6G

6G Næste generation mobiltelefoni

Af

Hvad er 6G?

6G (Sjette generation trådløs teknologi) er efterfølgeren til 5G som udrulles massivt i verden pt. 6G netværk er planlagt til at bruge højere frekvenser end 5G netværk og vil dermed give langt højere kapacitet og endnu lavere svartid end vi er vant til i dag. Vi taler helt ned til mikrosekund (1/1.000.000) svartider hvor vi i dag har millisekund (1/1.000) svartider. Der med bliver svartiderne op til 1000 gange hurtigere. Kigger vi på kapaciteten er der teoretisk tale om op til 1 terabyte pr. sekund. 5G har en teoretisk maksoverførsel på 20gbit pr. sekund. Dermed bliver kapaciteten 50-doblet. NB: Det er teknologi der er i gang med at blive designet. Vi er formentlig et lille årti fra at se et egentligt udrullet netværk.

Med højere kapaciteter og langt hurtigere svartider forventes det at 6G vil skabe forbedringer inden for tilgængelighedsteknologier lokationstjenester og billede- og videobehandling. I tæt forening med kunstig intelligens (AI) vil 6G kunne identificere hvor, det bedste sted, bearbejdning af beregningerne skal foregå uagtet om det er hvor ting skal lagres, processeres eller deles.

Hvilke fordele har 6G i forhold til 5G?

Med den højere kapacitet og langt lavere svartid vil alt der kører 5G få udvidet sin ydeevne betragteligt. Det vil udvide bredden af muligheder og understøtte nye og innovative applikationer inden for kognitive og sanselige teknologier, samt forbundne enheder og billede og videobehandling. 6G vil for access punkter, gøre det muligt at betjene endnu flere enheder på samme tid ved hjælp af OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access). Vi kender allerede OFDMA fra WiFi6

6G’s højere frekvenser muliggør langt hurtigere processering af sampling rater end ved 5G. De vil også give betragteligt bedre gennemløb og højere datarater. Ydere mere vil brugen af sub-mm bølger (bølgelængder mindre end en millimeter) og frekvens-selektivitet kunne bruges til at beregne den relative elektromagnetiske asbsorptionsrate, hvilket forventes at kunne udvikle trådløs sensorteknologier til bedre at kunne beregne objekter og meget andet i den trådløse dækning. Denne teknologi er muligt fordi at atomer og molekyler udsender og absorberer elektromagnetisk stråling på specifikke frekvenser med tydelige karakteristika og frekvenserne er ens for ethvert materiale hvori de udsender til og absorberer fra.

Ved signalbearbejdning er sampling en reduktion af et kontinuerligt-tidssignal til et separeret-tidssignal. Et alment eksempel er konvertering ag en lydbølge til en sekvens af “samples” (lydprøver). Hvor en lydprøve er værdien af signalet på et givent punkt i tiden og/eller rummet. Herover set et eksempel hvor det kontinuerlige signal er repræsenteret af S(t) ( den grønne linje) og de separate signalprøver er indikeret af de blå vertikale linjer S(i)

I 5G er det meningen at der skal tilføjes Edge Computing til at flytte udregningerne tættere på klienterne. Mobil Edge Computing vil blive standard i alle 6G netværk fra starten. Det vil blive en integreret del af den kombinerede kommunikation og computations-infratruktur. Dermed rykker lynhurtige udregninger så tæt på enhederne at der ikke er brug for nær som meget computerkraft i de enkelte enheder. ChatGPT og andre AI teknologier, billede- og videobehandling, Augmented Reality og meget mere vil være lige ved hånden.

Hvad vil 6G kunne bruges til?

6G vil have et stort potentiale for regeringer og industrier i forhold til almen sikkerhed for befolkningen og sikring af værdigenstande. Se følgende anvendelsesmuligheder:

  • Trusselsopdagelse
  • helbredsovervågning
  • Genstands og ansigtsgenkendelse
  • Beslutningstagning inden for politisystemer og betalingssystemer med flere.
  • Omgivelsesmålinger som: luftkvalitet, gas og giftmåling
  • sansende målingsinterfaces der giver brugere virkelighedsnære oplevelser eller giver maskiner mulighed for at fornemme omgivelser bedre.

Forbedringer indenfor disse områder vil også gavne Smartphones og andre mobile teknologier som selvkørende biler, VR, AR, smart cities, neural bands og mange flere kommende teknologier.

Har vi brug for 6G?

Der er en række årsager til at vi har brug for 6G teknologier:

  • Teknologi konvergens. Den 6. generation af mobile netværk vil integrere tidligere teknoliger der ikke er ensartede, som f.eks. Deep Learning og Big Data Analyser. Introduktionen af 5G har skabt vejen for en stor del af denne konvergens, allerede.
  • Edge computing. Behovet for indsætte Edge Computing for at sikre generel Throughput(Gennemløbshastigheder), samt at sikre ultralave svartuder og stabile forbindelser til kommunikationsløsninger er en vigtig faktor for 6G
  • Internet of things (IoT). Eftersom der kommer flere og flere smarte enheder vil 6G også skulle hjælpe med til at sikre M2M (maskine til maskine) kommunikation i IoT.
  • High-performance computing (HPC). Hvor Edge Computing vil håndtere dele af IoT og data i mobile teknologier, så vil det blive nødvendige med stærke processorkræfter til at håndtere de store datamængder, hertil vil HPC’er blive vigtige.

Hvem vinder 6G ræset?

Der er mange af de større teknologiproducenter der har fokus på 6G og Ericsson, Nokia og Samsung har allerede meldt ud at de har 6G under udvikling. Der var allerede et kapløb i gang om at komme først med 5G, men ifht. 6G, vil 5G-ræset synes mindre. Potentialet for applikationer og services under 6G vil formentlig blive en eksplosion.

Følgende større projekter er allerede undervejs:

  • The University of Oulu i Finland har lanceret 6Genesis forskningsprojekt der skal udvikle en 6 vision  for 2030. Universitetet har også underskrevet en samarbejdsaftale med Japans Beyond 5G Promotion konsortium for at koordinere arbejdet på det Finske 6G Flagskibs forskning på 6G teknologier.
  • Syd Koreas Electronics and Telecommunications Research Institute  er ved at undersøge terahertz frekvensbåndet for 6G. De forudser båndbreddehastigheder 100 gange hurtigere end 4G Long-Term Evolution (LTE) netværk og fem gange hurtigere end 5G netværk.
  • The U.S. Federal Communications Commission (FCC) åbnede i 2020 for 6G frekvensbåndet for at teste frekvenser på over 95 gigahertz (GHz) til 3 Terahertz.
  • Hexa-X, et Europæisk konsortium af akademiske og industrielle ledere, arbejder på at udvikle 6G standarder. Finske Nokia styrer projektet som også inkluderer Ericsson og TIM in Italien.
  • Osaka University i Japan og Australias Adelaide Universitets forskere har udviklet en mikrochip der ved hjælp af multiplex deler data og muliggør en langt mere effektiv styring af terahertz bølger. Under test sendte enheden 11 Gigabit/s, som er sammenligneligt med 5Gs teoretiske grænse, på 10 Gb/s.

6G Netværks fremtidsaspekter

Datacentre er allerede i gang med større 5G drevne ændringer. Herunder virtualisering, programmérbare netværk, Edge Computing og udfordringer med at håndtere private og offentlige netværk på samme tid. Der er virksomheder som har behov for have deres eget RAN (Radio Access Network) på deres lokationer med hybrid on-premise og hosted computing og alle mulige andre konstellationer der dukker op.

6G radionetværk vil gøre kommunikation og dataindsamling nødvendig for at opsamle informationer. Det vil kræve en systematisk tilgang for 6G Teknologimarkedet der bruger dataanalyser, AI og næste generation af processormuligheder ved brug af HPC og kvantemekanisk computing.

Derudover er der dybtgående ændringer i RAN teknologien. 6G vil ændre måden kommunikationsnetværks kernerne arbejder på, efterhånden som nye teknologier sammenlægges. Specielt AI (kunstig intelligens) vil tage hovedsædet under 6G.

Hertil vil der komme ændringer i 6G på følgende områder:

  • Nano-core. En såkaldt nano-core forventes at opstå som en almindelig computing-kerne der omfatter elementer fra kunstig intelligens og HPC. Nano-coren behøver ikke være på at fysisk netværk, men kan omfatte en logisk sammenslutning af computing ressourcer der deles af mange netværk og systemer.
  • Edge og core koordination. 6G netværk vil skabe betragtelige større mængder data end 5G netværk og vil udvikle sig til at indeholde koordinering mellem Edge og Core platforme. Derved vil datacentre også få behov for at udvikle sig.
  • Data management. 6G potentiale inden for sansning, billedbehandling og lokationsplacering vil generere enorme mængder data der skal styres på vegne af netværksejerne, serviceudbyderne og dataejerne.

Hvornår kan vi så forvente at få 6G internet?

6G internet forventes at blive lanceret, kommercielt i år 2030. Teknologien udnytter i større grad distribueret Radio Access Network (RAN) og Terahertz (THz) spektrum for at øge kapaciteten, mindske svartider og forbedre båndbredde deling.

6GE

“E” står for extension (udvidelse) og er et midlertidigt trin imellem 6G og 7G som skal bruge en nylig licenseret 6Ghz kanal der vil udvide de tilgængelige 6G frekvenser der sender 6G signaler. FCC har i 2020, som de første, godkendt 6Ghz spektrummet for at øge innovationen af 6GE Wi-Fi enheder.

7G? Er vi ikke lige i gang med 6G…

Selvom 6G netværk ikke forventes udrullede og operationelle før 2030’erne, er forskningen i 7G trådløse teknologier allerede påbegyndt. IEEE, er ved at udvikle standarden 802.11be’s specifikationer for 7G og samtidig også ved at beskrive en industri certificering i samarbejde med Wi-Fi Alliance.

IEEEs ændrede standard forventes at blive udgivet i maj 2024. Det vil give enhedsproducenterne designspecifikationer der kan styreperformance og interoperabillitet.

6G netværk forsøger at blive en forlængelse af hurtige Gigabit Ethernet forbindelser for både kommercielle og forbruger enheder. 6G forventes at levere betragteligt højere hastigheder og sikre dataforbindelser. Det forudses at 6G vil muliggøre følgende:

  • Teoretiske datahastigheder på 11Gb/s samtidigt på tværs af flere gigahertz kanaler
  • Sprede op til tre forskellige 160Mhz båndbredde kanaler
  • multiplexe op til 8 forskellige rumlige datastrømme.

7G teknologier vil give et kvantespring i båndbredde vil aflaste de gigantiske arbejdsmængder. Eksempelvis har 7G potentiale til at starte sammenhængende global forbindelse ved hjælp af integration til satelitnetværk der giver adgang til billeder af jorden, telekommunikation og navigation. Virksomheder vil kunne implementere 7G for at automatisere fabrikeringsprocesser og understøtte applikationer der kræver høj tilgængelighed, forudseelig svartid og garanteret QoS (Quality of Service)

Sammenlignet med 6G, er 7G designet til følgende:

  • leverer dataforbindelser på op til 46 Gb/s – Fire gange så højt som de teoretiske 6G muligheder.
  • Fordoble kanalstørrelserne til 320 Mhz.
  • Skille rumlige strømme i op til 16 sammenlignet med de nuværende 8 i 6G.