Praėjusį 2019-uosius galima vadinti „5G metais“. Balandžio mėn. 3GPP konsorciumas, kuriantis mobiliųjų telefonų specifikacijas, išleido 15-os naujos kartos standartų versiją, o tinklai pradėjo diegti pasaulį. 5G parametrai vis dar aiškinami, o 2020 ir 2021 m. Turėtų būti išleisti 16 ir 17 leidimai, kurie užpildys 5G aprašą ir prilygins „5 ++“sąlyginiam lygiui. Tuo tarpu varžybos prie naujos kartos 6G jau prasidėjo.
2019 m. Kovo mėn. Oulu Suomijos universitete įvyko pirmasis 6G pavyzdinio konsorciumo susitikimas. Universitetas, kuris yra pagrindinė „Nokia“tyrimų ir plėtros bazė, užėmė vadovaujamą darbą naujos kartos tinkluose. O lapkritį Kinijos vyriausybė oficialiai pradėjo 6G technologijų plėtrą. Visi didieji telekomunikacijų įrangos gamintojai jau prisijungė prie jų, o kitas „6G“pavyzdinis susitikimas turėtų įvykti 2020 m. Kovo mėn.
- „Salik.biz“
„5G leidimas paprastai gali būti laikomas baigtu 15 išleidimo metu“, - pasakojo mums vadovaujančio „Skoltech“tyrimų centro vadovas Vitalijus Shubas, tiesiogiai susijęs su naujos kartos ryšių kūrimu. - Buvo nustatytos specifikacijos, sukurtos technologijos, vykdoma pramoninė įrangos gamyba. Kinijos gamyklos per mėnesį pagamina apie šimtą tūkstančių bazinių stočių “. Laikas galvoti apie tai, kaip atrodys 6G ryšys.
Amžinasis ciklas
Telekomunikacijų infrastruktūrai naudojami du iš esmės skirtingų tipų tinklai. Fiksuotų išteklių tinklai, tokie kaip, pavyzdžiui, laidinis ryšys per varinį, bendraašį ar šviesolaidinį kabelį, tiesiogiai prijungia abonentą prie operatoriaus uosto, o tai garantuoja tam tikrą šio kanalo pralaidumą. Tam skirtas jungtis yra skirta asmeniškai vartotojui, pavyzdžiui, vandens vamzdis, prijungtas prie namo čiaupo.
Priešingai, koriniai tinklai iš principo yra dalijami tinklai. Jų specifikacijos garantuoja tam tikrą perdavimo greitį į abonentus ir iš jų tik tarp jų ir bazinės stoties. Tačiau galutinis duomenų perdavimo greitis priklauso nuo prisijungusių abonentų skaičiaus, tinklo pajėgumo ir kitų veiksnių. „Tiesą sakant, mobilusis ryšys iki 4-osios kartos yra unikalus verslas, kuris gali teikti paslaugą be jokių kokybės garantijų“, - sako Vitalijus Shubas. "Be to, nieko nereikia daryti: tokia savybė išplaukia iš pačios tinklo" fizikos ", iš ribotų jo išteklių, kuriais naudojasi visi vartotojai, išteklių."
Reklaminis vaizdo įrašas:
Todėl kiekvienos naujos kartos korinio ryšio metu praeina tos pačios būdingos stadijos. Pirmą kartą pasirodžius naujajai technologijai, tokiame tinkle nėra per daug abonentų, o jiems prieinamas greitis yra tikrai didelis. Tačiau tada tinklas pradeda pildytis, atsiranda vis daugiau vartotojų ir reiklių programų. Dėl to mažėja greitis ir reikia įdiegti naujas technologijas ir naujos kartos ryšius. Praktika rodo, kad toks pokytis trunka apie 10–12 metų.
„Verslas vystosi ties pjūklo linija: laipsniškas tinklų prisotinimas baigiasi naujos kartos ryšių atsiradimu, kuris sumažina šią apkrovą“, - aiškina Vitalijus Šubas. - Pirma, yra pasiūla, ji sukuria naujų galimybių paklausą. Bet tada viskas pasikeičia: kylančiai paklausai patenkinti reikalinga nauja pasiūla, naujos technologijos. Korinio ryšio operatoriai yra tiesiog priversti nuolat plėsti tinklą ir tobulinti jo charakteristikas “.
Tarp penktos ir šeštos
Kiekvieną naujos kartos korinį ryšį galima susieti su perėjimais prie naujų, vis sudėtingesnių signalų kodavimo principų. Pirmoji iš šių naudojamų dažnio padalijimo multipleksavimo (FDMA) sistemų, paprasčiausias būdas, kai prieiga prie bendro kanalo yra padalinta tarp vartotojų, laikinai priskiriant jiems specifinius dažnius. Toliau, TDMA technologijos tapo plačiai paplitusios, leidžiančios keliems abonentams naudoti tą patį kanalą, dalijantis juo trumpais laiko tarpais.
