1. Статьи
Заметки пользователей
26.02.2021 10:40
PDF
1039
36

Недалекое будущее технологий 6G

Исторически сложилось так, что с началом нового десятилетия появляется информация о новых поколениях мобильной связи. В 20-х годах (пусть 5G и не реализовано в полной мере) уже появляется информация о шестом поколении мобильной связи - 6G. Для всех желающих узнать о перспективах беспроводных сетей в "далеком" будущем - welcome.

Скорости в сетях шестого поколения

Благодаря развитию технологии MIMO и переходу в миллиметровый диапазон, 5G существует в том виде, в котором мы наблюдаем его сейчас. Очевидно, что миллиметровые волны останутся ключевым решением в реализации возможностей сетей следующего поколения. Уже сейчас разрабатываются концепты сетей 6G, которые обещают быть еще быстрее, умнее и удобнее по сравнению с сетями пятого поколения. Давайте разберемся, какие преимущества будут иметь сети 6G по сравнению со своим предшественником? 

Основное отличие будет заключаться в значительно возросшей скорости передачи данных - до 1 Тб/с, что в 1000 раз быстрее, чем скорость передачи данных в 5G. Повышение скорости передачи приведет к ужесточению требований по задержке сигналов до тысячных долей миллисекунды. 

Технические решения для сетей 6G

Точки "роста" скоростей передачи данных в беспроводных сетях давно определены и зарекомендовали себя. Основной упор будет сделан на технологию MIMO. Если сейчас можно услышать о таких решениях как Massive MIMO, то в 6G речь идет о так называемом голографическом MIMO. Про технологию голографического MIMO мы расскажем в отдельной статье, пока лишь отметим, что это новый подход передачи данных, который заключается в воздействии на форму луча диаграммы направленности. 

В плане частотного диапазона тенденция остается та же - переход в еще более высокочастотную часть спектра. Сейчас ничто не мешает с технологической точки зрения работать с волнами 30, 40 и 50 ГГц миллиметрового диапазона. В течение следующих 20 лет этот диапазон расширится до 700 или 800 ГГц.

Помимо расширения спектра частот, нужно будет работать и над более эффективным использованием спектра ниже 6 ГГц. Недавний перевод диапазона 6 ГГц в нелицензированный является тому подтверждением.

 Для создания высокоскоростных сетей понадобится более широкое использование ИИ и машинного обучения. Интеллектуальные сети могут сами управлять  собой и делать это с гораздо большей эффективностью, чем современные мобильные сети. Под обмен "сигнального" трафика планируется использовать отдельную часть спектра в диапазоне 3,6 ГГц. В этом диапазоне будет производится управление и саморегулирование беспроводных сетей. Благодаря такому подходу значительно расширятся возможности сетей.

Интеллектуальные сети также позволят более плавно осуществить переход к  к бессотовым сетям 6G. В настоящее время покрытие мобильной сети обеспечивается сотнями ячеек - сот, разбросанных по территории, как показано на рисунке ниже. 

С приходом сетей 5G каждая из этих ячеек оснащена массивом MIMO для обслуживания пользователей внутри соты. Но сети 6G подразумевают установку огромного количества точек доступа работающих в пределах одной соты, тем самым отходя от привычного понимания соты и обеспечивая переход к бессотовым сетям.

В такой системе не будет границ, которые образовывают ячейку, поэтому, когда пользователь будет перемещаться по городу, не будет переключения между сотами. Весь город будет представлять собой одну большую ячейку. Все люди, пользующиеся мобильными услугами в городе, получат "контент" через множество точек доступа, работающих под управлением единой сети.

Хотя все это звучит устрашающе с точки зрения традиционных мобильных сетей, стоит учесть тот факт, что устройства в системах умного дома и Интернета вещей (IoT) уже работают подобным образом в локальных беспроводных сетях.

Концепция бессотовых сетей подразумевает переход к нескольким сотням связанных между собой устройств. Именно такая локальная связь множества устройств и является отправной точкой в развитии бессотовых сетей шестого поколения.

Давайте представим, что мы футуристы

Давайте попробуем представить, какими могут быть беспроводные технологии будущего, скажем лет через 10-20, то есть о том, какие возможности и требования будут предъявляться к беспроводным сетям 6G и даже 7G?

Предположение № 1 - сети 6G будут решать вопросы электропитания

При всех тех данных, которые мы имеем на сегодняшний день, можно предположить, что ждать сети 6G стоит ближе 2030 году. В сетях шестого поколения изменятся условия работы антенн, изменятся используемые частоты и, вероятнее всего, появятся новые технологии. 

