A 6G honnan: Fontos információk, amelyeket tudnod kell

Elődjéhez képest a 6G várhatóan lényegesen jobb kommunikációs képességeket kínál, mint például a Tbps szintű csúcs adatátviteli sebesség, a mikromásodperces szintű késleltetés és a 99.99999%-os hálózati megbízhatóság.

Bár a 6G sokat ígér, nem valószínű, hogy a 6G hamarosan bekerül a mindennapi életbe, annak ellenére, hogy több fontos vállalat és nemzet már megkezdte a 6G kutatást, ahogy az alábbi ábrán is látható, a távközlési iparnak számos problémával kell foglalkoznia, mielőtt látná. a 6G sikere. A nehézségek nemcsak a THz-es technológiában vannak, hanem a 6G elterjedését elősegítő alkalmazások azonosításában is. Az IDTechEx évek óta kutatja az 5G-t és a 6G-t. Ez a cikk a 6G-kapcsolat néhány hardverrel kapcsolatos akadályát, valamint a 6G-t előmozdító lehetséges alkalmazásokat tárgyalja.

A 6G legfontosabb különbségei. Forrás: IDTechEx – „6G Market 2023-2043: Technology, Trends, Forecasts, Players”

A THz technológia kihívásai

A 6G 100 GHz feletti spektrumot fog használni, és végül eléri a THz-et. Az ilyen magas frekvencia használatának előnyei nyilvánvalóak: hatalmas sávszélesség használható, ami lehetővé teszi a Tbps csúcs adatáramlást mikromásodperces szintű késleltetéssel. Az ilyen nagyfrekvenciás spektrum alkalmazásának azonban számos korlátja van.

Az egyik legjelentősebb előttünk álló kihívás, hogy a THz-es jel jelentősen gyengül a levegőben, ami korlátozza az átviteli tartományt, és akadályok miatt könnyen blokkolja azt. Mivel a fizika törvényeit nem lehet figyelmen kívül hagyni, a nagyfrekvenciás kommunikációt szolgáló eszköz létrehozásának legfontosabb eleme az, hogy elegendő energiát biztosítsanak az ésszerű átviteli tartomány eléréséhez, akár egy antennarendszer részeként is.

A megfelelő félvezetők kiválasztása a kapcsolati hatótávolság növeléséhez a legkritikusabb. Az alábbiakban áttekintést adunk a 100 GHz-es spektrum felett működő félvezető technológiai lehetőségekről. A CMOS lefedheti a 150 GHz alatt működő eszközöket, különösen a rövid hatótávolságú kommunikációt igénylő eszközök esetében (nagyobb hatótávolság esetén más félvezetők, például SiGe vagy III-V használatára is szükség lehet a teljesítményerősítőkhöz). Ha azonban 200 GHz feletti frekvenciákról van szó, a logikai CMOS, valamint a III-V tranzisztorok kombinációja alacsony zajszintű erősítőkhöz és teljesítményerősítőkhöz a megfelelő megoldás. A SiGe BiCMOS technológia jelenleg a legjobb kompromisszumot nyújtja a teljesítmény, az alacsony költség és az integráció egyszerűsége tekintetében a 200 GHz-től 500 GHz-ig terjedő frekvenciákon. Az InP lehet a végső THz technológia, és olyan alkalmazásokban is megfelelő lehet, ahol nem a költség az elsődleges szempont.

A THz RF félvezető technológia kiválasztásának áttekintése. Forrás: IDTechEx – „6G Market 2023-2043: Technology, Trends, Forecasts, Players”

A félvezető technológiákon kívül további aktív kutatási és fejlesztési területek közé tartozik az ultraalacsony veszteségű, alacsony dielektromos állandójú és barna veszteségű anyagok megtalálása a jelentős átviteli veszteségek elkerülése érdekében, új csomagolási módszer kifejlesztése, amely szorosan integrálja az RF komponenseket az antennákkal, és kezelheti az energia- és hőproblémákat, ahogy az eszközök kompaktabbá és összetettebbé válnak. Az IDTechEx 6G piackutatási jelentése:6G piac 2023-2043: technológia, trendek, előrejelzések, játékosok“, részletesen tárgyalja ezeket a kihívásokat.

Alkalmazások, amelyek elősegíthetik a 6G átvételét

Alapvető fontosságú a kulcsfontosságú üzleti felhasználási esetek azonosítása az új technológiák elterjedésének ösztönzése érdekében. Annak ellenére, hogy a szolgáltatók az 5G mmWave által nyújtott kiváló teljesítményt hirdetik, az mmWave piaca az 5G évek óta tartó kereskedelmi forgalomba hozatala ellenére még nem emelkedett ki. Az 5G kiépítések túlnyomó többsége továbbra is 5 GHz alatti 6G-t használ. Az okok? Az egyik ok, amit a legtöbben említenek Az IDTechEx elsődleges interjúi, az olyan alkalmazások hiánya, amelyeket csak az mmWave tud engedélyezni, más technológiák nem. Ugyanezt a kérdést fogják feltenni a 6G-vel kapcsolatban: miért van rá szükség?

A fogyasztó szempontjából a Tbps adatkapcsolat és a mikromásodperces szintű késleltetés, de magasabb előfizetési díj fizetése valószínűleg nem lesz vonzó, ha a mobileszközükön lévő alkalmazások nagyjából megegyeznek a mostanial. Sokat hallottunk arról, hogy az 5G és 6G metaverzumban zajló hype-ok zajlanak, de még mindig hiányoznak azok a valós használati esetek, amelyek elősegíthetik a széles körű elterjedést. Nem szabad azonban megfeledkezni arról, hogy a 6G egyedülálló képességgel rendelkezik majd az érzékelésben, a képalkotásban, a precíz helymeghatározásban és így tovább. Ezek a jellemzők más üzleti felhasználási lehetőségeket nyitnak meg, és lehetővé teszik a 6G használatát a mobilkommunikáción túlmutató területeken is, ami tovább mozdíthatja a különféle iparágak fejlett digitalizálását és automatizálását. Például a 6G hálózatok használata a mobil robotok pontos érzékelésének és centiméter szintű pozicionálásának eléréséhez, bemutatva a mobil robotok távoli vezérlésének képességét különféle tárgyak felvételére és szállítására. Ugyanakkor ez az átviteli kapcsolat a valós idejű nagyfelbontású videó nagysebességű vezeték nélküli átvitelét is hordozza a mobil robot és a vezérlő között, lehetővé téve a szinesztézia integrációját. Továbbá, mivel a spektrum 275 GHz fölé bővül, az érdekes felhasználási esetek közül érdemes kiemelni a THz-es kapcsolatok vezeték nélküli kapcsolatként való használatát az adatközpontok optikai szálának helyettesítésére, lehetővé téve az újrakonfigurálható útvonalakat és a szerver/router rackek méretének csökkentését, és természetesen , jelentős költségcsökkentés; és egy vagy több pont-pont nagysebességű kommunikációs kapcsolat létrehozása egy eszközön belül, lehetővé téve a gyorsabb útválasztást.

Összefoglalva, az IDTechEx által a 6G-hez látott erős üzleti esetek jelenleg a business-to-business felhasználási esetekre összpontosítanak. Ez azonban nem jelenti azt, hogy a 6G ne lenne nélkülözhetetlen a fogyasztói kommunikációs piacokon; inkább egy meggyőző használati esetet kell bemutatni a fogyasztói piacokon való széles körű elterjedtség előmozdítása érdekében.

Olvassa el a teljes történetet itt ...