В 2020 году исследования и разработки (НИОКР) 6G действительно пошли в гору. Ericsson, один из крупнейших в мире производителей оборудования 5G, предположил, что первые стандарты технологии «6G Basic» могут быть выпущены в 2027 году. Ожидается, что в 2030 году Интернет 6G поступит в продажу. Чтобы повысить пропускную способность, уменьшить задержку и улучшить совместное использование спектра, технология более эффективно использует терагерцовый (ТГц) спектр и сеть распределенного радиодоступа (RAN).
Как работает 6G?
Поскольку его не существует, мы не знаем. Однако начинают распространяться определенные концепции, предлагающие возможное решение.
Сверхвысокочастотная передача данных является основным направлением исследований 6G. Хотя 5G в настоящее время не использует частоты выше 39 ГГц, в принципе он может работать примерно до 100 ГГц. Что касается 6G, исследователи работают над тем, как передавать данные с использованием волн в диапазоне терагерц (ТГц) или сотен ГГц. Хотя эти волны довольно малы и хрупки, огромное количество незанятого спектра в верхних слоях атмосферы позволит обеспечить поразительную скорость передачи данных.
Нам не хватает полупроводниковых материалов, которые могут работать на частоте несколько ТГц. Чтобы получить любой диапазон этих частот, возможно, потребуются массивные массивы крошечных антенн. Исследователям придется создать модели, которые позволят данным проходить по чрезвычайно запутанным путям, чтобы преодолеть воздействие водяного пара в окружающей среде, который рассеивает и отражает ТГц сигналы.
Современные беспроводные системы позволяют передавать или принимать сигналы только на любой заданной частоте одновременно. Вы можете разделить свои каналы по частоте (FDD) или настроить временные интервалы (TDD), чтобы обеспечить двустороннюю связь. Поиск решения для одновременной отправки и приема на одной и той же частоте с использованием чрезвычайно сложных вычислений может повысить эффективность доступного спектра в два раза (и быть совершенно несовместимым с существующими сетями). Многие умные люди усердно работают над тем, чтобы понять, как это сделать, хотя никто еще не понимает, как это сделать.
Хотя 5G по-прежнему представляет собой в первую очередь звездчатую систему, в которой устройства конечных пользователей (телефоны) подключаются к базовым станциям (вышкам сотовой связи), которые подключаются к магистральной сети, ячеистая сеть уже много лет остается горячей проблемой во многих сетевых кругах. Возможно, 6G позволит гаджетам выступать в качестве усилителей передачи данных друг для друга, позволяя каждому устройству как использовать, так и расширять покрытие.
Разделенные вычисления — это инновация 5G, но 6G может сделать их намного эффективнее. Скорость передачи данных между устройствами называется задержкой. Чем ниже задержка, тем больше ваш мобильный телефон может полагаться на разделенные вычисления, при которых некоторые данные обрабатываются локально, а некоторые обрабатываются и передаются в другом месте. Это крайне важно для приложений, которые предоставляют вашему устройству непрерывный поток сложной информации, поскольку устройство, которое вы держите в руках, никогда не сможет быть таким же мощным, как суперкомпьютеры в облаке.
Цель 6G — добиться задержки ниже 1 мс, что потребует множества других технологических достижений, но может позволить реализовать некоторые действительно крутые приложения для разделенных вычислений. Например, у вас могут быть очки дополненной реальности, которые отправляют информацию о том, что вы видите (например, фантастическое произведение уличного искусства), в облако и получаете ее в режиме реального времени, без какой-либо локальной обработки, вместе с подробностями о художнике или даже видео рисуемой фрески.
В официальном документе Университета Оулу предполагается, что может также потребоваться новая версия Интернет-протокола (IP). В результате изменится структура Интернета в целом. В документе текущий IP-пакет описывается как письмо первого класса с адресным конвертом и несколькими листами текста; пакет «нового IP» будет похож на пакет FedEx, который включает информацию о маршрутизации и приоритете.
Все эти вещи идут рука об руку. Например, ячеистая сеть могла бы решить проблемы, вызванные ограниченным диапазоном терагерцовых сигналов. Технология ближнего действия может работать на гораздо более широкой территории, если ваши данные могут передаваться с вашего телефона на чье-то пальто, машину на улице, фонарный столб и, наконец, на базовую станцию.
Архитектура 6G
Чтобы отказаться от модели «один клиент-один сервер», связь 5G начала реализовывать интернет-принцип сервис-ориентированной архитектуры (SOA). На уровне приложений и сетевых сервисов многие интернет-сервисы также перешли от монолитности к взаимодействующим микросервисам, а развертывание сервисов эволюционировало от выделенного серверного оборудования к виртуализации в облачной инфраструктуре. Однако этот метод был ограничен плоскостью управления, базовой сетью (CN) и плоскостью управления с архитектурой управления на основе услуг (SBMA), а не переходил полностью к сквозной системе управления на основе услуг. (SBA), и он продолжал полагаться на специализированное оборудование, на котором работают логически отдельные узлы сети радиодоступа (RAN). Ожидается, что с 6G SBA сможет распространяться по всей сети, во всех плоскостях и от начала до конца, включая CN, RAN и терминалы. Это обеспечит гораздо большую гибкость эксплуатации и развертывания, поддержит концепции сети сетей и упростит интеграцию и масштабируемость подсистем.