6G: Все подробности о новейшем шестом поколении телекоммуникаций

2G внедрил цифровую защиту звонков, а также возможность отправки SMS и MMS. Технология 3G значительно ускорила передачу данных, позволив пользоваться Интернетом и осуществлять видеозвонки на мобильных устройствах. С приходом 4G скорости и качество связи выросли ещё сильнее, что способствовало развитию стриминга видео и мобильных приложений. Сейчас мир только начинает осваивать возможности высокоскоростного 5G и интернета вещей, тогда как исследователи уже занимаются созданием ещё более продвинутой системы связи.

По данным odelax, технология 6G должна появиться к 2025–2030 годам. Ожидается, что она предложит ещё более высокие скорости, сниженную задержку и новые сервисы, такие как голографические звонки и тактильный интернет. Это станет очередным значительным шагом в развитии мобильных сетей, открывающим массу новых возможностей для пользователей и индустрии. Желаете узнать больше? Продолжайте чтение!

Обзор развития мобильных сетей с 2G до 5G

Давайте рассмотрим краткую историю развития технологий мобильной связи.

2G (Второе поколение):

• Запущено в 1991 году.

• 2G внедрило цифровую передачу данных, включая текстовые сообщения SMS и защифрованные телефонные разговоры.

• Заметно снижен статический шум и фоновое потрескивание во время звонков.

3G (Третье поколение):

• Первые тесты прошли в мае 2001 года, а коммерческое внедрение началось в Японии в октябре того же года.

• 3G существенно улучшил доступность мобильного интернета, обеспечивая скорости передачи данных не менее 0.2 Мбит/с.

• Появились видеозвонки, мобильное телевидение и более быстрый доступ в интернет.

4G (Четвертое поколение):

• Начало широкого распространения пришлось на 2011-2012 годы.

• Существенно улучшены скорость загрузки и отправки данных, уменьшены задержки, достигнуты кристально чистые голосовые звонки.

• 4G легло в основу развития технологий, таких как LTE (Long Term Evolution), что способствовало резкому увеличению скорости и качества связи.

5G (Пятое поколение):

• Первые испытательные сети запустили спустя 8 лет после начала 4G.

• 5G предоставляет ещё более высокие скорости передачи данных, сниженное время отклика и подключение огромного количества устройств.

• Способствует развитию Интернета вещей и более эффективной передаче больших объемов данных.

Каждое новое поколение связи предлагало значительные улучшения по сравнению с предыдущим, что стало причиной культурных и технологических изменений в обществе.

Например, введение 3G дало людям возможность активно пользоваться мобильным интернетом, в то время как 4G и 5G открыли двери для таких инноваций, как стриминг видео высокой четкости и развитие концепций умных городов.

Зарождение 6G: новая ступень в развитии технологий связи

6G — это технология мобильной связи нового, шестого поколения, находящаяся на этапе активной разработки. Ожидается, что сети 6G обеспечат скорости передачи данных, превышающие показатели 5G в сотни раз, достигая потенциала в один терабит в секунду.

Особенностью 6G станет применение терагерцевого спектра, что существенно увеличит зоны доступа, включая подводные пространства, высотные объекты и даже космические зоны.

Основные характеристики и возможности

В настоящее время от сетей шестого поколения ожидают:

• Максимальная скорость передачи данных: до 1 терабита в секунду.

• Использование терагерцевого спектра для расширения зоны покрытия.

• Повышенная энергоэффективность по сравнению с предыдущими поколениями.

• Интеграция с искусственным интеллектом для создания интеллектуальных и автономных сетей.

Перспективные возможности 6G

• Высочайшая пропускная способность для сверхбыстрой передачи данных.

• Минимизация времени задержек: практически моментальная обработка запросов.

• Поддержка мобильного интерактивного телевидения для трансляций контента. • Интеграция бытовых и промышленных умных устройств в единую сеть.

• Применение в телемедицине, например, для дистанционных операций и оптимизации рабочих процессов.

• Эффективное соединение при движении на высоких скоростях (до 1000 км/ч). • Голографическая и тактильная связь для новых форм взаимодействия.

• Создание виртуальных двойников объектов для различных целей.

Сравнение скоростей передачи данных

• 3G: примерно 2 Мбит/с.

• 4G: до 1 Гбит/с в оптимальных условиях.

• 5G: скорости до нескольких Гбит/с.

• 6G: до 1 терабита в секунду.

Применение терагерцевого и миллиметрового диапазонов в 6G приведет к сверхвысоким скоростям передачи данных и улучшению зоны покрытия. Это откроет возможности для новых приложений и услуг, включая голограммы и расширенную реальность, а также способствовать развитию IoT, автономных транспортных средств и индустрии 4.0.

Технический прогресс в области модуляции и кодирования радиоинтерфейса позволит достичь более высоких показателей пропускной способности и эффективности использования спектра. Развитие новых методов модуляции и кодирования будет поддерживать сверхвысокие скорости передачи данных и минимальные задержки, что критично для реализации технологий, таких как голограммы и виртуальная реальность.

