Technologia 6G Plus Digital Twin przyspieszy rozwój obu

Nawet jeśli wdrożenia sieci komórkowych 5G w Stanach Zjednoczonych i na całym świecie wciąż rosną, główne programy akademickie, instytuty badawcze i komercyjne operacje badawczo-rozwojowe kierują swoją uwagę na głębsze badania nad obietnicą i realizacją technologii 6G. Dokonano już znaczących inwestycji rządowych i oczekuje się, że w ciągu najbliższych kilku lat znacznie wzrosną. Narody walczą o pozycję lidera w 6G zarówno w zastosowaniach komercyjnych, jak i wojskowych oraz rozpoczynają wczesne badania technologii i zastosowań.¹

Znacząca ekspansja przewidywana we wszystkich typowych wskaźnikach komunikacji komórkowej, w tym przepustowości, opóźnieniu, gęstości urządzeń, niezawodności połączenia i innych znacznikach rozwoju technologii, jest dobrze udokumentowana.² Na uwagę zasługuje również rosnący wzrost liczby i różnorodności urządzeń podłączonych do Internetu za pośrednictwem szybko rozwijającego się Internetu Rzeczy.

Oczywiście, aby wymienić tylko kilka obszarów znacznego wzrostu, będą one wymagały znaczących przełomów technologicznych w projektowaniu chipsetów, technologii anten, sieciach osadzonych w uczeniu maszynowym i uczeniu maszynowym w czasie rzeczywistym.

Jednak z szeroko zakrojonej perspektywy biznesowej i konsumenckiej oczekuje się, że główny wpływ 6G będzie dotyczył projektowania, wdrażania i powszechnego przyjmowania szeregu nowatorskich aplikacji wykorzystujących te znaczące przełomy technologiczne (patrz rysunek). Niektóre z omawianych zastosowań obejmują holograficzną teleobecność, zdalną chirurgię, rozmieszczenie autonomicznej floty bezzałogowych pojazdów oraz eksplorację głębokiego kosmosu lub oceanów.³

Przełom w technologii 6G będzie musiał spełnić spójny, przewidywalny i wymagający zestaw umów dotyczących poziomu usług (SLA), aby obsługiwać tak różnorodne aplikacje, przy jednoczesnym dostosowaniu się do bezprecedensowego poziomu dynamiki systemu w spójny sposób.

Praca przed standardami

Chociaż oczekuje się, że wstępne standardy 6G zostaną wydane przez 3GPP dopiero około 2028 r., oczekuje się, że badania technologii, projektowanie i integracja wiodących producentów chipsetów, sprzętu sieciowego i urządzeń, a także dostawców usług, rozpoczną się znacznie wcześniej. Prowadzi to do ważnego pytania: jak testujemy wpływ innowacji technologicznych na poziomie całego systemu i ich ostateczny wpływ na dostarczanie SLA na poziomie aplikacji?⁴

Powiązanym problemem jest zrozumienie i złagodzenie wszelkich problemów z interoperacyjnością ze starszą infrastrukturą 5G, a być może nawet LTE. Oczekuje się, że aspekty bezpieczeństwa będą wbudowane w wiele z tych innowacji — w jaki sposób można je rozwiązać z perspektywy systemu systemów, a nie z poziomu komponentów?

Ogólnie rzecz biorąc, inżynieria cyfrowa, a zwłaszcza cyfrowe bliźniaki, oferują wyjątkową okazję do oceny połączonego wpływu tych innowacji na wcześniejszych etapach cyklu życia produktu, być może przed dokonaniem znacznych inwestycji w ich produkcję, integrację i wdrożenie w systemach 6G. Wykorzystanie cyfrowych bliźniaków i potencjał inżynierii cyfrowej w celu skrócenia cyklu życia produktów i wdrażania zyskały coraz większą uwagę.

Dlaczego cyfrowe bliźniaki?

Proponuję koncepcję zintegrowanego stanowiska testowego cyfrowego bliźniaka 6G jako połączenia cyfrowych bliźniaków komponentu, urządzenia, podsystemu i elementów sieciowych, skonstruowanych na różnych poziomach wierności i połączonych za pomocą standardowych interfejsów API. Możemy odróżnić takie stanowisko testowe od innych istniejących i proponowanych stanowisk testowych 6G dzięki temu, że koncentruje się na ocenie kompleksowej wydajności aplikacji w różnych warunkach operacyjnych.

Takie stanowisko testowe w mniejszym stopniu koncentruje się na ocenie wydajności lub zgodności ze specyfikacją poszczególnych komponentów. Chodzi raczej o ustalenie, w jaki sposób komponent po zintegrowaniu z wdrożeniem na poziomie systemu pomoże w dostarczaniu kompleksowych umów SLA.

Często pojawia się pytanie, w jaki sposób cyfrowe bliźniaki różnią się od modeli symulacyjnych lub emulacyjnych? Kluczowym wyróżnikiem jest tzw dynamiczny charakter modelu reprezentowany przez cyfrowego bliźniaka, który odnosi się do jego zdolności do okresowej aktualizacji swojego stanu w celu naśladowania stanu odpowiedniego systemu fizycznego, który modeluje.

Na przykład, w przypadku cyfrowego bliźniaka sieci, model może okresowo aktualizować modelowany przepływ ruchu lub środowisko propagacji sygnału lub pozycję radiostacji nadawczo-odbiorczych z systemu fizycznego. Aktualizacje mogą również pochodzić z systemu AI lub ML, który okresowo aktualizuje atrybuty modelu cyfrowego bliźniaka w oparciu o wiedzę o wydarzeniach historycznych lub nawet agregację przebiegów w celu syntezy oczekiwanego zachowania.

W miarę jak coraz więcej czujników będzie włączanych do sieci za pośrednictwem przemysłowego Internetu Rzeczy (IIoT), zapewnią one solidny strumień danych, który można inteligentnie wydobywać, aby stale aktualizować cyfrowe bliźniaki i zwiększać dokładność prognoz.

Takie stanowiska testowe umożliwią szerokiej społeczności 6G udzielenie odpowiedzi na szereg krytycznych pytań w całym cyklu rozwoju — od ustalania priorytetów obszarów technologicznych, przez kompromisy w architekturze, planowanie wdrożenia, przeszkody w interoperacyjności i środki zaradcze, po oceny odporności cybernetycznej na poziomie systemu.

Przeczytaj całą historię tutaj…