Tahun 2019 yang lalu boleh dipanggil "tahun 5G". Pada bulan April, konsorsium 3GPP, yang mengembangkan spesifikasi mudah alih, mengeluarkan rilis piawaian generasi ke-15 berikutnya, dan rangkaian mula diluncurkan di seluruh dunia. Penjelasan parameter 5G masih berlangsung, dan siaran 16 dan 17 akan muncul pada 2020-2021, yang akan melengkapkan keterangan 5G, membawanya ke tahap bersyarat "5 ++". Sementara itu, perlumbaan ke generasi seterusnya 6G sudah bermula.
Pada bulan Mac 2019, pertemuan pertama konsortium Flagship 6G berlangsung di Universiti Oulu Finland. Universiti, yang merupakan pangkalan R&D utama Nokia, telah menerajui kerja pada rangkaian generasi akan datang. Dan pada bulan November, pemerintah China secara rasmi melancarkan pengembangan teknologi 6G. Semua pengeluar peralatan telekomunikasi utama telah bergabung dengan mereka, dan mesyuarat Flagship 6G seterusnya dijadualkan berlangsung pada bulan Mac 2020.
"Isu 5G dapat dianggap ditutup secara umum pada rilis 15," kata Vitaly Shub, ketua pusat penyelidikan terkemuka (R&D) di Skoltech, yang terlibat secara langsung dalam pekerjaan komunikasi generasi baru, kepada kami. - Spesifikasi telah ditentukan, teknologi telah dibuat, pengeluaran peralatan industri sedang dijalankan. Kilang-kilang Cina menghasilkan kira-kira seratus ribu stesen pangkalan setiap bulan. " Sudah tiba masanya untuk memikirkan bagaimana sambungan 6G.
Kitaran kekal
Infrastruktur telekomunikasi menggunakan dua jenis rangkaian yang berbeza secara asasnya. Rangkaian sumber tetap - seperti, misalnya, sambungan berwayar melalui tembaga, koaksial atau kabel serat optik - secara langsung menghubungkan pelanggan ke port operator, yang menjamin lebar jalur tertentu saluran ini. Sambungan khusus ditujukan untuk pengguna secara peribadi, seperti paip air yang disambungkan ke paip di rumah.
Sebaliknya, rangkaian selular adalah rangkaian yang boleh dibahagikan secara definisi. Spesifikasi mereka menjamin kadar pemindahan tertentu ke dan dari kumpulan pelanggan hanya di antara mereka dan stesen pangkalan. Walau bagaimanapun, kadar pertukaran data akhir bergantung pada jumlah pelanggan yang terhubung, kapasiti rangkaian dan faktor lain. "Sebenarnya, komunikasi mudah alih hingga generasi ke-4 adalah perniagaan unik yang dapat memberikan perkhidmatan tanpa jaminan kualitinya," kata Vitaly Shub. "Lebih-lebih lagi, tidak ada yang dapat dilakukan mengenainya: ciri seperti itu berasal dari" fizik "rangkaian, dari sumber sumbernya yang terhad, yang dibagikan kepada semua pengguna.
Video promosi:
Hasilnya, setiap komunikasi selular generasi seterusnya melalui tahap ciri yang sama. Kali pertama setelah munculnya teknologi baru, tidak ada terlalu banyak pelanggan dalam rangkaian seperti itu dan kelajuan yang tersedia untuk mereka sangat tinggi. Namun, kemudian rangkaian mula terisi, dan semakin banyak pengguna dan aplikasi yang menuntut. Akibatnya, kecepatan menurun dan ada keperluan untuk memperkenalkan teknologi baru dan komunikasi generasi baru. Amalan menunjukkan bahawa perubahan tersebut memerlukan masa sekitar 10-12 tahun.
"Perniagaan berkembang di sepanjang garis gergaji: kejenuhan jaringan secara beransur-ansur berakhir dengan munculnya komunikasi generasi berikutnya, yang mengurangkan beban ini," jelas Vitaly Shub. - Pertama, ada penawaran, ia menciptakan permintaan untuk peluang baru. Tetapi kemudian semuanya berubah: permintaan yang muncul memerlukan bekalan baru, teknologi baru untuk memuaskannya. Pengendali selular terpaksa terus mengembangkan rangkaian dan meningkatkan ciri-cirinya."
Antara kelima dan keenam
Setiap generasi komunikasi selular boleh dikaitkan dengan peralihan kepada prinsip pengekodan isyarat baru, lebih dan lebih kompleks. Yang pertama dari sistem multiplexing pembahagian frekuensi (FDMA) yang digunakan ini, pendekatan termudah di mana akses ke saluran biasa dibahagikan antara pengguna dengan sementara menetapkan frekuensi tertentu kepada mereka. Seterusnya, teknologi TDMA menjadi meluas, membolehkan beberapa pelanggan menggunakan saluran yang sama, membagikannya dalam selang waktu yang singkat.