Какие научные исследования и разработки сейчас проводятся?

Не стоит забывать, что технология 6G все еще находится на стадии исследования и разработки. Давайте посмотрим, какие работы ведутся в этой области на данный момент.

Основные компании и научные организации, занимающиеся разработкой 6G

В настоящее время над созданием технологии 6G трудятся следующие организации и компании:

• Центр компетенций НТИ, расположенный на базе Сколтеха (Россия), занимается разработками в области передачи данных в субмиллиметровом и терагерцовом диапазонах, а также созданием сверхвысокочастотного интегрального электрооптического модулятора для 6G.

• 6G Flagship при Университете Оулу (Финляндия) является крупнейшим мировым проектом по исследованию шестого поколения связи, где стратегическим партнером выступает Nokia.

• ComSenTer в Калифорнийском университете (Санта-Барбара, США) работает над следующим поколением беспроводных коммуникационных систем в диапазоне от 100 ГГц до 1 ТГц.

• Фокус-группа FG NET-2030 при Международном союзе электросвязи, которая включена в Сектор стандартизации МСЭ-Т, принимает участие открыто для всех желающих.

• Исследовательская программа по 6G в Китае объединяет представителей профильных министерств, научные учреждения, телекоммуникационные компании и ученых из 37 университетов страны.

Вклад различных стран в разработку 6G

Мировые государства уже внесли значительный вклад в развитие технологии 6G, который характеризуется его широким спектром:

• Страны как Финляндия, Австралия, Великобритания, Япония, Канада, Республика Корея, Франция, Швеция, Чехия и США скоординировали базовые принципы развития сетей 6G.

• США, Европейский Союз и Китай активно продвигают собственные проекты 6G, которые в ближайшем будущем могут стать частью повседневной жизни.

• Германия инициировала государственный проект, направленный на исследования и стандартизацию сетей 6G.

• Китай планирует запуск первой сети 6G к 2030 году и является лидером в числе зарегистрированных патентов на технологии 6G.

• Южная Корея разработала дорожную карту по внедрению сетей 6G.

• Великобритания выделила значительные финансовые средства на разработку технологий 6G.

Какие сферы могут использовать технологию 6G?

Высокий интерес к передовой технологии связи обусловлен многообразием её применений. Технология 6G обещает стать переломным этапом в эволюции мобильной связи, оказывая глубокое воздействие на такие сферы, как дополненная реальность (AR), виртуальная реальность (VR) и искусственный интеллект (ИИ).

AR и VR

• Сверхбыстрая передача данных и минимизация задержек. Сети 6G обеспечат высокие скорости и малые задержки, критически важные для приложений AR и VR, которым необходимы немедленная реакция и обновления в реальном времени.
• Мобильные голограммы и погружающие XR-приложения. Благодаря возможностям 6G, будет возможно создавать качественные мобильные голограммы и исключительно погружающиеся приложения расширенной реальности, требующие больших объёмов данных и высокой скорости связи.

Искусственный интеллект

• Повышенная эффективность обработки данных. Большие объемы данных и высокие скорости передачи, которые предлагает 6G, позволят ускорить и оптимизировать обработку данных, способствуя развитию сложных интеллектуальных систем.
• Расширенное применение ИИ в повседневной жизни. Технология ускорит внедрение ИИ в такие области как промышленность, логистика, транспорт и медицина за счёт возможности быстрого обмена данными и анализа в реальном времени.

Расширенные возможности для точных локационных услуг

• Улучшенная точность позиционирования благодаря использованию субтерагерцевого и миллиметрового диапазонов, что позволяет повысить точность определения местоположения по сравнению с предыдущими поколениями.
• Интеграция с ИИ для предоставления более точных и адаптивных локационных услуг, анализируя большие объемы данных в реальном времени.
• Улучшенное зондирование и создание многофункциональных карт местности за счет объединения связи, вычислений и зондирования.
• Поддержка новых приложений, включая иммерсивную смешанную реальность, голографическую и мультисенсорную коммуникацию.

Применение в повседневной жизни и бизнесе

• Для бизнеса 6G предоставит сверхбыструю и надёжную связь, улучшая реакцию на рыночные изменения и управление операциями, а также интеграцию с ИИ для анализа данных и автоматизацию процессов в производстве и логистике.
• В повседневной жизни 6G способствует реализации концепции умных городов и улучшению здравоохранения за счёт возможности дистанционной диагностики и мониторинга здоровья, а также расширяет возможности в образовании и развлечениях через новые формы взаимодействия, такие как интерактивное телевидение и голографические игры.

Каково значение технологии 6G для мирового сообщества?

Связь шестого поколения представляет собой стратегически важную разработку. Давайте разберемся, что это означает в деталях.

Воздействие 6G на мировую экономику и безопасность

6G способно значительно ускорить передачу данных, что улучшит эффективность и производительность в различных отраслях. Ожидается, что новый стандарт ляжет в основу создания новых инновационных услуг и приложений (таких как расширенная реальность и Интернет вещей), что будет способствовать экономическому росту. В целом, внедрение 6G может привести к созданию новых рабочих мест и замене некоторых текущих профессий за счет автоматизации и искусственного интеллекта.

По мере увеличения объемов передачи данных и усложнения сетевых структур вопросы кибербезопасности становятся более острыми. Технология 6G потребует разработки новых способов защиты данных и инфраструктуры.

Следует также отметить, что 6G может существенно улучшить возможности военной связи, обеспечивая быструю и надежную передачу больших объемов данных, что повлияет на баланс военных возможностей стран. Развитие 6G уже превратилось в арену стратегического соперничества между такими странами, как США и Китай, и это может привести к изменениям в геополитическом балансе.

Стратегическое значение 6G для государств

Вот основные аспекты стратегической важности разрабатываемой технологии для мировых государств:

• Страны, активно участвующие в разработке и внедрении 6G, могут получить технологическое преимущество на международной арене.

• 6G может стать катализатором экономического роста, поскольку новые технологии и услуги, базирующиеся на этом стандарте, создадут новые рынки и рабочие места.

• 6G обещает усовершенствовать системы связи и кибербезопасности, что критически важно для защиты национальных интересов.

• Страны, сотрудничающие в исследованиях и разработках в области 6G, могут укрепить международные отношения и совместно решать глобальные вызовы.

• Принципы открытости и стандартизации в разработке 6G способствуют созданию глобальных, совместимых и безопасных сетевых решений.

Эти моменты подчеркивают, что 6G не только технологическое нововведение, но и значимый стратегический ресурс, который может определить место государств в мировой экономике и политике на десятилетия вперед.

Перспективы и будущее 6G для каждого из нас

Когда же появится возможность испытать новую технологию на собственном устройстве? Давайте ответим на вопросы, которые волнуют обычных пользователей.

Планируемые сроки внедрения и коммерциализации 6G

Время внедрения зависит от множества факторов:

• Стандартизация: 6G находится на этапе предварительной стандартизации. В конце 2023 года организация 3GPP взяла на себя обязательства по разработке системы мобильной связи шестого поколения. В марте 2024 года на собрании 3GPP в Маастрихте был утвержден план стандартизации 6G.
• Международный союз электросвязи (ITU): ITU играет важную роль в стандартизации, определяя параметры для классификации системы как технологии международной мобильной телекоммуникации (IMT). 6G уже причислено к IMT-2030.
• Коммерциализация: Ожидается, что коммерциализация 6G начнется примерно в 2030 году. Разработка международного технического стандарта 6G организацией 3GPP предполагается начать около 2025 года.

Чего ждать от 6G обычному пользователю?

Список устройств, поддерживающих новый стандарт, будет обширным:

• Будущие модели смартфонов будут оснащены чипсетами, поддерживающими работу в сетях 6G.
• Умные часы, фитнес-браслеты и другие носимые устройства также получат обновления для совместимости с 6G.
• Автономные транспортные средства и системы управления дорожным движением будут использовать 6G для связи в реальном времени.
• Устройства умного дома и системы безопасности смогут подключаться через 6G, улучшая свою эффективность и функциональность.

В повседневной жизни мы увидим:

• Голографические и тактильные коммуникации. Приложения, позволяющие взаимодействовать с голограммами и испытывать тактильные эффекты.
• Виртуальные двойники. Создание цифровых копий реальных объектов для различных целей, от обучения до развлечений.
• Трехмерные беспроводные сети. Игры и приложения, использующие пространственное позиционирование для создания новых видов взаимодействия.
• Квантовые коммуникации. Приложения, использующие квантовую криптографию для обеспечения повышенной безопасности данных.

Мы также увидим улучшения уже существующих технологий и появление качественно новых возможностей:

• Уменьшение времени отклика приложений, что критично для онлайн-игр и приложений в реальном времени.
• Увеличение пропускной способности позволит стриминговым сервисам и мультимедийным приложениям предоставлять контент высокого качества.
• Повышение скорости передачи данных, быстрая загрузка и обмен большими файлами.
• Скорость загрузки до 1 терабита в секунду позволит скачивать объемные файлы, такие как фильмы в 4K разрешении, за секунды.
• Переход телевидения на мобильные платформы с возможностью интерактивного участия зрителей.
• Умные отражающие поверхности — технологии, позволяющие управлять распространением радиоволн для оптимизации сетевого покрытия.

На событиях, таких как встречи 3GPP в Маастрихте и форум по инновациям 6G в Пекине, уже были представлены прототипы и обсуждены ключевые направления разработок, подчеркивающие значительные успехи в развитии технологий 6G и важность международного сотрудничества и стандартизации в этой области.