде чем приступить к работе.

Пока стандарты 6G еще не определены.

В июне 2023 года был достигнут, возможно, первый значительный рубеж в развитии 6G. Именно тогда Международный союз электросвязи — Сектор радиосвязи (ITU-R) представил свой стандарт для технологии 6G, Проект рамочной рекомендации IMT-2030 (6G). Рекомендация «содержит ключевую информацию о сценариях использования, которые будут реализованы в 6G, а также о возможностях и планах по международной стандартизации и коммерциализации 6G».

В мае 2024 года группа 3GPP, которая объединяет телекоммуникационные компании и организации по всему миру, включая Samsung, Qualcomm, Apple, Ericsson, Nokia и Huawei, приступила к разработке стандартов 6G, и в сентябре собирается утвердить результаты. Техническая работа стартует в 3 кв. 2025 года.

По прогнозам, коммерческого внедрения технологии 6G можно ожидать примерно в 2030 году.

Технические требования для 6G

Итак, от сетей нового поколения ожидают высокой скорости, большой пропускной способности и низкого энергопотребления. Что для этого потребуется?

В отрасли все еще идут споры о необходимом стеке. Вот что думают об этом игроки рынка.

Так, в Ericsson считают, что для 6G потребуются технологии каналов доступа, фронтальная передача пакетов и такие возможности беспроводной передачи данных, как релейная и ячеистая сеть. В компании прогнозируют появление новых диапазонов спектра и радиотехнологий, отмечая, что диапазоны частот ниже 1 ГГц останутся необходимыми даже в эпоху 6G. 

Однако для использования в сетях 6G с высокой пропускной способностью может потребоваться использование спектра в сантиметровом диапазоне (7-15 ГГц). Дополнительный диапазон частот ниже ТГц (92-300 ГГц) позволит обеспечить скорость свыше 100 Гбит/с и низкие задержки.

В Nokia Bell Labs полагают, что в сетях передачи данных 6G можно использовать диапазон частот ниже ТГц. Ранее эти частоты считались неподходящими для сотовой связи, но новые технологии, такие как формирование луча, могут открыть их для сетей 6G. 

От 1g до 6G — путешествие продолжительностью в 50 лет

Если первые сети 6G будут успешно запущены в 2030 году, это произойдет примерно спустя полвека после появления первой технологии сотовой связи.

Сеть 1G была запущена в Японии в 1979 году. Это был первый в мире опыт мобильной связи — настоящая революция. В начале 1980-х годов сотовые сети появились и в других странах. 

В 1991 году в Финляндии ввели в коммерческую эксплуатацию более продвинутый стандарт 2G на базе GSM, а вскоре после — так называемый 2.5G (GPRS, EDGE), который позволил передавать небольшие объемы данных по сети.

Потребность в передаче данных росла, и в 2001 году был разработан 3G. Он обеспечивал максимальную скорость передачи данных не менее 144 Кбит/с при максимальной скорости передачи данных 14 Мбит/с. Наиболее распространенным стандартом был UMTS (использовался в Европе, Японии и Китае). CDMA2000 применяли в Северной Америке и Южной Корее.

Читайте по теме:

В России планируют развивать сразу 6G

МТС начала отключать старые сети 3G

С внедрением 4G показатели скорости и задержки снова улучшились. Новый стандарт обеспечивал скорость приема данных до 150 Мбит/с и скорость передачи данных до 50 Мбит/с. Стандарт WiMAX был впервые запущен в 2006 году в Южной Корее, а LTE — в 2009 году в Норвегии и Швеции. 

4G позволил наслаждаться мультимедийными развлечениями, используя мобильную сеть: теперь смартфоны поддерживали стриминг, многопользовательские игры и прочие возможности. Но стандарту не доставало мощности, охвата и времени ожидания, чтобы по-настоящему поддерживать мир Интернета вещей — автоматизированных машин, подключенных транспортных средств, умных городов, телемедицины и многого другого.

Это привело к появлению сети 5G, которая начала внедряться по всему миру в 2019 году. Она повышает производительность, используя более короткие частоты (миллиметровые волны в диапазоне от 30 до 300 ГГц). Пока большинство сетей 5G являются «необособленными» и используют базовую инфраструктуру 4G. Со временем они будут заменены автономными сетями 5G SA.

Новое поколение 5G SA обеспечит следующие преимущества:

• скорость передачи данных до 10 Гбит/с;
• задержка в 1 мс;
• пропускная способность в 1000 раз больше на единицу площади;
• количество подключенных устройств на единицу площади в 100 раз больше, чем в сетях 4G;
• доступность на уровне 99,999%;
• 100-процентное покрытие;
• срок службы батареи устройства Интернета вещей с низким энергопотреблением до 10 лет.

5G обещает потрясающую скорость и производительность. Но 6G безусловно, превзойдет его.

5G и 6G: в чем разница

Рассмотрим основные отличия 5G от 6G.

5G

Скорость: до 10 Гбит/с, что значительно быстрее, чем 4G.

• Задержка: менее 10 мс.
• Пропускная способность: 5G использует частоты до 100 ГГц.
• Варианты использования: Основное внимание уделяется усовершенствованной мобильной широкополосной связи, сверхнадежной связи с низкой задержкой и массовым коммуникациям машинного типа.
• Сетевая инфраструктура: использует малые соты связи и миллиметровые волны.
• Зрелость: 5G внедряется во многих странах и получает все более широкое распространение.