Kemudian, akses pelbagai bahagian kod (CDMA dan WCDMA) diperkenalkan, yang memberi peluang tambahan untuk penggunaan frekuensi selari. Dalam kes ini, isyarat dimodulasi dengan urutan pengekodan khas, untuk setiap pelanggannya sendiri. Antena stesen pangkalan menghantar isyarat yang tidak terjerat, seperti bunyi bising, tetapi setiap penerima akhir, mengetahui kodnya, dapat mengeluarkan bahagian yang dia perlukan darinya.
Akses pelbagai pembawa ortogonal (OFDMA) kemudian dilaksanakan, di mana setiap frekuensi pembawa, seterusnya, dibahagikan kepada beberapa subcarrier, dimodulasi secara bebas antara satu sama lain. Hari ini pendekatan ini menghampiri had teorinya. "Untuk setiap teknologi terdapat kecekapan spektrum yang membatasi, yaitu, jumlah bit sesaat yang dapat dihantar oleh gelombang radio 1 Hz," jelas Vitaly Shub. - Generasi kelima menghampiri 30-50 bit / sHz, hampir sepenuhnya menggunakan kemampuan alat pengkodan matematik. Ini memberikan lebar jalur yang besar: tambahkan lebar jalur pembawa ultra-lebar dan anda mendapat nombor dari 100 Mbps hingga 1 Gbps, dan dalam beberapa kes bahkan 20 Gbps."
Dijangkakan komunikasi 6G akan mencapai dari 100 Gbps hingga 1 Tbps, dan kelajuan tindak balas rangkaian - kurang dari satu milisaat. Keperluan yang tepat untuk standard belum dirumuskan, tetapi diasumsikan bahawa ini adalah nombor yang akan diperlukan untuk operasi kenderaan tanpa pemandu, sistem kecerdasan buatan dan realiti maya yang kompleks, industri robotik dan logistik. Untuk mencapai petunjuk yang diinginkan memerlukan penggunaan frekuensi baru, matematik baru dan bahkan fizik.
Kelajuan baru
Kadar data ditentukan oleh lebar jalur dan kecekapan spektrum, dan kerja untuk 6G sedang dilakukan di kedua arah. Oleh itu, untuk meningkatkan lebar pembawa, perlu menggunakan julat baru yang belum tersedia untuk komunikasi, bergerak ke gelombang radio gelombang yang lebih pendek - dengan frekuensi hingga 100 GHz dan bahkan lebih tinggi, di wilayah terahertz, submillimeter (300 GHz - 3 THz), yang masih praktis tidak dihuni dan akan membolehkan anda menggunakan rangkaian kerja yang luas.
Sehingga baru-baru ini, pemancar dan penerima terahertz tetap kompleks dan rumit seperti komputer awal. Pemasangan seperti itu hanya digunakan secara meluas hanya dalam beberapa tahun kebelakangan ini - sebagai contoh, semasa pemeriksaan bagasi untuk mencari bahan letupan, dalam sains perubatan dan bahan. Untuk komunikasi generasi keenam, peranti terahertz harus menjadi lebih kecil dan lebih cekap tenaga. Sebagai tambahan kepada saluran yang luas ini, teknologi pengekodan isyarat baru seharusnya dapat meningkatkan kecekapan spektrumnya. Salah satu bidang penting dalam karya ini ialah "pusaran optik", yang secara aktif dikendalikan oleh pemaju dari Skolkovo. "Gelombang cahaya dapat dibayangkan sebagai corkscrew atau spiral," jelas Vitaly Shub. - Nada lingkaran ini tidak rata, apalagi ia dapat dikendalikan. Setelah belajar memodulasi penyelewengan gelombang tersebut,kami mendapat kaedah tambahan untuk menyandikan isyarat. " Teknologi seperti ini bergerak maju dengan pesat, dan pada tahun 2018 saintis Australia memperkecil sistem untuk memodulasi momentum orbital sudut (OAM) ke ukuran microchip, cukup sesuai untuk digunakan dalam alat saku. Menurut beberapa anggaran, penggunaan pengkodan OAM akan meningkatkan kecekapan spektrum sekurang-kurangnya lima kali. "Batasan teoritis belum ditentukan di sini, kerana belum jelas berapa banyak kita dapat mengubah dan mengendalikan" langkah balok, "tambah Vitaly Shub. "Ada kemungkinan pertumbuhannya sepuluh atau seratus kali."dan pada tahun 2018, saintis Australia memperkecil sistem untuk memodulasi momentum sudut orbit (OAM) dengan ukuran microchip, cukup sesuai untuk digunakan dalam alat saku. Menurut beberapa anggaran, penggunaan pengkodan OAM akan meningkatkan kecekapan spektrum sekurang-kurangnya lima kali. "Batasan teoritis belum ditentukan di sini, kerana belum jelas berapa banyak kita dapat mengubah dan mengendalikan" langkah balok, "tambah Vitaly Shub. "Ada kemungkinan pertumbuhannya sepuluh atau seratus kali."dan pada tahun 2018, saintis Australia memperkecil sistem untuk memodulasi momentum sudut orbit (OAM) dengan ukuran microchip, cukup sesuai untuk digunakan dalam alat saku. Menurut beberapa anggaran, penggunaan pengkodan OAM akan meningkatkan kecekapan spektrum sekurang-kurangnya lima kali. "Batasan teoritis belum ditentukan di sini, kerana belum jelas berapa banyak kita dapat mengubah dan mengendalikan" langkah balok, "tambah Vitaly Shub. "Ada kemungkinan pertumbuhannya sepuluh atau seratus kali."Ada kemungkinan pertumbuhannya sepuluh atau seratus kali."Ada kemungkinan pertumbuhannya sepuluh atau seratus kali."
