۶G (نسل ششم بی سیم) جانشین فناوری سلولی ۵G است. شبکههای ۶G میتوانند از فرکانسهای بالاتری نسبت به شبکههای ۵G استفاده کنند و ظرفیت بسیار بالاتر و تأخیر بسیار کمتری را ارائه دهند. یکی از اهداف اینترنت ۶G پشتیبانی از ارتباطات تاخیری یک میکروثانیه است. این ۱۰۰۰ برابر سریعتر – یا ۱/۱۰۰۰م تاخیر – از یک میلی ثانیه است. انتظار میرود بازار فناوری ۶G پیشرفتهای زیادی را در زمینههای تصویربرداری، فناوری حضور و آگاهی از موقعیت مکانی تسهیل کند. زیرساخت محاسباتی ۶G با همکاری با هوش مصنوعی (AI)، میتواند بهترین مکان را برای انجام محاسبات شناسایی کند. این شامل تصمیم گیری در مورد ذخیره سازی، پردازش و اشتراک گذاری داده می شود.توجه به این نکته ضروری است که ۶G هنوز یک فناوری کارآمد نیست. در حالی که برخی از فروشندگان در حال سرمایه گذاری بر روی استاندارد نسل بعدی بی سیم هستند، مشخصات صنعتی برای محصولات شبکه مجهز به ۶G سال ها باقی مانده است.در این مقاله به معرفی فناوری ۶G می پردازیم:
مزایای ۶G در مقابل ۵G چیست؟
شبکه های ۶G با استفاده از سیگنال هایی در انتهای بالاتر طیف رادیویی کار خواهند کرد. هنوز برای تقریبی نرخ داده ۶G زود است، اما دکتر مهیار شیروانیم مقدم، مدرس ارشد دانشگاه سیدنی، اوج تئوری سرعت داده ۱ ترابایت در ثانیه برای داده های بی سیم را ممکن می کند. این تخمین برای داده هایی که در فواصل کوتاه در فواصل محدود ارسال می شوند، اعمال می شود. ال جی، یک شرکت کره جنوبی، از این نوع فناوری مبتنی بر شکل دهی پرتو تطبیقی در سال ۲۰۲۱ رونمایی کرد.
این سطح از ظرفیت و تأخیر عملکرد برنامه های ۵G را افزایش می دهد. همچنین دامنه قابلیت ها را برای پشتیبانی از برنامه های کاربردی جدید و نوآورانه در اتصال بی سیم، شناخت، سنجش و تصویربرداری گسترش می دهد. با ۶G، اکسس پوینت ها می توانند از طریق دسترسی های چندگانه تقسیم فرکانس متعامد به چندین مشتری به طور همزمان سرویس دهند.فرکانسهای بالاتر ۶G نرخ نمونهبرداری بسیار سریعتری را نسبت به ۵G ممکن میسازد. آنها همچنین توان عملیاتی بهتر و نرخ داده بالاتری را ارائه می دهند. انتظار میرود استفاده از امواج زیر میلیمتری – طول موجهای کمتر از ۱ میلیمتر – و گزینشپذیری فرکانس برای تعیین نرخهای جذب الکترومغناطیسی نسبی، توسعه فناوری سنجش بیسیم را پیش ببرد.
محاسبات لبه موبایل در تمام شبکههای ۶G ساخته میشود، در حالی که باید به شبکههای ۵G موجود اضافه شود. محاسبات لبه و هسته به عنوان بخشی از چارچوب ترکیبی ارتباطات و زیرساخت محاسباتی تا زمان استقرار شبکههای ۶G یکپارچهتر خواهند شد. این رویکرد با عملیاتی شدن فناوری ۶G مزایای بالقوه بسیاری را به همراه خواهد داشت. این مزایا شامل دسترسی بهتر به قابلیتهای هوش مصنوعی و پشتیبانی از دستگاهها و سیستمهای پیچیده تلفن همراه است
اینترنت ۶G چه زمانی در دسترس خواهد بود؟
انتظار می رود اینترنت ۶G در سال ۲۰۳۰ به صورت تجاری راه اندازی شود. این فناوری از شبکه دسترسی رادیویی توزیع شده (RAN) و طیف تراهرتز (THz) برای افزایش ظرفیت، کاهش تأخیر و بهبود اشتراک طیف استفاده بیشتری می کند.در حالی که برخی بحثهای اولیه برای تعریف این فناوری صورت گرفته است، فعالیتهای تحقیق و توسعه (R&D) 6G به طور جدی در سال ۲۰۲۰ آغاز شده است. ۶G به توسعه فناوریهای ارتباطات سیار پیشرفته، مانند شبکههای داده شناختی و بسیار ایمن نیاز دارد. همچنین نیاز به گسترش پهنای باند طیفی دارد که مرتبهای سریعتر از ۵G است.