Tada buvo įvesta kodinė dalijimosi daugialypė prieiga (CDMA ir WCDMA), kuri suteikia papildomų galimybių lygiagrečiai naudoti dažnius. Tokiu atveju signalas moduliuojamas specialia kodavimo seka, kiekvienam abonentui nustatant savo. Bazinės stoties antena perduoda įsipainiojusį, į triukšmą panašų signalą, tačiau kiekvienas galutinis gavėjas, žinodamas savo kodą, sugeba iš jo išgauti reikiamą dalį.
Tada buvo įdiegta ortogonalioji nešančioji daugialypė prieiga (OFDMA), kurioje kiekvienas nešiklio dažnis, savo ruožtu, yra padalintas į kelis papildomus nešiklius, moduliuotus nepriklausomai vienas nuo kito. Šiandien šis požiūris artėja prie savo teorinės ribos. „Kiekvienai technologijai yra ribotas spektrinis efektyvumas, tai yra, bitų skaičius per sekundę, kurį gali perduoti 1 Hz radijo bangos“, - aiškina Vitalijus Shubas. - Penktoji karta artėja prie 30–50 bitų / sHz, beveik visiškai pasinaudodama matematinio kodavimo aparato galimybėmis. Tai suteikia didžiulį pralaidumą: pridėkite ypač platų nešiklio pralaidumą ir gautumėte skaičius nuo 100 Mbps iki 1 Gbps, o kai kuriais atvejais net 20 Gbps.
Tikimasi, kad 6G ryšys sieks jau nuo 100 Gbps iki 1 Tbps, o tinklo reagavimo greitis - mažesnis nei milisekundė. Tikslūs standarto reikalavimai dar nėra suformuluoti, tačiau daroma prielaida, kad tai yra skaičiai, kurie bus reikalingi nepilotuojamų transporto priemonių, sudėtingų dirbtinio intelekto ir virtualios realybės sistemų, robotų pramonės ir logistikos eksploatavimui. Norint pasiekti norimus rodiklius, reikės naudoti naujus dažnius, naują matematiką ir net fiziką.
Nauji greičiai
Duomenų perdavimo spartą lemia pralaidumas ir spektrinis efektyvumas, o darbas su 6G atliekamas abiem kryptimis. Taigi, norint padidinti nešiklio plotį, reikia naudoti naują diapazoną, kuris dar nėra prieinamas komunikacijai, pereinant prie dar trumpesnių bangų radijo bangų - kurių dažnis yra iki 100 GHz ir dar didesnis, teraherciniame, submilimetro regione (300 GHz - 3 THz), kuris praktiškai nenaudojamas. leis jums naudoti platų darbinį diapazoną.
Dar visai neseniai terahercų siųstuvai ir imtuvai išliko tokie pat sudėtingi ir sudėtingesni kaip ankstyvieji kompiuteriai. Tokie įrenginiai plačiai naudojami tik pastaraisiais metais, pavyzdžiui, tiriant bagažą ieškant sprogmenų, medicinos ir medžiagų moksle. Šeštosios kartos ryšiams teraherciniai įtaisai turėtų būti dar labiau miniatiūriniai ir efektyvesni energijos vartojimui. Be šio plataus kanalo, turėtų pasirodyti naujos signalų kodavimo technologijos, padidinančios jo spektrinį efektyvumą. Viena pagrindinių šio darbo sričių tapo „optiniai sūkuriai“, kurių aktyviai siekia kūrėjai iš Skolkovo. „Šviesos bangą galima įsivaizduoti kaip kamščiatraukį ar spiralę“, - aiškina Vitalijus Šubas. - Šios spiralės žingsnis gali būti nevienodas, be to, ją galima valdyti. Išmokęs moduliuoti tokius bangos nelygumus,mes gauname papildomą būdą užkoduoti signalą. Tokios technologijos sparčiai juda į priekį, o 2018 m. Australijos mokslininkai sumažino kampinio orbitalinio impulso (OAM) modifikavimo į mikroschemos dydį sistemą, gana tinkamą naudoti kišenėje. Kai kuriais skaičiavimais, naudojant OAM kodavimą, spektrinis efektyvumas padidės mažiausiai penkis kartus. „Čia dar nėra nustatytos teorinės ribos, nes dar nėra aišku, kiek mes galėsime skirtis ir valdyti„ sijos žingsnį “, - priduria Vitalijus Shubas. "Gali būti, kad augimas bus dešimt ar šimtą kartų."ir 2018 m. Australijos mokslininkai sumažino orbitinio kampinio impulso (OAM) moduliavimo iki mikroschemos dydžio sistemą, gana tinkamą naudoti kišenėje. Kai kuriais skaičiavimais, naudojant OAM kodavimą, spektrinis efektyvumas padidės mažiausiai penkis kartus. „Čia dar nenustatytos teorinės ribos, nes dar nėra aišku, kiek mes galėsime skirtis ir valdyti„ sijos žingsnį “, - priduria Vitalijus Shubas. "Gali būti, kad augimas bus dešimt ar šimtą kartų."ir 2018 m. Australijos mokslininkai sumažino orbitinio kampinio impulso (OAM) moduliavimo iki mikroschemos dydžio sistemą, gana tinkamą naudoti kišenėje. Kai kuriais skaičiavimais, naudojant OAM kodavimą, spektrinis efektyvumas padidės mažiausiai penkis kartus. „Čia dar nenustatytos teorinės ribos, nes dar nėra aišku, kiek mes galėsime skirtis ir valdyti„ sijos žingsnį “, - priduria Vitalijus Shubas. "Gali būti, kad augimas bus dešimt ar šimtą kartų."Gali būti, kad augimas bus dešimt ar šimtą kartų."Gali būti, kad augimas bus dešimt ar šimtą kartų."
