Skąd 6G: krytyczne informacje, które musisz znać

Oczekuje się, że 6G, w porównaniu do swojego poprzednika, będzie oferować znacznie lepsze możliwości komunikacyjne, takie jak szczytowe szybkości transmisji danych na poziomie Tbps, opóźnienia na poziomie mikrosekund i niezawodność sieci na poziomie 99.99999%.

Chociaż 6G obiecuje wiele, jest mało prawdopodobne, aby 6G wkrótce pojawiło się w życiu codziennym, pomimo faktu, że kilka ważnych firm i krajów rozpoczęło już badania nad 6G, jak pokazano na poniższym rysunku, branża telekomunikacyjna musi rozwiązać kilka problemów, zanim zobaczy sukces 6G. Trudności dotyczą nie tylko technologii THz, ale także identyfikacji aplikacji, które będą napędzać adopcję 6G. IDTechEx od lat prowadzi badania nad 5G i 6G. W tym artykule omówiono niektóre związane ze sprzętem przeszkody w łączności 6G, a także potencjalne aplikacje, które mogłyby napędzać 6G

Kluczowe różnice 6G. Źródło: IDTechEx – „Rynek 6G 2023-2043: technologia, trendy, prognozy, gracze”

Wyzwania w technologii THz

6G będzie wykorzystywać widmo powyżej 100 GHz i ostatecznie osiągnie THz. Korzyści z zastosowania tak wysokiej częstotliwości są oczywiste: można wykorzystać ogromną przepustowość, pozwalając na szczytowy przepływ danych Tbps z opóźnieniem na poziomie mikrosekund. Istnieje jednak kilka ograniczeń związanych z wykorzystaniem takiego widma o wysokiej częstotliwości.

Jednym z najważniejszych wyzwań jest to, że sygnał THz w powietrzu ulega znacznemu osłabieniu, ograniczając zasięg transmisji i sprawiając, że jest on łatwo blokowany przez przeszkody. Ponieważ praw fizyki nie można ignorować, najważniejszym elementem przy tworzeniu urządzenia do komunikacji na wysokich częstotliwościach jest dostarczenie energii wystarczającej do osiągnięcia rozsądnego zasięgu transmisji, nawet w ramach układu antenowego.

Najważniejszy jest wybór odpowiednich półprzewodników w celu zwiększenia zasięgu łącza. Poniżej znajduje się przegląd wybranych technologii półprzewodnikowych działających powyżej widma 100 GHz. CMOS może obejmować urządzenia działające poniżej 150 GHz, zwłaszcza w przypadku urządzeń wymagających komunikacji krótkiego zasięgu (w przypadku większego zasięgu nadal może być wymagane użycie innych półprzewodników, takich jak SiGe lub III-V do wzmacniaczy mocy). Jednak jeśli chodzi o częstotliwości powyżej 200 GHz, najlepszym rozwiązaniem będzie połączenie CMOS dla układów logicznych i tranzystorów III-V dla niskoszumnych wzmacniaczy i wzmacniaczy mocy. Technologia SiGe BiCMOS zapewnia obecnie najlepszy kompromis pod względem wydajności, niskich kosztów i prostoty integracji dla częstotliwości od 200 GHz do 500 GHz. InP może być najlepszą technologią THz i może być odpowiednia w zastosowaniach, w których koszt nie jest głównym problemem.

Przegląd wyboru technologii półprzewodnikowej dla THz RF. Źródło: IDTechEx – „Rynek 6G 2023-2043: technologia, trendy, prognozy, gracze”

Inne aktywne obszary badań i rozwoju, poza technologiami półprzewodnikowymi, obejmują potrzebę znalezienia materiałów o ultraniskich stratach, niskiej stałej dielektrycznej i stratach opalenizny, aby uniknąć znacznych strat transmisji, opracowanie nowatorskiej metodologii pakowania, która ściśle integruje komponenty RF z antenami oraz zarządzać problemami z zasilaniem i temperaturą, ponieważ urządzenia stają się coraz bardziej kompaktowe i złożone. Raport z badania rynku 6G firmy IDTechEx, „Rynek 6G 2023-2043: technologia, trendy, prognozy, gracze“, szczegółowo omawia te wyzwania.

Aplikacje, które mogą napędzać adopcję 6G

Konieczne jest zidentyfikowanie kluczowych przypadków użycia biznesowego w celu stymulowania wdrażania nowych technologii. Pomimo reklamowania przez operatorów doskonałej wydajności, jaką zapewnia 5G mmWave, rynek mmWave jeszcze się nie rozwinął pomimo lat komercjalizacji 5G. Zdecydowana większość budowli 5G nadal wykorzystuje 5G poniżej 6 GHz. Powody? Według jednego z powodów, o których wspomina większość ludzi Główne wywiady IDTechEx, to brak aplikacji, które mogą być obsługiwane tylko przez mmWave i żadne inne technologie. Zostanie zadane to samo pytanie o 6G: dlaczego jest potrzebne?

Z punktu widzenia konsumenta posiadanie łącza danych Tb/s i opóźnienia na poziomie mikrosekund, ale płacenie wyższej opłaty abonamentowej prawdopodobnie nie będzie atrakcyjne, jeśli aplikacje na urządzeniach mobilnych są prawie takie same, jak te, które mają teraz. Wiele słyszeliśmy o hype'ach na metaverse umożliwiających 5G i 6G, jednak wciąż brakuje rzeczywistych przypadków użycia, które mogłyby doprowadzić do powszechnej adopcji. Nie należy jednak zapominać, że 6G będzie miało swoje unikalne możliwości wykrywania, obrazowania, precyzyjnego pozycjonowania i tak dalej. Te cechy otworzą inne zastosowania biznesowe i umożliwią wykorzystanie 6G w obszarach poza komunikacją mobilną, co może dodatkowo napędzać zaawansowaną cyfryzację i automatyzację różnych branż. Na przykład wykorzystanie sieci 6G do uzyskania dokładnej percepcji i pozycjonowania robotów mobilnych na poziomie centymetra, demonstrując możliwość zdalnego sterowania robotami mobilnymi w celu podnoszenia i przenoszenia różnych przedmiotów. Jednocześnie to łącze transmisyjne zapewnia również szybką bezprzewodową transmisję wideo w wysokiej rozdzielczości w czasie rzeczywistym między robotem mobilnym a kontrolerem, umożliwiając integrację synestezji. Co więcej, w miarę rozszerzania się widma poza 275 GHz, interesujące przypadki użycia, na które warto zwrócić uwagę, obejmują wykorzystanie połączeń THz jako łączy bezprzewodowych zastępujących światłowód w centrach danych, umożliwiając rekonfigurację tras i pozwalając na zmniejszenie rozmiaru stojaków na serwery/routery, i oczywiście , znaczna redukcja kosztów; oraz tworzenie jednego lub wielu szybkich łączy komunikacyjnych typu punkt-punkt w urządzeniu, umożliwiając szybsze wyznaczanie tras.

Podsumowując, mocne argumenty biznesowe, które IDTechEx widzi dla 6G, koncentrują się obecnie na przypadkach użycia między przedsiębiorstwami. Nie oznacza to jednak, że 6G nie będzie niezbędne na rynkach komunikacji konsumenckiej; należy raczej wykazać przekonujący przypadek użycia, aby promować powszechne przyjęcie na rynkach konsumenckich.

Przeczytaj całą historię tutaj…