Evolúcia 6G

Nové 6G aplikácie budú mať viac požiadaviek a väčšiu kapacitu siete ako súčasné 5G siete. Bezdrôtové siete novej generácie budú jednou z dôležitých súčastí nášho budúceho životného štýlu, priemyslu a spoločnosti. Budú spojovacím článkom medzi ľuďmi a inteligentnými strojmi. Očakáva sa, že spoločnosť začne po roku 2030 razantne využívať automatizáciu, v ktorej bude 6G hrať zásadnú úlohu ako komunikačná a informačná chrbtica. 6G by malo umožniť komukoľvek komunikovať kdekoľvek a kedykoľvek.

Podľa [2] nejde v prípade 6G len o pridávanie ďalších vysokofrekvenčných pásiem bezdrôtového spektra, pôjde o autentický súbeh úchvatných služieb a nových technologických trendov. Úloha 6G komunikácie spôsobí revolúciu priemyselného internetu vecí (IIoE) s mobilnou terabandovou komunikáciou s nízkym oneskorením (MTRLLC) a masívnou sieťovou kapacitou na extrémne rýchle sťahovanie údajov, čo umožňuje ich využitie v reálnom čase v priemyselných prevádzkach. Obrovský objem údajov možno zdieľať medzi strojmi prostredníctvom edge (cloudovej) platformy. Informačné komunikačné technológie (ICT), prevádzkové technológie (OT) a vznikajúca 6G komunikácia sa zlúčia do systému 6G IIoE.

5G aplikácie 6G aplikácie
rýchlosť prenosu údajov 1 – 10 Gb/s telemedicína 100 Gb/s – 1 Tb/s 3D holografia; rozšírená/virtuálna realita; robotické ramená
rozšírenie pokrytia 0,1 km obmedzený rozsah IoT siete 3D scenáre pokrytia
(10 000 m otvorený priestor; 200 námorných míľ na mori)
pozemná, letecká, vesmírna a námorná doména; rozsiahla sieť IoT
spotreba energie životnosť batérie 10 rokov IoT zariadenia takmer 50x lepšie parametre ako 5G nositeľné používateľské zariadenia;
zariadenia takmer s nulovou spotrebou (zero energy device)
oneskorenie medzi koncovými bodmi 1 – 5 ms automobilové siete; vojenské služby < 1 ms zdravotníctvo; rozšírená/virtuálna realita; bezpilotné vzdušné dopravné prostriedky; robotické ruky
spoľahlivosť komunikácie 99,9 % automobilové siete; telemedicína ~ 99,9999 % zdravotníctvo; rozšírená/virtuálna realita; bezpilotné vzdušné dopravné prostriedky; robotické ruky
rozsiahle pripojenie a snímanie 1 milión zariadení/km2 IoT zariadenia 10 miliónov zariadení/km2 nositeľné používateľské zariadenia;
rozšírená/virtuálna realita; internet všetkého (IoE)
frekvenčný rozsah a vylepšené spektrum 3 – 300 GHz milimetrové vlny (mmWave) na fixný prístup až do 1 THz mmWave; Sub-6 GHz; prieskum THz pásiem (nad 300 GHz); spracovanie obrazu a frekvencie s vysokým rozlíšením; optika, VLC; spektroskopia; lokalizácia
podpora mobility a rýchlosti 500 km/h automobilové siete 1 000 km/hodinu pozemné, vesmírne, námorné, vzdušné a letecké siete

Tab. 1 5G vs. 6G – požiadavky a prípady ich použitia

Aká bude architektúra 6G?

Komunikačné komponenty ako základňové stanice a terminály môžu realizovať všadeprítomné snímanie, ktoré je základom pripojenia všetkých inteligentných zariadení na inteligentnú  platformu. Informačno-komunikačné technológie a vertikálne priemyselné ekosystémy sú základom vynikajúcej stability a udržateľnosti. Vďaka tomu možno nasadiť digitálne komunikačné riešenia pre všetkých bez výnimky. Takže z architektonického hľadiska možno podľa [3] definovať víziu 6G takto.

Prepojená inteligentná sieť: 6G je mobilná komunikačná technológia novej generácie, ktorá bude distribuovanou neurónovou sieťou na prepojenie fyzického a virtuálneho sveta, výsledkom čoho budú snímané, prepojené a inteligentné siete. Okraj tejto masívnej neurónovej siete komunikuje s inými neurónovými okrajmi alebo neurónovými centrami autonómne a bezproblémovo. Táto konektivita medzi okrajmi 6G sietí podporuje budúcu inteligenciu všetkého (IoE).

Integrácia umelej inteligencie (UI) a strojového učenia (SU): Siete 6G budú využívať UI/SU na automatizáciu prevádzky a správy systému. Decentralizovaná inteligencia v cloude ustupuje všadeprítomnej inteligencii na okrajoch, pretože každá sieť 6G integruje výpočtové, komunikačné a snímacie schopnosti. Pre spoločnosť a vertikálne podniky bude nevyhnutná distribuovaná architektúra SU.

