«Завдяки 6G ми маємо очікувати наближення до повністю зв’язаного світу». Інтерв’ю з Костянтином Науменком

Бездротовий зв’язок шостого покоління (6G) — це наступник технології зв’язку 5G, над яким зараз працюють дослідники та інженери телекомунікаційних компаній. Але на відміну від 5G, який уже активно впроваджують у багатьох країнах, 6G перебуває на ранньому етапі розвитку. Чого саме чекати від зв’язку шостого покоління і коли очікувати його впровадження, ми запитали у Костянтина Науменка, начальника відділу планування та розвитку мережі радіодоступу «Vodafone Україна».

Серед телеком-інженерів ходить такий жарт: технології, які мають у назві парні числа, виявляються більш живучими, ніж непарні. 2G на відміну від свого попередника (і наступника) проіснував десятки років, 3G виявився лише перехідним етапом до 4G, який суттєво його обійшов і в ефективності, і поширенні. Тепер із нетерпінням чекаємо на прихід 6G, щоб перевірити, чи працює ця закономірність.

Наразі стандартизація 6G не відбулась, та більшість світових експертів, зокрема наші колеги з Vodafone Global, схиляються до того, що 6G використовуватиме ту саму технологію мультиплексування з ортогональним частотним поділом (OFDM), на якій базується 5G.

Адже у збільшенні ефективності 5G вичавив останні краплі із спектральної ефективності, даючи у середньому 20-30% більше ефективності у порівнянні із 4G на однаковому радіочастотному ресурсі. Тому для отримання значно більших швидкостей за 4G у впровадженні 5G для масових користувачів обрали інший шлях — збільшення ширини частотної смуги, що й дає істотний приріст по швидкодії (максимальна ширина смуги каналу 20 МГц у 4G у порівнянні зі 100 МГц у 5G).

Різниця нової технології, як і у парі 4G vs 5G, полягатиме, ймовірно, у ширині смуги та у «подорожі» вгору частотним діапазоном. Для того щоб забезпечити значно вищі швидкості у порівнянні із 5G, 6G має використовувати набагато вищі частотні діапазони (наприклад вище 100 ГГц у міліметровому спектрі, оптичний та терагерцовий діапазони). 

Зона дії цих діапазонів значно менша через високий рівень ослаблення сигналу, а стійкість до інтерференції значно нижча. Тому необхідно винайти більш удосконалені методи усунення внутрішньосистемної та перехресної інтерференції, що потенційно може подвоїти спектральну ефективність. Водночас необхідно збільшувати надійність захисту каналів, для чого проводять дослідження передових схем кодування і модуляції. 

Інший суттєвий виклик для 6G — суцільне покриття. Найбільш ураженим у системах стільникового зв’язку завжди є Uplink, тож і покриття зазвичай обмежено саме цим лінком від мобільного термінала до базової станції. 

У 5G для вирішення проблем обмежень Uplink для загальних користувачів вирішили завдяки спільному використанню діапазону LTE для 5G NSA (службова сигналізація та дані від термінала до базової станції продовжують передаватись через мережу LTE). 

Таким чином, попри використання більш високих частотних діапазонів, радіус стільника  5G-мережі не зменшується, продовжує дорівнювати радіусу дії 4G. 

Як це питання буде вирішене з 6G,  поки що невідомо, але одним із шляхів є об’єднання наземних та повітряних або космічних мереж в єдину екосистему, що дасть змогу підтримувати покриття всюди. Та телеком-спільнота схиляється до того, що розроблення та впровадження 6G має спиратись на два ключові правила: застосування технології визначається потребами кінцевих користувачів, а не галузі. Фокус — на програмне забезпечення, що допоможе швидко та легко впроваджувати нові сервіси.

Ще одна особливість, яку пророкують 6G, — використання ШІ для керування мережею. У нашій мережі «Vodafone Україна» ми вже частково використовуємо ШІ, який допомагає нам автоматизувати певні завдання, але до керування мережею ще не дійшли. З бумом ШІ, який ми спостерігаємо зараз, логічно передбачити ще ширше застосування цієї технології для керування мережами. 

6G має продовжити еволюцію мобільних технологій, забезпечуючи кращу продуктивність, можливість підключати суттєво більше користувачів, запускати принципово нові продукти та забезпечувати суцільне connectivity, зокрема, втілювати концепцію IoE — Internet of Everything.

Доктор Ральф Ірмер, керівник технічного інноваційного центру Vodafone Dresden, каже: «6G буде чимось більшим, ніж просто мобільною радіомережею, вона поєднає в собі мобільний зв’язок, датчики та неймовірну обчислювальну потужність. Тоді як 5G робить можливими спеціальні застосунки для керування у реальному часі різноманітними промисловими системами, медичними сервісами та робототехнікою, із 6G дані оброблятимуться настільки швидко, що ми зможемо «відчути» інтернет».

6G — це покоління мобільних мереж, яке допоможе нам долати виклики у майбутньому десятилітті. Мобільний зв’язок стає всеохопним і відіграватиме ще більшу роль у нашому повсякденному житті, ніж сьогодні. Це означає, що 6G доведеться досягати набагато більше цілей, ніж просто забезпечувати швидкий мобільний доступ до інтернету.

Завдяки 6G ми маємо очікувати наближення до повністю зв’язаного світу, де фізичний світ представлений у високій деталізації у цифровому домені, де його можна аналізувати та вживати заходів. А 6G-мережа надасть зв’язок між доменами за допомогою пристроїв, вбудованих усюди, а також забезпечить інфраструктуру та інтелект цифрового домену. Людей помістять у середину цього кіберфізичного континууму, де наші тіла та інтелект пов’язані між собою. Три класи взаємодій стануть можливими завдяки цій конвергенції домену.

По-перше, датчики та виконавчі механізми можуть тісно синхронізувати домени для створення цифрових двійників міст, фабрик і навіть наших тіл. Це забезпечить багатий аналіз даних і високоефективний контроль, але при цьому необхідно забезпечити цілісність і безпеку даних.

По-друге, мережа 6G слугуватиме ключовою інфраструктурою, пропонуючи канали високої пропускної спроможності з низькою наскрізною затримкою та безпечні обчислювальні функції, доступні по всій мережі. Віртуальне представлення людей і фізичні пристрої можуть обмінюватися інформацією один з одним у цифровій сфері, що передбачає новий спосіб ідентифікації віртуальних представлень.

І по третє, люди зможуть розширити свої почуття через цифровий домен. Обмін візуальними/просторовими, тактильними/дотиковими та іншими сенсорними даними високої роздільної здатності має здійснюватися з високою пропускною здатністю та малою затримкою, щоб створити захопливий досвід перебування в іншому місці. Щоб досягти цього, високопродуктивні канали з детермінованою наскрізною затримкою потрібно об’єднати з новими пристроями.

Ось таке майбутне нам готує мережа 6G. 

Впровадження 6G перебуває на ранніх стадіях дослідження в усьому світі, це стосується як сумісних технологій, так і мережевої архітектури.

Хоча застосунки для 6G навряд чи будуть доступні принаймні до 2030 року, коли почнуть з’являтися перші мережі такого типу, світові телеком-лідери вже почали створювати концепти практичного застосування новітніх технологічних розробок. У лютому 2023 року Vodafone розпочав співпрацю з провідними німецькими лікарнями та науковими та медичними експертами по всій Німеччині для вивчення майбутніх медичних програм із використанням 6G. Проєкт отримав назву «6G Health». Vodafone та партнери досліджують інновації у сфері охорони здоров’я, зосереджені на покращенні догляду за пацієнтами та умов роботи для медичних команд. 

Ось що 6G може дати медицині: