stringtranslate.com

6G

В телекоммуникациях 6G — это обозначение будущего технического стандарта технологии беспроводной связи шестого поколения .

Это запланированный преемник 5G (ITU-R IMT-2020 ), и в настоящее время он находится на ранних стадиях процесса стандартизации, отслеживаемого ITU-R как IMT-2030 [1] с рамкой и общими целями, определенными в рекомендации ITU-R M.2160-0. [2] [3] Как и в предыдущих поколениях сотовой архитектуры, ожидается, что органы стандартизации, такие как 3GPP и ETSI , а также отраслевые группы, такие как NGMN Alliance , будут играть ключевую роль в его развитии. [4] [5] [6]

Многочисленные компании ( Airtel , Anritsu , Apple , Ericsson , Fly, Huawei , Jio , Keysight , LG , Nokia , NTT Docomo , Samsung , Vi , Xiaomi ), исследовательские институты ( Институт технологических инноваций , Межвузовский центр микроэлектроники ) и страны ( США , Великобритания , государства-члены Европейского союза , Россия , Китай , Индия , Япония , Южная Корея , Сингапур , Саудовская Аравия , Объединенные Арабские Эмираты и Израиль ) проявили интерес к сетям 6G и, как ожидается, внесут свой вклад в эти усилия. [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13]

Сети 6G, вероятно, будут значительно быстрее предыдущих поколений [14] благодаря дальнейшему совершенствованию методов модуляции и кодирования радиоинтерфейса [2] , а также технологий физического уровня. [15] Предложения включают в себя повсеместную модель подключения, которая может включать несотовый доступ, такой как спутник и WiFi, службы точного определения местоположения и структуру для распределенных периферийных вычислений, поддерживающих больше сенсорных сетей, рабочих нагрузок AR/VR и AI. [5] Другие цели включают упрощение сети и повышение операционной совместимости, меньшую задержку и энергоэффективность. [2] [16] Это должно позволить операторам сетей принять гибкие децентрализованные бизнес-модели для 6G с локальным лицензированием спектра , совместным использованием спектра, совместным использованием инфраструктуры и интеллектуальным автоматизированным управлением. Некоторые предложили использовать системы машинного обучения/AI для поддержки этих функций. [17] [18] [19] [16] [20]

Альянс NGMN предупредил, что «6G не должен изначально инициировать обновление оборудования инфраструктуры 5G RAN», и что он должен «отвечать очевидным потребностям клиентов». [16] Это отражает настроения отрасли относительно стоимости развертывания 5G и обеспокоенность тем, что определенные приложения и потоки доходов не оправдали ожиданий. [21] [22] [23] Ожидается, что развертывание 6G начнется в начале 2030-х годов, [14] [22] [24] но, учитывая такие опасения, пока не ясно, какие функции и улучшения будут реализованы в первую очередь.

Ожидания

Ожидается, что сети 6G будут разработаны и запущены в эксплуатацию к началу 2030-х годов. [25] [26] Наибольшее количество патентов 6G было подано в Китае . [27]

Функции

Недавние академические публикации концептуализируют 6G и новые функции, которые могут быть включены. Искусственный интеллект (ИИ) включен во многие прогнозы, от 6G, поддерживающей инфраструктуру ИИ, до «ИИ, проектирующего и оптимизирующего архитектуры, протоколы и операции 6G». [28] Другое исследование в Nature Electronics стремится предоставить основу для исследований 6G, заявляя: «Мы предполагаем, что ориентированная на человека мобильная связь по-прежнему будет самым важным применением 6G, и сеть 6G должна быть ориентирована на человека. Таким образом, высокая безопасность, секретность и конфиденциальность должны быть ключевыми характеристиками 6G и должны быть особо учтены сообществом исследователей беспроводной связи». [29]

Передача инфекции

Диапазоны частот для 6G не определены. Первоначально терагерцовый диапазон считался важным диапазоном для 6G, как указано Институтом инженеров по электротехнике и электронике, который заявил, что «частоты от 100 ГГц до 3 ТГц являются многообещающими диапазонами для следующего поколения беспроводных систем связи из-за широких полос неиспользуемого и неисследованного спектра ». [30]

Одной из проблем при поддержке требуемых высоких скоростей передачи данных станет ограничение потребления энергии и связанная с этим тепловая защита в электронных схемах. [31]

На данный момент WRC рассматривает средние диапазоны для 6G/IMT-2030.

Прогресс в области терагерцовых и миллиметровых волн

Миллиметровые волны (от 30 до 300 ГГц) и терагерцовое излучение (от 300 до 3000 ГГц) могут, по некоторым предположениям, использоваться в 6G. Распространение волн этих частот гораздо более чувствительно к препятствиям, чем микроволновые частоты (примерно от 2 до 30 ГГц), используемые в 5G и Wi-Fi , которые более чувствительны, чем радиоволны, используемые в 1G , 2G , 3G и 4G .

В октябре 2020 года Альянс по телекоммуникационным отраслевым решениям (ATIS) запустил «Next G Alliance», альянс, состоящий из AT&T , Ericsson , Telus , Verizon , T-Mobile , Microsoft , Samsung и других, который «будет способствовать укреплению лидерства Северной Америки в области мобильных технологий в области 6G и далее в течение следующего десятилетия». [32]

В январе 2022 года китайская компания Purple Mountain Laboratories заявила, что ее исследовательская группа впервые достигла мирового рекорда скорости передачи данных в 206,25 гигабит в секунду (Гбит/с) в лабораторных условиях в терагерцовом диапазоне частот, который, как предполагается, станет основой сотовой технологии 6G. [33]

В феврале 2022 года китайские исследователи заявили, что достигли рекордной скорости потоковой передачи данных с использованием вихревых миллиметровых волн , формы чрезвычайно высокочастотной радиоволны с быстро меняющимися спинами, исследователи передали 1 терабайт данных на расстояние 1 км (3300 футов) за секунду. Впервые о вращательном потенциале радиоволн сообщил британский физик Джон Генри Пойнтинг в 1909 году, но его использование оказалось сложным. Чжан и его коллеги заявили, что их прорыв был основан на упорной работе многих исследовательских групп по всему миру за последние несколько десятилетий. Исследователи в Европе провели самые ранние эксперименты по связи с использованием вихревых волн в 1990-х годах. Основная проблема заключается в том, что размер вращающихся волн увеличивается с расстоянием, а ослабление сигнала затрудняет высокоскоростную передачу данных. Китайская группа построила уникальный передатчик для генерации более сфокусированного вихревого луча, заставляя волны вращаться в трех различных режимах для переноса большего количества информации, и разработала высокопроизводительное приемное устройство, которое могло собирать и декодировать огромное количество данных за доли секунды. [34]

В 2023 году Нагойский университет в Японии сообщил об успешном изготовлении трехмерных волноводов из металлического ниобия [35] , сверхпроводящего материала , который сводит к минимуму затухание, вызванное поглощением и излучением, для передачи волн в диапазоне частот 100 ГГц , который считается полезным в сетях 6G.

Тестовые спутники

6 ноября 2020 года Китай запустил на орбиту ракету Long March 6 с полезной нагрузкой в ​​виде тринадцати спутников. Сообщается, что один из спутников служил экспериментальным испытательным стендом для технологии 6G, который был описан как «первый в мире спутник 6G». [36]

Геополитика

Во время развертывания 5G Китай запретил Ericsson в пользу китайских поставщиков, в первую очередь Huawei и ZTE . [37] [ неудачная проверка ] Huawei и ZTE были запрещены во многих западных странах из-за опасений шпионажа. [38] Это создает риск фрагментации сети 6G. [39] Ожидается, что в ходе разработки общих стандартов возникнет много борьбы за власть. [40] В феврале 2024 года США, Австралия, Канада, Чешская Республика, Финляндия, Франция, Япония, Южная Корея, Швеция и Великобритания опубликовали совместное заявление, в котором говорится, что они поддерживают набор общих принципов для 6G для «открытого, свободного, глобального, совместимого, надежного, отказоустойчивого и безопасного подключения». [41] [42]

6G считается ключевой технологией для экономической конкурентоспособности, национальной безопасности и функционирования общества. Это национальный приоритет во многих странах и назван приоритетом в Четырнадцатом пятилетнем плане Китая . [43] [44]

Многие страны отдают предпочтение подходу Open RAN , при котором различные поставщики могут быть интегрированы вместе, а оборудование и программное обеспечение не зависят от поставщика. [45]

Ссылки

  1. ^ "IMT towards 2030 and beyond". ITU – Международный союз электросвязи . Международный союз электросвязи (опубликовано в ноябре 2023 г.). 2023. Архивировано из оригинала 3 апреля 2024 г.
  2. ^ abc "Рекомендация МСЭ-R M.2160-0" (PDF) . МСЭ - Международный союз электросвязи . Ноябрь 2023 г. Архивировано (PDF) из оригинала 3 апреля 2024 г.
  3. ^ "The ITU-R Framework for IMT-2030" (PDF) . ITU – Международный союз электросвязи . Архивировано (PDF) из оригинала 3 апреля 2024 г.
  4. ^ "Введение в 3GPP Release 19 и планирование 6G". 3GPP – 3rd Generation Partnership Project . Архивировано из оригинала 3 апреля 2024 г. В 2024 г. 3GPP готов завершить работу над спецификацией для Release 18, сосредоточившись на системах 5G Advanced, при этом добившись значительного прогресса в разработке Release 19. 3GPP также подготовится к переходу к стандартизации 6G.
  5. ^ ab "ITU-R Framework for IMT-2030: Review and Future Direction" (PDF) . NGMN – Next Generation Mobile Networks Alliance . 2 февраля 2024 г. Архивировано (PDF) из оригинала 3 апреля 2024 г.
  6. ^ Линь, Синцинь (1 сентября 2022 г.). «Обзор 5G Advanced Evolution в 3GPP Release 18». Журнал стандартов связи IEEE . 6 (3): 77–83. arXiv : 2201.01358 . doi : 10.1109/MCOMSTD.0001.2200001. Ожидается, что стандартизация 6G начнется в 3GPP около 2025 г.
  7. ^ Хан, Даниш (январь 2022 г.). «Airtel, Vi настаивают на работе над технологией 6G». The Economic Times . Архивировано из оригинала 20.10.2022 . Получено 20.10.2022 .
  8. ^ "Indian Telecom Jio сотрудничает с Университетом Оулу в разработке технологии 6G". Indian Express . 21 января 2022 г. Архивировано из оригинала 31 октября 2022 г. Получено 5 августа 2022 г.
  9. ^ Раппапорт, Теодор С. (10 февраля 2020 г.). «Мнение: Думаете, 5G — это волнительно? Просто подождите 6G». CNN. Архивировано из оригинала 17 ноября 2020 г. Получено 30 июля 2020 г.
  10. ^ Kharpal, Arjun (7 ноября 2019 г.). «Китай начинает разработку 6G, только что включив свою мобильную сеть 5G». CNBC. Архивировано из оригинала 17 ноября 2020 г. Получено 30 июля 2020 г.
  11. ^ Боксолл, Энди; Лакома, Тайлер (21 января 2021 г.). «Что такое 6G, насколько быстрым он будет и когда он появится?». DigitalTrends. Архивировано из оригинала 17 ноября 2020 г. Получено 18 февраля 2021 г.
  12. ^ "DoT запросит комментарий TRAI по использованию радиоволн 95GHz-3THz". TeleGeography. 2022-11-11. Архивировано из оригинала 2022-11-16 . Получено 2022-11-16 .
  13. ^ «Взгляд на 6G: Израиль в эпоху технологического разъединения». Институт исследований национальной безопасности . 18 ноября 2020 г. Архивировано из оригинала 24 мая 2023 г. Получено 2 октября 2024 г.
  14. ^ ab Фишер, Тим. "6G: Что это такое и когда его ожидать". Lifewire . Архивировано из оригинала 17 ноября 2020 г. Получено 3 апреля 2022 г.
  15. ^ Бьёрнсон, Эмиль; Оздоган, Озгекан; Ларссон, Эрик Г. (декабрь 2020 г.). «Реконфигурируемые интеллектуальные поверхности: три мифа и два критических вопроса». Журнал IEEE Communications . 58 (12): 90–96. arXiv : 2006.03377 . doi :10.1109/MCOM.001.2000407 – через IEEE.
  16. ^ abc "Заявление о позиции 6G" (PDF) . NGMN - Next Generation Mobile Networks Alliance . 9 ноября 2023 г. Архивировано (PDF) из оригинала 3 апреля 2024 г.