Например, наиболее ожидаемое - передача энергии по беспроводным сетям. Уже можно встретить ряд решений, позволяющих заряжать устройства без проводов. Более того, это уже не кажется чем-то необыкновенным. И вполне возможно, что сети 6G будут решать вопросы не только передачи данных данных, но и электропитания в том числе.

Предположение № 2 - сети 7G объединят между собой Землю и космические объекты 

Предпосылки к покорению "связистами" космоса уже есть. В рамках серии проектов NASA, Nokia и 13 других компаний, включая SpaceX, заключили пятилетние контракты на общую сумму более 370 млн. $ для разработки ключевых инфраструктурных технологий на поверхности Луны. NASA преследует цель сделать Луну ступенькой для дальнейших исследований Солнечной системы, начиная с Марса.

На сегодняшний день на Луне планируется разворачивать сеть 4G. Лунная сеть 4G позволит выполнять управление луноходами и космическими летательными аппаратами на расстоянии. Сети будут не только передавать сообщения на Землю через ретрансляторы на космических станциях и спутниках на орбите, но и распространять сигналы на поверхности Луны. 

Есть конечно ряд факторов, которые усложняют работу оборудования связи в суровых условиях, например, антенны и базовые станции должны быть усилены для работы в суровых лунных условиях под действием радиации. Кроме того, в течение типичного лунного цикла день-ночь (28 земных дней) сетевая инфраструктура будет сталкиваться с экстремальными переменами температуры в более чем 250 °C (от -173°C до 117°C на экваторе). Nokia уже ведет разработку компактных базовых станций 4G, предназначенных для доставки на Луну.

Однако на Луне модель распространения электромагнитных волн выглядит значительно проще, чем на Земле. Отсутствие атмосферы, а также отсутствие типичных земных препятствий, таких как деревья и здания, вероятно, будут означать более простое распространение сигнала, а значит и меньшие затраты на строительство базовых станций.

Заключение

Развитие беспроводных сетей не стоит на месте. Какими будут сети следующего поколение, какие возможности будут в них заложены ведущими производителями оборудования и разработчиками стандартов - время покажет. Потенциал большой, а самое главное - технические возможности для реализации самых смелых идей уже не кажутся такими не реализуемыми, как, например 10-15 лет назад. Возможно мы и правда сможем в скором времени оплачивать подписку не только на гигабитный беспроводной интернет, но и прокачивать "киловатные объемы энергии" через свои смартфоны, ноутбуки и бытовую технику. 

36 комментариев
Robot_NagNews
Robot_NagNews
Материал: Исторически сложилось так, что с началом нового десятилетия появляется информация о новых поколениях мобильной связи. В 20-х годах (пусть 5G и не реализовано в полной мере) уже появляется информация о шестом поколении мобильной связи - 6G. Для всех желающих узнать о перспективах беспроводных сетей в “далеком” будущем - welcome. Полный текст
adsl
adsl
Тема про диапазон 6ГГц не раскрыта.
Ivan_83
Ivan_83
6 часов назад, Robot_NagNews сказал:

Исторически сложилось так, что с началом нового десятилетия появляется информация о новых поколениях мобильной связи. В 20-х годах (пусть 5G и не реализовано в полной мере) уже появляется информация о шестом поколении мобильной связи - 6G.

Это development pipe, или конвеер разработки.

Суть в том, что лаг от начала разработки до массового внедрения может быть и 5 и 10 лет.

Поэтому то что сейчас начали делать "на бумаге" до потребителей дойдёт не скоро.

У чипмейкеров такая же фигня, тот же амд уже в 2018 году работал над zen3 или zen4, притом что zen3 появился вот только недавно а zen4 не светился даже в инженерниках ещё.

Радист
Радист

Какие 6G / 7 G ?

Про 5G в РФ уже можно забыть:
1. Технологической нейтральности нет, хотя еще 10 лет назад про нее говорили на каждом углу
2. Основной диапазон частот, который используют во всем мире у нас под запретом. Даже тот участок частот в 3.5 ГГц , который был выделен по WiMAX, на следующей неделе 10 марта прекратит существование. Обобщённое  Решение ГКРЧ заканчивается и операторы не могут его продлить ....!  Даже то что было разрешено, теперь будет под запретом.
3. Диапазон 4,9 ГГц - это вообще наша национальная сказка... А именно:
- серийного оборудования для этого диапазона нет ( БС, телефоны)
- стоимость строительства сети в 2,5 раза выше, чем в 3,5 ГГц
- все приграничные области будут без связи (примерно 1/3 населения страны), т.к. соседние государства не согласуют ЭМС. 