Catat reaksi
Keperluan untuk membawa masa tindak balas rangkaian 6G ke tahap sub-milisaat menimbulkan masalah yang sama sekali berbeza. Menurut Vitaly Shub, ini memerlukan perubahan global dalam topologi rangkaian. Faktanya adalah bahawa dalam beberapa tahun kebelakangan ini mereka berkembang dengan fokus pada penyimpanan data "cloud". Fail, muzik, foto kami boleh berada secara fizikal di mana sahaja, di pelayan di Amerika Syarikat, Australia atau Denmark. Selagi "kemacetan" akses kepada mereka adalah kelajuan tanpa wayar, ini tidak menjadi masalah. Walau bagaimanapun, komunikasi 5G sudah cukup pantas, dan bahkan saluran berwayar paling kuat antara operator selular dan pelayan tidak mencukupi: storan mesti dipindahkan lebih dekat ke pelanggan. "Semuanya mulai kembali normal," kata Vitaly Shub. "Apa yang bergerak dalam satu arah pada generasi ketiga dan keempat berbalik ke belakang."Pendekatan ini merangkumi konsep Mobile Edge Computing (MEC): pusat pertukaran paket, yang mengumpulkan data yang paling banyak diminta oleh pengguna untuk mempercepat akses ke mereka, bergerak sedekat mungkin dengan penerima, dan perisian pintar sentiasa menyesuaikan isi dan pengedaran kandungan bergantung pada keperluan pelanggan. … Daripada hierarki bertingkat tinggi, rangkaian menjadi hampir "rata" dan kependaman di dalamnya menurun secara mendadak.hierarki pelbagai peringkat, rangkaian menjadi hampir "rata", dan masa kependaman di dalamnya dikurangkan dengan mendadak.hierarki pelbagai peringkat, rangkaian menjadi hampir "rata", dan masa kependaman di dalamnya dikurangkan dengan mendadak.
Pelaksanaan MEC menghadapi sejumlah cabaran teknikal baru dan tidak dapat diselesaikan. Khususnya, miniaturisasi sistem peralihan paket isyarat dan peranti penyimpanan data yang lebih besar diperlukan, peningkatan kapasitasnya dan penurunan penggunaan daya. Sementara itu, 6G hanya membuat langkah kasar pertama untuk menjangka masa ketika generasi sebelumnya akan mendekati "tahap ketepuan". Kemungkinan besar, ini akan berlaku sekitar tahun 2025-2027, apabila permintaan pelanggan dan aplikasi baru menjadi jelas. Hanya dengan itu syarat khusus untuk standard komunikasi berikut akan dirumuskan.
Generasi politik
Pemain utama dalam bidang ini telah dikenal pasti - selain dari Nokia dan Huawei China, ini adalah syarikat Samsung dan Ericsson. Dijangkakan sekitar tahun 2028-2030 mereka akan mengembangkan parameter asas 6G, dan konsorsium 3GPP akan mengeluarkan rilis lain yang menggambarkan standard utama generasi akan datang. Namun, semuanya mampu berjalan mengikut senario lain yang tidak dijangka. "Seseorang boleh menjangkakan bahawa generasi keenam akan menjadi yang paling dipolitikkan," kata Vitaly Shub. "Percubaan Barat untuk" mengekang "China sudah jelas pada tahap 5G, dan mereka dapat terus berlanjut, menghancurkan seluruh sistem kerjasama internasional yang kompleks." Sebenarnya, Huawei China memiliki hampir sepertiga dari kumpulan paten 5G, keadaan yang kemungkinan akan bertambah buruk dengan generasi keenam. Sebagai tambahan kepada program negara yang telah diadopsi untuk pengembangan 6G,RRC boleh bergantung pada sumber dalaman yang tidak dapat diakses di tempat lain di dunia, di pasaran yang besar dan jumlah "data besar" yang besar. "Keseluruhan ekonomi moden adalah ekonomi ternakan," tambah Vitaly Shub.
Walau bagaimanapun, dalam kerangka ekonomi seperti itu, Rusia masih memiliki ruang kecil yang unik. Pembangun kami terlibat secara aktif dalam mewujudkan asas fizikal dan teknologi dari mana kedua-dua paten dan standard 3GPP akan muncul. "Ini adalah bahan baru, matematik baru, prinsip baru - karya mimpi buruk dari segi jumlah," kata Vitaly Shub. "Kami hanya berharap dapat memenuhi kitaran pelaksanaan 10 tahun yang biasa."
Fishman Rom