  17. ^ Саад, В.; Беннис, М.; Чен, М. (2020). «Видение беспроводных систем 6G: приложения, тенденции, технологии и открытые исследовательские проблемы» (PDF) . IEEE Network . 34 (3): 134–142. doi :10.1109/MNET.001.1900287. ISSN  1558-156X. S2CID  67856161. Архивировано (PDF) из оригинала 2023-11-14 . Получено 2023-09-01 .
  18. ^ Ян, Х.; Альфонс, А.; Сюн, З.; Ниято, Д.; Чжао, Дж.; Ву, К. (2020). «Интеллектуальные сети 6G на основе искусственного интеллекта». Сеть IEEE . 34 (6): 272–280. arXiv : 1912.05744 . дои : 10.1109/MNET.011.2000195. ISSN  1558-156Х. S2CID  209324400. Архивировано из оригинала 12 июля 2023 г. Проверено 26 марта 2021 г.
  19. ^ Сяо, Y.; Ши, G.; Ли, Y.; Саад, W.; Пур, HV (2020). «К самообучающемуся интеллекту периферии в сетях 6G». Журнал IEEE Communications . 58 (12): 34–40. arXiv : 2010.00176 . doi : 10.1109/MCOM.001.2000388. ISSN  1558-1896. S2CID  222090032. Архивировано из оригинала 07.04.2023 . Получено 26.03.2021 .
  20. ^ Guo, W. (2020). «Объяснимый искусственный интеллект для 6G: повышение доверия между человеком и машиной». IEEE Communications Magazine . 58 (6): 39–45. doi : 10.1109/MCOM.001.2000050. hdl : 1826/15857 . S2CID  207863445. Архивировано из оригинала 28.04.2023 . Получено 29.03.2021 .
  21. ^ Мейер, Дэн (20 ноября 2023 г.). «Когда закончится спад рынка 5G RAN?». SDX Central . Архивировано из оригинала 3 апреля 2024 г.
  22. ^ ab Morris, Iain (14 февраля 2023 г.). «Ericsson утверждает, что 5G стимулирует продажи телекоммуникационных компаний, но ее аргументы слабы». Light Reading . Архивировано из оригинала 3 апреля 2024 г.
  23. ^ Дано, Майк (20 февраля 2024 г.). «В частном беспроводном 5G реальность душит шумиху». Легкое чтение . Архивировано из оригинала 11 марта 2024 г.
  24. ^ "Корея планирует запустить сеть 6G в 2028 году". 2023-02-20. Архивировано из оригинала 2023-08-31 . Получено 2023-08-31 .
  25. ^ "Китай отправляет первый в мире испытательный спутник 6G на орбиту". Архивировано из оригинала 2020-11-08 . Получено 2020-11-07 .
  26. ^ "Китай запускает 'первый в мире экспериментальный спутник 6G'". Агентство Anadolu . 6 ноября 2020 г. Архивировано из оригинала 2020-11-06 . Получено 7 ноября 2020 г.
  27. ^ Асгар, Мухаммад Зишан; Мемон, Шафик Ахмед; Хямяляйнен, Юри (2022-05-23). ​​«Эволюция беспроводной связи до 6G: потенциальные приложения и направления исследований». Устойчивость . 14 (10): 6356. doi : 10.3390/su14106356 . ISSN  2071-1050.
  28. ^ Letaief, Khaled B.; Chen, Wei; Shi, Yuanming; Zhang, Jun; Zhang, Ying-Jun Angela (август 2019 г.). «Дорожная карта к 6G: беспроводные сети на базе искусственного интеллекта». IEEE Communications Magazine . Vol. 57, no. 8. pp. 84–90. arXiv : 1904.11686 . doi :10.1109/mcom.2019.1900271.
  29. ^ Dang, Shuping; Amin, Osama; Shihada, Basem; Alouini, Mohamed-Slim (январь 2020 г.). «What should 6G be?». Nature Electronics . 3 (1): 20–29. arXiv : 1906.00741 . doi :10.1038/s41928-019-0355-6. ISSN  2520-1131. S2CID  211095143. Архивировано из оригинала 21.01.2022 . Получено 28.04.2021 .