Вот такой технологический прорыв..

jffulcrum
jffulcrum

1. Про нейтральность забыли уже везде, см. сторию с Huawei

2. C LTE нас тоже загнано по большей части было в малопопулярные в мире band7 и 38. Не слишком помешало внедрению, я кроме проблем с первыми LTE айфонами и вспомнить что-то связанное с железом не могу

3. По железу - см.выше, решится также как и с LTE - модули будут универсальные, экранчик из спецскотча прилепил - и вот тебе нужный диапазон. Плюс, там шкурный интерес государства отечественное пропихнуть - вдруг и осилят. По приграничке - решаться будет также как и с LTE - детальными частными договоренностями с каждой страной, где что вешать и вещать, как это в 12-м году и сделали. Вмешаться может политический момент - но им будет хуже, чем нам, ибо от них будут civilian БС, а от нас - военные передатчики многокиловаттных мощностей, и у них более важные системы попадут под раздачу. Собственно, эстонцы попытались в Печоры вещать на глубину в 15 году - военные без затей выкатили "Краснуху" и сделали их пограничным дронам бесполётную зону - и вышки быстренько оттащили от границы обратно.

vols-vl
vols-vl
2 часа назад, Радист сказал:

2. Основной диапазон частот, который используют во всем мире у нас под запретом. Даже тот участок частот в 3.5 ГГц , который был выделен по WiMAX, на следующей неделе 10 марта прекратит существование. Обобщённое  Решение ГКРЧ заканчивается и операторы не могут его продлить ....!  Даже то что было разрешено, теперь будет под запретом.

А почему вы думаете, что изъятые из под WIMAX частоты будут потеряны для связистов, а не переданы им же под 5G?

sdy_moscow
sdy_moscow

Нафиг вообще этот 5Г в РФ ?!

 

Пусть вся 4-ка операторов сперва ЛТЕ покрытие сделает везде на лицензированных территориях, а то когда был в той-же Адыгее - Мегафон черезполосицей, у МТС  только 2Г, РТ с Билайном вообще не видать. В Москве чуть ли не бесплатно к ШПД дают услуги, а  на половине дороги от Старой Русы до  Демянска связи в пути нет, не дай бог что случится в дороге - жопа.

 

Эти черти (большая тройка) все деньги в гонке спустят на 5Г в городах, а периферия опять без нормальной связи будет, люди на березы лазят что-бы услугу получить - позор. Или пусть исполняют требования лицензий о покрытии территории или надо уже начать отбирать у них частоты в регионах и в городах НОВЫЕ НЕ ДАВАТЬ, раз не могут покрытие в 21-м веке на территории Европейской части РФ обеспечить!

 

На ШПД в крупных городах демпинговать - деньги были, а как в деревне Гадюкино покрытие обеспечить - нет, не рентабельно видите-ли. Монополисты хреновы.

 

Sergey Gilfanov
Sergey Gilfanov
28 минут назад, sdy_moscow сказал:

Нафиг вообще этот 5Г в РФ ?!

Если я правильно помню рекламные заявления, у него как раз есть режимы "медленно, маленькая плотность абонентов, но дальнобойно", что для покрытия территории нужно. Но, как я понимаю, совсем на других частотах, что тут упоминают. А вот дают ли те частоты, что для 'дальнобойно' - этого мне непонятно.

sdy_moscow
sdy_moscow
Только что, Sergey Gilfanov сказал:

Если я правильно помню рекламные заявления, у него как раз есть режимы "медленно, но дальнобойно", что для покрытия территории нужно. Но, как я понимаю, совсем на других частотах, что тут упоминают. А вот дают ли те частоты, что для 'дальнобойно' - этого мне непонятно.

Так и нынешних выделенных частот для покрытия темных пятен более чем достаточно! Но надо строить вышки, ставить оборудование. А это ОЧЕНЬ дорого!

А вот раскрутить очередную гонку (теперь 5Г) в городах миллионниках - это для сотовиков не дорого!

Sergey Gilfanov
Sergey Gilfanov
2 минуты назад, sdy_moscow сказал:

Так и нынешних выделенных частот для покрытия темных пятен более чем достаточно! Но надо строить вышки, ставить оборудование. А это ОЧЕНЬ дорого!

Ну так про упомянутый мной режим 5G и заявлялось (опять же - вроде бы), что вышек потребуется меньше итд итп.