Užrašykite reakcijas
Poreikis suderinti 6G tinklų reakcijos laiką iki milisekundžių lygio kelia visiškai skirtingas problemas. Anot Vitalijaus Šubo, tam prireiks globalių tinklo topologijos pakeitimų. Faktas yra tas, kad pastaraisiais metais jie sukūrė daugiausiai dėmesio „debesų“duomenų saugojimui. Mūsų failai, muzika, nuotraukos gali būti fiziškai bet kurioje vietoje, serveryje JAV, Australijoje ar Danijoje. Kol prieigos prie jų trūkumas yra bevielio ryšio greitis, tai neturi jokios reikšmės. Tačiau 5G ryšys jau yra pakankamai spartus ir nepakanka net galingiausio laidinio kanalo tarp korinio operatoriaus ir serverio: saugykla turi būti perkelta arčiau abonento. „Viskas pradeda normalizuotis“, - sako Vitalijus Shubas. "Tai, kas judėjo viena kryptimi trečioje ir ketvirtoje kartose, pasisuka atgal."Šis požiūris įkūnija „Mobile Edge Computing“(MEC) sąvoką: paketų perjungimo centrai, kurie kaupia duomenis, kurių vartotojams labiausiai reikia, norint pagreitinti prieigą prie jų, juda kuo arčiau gavėjo, o išmanioji programinė įranga nuolat koreguoja turinį ir turinio paskirstymą, atsižvelgiant į abonento poreikius. … Vietoj aukštos, daugiapakopės hierarchijos, tinklas tampa beveik „lygus“, o jame esanti latencija dramatiškai sumažėja.daugiapakopė hierarchija, tinklas tampa beveik „lygus“, o jo latentinis laikas smarkiai sutrumpėja.daugiapakopė hierarchija, tinklas tampa beveik „lygus“, o jo latentinis laikas smarkiai sutrumpėja.
MEC įgyvendinimas susiduria su daugybe naujų ir neišspręstų techninių iššūkių. Visų pirma, reikia dar labiau miniatiūrizuoti signalų paketų perjungimo sistemas ir duomenų saugojimo įtaisus, padidinti jų talpą ir mažinti energijos sąnaudas. Tuo tarpu „6G“žengia tik pirmuosius grubius žingsnius tikėdamasi laiko, kai ankstesnė karta artės prie „prisotinimo stadijos“. Greičiausiai tai įvyks maždaug 2025–2027 m., Kai paaiškės naujos abonentų ir programų užklausos. Tik tada bus suformuluoti konkretūs reikalavimai šiems ryšių standartams.
Politinė karta
Pagrindiniai šios srities žaidėjai jau buvo nustatyti - be „Nokia“ir Kinijos „Huawei“, tai yra „Samsung“ir „Ericsson“korporacijos. Tikimasi, kad maždaug 2028–2030 m. Jie parengs pagrindinius 6G parametrus, o 3GPP konsorciumas išleis dar vieną leidimą, kuriame aprašomi pagrindiniai naujos kartos standartai. Tačiau viskas sugeba vykti pagal kitą, netikėtą scenarijų. „Galima tikėtis, kad šeštoji karta taps labiausiai politizuota“, - sako Vitalijus Shubas. "Vakarų bandymai" pažaboti "Kiniją jau matomi 5G etape ir jie gali tęstis, sunaikindami visą sudėtingą tarptautinio bendradarbiavimo sistemą". Iš tikrųjų Kinijos „Huawei“priklauso beveik trečdalis 5G patentų fondo - padėtis, tikėtina, pablogės su šeštąja karta. Be jau priimtos valstybinės 6G plėtros programos,KLR gali pasikliauti vidiniais ištekliais, kuriais niekur kitur pasaulyje negalima naudotis, savo didžiulėje rinkoje ir dideliais kiekiais didelių duomenų. „Visa šiuolaikinė ekonomika yra gyvulininkystė“, - priduria Vitalijus Šubas.
Tačiau, įgyvendindama tokią ekonomiką, Rusija vis dar išlaiko savo mažą unikalią nišą. Mūsų kūrėjai aktyviai dalyvauja kuriant fizinį ir technologinį pagrindą, iš kurio atsiras patentai ir 3GPP standartai. „Tai yra nauja medžiaga, nauja matematika, nauji principai - košmariškas darbas apimties prasme“, - apibendrina Vitalijus Shubas. „Galime tik tikėtis, kad pavyks įvykdyti įprastą 10 metų įgyvendinimo ciklą.“
Romas Žuvis