Tahun 2019 lalu bisa disebut sebagai "tahun 5G". Pada bulan April, konsorsium 3GPP, yang mengembangkan spesifikasi untuk komunikasi seluler, merilis rilis ke-15, yang menjelaskan standar generasi selanjutnya, dan jaringan mulai digunakan di seluruh dunia. Klarifikasi parameter 5G masih berlangsung, dan rilis 16 dan 17 akan muncul pada 2020-2021, yang akan melengkapi deskripsi 5G, membawanya ke tingkat bersyarat "5 ++". Sementara itu, perlombaan menuju generasi 6G selanjutnya sudah dimulai.
Pada Maret 2019, pertemuan pertama konsorsium 6G Flagship berlangsung di Universitas Finlandia Oulu. Universitas, yang merupakan basis R&D utama Nokia, telah mempelopori pekerjaan pada jaringan generasi berikutnya. Dan pada November lalu, pemerintah China secara resmi meluncurkan pengembangan teknologi 6G. Semua produsen peralatan telekomunikasi besar telah bergabung dengan mereka, dan pertemuan Flagship 6G berikutnya akan berlangsung pada Maret 2020.
“Masalah 5G dapat dianggap ditutup secara umum pada rilis 15,” Vitaly Shub, kepala pusat penelitian terkemuka Skoltech, mengatakan kepada kami, yang terlibat langsung dalam pekerjaan pada generasi baru komunikasi. - Spesifikasi telah ditentukan, teknologi telah dibuat, produksi peralatan industri sedang berlangsung. Pabrik China memproduksi sekitar seratus ribu stasiun pangkalan per bulan. Saatnya memikirkan seperti apa koneksi 6G nantinya.
Siklus kekal
Infrastruktur telekomunikasi menggunakan dua jenis jaringan yang berbeda secara fundamental. Jaringan sumber daya tetap - seperti, misalnya, sambungan kabel melalui kabel tembaga, koaksial, atau serat optik - secara langsung menghubungkan pelanggan ke port operator, yang menjamin bandwidth tertentu dari saluran ini. Sambungan khusus ditujukan untuk pengguna secara pribadi, seperti pipa air yang terhubung ke keran di rumah.
Sebaliknya, jaringan seluler menurut definisi adalah jaringan yang dapat dibagi. Spesifikasi mereka menjamin kecepatan transfer tertentu ke dan dari kumpulan pelanggan umum hanya antara mereka dan stasiun pangkalan. Namun, nilai tukar data akhir bergantung pada jumlah pelanggan yang terhubung, kapasitas jaringan, dan faktor lainnya. “Faktanya, komunikasi seluler hingga dan termasuk generasi ke-4 adalah bisnis unik yang dapat memberikan layanan tanpa jaminan kualitasnya,” kata Vitaly Shub. "Selain itu, tidak ada yang bisa dilakukan tentang itu: fitur seperti itu mengikuti dari" fisik "jaringan, dari sumber daya yang terbatas, yang dibagikan di antara semua pengguna."
Video promosi:
Akibatnya, setiap komunikasi seluler generasi berikutnya melewati tahapan karakteristik yang sama. Pertama kali setelah kemunculan teknologi baru, tidak ada terlalu banyak pelanggan dalam jaringan seperti itu dan kecepatan yang tersedia bagi mereka sangat tinggi. Namun, kemudian jaringan mulai terisi, dan ada lebih banyak pengguna dan aplikasi yang menuntut. Akibatnya, kecepatan menurun dan ada kebutuhan untuk memperkenalkan teknologi baru dan komunikasi generasi baru. Praktik menunjukkan bahwa perubahan seperti itu membutuhkan waktu sekitar 10-12 tahun.
“Bisnis berkembang di sepanjang garis: kejenuhan jaringan secara bertahap berakhir dengan munculnya komunikasi generasi berikutnya, yang mengurangi beban ini,” jelas Vitaly Shub. - Pertama, ada penawaran, itu menciptakan permintaan akan peluang baru. Tapi kemudian semuanya berubah: permintaan yang muncul membutuhkan pasokan baru, teknologi baru untuk memuaskannya. Operator seluler hanya dipaksa untuk terus memperluas jaringan dan meningkatkan karakteristiknya."
Antara kelima dan keenam
Setiap generasi komunikasi seluler berikutnya dapat dikaitkan dengan transisi ke prinsip pengkodean sinyal yang baru dan lebih kompleks. Yang pertama dari sistem multiplexing pembagian frekuensi (FDMA) yang digunakan ini, pendekatan paling sederhana di mana akses ke saluran umum dibagi di antara pengguna dengan menetapkan sementara frekuensi tertentu kepada mereka. Selanjutnya, teknologi TDMA menjadi tersebar luas, memungkinkan beberapa pelanggan untuk menggunakan saluran yang sama, membagikannya dalam interval waktu yang singkat.
Kemudian, code division multiple access (CDMA dan WCDMA) diperkenalkan, yang memberikan peluang tambahan untuk penggunaan frekuensi secara paralel. Dalam hal ini, sinyal dimodulasi dengan urutan pengkodean khusus, untuk setiap pelanggannya sendiri. Antena stasiun pangkalan memancarkan sinyal terjerat, seperti derau, tetapi setiap penerima akhir, mengetahui kodenya, dapat mengekstrak bagian yang dia butuhkan darinya.
Orthogonal carrier multiple access (OFDMA) kemudian diimplementasikan, di mana setiap frekuensi pembawa, pada gilirannya, dibagi menjadi beberapa subcarrier yang dimodulasi secara independen satu sama lain. Saat ini pendekatan ini mendekati batas teoretisnya. “Untuk setiap teknologi ada efisiensi spektral yang membatasi, yaitu jumlah bit per detik yang dapat ditransmisikan oleh gelombang radio 1 Hz,” jelas Vitaly Shub. - Generasi kelima mendekati 30-50 bit / sHz, hampir sepenuhnya menggunakan kemampuan perangkat pengkodean matematika. Hal ini memberikan bandwidth yang sangat besar: tambahkan bandwidth operator ultra lebar dan Anda akan mendapatkan nomor dari 100 Mbps hingga 1 Gbps, dan dalam beberapa kasus bahkan 20 Gbps."
Diharapkan komunikasi 6G sudah mencapai dari 100 Gbps hingga 1 Tbps, dan kecepatan respons jaringan - kurang dari satu milidetik. Persyaratan pasti untuk standar tersebut belum dirumuskan, tetapi diasumsikan bahwa ini adalah angka yang akan dibutuhkan untuk pengoperasian kendaraan tak berawak, sistem kecerdasan buatan dan realitas virtual yang kompleks, industri robotik, dan logistik. Untuk mencapai indikator yang diinginkan akan membutuhkan penggunaan frekuensi baru, matematika baru, dan bahkan fisika.
Kecepatan baru
Kecepatan data ditentukan oleh bandwidth dan efisiensi spektral, dan pekerjaan untuk 6G dilakukan di kedua arah. Jadi, untuk meningkatkan lebar pembawa, perlu menggunakan rentang baru yang belum tersedia untuk komunikasi, pindah ke gelombang radio gelombang yang lebih pendek - dengan frekuensi hingga 100 GHz dan bahkan lebih tinggi, di wilayah terahertz, submillimeter (300 GHz - 3 THz), yang praktis tetap kosong dan akan memungkinkan Anda menggunakan jangkauan kerja yang luas.
Sampai saat ini, pemancar dan penerima terahertz tetap serumit dan rumit seperti komputer awal. Instalasi semacam itu telah digunakan secara luas hanya dalam beberapa tahun terakhir - misalnya, selama pemeriksaan bagasi untuk mencari bahan peledak, dalam ilmu kedokteran dan material. Untuk komunikasi generasi keenam, perangkat terahertz harus menjadi lebih miniatur dan hemat energi. Dan di samping saluran lebar ini, teknologi pengkodean sinyal baru harus muncul untuk meningkatkan efisiensi spektralnya. Salah satu bidang utama dari pekerjaan ini telah menjadi "pusaran optik", yang secara aktif dikejar oleh pengembang dari Skolkovo. “Gelombang cahaya bisa dibayangkan sebagai pembuka botol atau spiral,” jelas Vitaly Shub. - Pitch spiral ini bisa tidak rata, apalagi bisa dikontrol. Setelah belajar memodulasi ketidakteraturan gelombang seperti itu,kami mendapatkan cara tambahan untuk menyandikan sinyal. " Teknologi semacam itu bergerak maju dengan pesat, dan pada tahun 2018 para ilmuwan Australia memperkecil sistem untuk memodulasi momentum orbital sudut (OAM) menjadi seukuran microchip, sangat cocok untuk digunakan dalam gadget saku. Menurut beberapa perkiraan, penggunaan kode OAM akan meningkatkan efisiensi spektral setidaknya lima kali lipat. “Batasan teoretis belum ditetapkan di sini, karena belum jelas seberapa banyak kami dapat memvariasikan dan mengontrol“langkah berkas sinar,”tambah Vitaly Shub. "Mungkin saja pertumbuhannya sepuluh atau seratus kali lipat."dan pada tahun 2018, para ilmuwan Australia memperkecil sistem untuk memodulasi momentum sudut orbit (OAM) menjadi seukuran microchip, sangat cocok untuk digunakan dalam gadget saku. Menurut beberapa perkiraan, penggunaan pengkodean OAM akan meningkatkan efisiensi spektral setidaknya lima kali lipat. “Batasan teoretis belum ditetapkan di sini, karena belum jelas seberapa banyak kami dapat memvariasikan dan mengontrol“langkah balok,”tambah Vitaly Shub. "Mungkin saja pertumbuhannya sepuluh atau seratus kali lipat."dan pada tahun 2018, para ilmuwan Australia memperkecil sistem untuk memodulasi momentum sudut orbit (OAM) menjadi seukuran microchip, sangat cocok untuk digunakan dalam gadget saku. Menurut beberapa perkiraan, penggunaan pengkodean OAM akan meningkatkan efisiensi spektral setidaknya lima kali lipat. “Batasan teoretis belum ditetapkan di sini, karena belum jelas seberapa banyak kami dapat memvariasikan dan mengontrol“langkah balok,”tambah Vitaly Shub. "Mungkin saja pertumbuhannya sepuluh atau seratus kali lipat."Mungkin saja pertumbuhannya sepuluh atau seratus kali lipat."Mungkin saja pertumbuhannya sepuluh atau seratus kali lipat."
Rekam reaksi
Kebutuhan untuk membawa waktu respons jaringan 6G ke tingkat sub-milidetik menimbulkan masalah yang sangat berbeda. Menurut Vitaly Shub, ini akan membutuhkan perubahan global pada topologi jaringan. Faktanya adalah bahwa dalam beberapa tahun terakhir mereka telah mengembangkan dengan fokus pada penyimpanan data "cloud". File, musik, foto kami dapat ditempatkan secara fisik di mana saja, di server di AS, Australia, atau Denmark. Selama "hambatan" dalam mengaksesnya adalah kecepatan nirkabel, ini tidak terlalu menjadi masalah. Namun, komunikasi 5G sudah cukup cepat, dan bahkan saluran kabel paling kuat antara operator seluler dan server tidak cukup: penyimpanan harus dipindahkan lebih dekat ke pelanggan. “Semuanya mulai kembali normal,” kata Vitaly Shub. "Apa yang bergerak ke satu arah pada generasi ketiga dan keempat berbalik."Pendekatan ini mewujudkan konsep Mobile Edge Computing (MEC): pusat pengalihan paket yang mengakumulasi data yang paling dibutuhkan oleh pengguna untuk mempercepat akses agar mereka bergerak sedekat mungkin dengan penerima, dan perangkat lunak cerdas secara konstan menyesuaikan konten dan distribusi konten tergantung pada kebutuhan pelanggan. … Alih-alih hierarki multi-tingkat yang tinggi, jaringan menjadi hampir "datar", dan latensi di dalamnya turun secara dramatis.hierarki bertingkat, jaringan menjadi hampir "datar", dan waktu latensi di dalamnya berkurang drastis.hierarki bertingkat, jaringan menjadi hampir "datar", dan waktu latensi di dalamnya berkurang drastis.
Pelaksanaan MEC menghadapi sejumlah tantangan teknis baru dan yang belum terselesaikan. Secara khusus, diperlukan miniaturisasi yang lebih besar dari sistem pensaklaran paket sinyal dan perangkat penyimpanan data, peningkatan kapasitasnya dan penurunan konsumsi daya. Sementara itu, 6G hanya membuat langkah kasar pertama sebagai antisipasi saat generasi sebelumnya akan mendekati "tahap saturasi". Kemungkinan besar, ini akan terjadi sekitar 2025-2027, ketika pelanggan baru dan permintaan aplikasi menjadi jelas. Hanya dengan demikian persyaratan khusus untuk standar komunikasi berikut akan dirumuskan.
Generasi politik
Pemain utama di bidang ini telah diidentifikasi - selain Nokia dan Huawei Cina, ini adalah perusahaan Samsung dan Ericsson. Diharapkan sekitar 2028-2030 mereka akan mengembangkan parameter dasar 6G, dan konsorsium 3GPP akan merilis rilis lain yang menjelaskan standar utama generasi berikutnya. Namun, semuanya mampu berjalan sesuai dengan skenario lain yang tidak terduga. “Orang dapat berharap bahwa generasi keenam akan menjadi yang paling terpolitisasi,” kata Vitaly Shub. "Upaya Barat untuk" mengekang "China sudah terlihat pada tahap 5G, dan mereka dapat terus berlanjut, menghancurkan seluruh sistem kerja sama internasional yang kompleks." Faktanya, Huawei China memiliki hampir sepertiga dari kumpulan paten 5G, situasi yang kemungkinan akan menjadi lebih buruk dengan generasi keenam. Selain program negara yang sudah diadopsi untuk pengembangan 6G,RRC dapat mengandalkan sumber daya internal yang tidak dapat diakses di mana pun di dunia, pada pasarnya yang besar dan volume "big data" yang sangat besar. “Seluruh ekonomi modern adalah ekonomi peternakan,” tambah Vitaly Shub.
Namun, dalam kerangka ekonomi semacam itu, Rusia masih mempertahankan ceruk kecilnya yang unik. Pengembang kami secara aktif terlibat dalam menciptakan fondasi fisik dan teknologi dari mana paten dan standar 3GPP akan muncul. “Ini adalah materi baru, matematika baru, prinsip-prinsip baru - sebuah mimpi buruk dalam hal volume,” simpul Vitaly Shub. “Kami hanya bisa berharap dapat memenuhi siklus implementasi 10 tahun yang biasa.”
Manusia Ikan Romawi