6G

• Скорость: предположительно составит 100 Гбит/с или выше.
• Задержка: цель — менее 1 мс.
• Пропускная способность: ожидается, что 6G будет работать в терагерцовом (ТГц) диапазоне частот.
• Сценарии использования: передовые приложения, такие как голографическая связь, высокоточная мобильная AR/VR-съемка и приложения, управляемые искусственным интеллектом.
• Сетевая инфраструктура: предположительно будет использовать и наземные, и внеземные сети (например, спутниковые), чтобы обеспечить глобальный охват.
• Зрелость: все еще находится на стадии разработки концепции и исследований, внедрение ожидается в 2030-х годах.
• Интеграция: по прогнозам, технология будет интегрирована с ИИ и МО для управления сетью, обработки данных и принятия решений.

Топ-10 компаний, развивающих 6G

10 место: Apple

Похоже, Apple уже начала собственные исследования в области 6G. Ранее компания опубликовала несколько вакансий, из которых следует, что она нанимает инженеров для внутренней работы над 6G, предлагая им поработать «над проблемами, которые еще никто не решил» и «создать беспроводную технологию следующего поколения, которая серьезно повлияет на будущие продукты Apple».

Также компания присоединилась к отраслевой группе Next G Alliance, чтобы помочь в исследованиях и разработке 6G.

9 место: Orange

Ведущий телекоммуникационный оператор и поставщик цифровых услуг Orange активно участвует в нескольких совместных исследовательских проектах и инициативах, посвященных 6G, включая европейский флагманский проект Hexa-X, альянс NGMN и Глобальный форум IOWN.

Orange изложил свое видение развития технологии в марте 2022 года.

8 место: AT&T

Путь к 6G прокладывает и американская AT&T. Компания считает, что, хотя технология 5G только начала приносить пользу потребителям, предприятиям и правительствам, уже пора готовиться к следующему этапу. При ее участии и поддержке был основан Next G Alliance и открыт исследовательский центр 6G при Техасском университете в Остине.

7 место: Qualcomm

Производитель полупроводников Qualcomm ставит перед собой цель полностью реализовать концепцию 5G Advanced и воплотить в жизнь 6G в 2030 году и далее. Компания прогнозирует, что стандарт будущего не только расширит возможности коммуникации, но и позволит раскрыть синергетический потенциал ИИ, интегрированного зондирования и новых экологически чистых технологий.

6 место: NTT DOCOMO

Ведущий японский оператор связи с более чем 86 млн абонентов — один из ведущих мировых разработчиков технологий мобильных сетей 3G, 4G и 5G и не только. NTT DOCOMO проводит исследования и разработки в области развития 5G и 6G, а также щедро делится материалами по теме.

С 2022 года компания начала сотрудничать с Nokia, чтобы вместе определить и разработать ключевые технологии для сетей следующего поколения.

5 место: LG

LG сотрудничает с различными компаниями и организациями, демонстрируя свою приверженность 6G.

В 2022 году она успешно протестировала передачу и прием данных в диапазоне 6G ТГц на расстоянии 320 м на открытом воздухе.

Ли Ки-донг, помощник вице-президента Лаборатории исследований и стандартов LG в США, возглавляет рабочую группу Next G Alliance, которая объединяет более 100 компаний.

4 место: Samsung

Корпорация возглавляет работу по стандартизации коммуникационных технологий следующего поколения и опубликовала технический документ, посвященный 6G. В нем рассматриваются способы получения диапазона, необходимого для реализации концепции 6G.

У Samsung 7 официальных представителей в группе 3GPP, объединяющей телекоммуникационные компании и организации по всему миру, включая Qualcomm, Apple, Ericsson, Nokia и Huawei.

3 место: Huawei

Компания начала инвестировать в исследования 6G еще в 2017 году. Huawei предполагает, что 6G позволит перейти от подключенных людей и вещей к подключенному интеллекту.

Согласно ее видению, 6G выйдет далеко за рамки простой коммуникации, выступая в качестве распределенной нейронной сети, которая обеспечивает связи с интегрированными коммуникационными, сенсорными и вычислительными возможностями для объединения физического, биологического и кибернетического миров, открывая эру истинного интеллекта во всем.

Построенный на базе 5G, стандарт 6G продолжит трансформацию от подключенных людей и вещей к подключенному интеллекту.

Концепция 6G Huawei рассматривает ключевые возможности технологии, новые варианты использования и требования, новые компоненты и изменения в проектировании интерфейсов и сетевой архитектуры.

2 место: Ericsson

Ericsson — лидер в области решений 5G, который обеспечил доступ к стандарту более чем 110 клиентам по всему миру.

Согласно его концепции, на базе 6G будет построен полностью оцифрованный и программируемый физический мир.

Компания участвовала в ряде совместных исследовательских проектов, включая Hexa-X project, IMT-2030 и Next G Alliance, исследуя потенциальные технологии, позволяющие использовать киберфизический мир и безграничные возможности подключения.

1 место: Nokia

Nokia стремится к технологическому лидерству в мобильных, стационарных и облачных сетях. Ценность ее работы обеспечена интеллектуальной собственностью и долгосрочными исследованиям лаборатории Nokia Bell Labs.

Nokia участвует в многочисленных исследовательских проектах, посвященных 6G, среди которых Hexa-X (инициатива Европейской комиссии в области исследований беспроводных сетей следующего поколения), Next G Alliance и RINGS

При подготовке использованы следующие источники:

Thales group, Technology magazine

Фото на обложке: Bima Adhitya / Shutterstock