Hvorfra 6G: Kritisk informasjon du trenger å vite

6G, sammenlignet med forgjengeren, forventes å tilby betydelig bedre kommunikasjonsmuligheter, slik som toppdatahastigheter på Tbps-nivå, latens på mikrosekundnivå og 99.99999 % nettverkspålitelighet.

Selv om 6G lover mye, er det lite sannsynlig at 6G vil være i dagliglivet snart, til tross for at flere viktige selskaper og nasjoner allerede har begynt 6G-forskning, som vist i figuren nedenfor, må telekomindustrien ta tak i flere problemer før de ser suksessen til 6G. Vanskelighetene er ikke bare i THz-teknologi, men også i å identifisere applikasjoner som vil drive 6G-adopsjon. IDTechEx har forsket på 5G og 6G i årevis. Denne artikkelen vil diskutere noen av de maskinvarerelaterte hindringene for 6G-tilkobling, samt potensielle applikasjoner som kan drive 6G

Viktige forskjeller på 6G. Kilde: IDTechEx – "6G Market 2023-2043: Technology, Trends, Forecasts, Players"

Utfordringer innen THz-teknologi

6G vil bruke et spektrum over 100 GHz og vil til slutt nå THz. Fordelene ved å bruke en så høy frekvens er åpenbare: stor båndbredde kan brukes, noe som muliggjør Tbps topp dataflyt med mikrosekundnivå latency. Det er imidlertid flere begrensninger for å bruke et slikt høyfrekvent spektrum.

En av de viktigste utfordringene fremover er at THz-signalet dempes betraktelig i luften, noe som begrenser overføringsrekkevidden og gjør det lett blokkert av hindringer. Fordi fysikkens lover ikke kan ignoreres, er det mest avgjørende elementet for å lage en enhet for høyfrekvent kommunikasjon å gi nok energi til å oppnå et rimelig overføringsområde, selv som en del av en antennegruppe.

Å velge de riktige halvlederne for å øke koblingsrekkevidden er det mest kritiske. Nedenfor er en oversikt over valg av halvlederteknologi som opererer over 100 GHz-spekteret. CMOS kan dekke enheter som opererer under 150 GHz, spesielt for enheter som krever kort rekkevidde (For lengre rekkevidde kan det fortsatt være nødvendig å bruke andre halvledere som SiGe eller III-V for effektforsterkere). Når det gjelder frekvenser over 200 GHz, vil imidlertid en kombinasjon av CMOS for logikk og III-V transistorer for støysvake forsterkere og effektforsterkere være veien å gå. SiGe BiCMOS-teknologi gir for tiden det beste kompromisset når det gjelder ytelse, lave kostnader og enkel integrasjon for frekvenser fra 200 GHz til 500 GHz. InP kan være den ultimate THz-teknologien og kan være egnet i applikasjoner der kostnadene ikke er hovedproblemet.

Oversikt over valg av halvlederteknologi for THz RF. Kilde: IDTechEx – "6G Market 2023-2043: Technology, Trends, Forecasts, Players"

Andre aktive forsknings- og utviklingsområder bortsett fra halvlederteknologier inkluderer behovet for å finne materialer med ultralavt tap med lav dielektrisk konstant og bruntap for å unngå betydelig overføringstap, utvikle en ny emballasjemetodikk som tett integrerer RF-komponentene med antenner, og håndtere strøm- og termiske problemer etter hvert som enhetene blir mer kompakte og komplekse. IDTechEx sin 6G markedsundersøkelsesrapport, "6G-markedet 2023-2043: Teknologi, trender, prognoser, spillere", diskuterer disse utfordringene i detalj.

Applikasjoner som kan drive 6G-adopsjon

Det er viktig å identifisere nøkkeltilfeller for forretningsbruk for å stimulere innføringen av ny teknologi. Til tross for at operatører antyder den overlegne ytelsen som 5G mmWave gir, har mmWave-markedet ennå ikke tatt av til tross for årevis med kommersialisering av 5G. De aller fleste 5G-utbygginger fortsetter å bruke 5G under 6 GHz. Grunnene? Den ene grunnen som de fleste nevner, iht IDTechEx sine primære intervjuer, er fraværet av applikasjoner som bare kan aktiveres av mmWave og ingen andre teknologier. Det samme spørsmålet om 6G vil bli stilt: hvorfor er det nødvendig?

Fra et forbrukers perspektiv vil det sannsynligvis ikke være attraktivt å ha en Tbps-datalink og mikrosekundnivåforsinkelse, men å betale en høyere abonnementsavgift hvis applikasjonene på deres mobile enheter er stort sett de samme som de har akkurat nå. Vi har hørt mye om hypes som pågår metaverse-aktivering av 5G og 6G, men de virkelige brukstilfellene som kan drive utbredt bruk mangler fortsatt. Det bør imidlertid ikke glemmes at 6G vil ha sin unike evne innen sansing, bildebehandling, presis posisjonering og så videre. Disse egenskapene vil åpne andre forretningsbruk og gjøre det mulig å bruke 6G i områder utenfor mobilkommunikasjon, noe som kan drive avansert digitalisering og automatisering av ulike bransjer ytterligere. For eksempel ved å bruke 6G-nettverk for å oppnå nøyaktig persepsjon og posisjonering på centimeternivå av mobile roboter, noe som demonstrerer muligheten til å fjernstyre mobile roboter for å plukke opp og bære ulike objekter. Samtidig bærer denne overføringsforbindelsen også høyhastighets trådløs overføring av sanntids høydefinisjonsvideo mellom den mobile roboten og kontrolleren, noe som muliggjør synestesi-integrasjon. Videre, ettersom spekteret utvides utover 275 GHz, inkluderer interessante brukstilfeller som er verdt å fremheve bruken av THz-forbindelser som trådløse koblinger for å erstatte fiber for datasentre, muliggjør rekonfigurerbare ruter og tillater reduksjon av størrelsen på server-/ruter-rack, og selvfølgelig , betydelig kostnadsreduksjon; og opprette en eller flere punkt-til-punkt høyhastighets kommunikasjonskoblinger i en enhet, noe som muliggjør raskere ruting.

For å oppsummere, er de sterke forretningstilfellene IDTechEx ser for 6G for tiden sentrert på business-to-business brukssaker. Dette er imidlertid ikke å antyde at 6G ikke vil være avgjørende i forbrukerkommunikasjonsmarkeder; snarere må det påvises et overbevisende bruksområde for å fremme utbredt bruk i forbrukermarkedene.

Les hele historien her ...