Zosieťované snímanie: Komunikačné systémy budú využívať možnosti bezdrôtového snímania na preskúmanie fyzického prostredia prostredníctvom prenosu rádiových vĺn, odrazu a rozptylu. Tiež zvýšia komunikačný výkon a prinesú komplexnejšie sieťové služby, čím sa vytvoria základne údajov na vybudovanie inteligentného digitálneho sveta.

Konektivita s úplným pokrytím: 6G poskytne rýchlosť ekvivalentnú optickým vláknam. 6G dosahuje desaťnásobné zvýšenie hustoty pripojenia 5G, zobrazovanie na milimetrovej úrovni, lokalizáciu na úrovni centimetrov a vysokú spoľahlivosť medzi koncovými bodmi. Umožňuje služby zamerané na človeka a urýchľuje digitálnu transformáciu v plnom rozsahu a modernizáciu vertikálnych odvetví.

Integrácia pozemných sietí a sietí mimo zeme: Mnoho satelitov bude prepojených v sieťach mimo zeme, aby sa vytvorila satelitná mega konštelácia. Prenos na ultradlhé vzdialenosti s nízkym oneskorením zvýši dosah pozemnej bunkovej infraštruktúry. Očakáva sa, že obe siete budú vo veľkej miere prepojené ako jeden systém, čo umožní používateľom využívať výhody každého druhu v rôznych službách.

Dôveryhodnosť: Sieť 6G bude spájať komunikáciu, snímanie, spracovanie a inteligenciu, čo vyžaduje nový dizajn siete, ktorý by mal podporovať dôveryhodnosť, spoločné snímanie a distribuované učenie s cieľom vytvárania aplikácií využívajúcich UI. Na zlepšenie ochrany súkromia sú vytvorené nové rámce na kontrolu údajov a technológie na detekciu kvantových útokov.

Trvalo udržateľný rozvoj: Ide o najdôležitejší cieľ návrhu siete 6G. Cieľom 6G je stonásobné zvýšenie celkovej energetickej účinnosti v celej sieti, čím sa zabráni prekonaniu spotreby energie infraštruktúry a koncových zariadení 5G pri zachovaní vynikajúceho výkonu služieb.

6G-IA a ETSI podpísali Memorandum o spolupráci

Asociácia priemyslu pre inteligentné siete a služby 6G (6G-IA) a ETSI nedávno podpísali memorandum o porozumení, ktoré odráža silný spoločný záujem priniesť výsledky európskeho výskumu v oblasti 5G, 6G a súvisiacich technológií do širšieho štandardizačného prostredia. G-IA spája globálnu priemyselnú komunitu telekomunikačných a digitálnych účastníkov trhu, ako sú operátori, výrobcovia, výskumné ústavy, univerzity, priemyselný sektor, malé a stredné podniky a IKT asociácie. Asociácia vykonáva širokú škálu aktivít v strategických oblastiach vrátane štandardizácie, frekvenčného spektra, projektov výskumu a vývoja, technologických zručností a spolupráce s kľúčovými vertikálnymi priemyselnými sektormi. Ako hlas európskeho priemyslu a výskumu pre siete a služby novej generácie je hlavným cieľom 6G-IA prispieť k vedúcemu postaveniu Európy v oblasti 5G, vývoja 5G a výskumu inteligentných sietí a služieb (SNS)/6G.

„Vytvorením partnerstva s Európskou komisiou je združenie 6G-IA hnacím motorom rozvoja 6G pre inteligentné siete a služby. Rozsiahly výskumný program investuje v období 2021 – 2027 najmenej 1,8 miliardy eur do výskumu 6G. Spojenie síl s ETSI a Európskou normalizačnou organizáciou pre mobilné telekomunikácie bolo pre nás prirodzeným krokom vpred,“ hovorí predseda predstavenstva 6G-IA Colin Willcock.

Už teraz rozmýšľajte o 6G

Aj keď je riešenie 6G komunikácie dnes len vo fáze výskumu, prekonanie výziev s jej praktickým nasadením je už na dohľad. Keďže zavádzanie 5G už prebieha, nie je príliš skoro začať plánovať 6G. Lídri v súkromnom a verejnom sektore sa musia spojiť, aby vyvinuli infraštruktúru, nové technológie a štandardy, ktoré podporujú nespočetné množstvo inovácií umožňujúcich 6G. Teraz viac ako kedykoľvek je potrebné aktívne zapojenie všetkých relevantných subjektov, aby sa podarilo udržať tempo nasadzovania a využívania 5G a pripravila sa pôda pre 6G.

Zdroje

[1] Hakeem, S. A. A. – Hussein, H. H. – Kim, H. W.: Vision and research directions of 6G technologies and applications. [online]. In: Journal of King Saud University – Computer and Information Sciences, 2022, Vol. 34, Iss. 6, Part A, p. 2 419 – 2 442. 

[2] Padhi, P. G. – Charrua-Santos, F.: 6G Enabled Industrial Internet of Everything: Towards a Theoretical Framework. [online]. Publikované 11. 2. 2021. In: Intelligent Industrial Application of Communication Systems, č. 4. 

[3] Khan, B. – Mihovska, A. – Prasad, R. – Velez, F. J.: Trends in Standardization Towards 6G. [online]. In: Journal of ICT Standardization, 2021, Vol. 10, Iss. 3, p. 327 – 348. 

-tog-