6G verkennen: de toekomst van ultra-snelle connectiviteit

• 6G is de zesde generatie draadloze technologie voor digitale cellulaire netwerken.
• 6G zal de bovengrens van het radiospectrum benutten en 1 Tbps (terabytes per seconde) snelheden ondersteunen.
• Het zal de latentie van communicatie naar één microseconde brengen — 1.000 keer sneller dan 5G-latenties.

De implementatie van 5G-diensten heeft een golf van concurrentie over de hele wereld losgemaakt, maar nog belangrijker, het heeft een race getriggerd om 6G te ontwikkelen, de volgende stap in de wereld van mobiele connectiviteit.

Het lijkt te vroeg om over 6G te praten, maar diverse corporaties en universiteiten hebben al aan dit idee gewerkt. Dit laat zien hoe snel technologie vooruitgaat: we hebben weten te gaan van 1G naar 5G in slechts vier decennia, dus 6G is een ander natuurlijke progressie naar verbeterde digitale telecommunicatie.

Wat Is 6G?

6G is de zesde generatie draadloze technologie voor digitale cellulaire netwerken. Als opvolger van 5G-netwerken, zal het verder gaan dan gepersonaliseerde communicatie naar de volledige realisering van het Internet of Things-paradigma, niet alleen mensen verbindend maar ook autonome voertuigen, robotische agenten en rekenbronnen.

6G-netwerken zullen hogere frequenties gebruiken dan 5G-netwerken, en dus veel hogere capaciteit en lagere latentie bieden. Een van de hoofddoelstellingen van het 6G-internet zal zijn om de latentie van communicatie naar één microseconde te brengen — 1.000 keer sneller dan 5G-latenties.

Op dit moment is 6G (of hoe het uiteindelijk ook genoemd zal worden) geen functionerende technologie; in feite is het ver van de realiteit. Aangezien het in de kinderschoenen is, is het te vroeg om te zeggen wat 6G precies zou zijn of welke technieken het zou verbeteren.

Hoe Snel Zal 6G Zijn?

Volgens het Chinese Ministerie van Wetenschap en Technologie kan 6G 1 Tbps (terabytes per seconde) snelheden ondersteunen, ongeveer 8.000 keer hoger dan de bestaande 5G-snelheden.

Naast het bieden van veel hogere doorvoersnelheid, zullen 6G's hogere frequenties aanzienlijk snellere bemonsteringssnelheden mogelijk maken. Dit zal de prestaties van 5G-toepassingen verder verbeteren en het potentieel van steeds meer data-hongerige toepassingen in de gebieden van draadloze beeldvorming en sensing ontgrendelen.

6G-netwerken worden ook verwacht om extreme dekkingsextensie te bieden (inclusief dekking onder water, op grote hoogte, en in de ruimte) terwijl ze weinig energie consumeren. Dit zal echter een complete herontwerp van het kernnetwerk vereisen.

Wanneer Te Verwachten?

Elke tien jaar of zo neemt een nieuwe mobiele netwerkstandaard de schijnwerpers. Dit betekent dat 6G in de vroege jaren '30 geïntroduceerd kan worden, of op zijn minst dat is wanneer de meeste smartphone-fabrikanten 6G-geschikte mobiels zullen teaseren, en we telecombedrijven 6G-proeven zullen zien lopen.

Het Chinese ministerie is vastbesloten de basis te leggen voor het bouwen van 6G-technologie. Volgens de viceminister van het wetenschapsministerie, moet 6G als prioriteit beschouwd worden voor de ontwikkeling van de natie. Het ministerie zal binnenkort een roadmap opstellen om 6G te ontwikkelen en mogelijke toepassingen te verkennen.

Japan's NTT DoCoMo publiceerde een witboek waarin ze use cases en technologische evolutie van 6G uitlegden, evenals het wereldbeeld in de jaren '30 wanneer 6G geïmplementeerd zal zijn. Het papier werpt ook licht op hoe mobiele netwerktechnologie in de afgelopen decennia is geëvolueerd, met 3G in de vroege jaren 2000, 4G in 2010, en 5G in 2020.

Lees: 10 Organisaties Die Het Internet Controleren

6G Voordelen

Het duidelijkste onderscheid tussen 5G en 6G zal snelheid en latentie zijn. De scheiden dezelfde parameters 4G en 5G in termen van prestaties, dus we kunnen verwachten dat toekomstige 6G-diensten zullen voldoen aan de strikte netwerkeisen van de jaren '30.

Evolutie van cellulaire netwerken, met representatieve toepassingen voor elke generatie

6G draadloze sensing-oplossingen kunnen verschillende frequenties benutten om absorptie te bepalen en frequenties dienovereenkomstig te configureren. Terwijl 5G-technologie hoge radiofrequenties gebruikt variërend van 24 GHz tot 72 GHz, zal 6G de bovengrens van het radiospectrum (300 GHz) gebruiken en kan zelfs de terahertz-bereiken benaderen. Hoe hoger het radiospectrum, hoe meer data het kan dragen.

6G zal grote impact hebben in diverse velden, zoals:

Augmented/Virtual Reality: Net zoals video-toepassingen 4G-netwerken verzadigden, zal de proliferatie van AR en VR-apps het 5G-spectrum uithollen en netwerken met capaciteit van meer dan 1 Tbps vereisen, in plaats van slechts de 20 Gbps-doelstelling gedefinieerd voor 5G. De lage (micro-niveau) latentie van 6G zal real-time gebruikersinteractie in immersieve omgevingen mogelijk maken.

Holografische Telepresence: Een 3D-holografisch display met volledige parallax, kleuren, en 30 fps zou een datarate van meer dan 4 Tbps en een latentie van sub-ms vereisen. 6G zal in staat zijn aan dergelijke eisen te voldoen: de netwerken zullen voldoende bandbreedte hebben om alle vijf menselijke zintuigen in digitale vorm over te dragen om een immersieve remote ervaring te bieden.

Volgens Marcus Weldon, president van Nokia Bell Labs, zal 6G een zesde-zintuig-ervaring zijn voor mensen en machines waar biologie kunstmatige intelligentie ontmoet.

eHealth: Gebrek aan real-time tactiele terugkoppeling en hoge kosten zijn twee grote beperkingen van eHealth-diensten. 6G wordt verwacht deze barrières te elimineren via remote chirurgie en verbeterde gezondheidszorgwerkstroomoptimalisaties. De ultralage latentie, hoge betrouwbaarheid, en verfijnde intelligentie van 6G-technologie zullen tienvoudige winst in spectrale efficiëntie bieden.

Alomtegenwoordige Connectiviteit: Het aantal mobiele apparaten wordt verwacht 125 miljard te overschrijden in 2030. 6G zal al deze apparaten verbinden evenals autonome voertuigen en sensoren. Het moet echter 10-100 keer energie-efficiënter zijn dan 5G-netwerken om goedkope, schaalbare implementaties mogelijk te maken, met betere dekking en lage milieueffecten.

Robotica en Onbemande Mobiliteit: Het verbinden van grote autonome transportsystemen vereist lage latentie en ongekende betrouwbaarheidsniveaus om passagiersveiligheid te garanderen, zelfs in extreem hoge mobiliteitsscenario's (tot 600 mijl/u). Ook het groeiende aantal sensoren op voertuigen en drones zal meer data vereisen. 6G-technologie kan de weg banen voor deze verbonden systemen door vooruitgang in software, hardware, en nieuwe connectiviteitsoplossingen.

Referentie: arXiv:1903.12216

Wie Werkt Aan 6G?

6G-technologie is een decennium verwijderd, maar enkele landen en telecombedrijven hebben al aan het werk gegaan.

De Universiteit van Oulu in Finland was de eerste die zich richtte op 6G-onderzoek. Ze creëerden een 6G Flagship-programma om diverse uitdagende onderzoeksgebieden te verkennen zoals betrouwbare onbeperkte draadloze connectiviteit, gedistribueerde computing en intelligentie, en materialen die in toekomstige netwerken gebruikt zullen worden.

In 2019 aanvaardde de Federal Communications Commission nieuwe regels om de implementatie van nieuwe diensten in het spectrum boven 95 GHz te versnellen.

De Commissie's Eerste Rapport en Order, getiteld "Spectrum Horizon", ontwikkelt een nieuw segment van experimentele licentie voor gebruik in frequenties variërend van 95 GHz tot 3 THz. Dit zal ondernemers en innovators in staat stellen gemakkelijk toegang te krijgen tot dit spectrum en nieuwe communicatietechnologieën te ontwikkelen/testen.

Onderzoekers aan Virginia Tech en bedrijven als LG en Samsung hebben begonnen met werken aan 6G-technologie. Bovendien plannet Japan naar verluidt een uitgebreide strategie om 6G-netwerken in 2030 te lanceren.

Hebben We 6G Nodig?

Hoewel 5G ontworpen is om alles te verbeteren van gezondheidszorg tot entertainment en het internet toegankelijker te maken, zou 6G zinvol zijn als die gebieden ruimte voor verbetering hebben na 5G.

Misschien hebben we in 2030 betere technieken ontwikkeld voor het transmissie van grote datavolumes of voldoende sterke signalen zodat er geen behoefte is om 6G-celltorens op te zetten.

Lees: Hoeveel Satellieten Zouden Nodig Zijn Om Kwantum Internet Te Bouwen?

Uiteindelijk, of het nu 5G, 6G, of een andere 'G' is, zullen we dergelijke ongelooflijke snelheden en ultralage latenties hebben dat geen wachttijden of voortgangsbalken nodig zullen zijn om toegang te krijgen tot elk redelijk hoeveelheid data, tenminste volgens de huidige standaarden. Wat we ook nodig hebben, zal direct beschikbaar zijn, en we hoeven geen nieuwe termen te bedenken om het te beschrijven.