چین ماهواره آزمایشی ۶G مجهز به سیستم تراهرتز را پرتاب کرده است. غولهای فناوری Huawei Technologies و China Global طبق گزارشها در نظر دارند ماهوارههای ۶G مشابهی را در سال ۲۰۲۱ پرتاب کنند. بسیاری از مشکلات مربوط به استقرار امواج میلیمتری رادیویی برای ۵G باید به موقع حل شود تا طراحان شبکه به چالشهای ۶G رسیدگی کنند.
۶G چگونه کار خواهد کرد؟
انتظار میرود که راهحلهای حسگر بیسیم ۶G به طور انتخابی از فرکانسهای مختلف برای اندازهگیری جذب و تنظیم فرکانسها بر اساس آن استفاده کنند. این روش امکان پذیر است زیرا اتم ها و مولکول ها تابش الکترومغناطیسی را در فرکانس های مشخصه ساطع و جذب می کنند و فرکانس های گسیل و جذب برای هر ماده ای یکسان است.۶G پیامدهای بزرگی برای بسیاری از رویکردهای دولتی و صنعتی به ایمنی عمومی و حفاظت از دارایی های حیاتی خواهد داشت، مانند موارد زیر:
۱-تشخیص تهدید؛
۲-نظارت بر سلامت؛
۳-ویژگی و تشخیص چهره؛
۴-تصمیم گیری در زمینه هایی مانند اجرای قانون و سیستم های اعتبار اجتماعی؛
۵-اندازه گیری کیفیت هوا؛
۶-سنجش گاز و سمیت؛
۷-رابط های حسی که شبیه زندگی واقعی هستند.
بهبود در این زمینه ها همچنین به نفع گوشی های هوشمند و سایر فناوری های شبکه تلفن همراه و همچنین فناوری های نوظهور مانند شهرهای هوشمند، وسایل نقلیه خودران، واقعیت مجازی و واقعیت افزوده خواهد بود.
آیا به ۶G نیاز داریم؟
دلایل مختلفی وجود دارد که ما به فناوری ۶G نیاز داریم. آنها شامل موارد زیر است:
همگرایی فناوری نسل ششم: شبکههای سلولی از فناوریهای متفاوت قبلی مانند یادگیری عمیق و تجزیه و تحلیل دادههای بزرگ استفاده میکند. معرفی ۵G راه را برای بسیاری از این همگرایی هموار کرده است.
محاسبات Edge : نیاز به استقرار محاسبات لبه برای اطمینان از توان کلی و تأخیر کم برای راهحلهای ارتباطی فوقالعاده مطمئن و با تأخیر کم، محرک مهم ۶G است.
اینترنت اشیا (IoT): نیروی محرکه دیگر نیاز به پشتیبانی از ارتباطات ماشین به ماشین در اینترنت اشیا است.
محاسبات با کارایی بالا (HPC): یک رابطه قوی بین ۶G و HPC شناسایی شده است. در حالی که منابع محاسبات لبه برخی از دادههای IoT و فناوری تلفن همراه را مدیریت میکنند، بسیاری از آنها برای انجام پردازش به منابع HPC متمرکز بیشتری نیاز دارند.
چه کسی روی فناوری ۶G کار می کند؟
رقابت برای ۶G توجه بسیاری از بازیگران صنعت را به خود جلب کرده است. فروشنده تست و اندازه گیری Keysight Technologies به توسعه آن متعهد شده است. شرکتهای زیرساختی بزرگ مانند هواوی، نوکیا و سامسونگ اعلام کردهاند که تحقیق و توسعه ۶G را در دست اقدام دارند.رقابت برای رسیدن به ۵G ممکن است در مقایسه با رقابت برای اینکه ببینیم کدام شرکت ها و کشورها بر بازار ۶G و برنامه ها و خدمات مرتبط با آن تسلط دارند، کم اهمیت به نظر می رسد.