  30. ^ Раппапорт, Теодор С.; Син, Юньчжоу; Канхере, Оджас; Цзюй, Шихао; Маданаяке, Арджуна; Мандал, Сумьяджит; Альхатиб, Ахмед; Трихопулос, Георгиос К. (2019). «Беспроводная связь и приложения выше 100 ГГц: возможности и проблемы для 6G и за его пределами». Доступ IEEE . 7 : 78729–78757. Бибкод : 2019IEEA...778729R. дои : 10.1109/ACCESS.2019.2921522 . ISSN  2169-3536.
  31. ^ Смалдерс, Питер (2013). «Дорога к беспроводной связи на 100 Гбит/с и далее: основные проблемы и ключевые направления». Журнал IEEE Communications . 51 (12): 86–91. doi : 10.1109/MCOM.2013.6685762. S2CID  12358456.
  32. ^ Вулф, Марселла (13 октября 2020 г.). «ATIS запускает Next G Alliance для продвижения североамериканского лидерства в области 6G». Atis . Архивировано из оригинала 22 февраля 2021 г. . Получено 18 февраля 2021 г. .
  33. ^ Пан, Че (06.01.2022). «Китайская лаборатория заявляет, что совершила прорыв в технологии мобильной связи 6G, поскольку гонка за установление мировых стандартов накаляется». South China Morning Post . Получено 26.06.2024 .
  34. ^ Чен, Стивен (2022-02-10). "Гонка к 6G: китайские исследователи заявляют о рекордной потоковой передаче данных с помощью вихревых радиоволн" . South China Morning Post . Архивировано из оригинала 2023-05-10 . Получено 2023-05-16 .
  35. ^ Университет Нагоя (2023-10-05). "Сверхпроводящий ниобиевый волновод обеспечивает высокоточную связь для сетей B5G/6G". techxplore.com . Архивировано из оригинала 2023-10-05 . Получено 2023-10-07 .
  36. ^ "Китай отправляет на орбиту испытательный спутник „мировой 6G“". BBC. Архивировано из оригинала 2020-11-08 . Получено 2020-11-07 .
  37. ^ Моррис, Иэн (24.10.2022). «Ericsson и Nokia приближаются к финалу в Китае». lightreading.com . Архивировано из оригинала 06.01.2024 . Получено 06.01.2024 .
  38. ^ Чжун, Рэймонд (2019-07-05). «Потенциальная угроза» китайского шпионажа оправдывает запрет Huawei, говорят США». The New York Times . Архивировано из оригинала 2024-01-06 . Получено 2024-01-06 .
  39. ^ Дано, Майк (2023-10-05). "Фрагментация 6G, возможно, только что стала немного ближе". lightreading.com . Архивировано из оригинала 2024-01-06 . Получено 2024-01-06 .
  40. ^ «6G — это годы от нас, но борьба за власть уже началась». IEEE Spectrum . 2021-11-29. Архивировано из оригинала 2024-01-06 . Получено 2024-01-06 .
  41. ^ Хабешиан, Сарин (26 февраля 2024 г.). «США и союзники одобряют принципы 6G на фоне технологической гонки с Китаем». Axios . Архивировано из оригинала 27 февраля 2024 г. Получено 28 февраля 2024 г.
  42. ^ «Совместное заявление, поддерживающее принципы 6G: безопасные, открытые и устойчивые по замыслу». Белый дом . 2024-02-27. Архивировано из оригинала 2024-02-28 . Получено 2024-02-28 .
  43. ^ Pettyjohn, Stacie (2023-11-14). "Соперничество США и Китая и гонка за 6G". cnas.org . Архивировано из оригинала 2024-01-06 . Получено 2024-01-06 .
  44. ^ "Перевод: 14-й пятилетний план национальной информатизации – декабрь 2021 г.". DigiChina . 2022-01-24. Архивировано из оригинала 2024-01-05 . Получено 2024-01-06 .
  45. ^ Ким, Ми-джин; Ом, Доён; Ли, Хиджин (2023). «Геополитика стандартизации мобильной связи следующего поколения: случай открытой сети радиодоступа». Политика в области телекоммуникаций . 47 (10). Elsevier BV: 102625. doi : 10.1016/j.telpol.2023.102625. ISSN  0308-5961. S2CID  265023622.

Внешние ссылки