Откуда 6G: важная информация, которую вам нужно знать

Ожидается, что 6G, по сравнению со своим предшественником, предложит значительно лучшие коммуникационные возможности, такие как пиковая скорость передачи данных на уровне Тбит/с, задержка на уровне микросекунд и надежность сети на уровне 99.99999%.

Хотя 6G обещает многое, маловероятно, что 6G скоро войдет в повседневную жизнь, несмотря на то, что несколько важных компаний и стран уже начали исследования 6G, как показано на рисунке ниже. успех 6G. Трудности связаны не только с терагерцовой технологией, но и с определением приложений, которые будут способствовать внедрению 6G. IDTechEx занимается исследованиями 5G и 6G уже много лет. В этой статье будут обсуждаться некоторые аппаратные препятствия для подключения к 6G, а также потенциальные приложения, которые могут управлять 6G.

Ключевые отличия 6G. Источник: IDTechEx – «Рынок 6G 2023-2043: технологии, тенденции, прогнозы, игроки»

Проблемы в терагерцовой технологии

6G будет использовать спектр выше 100 ГГц и в конечном итоге достигнет ТГц. Преимущества использования такой высокой частоты очевидны: может использоваться огромная полоса пропускания, позволяющая передавать пиковый поток данных в Тбит/с с задержкой на уровне микросекунд. Однако есть несколько ограничений на использование такого высокочастотного спектра.

Одна из наиболее серьезных проблем заключается в том, что терагерцовый сигнал значительно затухает в воздухе, ограничивая дальность передачи и делая его легко блокируемым препятствиями. Поскольку нельзя игнорировать законы физики, самым важным элементом при создании устройства для высокочастотной связи является обеспечение достаточной энергии для достижения разумной дальности передачи даже в составе антенной решетки.

Выбор правильных полупроводников для увеличения дальности связи является наиболее важным. Ниже представлен обзор вариантов полупроводниковых технологий, работающих в диапазоне выше 100 ГГц. CMOS может охватывать устройства, работающие на частоте ниже 150 ГГц, особенно для устройств, требующих связи ближнего действия (для большей дальности может по-прежнему потребоваться использование других полупроводников, таких как SiGe или III-V, для усилителей мощности). Однако, когда речь идет о частотах выше 200 ГГц, комбинация КМОП для логики и транзисторов III-V для малошумящих усилителей и усилителей мощности будет правильным выбором. В настоящее время технология SiGe BiCMOS обеспечивает наилучший компромисс с точки зрения производительности, низкой стоимости и простоты интеграции для частот в диапазоне от 200 до 500 ГГц. InP может стать передовой терагерцовой технологией и может подойти для приложений, где стоимость не имеет первостепенного значения.

Обзор выбора полупроводниковой технологии для ТГц ВЧ. Источник: IDTechEx – «Рынок 6G 2023-2043: технологии, тенденции, прогнозы, игроки»

Другие активные области исследований и разработок, помимо полупроводниковых технологий, включают в себя необходимость найти материалы со сверхмалыми потерями с низкой диэлектрической проницаемостью и потерями тангенса, чтобы избежать значительных потерь при передаче, разработать новую методологию упаковки, которая тесно интегрирует радиочастотные компоненты с антеннами, и решать проблемы с питанием и температурой по мере того, как устройства становятся все более компактными и сложными. Отчет IDTechEx об исследовании рынка 6G: «Рынок 6G 2023-2043: технологии, тренды, прогнозы, игроки", подробно обсуждает эти проблемы.

Приложения, которые могут способствовать внедрению 6G

Важно определить ключевые варианты использования в бизнесе, чтобы стимулировать внедрение новых технологий. Несмотря на то, что операторы рекламируют превосходную производительность, которую обеспечивает 5G mmWave, рынок mmWave еще не начал развиваться, несмотря на годы коммерциализации 5G. Подавляющее большинство наращиваний 5G продолжают использовать 5G ниже 6 ГГц. Причины? Единственная причина, которую упоминает большинство людей, согласно Основные интервью IDTechEx, это отсутствие приложений, которые могут быть включены только mmWave и никакими другими технологиями. Будет задан тот же вопрос про 6G: зачем он нужен?

С точки зрения потребителя, иметь канал передачи данных в Тбит/с и задержку на уровне микросекунд, но платить более высокую абонентскую плату, вероятно, не будет привлекательно, если приложения на их мобильных устройствах в значительной степени такие же, как и те, что у них есть прямо сейчас. Мы много слышали о ажиотаже, связанном с включением метавселенной с помощью 5G и 6G, однако реальных вариантов использования, которые могли бы способствовать широкому распространению, по-прежнему не хватает. Однако не следует забывать, что 6G будет обладать уникальными возможностями в области обнаружения, визуализации, точного позиционирования и так далее. Эти характеристики откроют новые варианты использования в бизнесе и позволят использовать 6G в областях, выходящих за рамки мобильной связи, что может способствовать дальнейшему развитию цифровых технологий и автоматизации различных отраслей. Например, использование сетей 6G для достижения точного восприятия и позиционирования мобильных роботов на сантиметровом уровне, демонстрация возможности удаленного управления мобильными роботами для захвата и переноски различных предметов. В то же время этот канал передачи также обеспечивает высокоскоростную беспроводную передачу видео высокой четкости в реальном времени между мобильным роботом и контроллером, что обеспечивает интеграцию синестезии. Кроме того, по мере того, как спектр выходит за пределы 275 ГГц, стоит выделить интересные варианты использования, включая использование терагерцовых соединений в качестве беспроводных каналов для замены оптоволокна в центрах обработки данных, возможность реконфигурации маршрутов и возможность уменьшения размера стоек серверов/маршрутизаторов и, конечно же, , значительное снижение затрат; и создание одного или нескольких высокоскоростных каналов связи «точка-точка» внутри устройства, что обеспечивает более быструю маршрутизацию.

Подводя итог, сильные бизнес-кейсы, которые IDTechEx видит для 6G, в настоящее время сосредоточены на сценариях использования «бизнес-бизнес». Однако это не означает, что 6G не будет иметь существенного значения на рынках потребительской связи; скорее, необходимо продемонстрировать убедительный вариант использования, чтобы способствовать широкому внедрению на потребительских рынках.

Прочитайте полную историю здесь…