عمده پروژه های در دست اجرا شامل موارد زیر است:
دانشگاه Oulu در فنلاند پروژه تحقیقاتی ۶Genesis را برای توسعه چشم انداز ۶G برای سال ۲۰۳۰ راه اندازی کرده است. این دانشگاه همچنین قرارداد همکاری با کنسرسیوم ارتقاء Beyond 5G ژاپن برای هماهنگی کار تحقیقات پرچمدار فنلاند ۶G در زمینه فناوری های ۶G امضا کرده است.موسسه تحقیقات الکترونیک و مخابرات کره جنوبی در حال انجام تحقیقاتی بر روی باند فرکانس تراهرتز برای ۶G است. سرعت دادهها ۱۰۰ برابر سریعتر از شبکههای ۴G Long-Term Evolution (LTE) و پنج برابر سریعتر از شبکههای ۵G است.
وزارت صنعت و فناوری اطلاعات چین در حال سرمایه گذاری و نظارت بر تحقیق و توسعه ۶G در این کشور است.کمیسیون ارتباطات فدرال ایالات متحده (FCC) در سال ۲۰۲۰ فرکانس ۶G را برای آزمایش طیف برای فرکانس های بیش از ۹۵ گیگاهرتز (گیگاهرتز) تا ۳ تراتز باز کرد.Hexa-X یک کنسرسیوم اروپایی متشکل از رهبران دانشگاهی و صنعتی است که برای پیشبرد تحقیقات استانداردهای ۶G کار می کند. شرکت فنلاندی ارتباطات نوکیا رهبری این پروژه را بر عهده دارد که شامل اریکسون، اپراتور سوئدی و TIM در ایتالیا نیز می شود.
دانشگاه اوزاکا در ژاپن و محققان دانشگاه آدلاید استرالیا یک ریزتراشه مبتنی بر سیلیکون با یک مالتی پلکس ویژه برای تقسیم داده ها و امکان مدیریت کارآمدتر امواج تراهرتز ایجاد کرده اند. در طول آزمایش، محققان ادعا کردند که دستگاه داده ها را با سرعت ۱۱ گیگابیت در ثانیه در مقایسه با محدودیت تئوری ۵G که ۱۰ گیگابیت بر ثانیه ۵G است، منتقل می کند.
دامنه آینده شبکه های ۶G
حدود ۱۰ سال پیش، عبارت “Beyond 4G” (B4G) برای اشاره به نیاز به پیشرفت تکامل ۴G فراتر از استاندارد LTE ابداع شد. مشخص نبود که ۵G ممکن است شامل چه مواردی باشد، و در آن زمان فقط نمونه های اولیه از پیش استاندارد در سطح تحقیق و توسعه در دست ساخت بودند. اصطلاح B4G مدتی به طول انجامید. به آنچه میتوانست فراتر از ۴G ممکن باشد اشاره میکند. از قضا، استاندارد LTE هنوز در حال پیشرفت است و ۵G از برخی جنبه های آن استفاده خواهد کرد.
مشابه B4G، Beyond 5G به عنوان مسیری به سمت فناوریهای ۶G است که جایگزین قابلیتها و برنامههای نسل پنجم میشود. بسیاری از پیادهسازیهای ارتباطات بیسیم خصوصی ۵G شامل LTE، ۵G و محاسبات لبه برای مشتریان سازمانی و صنعتی به ایجاد زمینهای برای ۶G کمک کرده است.نسل بعدی شبکه های بی سیم ۶G این را یک گام فراتر خواهند برد. آنها شبکه ای از ارائه دهندگان ارتباطات ایجاد خواهند کرد – بسیاری از آنها خود ارائه دهندگان هستند – به همان صورتی که انرژی خورشیدی فتوولتائیک باعث تولید همزمان در شبکه هوشمند شده است. ۶G میتواند شبکههای مش را از مفهوم تا استقرار پیش ببرد و به گسترش پوشش فراتر از محدوده برجهای سلولی قدیمیتر کمک کند.
مراکز داده در حال حاضر با تغییرات بزرگ مبتنی بر ۵G مواجه شده اند. اینها شامل مجازی سازی، شبکه های قابل برنامه ریزی، محاسبات لبه و مسائل مربوط به پشتیبانی همزمان از شبکه های عمومی و خصوصی است. به عنوان مثال، برخی از مشتریان تجاری ممکن است بخواهند RAN داخلی را با محاسبات ترکیبی داخلی و میزبانی – به ترتیب برای محاسبات لبه و هسته – و عناصر شبکه اصلی میزبان مرکز داده برای شبکه های تجاری خصوصی یا ارائه دهندگان خدمات جایگزین ترکیب کنند.
شبکه های رادیویی ۶G ارتباطات و جمع آوری داده های لازم برای جمع آوری اطلاعات را فراهم می کنند. یک رویکرد سیستمی برای بازار فناوری ۶G مورد نیاز است که از تجزیه و تحلیل داده ها، هوش مصنوعی و قابلیت های محاسباتی نسل بعدی با استفاده از HPC و محاسبات کوانتومی استفاده می کند.علاوه بر تغییرات عمیق در فناوری RAN، ۶G با همگرایی بسیاری از فناوریهای جدید، تغییراتی را در بافت اصلی شبکه ارتباطات ایجاد میکند. شایان ذکر است، هوش مصنوعی با ۶G در کانون توجه قرار خواهد گرفت.تغییرات دیگری که ۶G احتمالاً ایجاد می کند شامل موارد زیر است:
شبکه ۷G چیست و چرا به آن نیاز است؟
حتی با وجود اینکه انتظار نمی رود شبکه های ۶G حداقل تا سال ۲۰۳۲ عملیاتی شوند، تحقیقات بر روی فناوری های بی سیم نسل هفتم (۷G) آغاز شده است. IEEE، از طریق گروه کاری Extremely High Throughput خود، در حال توسعه مشخصات ۸۰۲٫۱۱be برای ۷G و یک گواهینامه صنعتی در ارتباط با Wi-Fi Alliance است.استاندارد اصلاح شده IEEE در ماه مه ۲۰۲۴ انتظار می رود. این استاندارد مشخصات طراحی را برای کنترل قابلیت همکاری و عملکرد در اختیار سازندگان دستگاه قرار می دهد.شبکه های ۶G در تلاش هستند تا اتصال سریع گیگابیت اترنت را به دستگاه های تجاری و مصرف کننده گسترش دهند. انتظار می رود ۶G توان عملیاتی و جریان داده بسیار بالاتری را ارائه دهد. همانطور که پیش بینی می شود، ۶G موارد زیر را فعال می کند:
ارائه سرعت داده نظری در حدود ۱۱ گیگابیت بر ثانیه به طور همزمان در چندین کانال گیگاهرتز.
استقرار تا سه کانال با پهنای باند ۱۶۰ مگاهرتز (MHz).
مالتی پلکس تا هشت جریان فضایی.
۶GE – “E” مخفف extension – یک مرحله موقت بین ۶G و ۷G است که از یک کانال ۶ گیگاهرتزی مجوز جدید استفاده می کند که فرکانس های موجود مورد استفاده برای انتقال سیگنال های ۶G را گسترش می دهد. FCC در سال ۲۰۲۰ اولین نهاد نظارتی بود که طیف ۶ گیگاهرتز را برای کمک به تقویت نوآوری دستگاه های Wi-Fi 6GE سبز کرد. فناوری ۷G نشان دهنده یک جهش کوانتومی در پهنای باند برای پشتیبانی از بار کاری فوق متراکم خواهد بود. به عنوان مثال، ۷G این پتانسیل را دارد که اتصال بی سیم جهانی را از طریق یکپارچه سازی در شبکه های ماهواره ای برای تصویربرداری زمین، مخابرات و ناوبری فعال کند. شرکتها میتوانند ۷G را برای خودکارسازی فرآیندهای تولید و پشتیبانی از برنامههایی که نیاز به دسترسی بالا، تأخیر قابل پیشبینی یا کیفیت خدمات تضمین شده دارند، پیادهسازی کنند.
در مقایسه با ۶G، ۷G برای انجام کارهای زیر طراحی شده است:
ارائه داده تا ۴۶ گیگابیت در ثانیه – بیش از چهار برابر نرخ نمایش ۶G؛
دو برابر کردن اندازه کانال به ۳۲۰ مگاهرتز؛ و
۱۶ جریان فضایی در مقایسه با هشت جریان در ۶G.
مطالب مرتبط: