Technologia 6G – niedaleka przyszłość?

Technologia 5G jest wciąż w powijakach, a jej zastosowanie w Polsce jest mocno wątpliwe ze względu na restrykcyjność ograniczeń narzuconych na wielkość pola elektromagnetycznego. Mimo to, publicysta IEEE Spectrum, Michael Koziol, przygotował artykuł Nigdy nie jest za wcześnie myśleć o 6G (It’s Never Too Early to Think About 6G). Zespół międzyuniwersytecki rozpoczął realizację projektu ComSenTer, mającego przybliżyć ideę systemu 6G, jego założenia i trudności. Mają one wskazać jak system 6G mógłby wyglądać przy głównej jego właściwości polegającej na znacznym zwiększeniu częstotliwości pola elektromagnetycznego.

Nie jest jasnym jakie powinno być 6G – mówi Sundeep Rangan, dyrektor NYU  Wireless, jednego z centrów badawczych, uczestniczących w ComSenTer, ale jeśli realizacja tego systemu polegać będzie na zwiększaniu częstotliwości transmisji to badanie tego powinno rozpocząć się już teraz”. Rangan dodaje, że nie dojrzeliśmy jeszcze do tego, żeby powiedzieć, że to co teraz spostrzegamy będzie na pewno częścią 6G. Podkreśla, że to nad czym obecnie pracujemy to podstawowe badania w tym obszarze.

Kluczowe wyzwania

Mimo to, Mark Rodwell, dyrektor omawianego programu i profesor University of California Santa Barbara mówi, że można już teraz przedstawić kilka istotnych rozwiązań, będących wynikiem realizacji projektu.

Pierwszym jest budowa stacji bazowej, pracującej z częstotliwością przewidywaną dla przyszłych realizacji systemu 6G. ComSenTer przewiduje częstotliwości 140 GHz, 220GHz i 340 GHz, znacznie większe od tych, które zakłada technologia 5G. Rodwell snuje wizje, że stacja bazowa w systemie 6G mogłaby emitować około tysiąca wiązek jednocześnie. Jeżeli każda wiązka posiada zdolność transmisyjną 10 GB/s, to przewidywana stacja bazowa mogłaby emitować 10 TB/s. Budowa takiej stacji bazowej to pierwsze wyzwanie dla inżynierów z ComSenTer.

Drugim wyzwaniem są zestawy odbiorcze. Elementy odbiorników częstotliwości 6G muszą być upakowane w sposób o wiele gęstszy niż to było w przypadku stosowania niższych częstotliwości, co wprowadza ryzyko ich przegrzewania. Pojawia się też problem ze stratą sygnału. Utrata informacji jest zjawiskiem wyjątkowo intensywnym  w tym zakresie częstotliwości.

Trzecim wyzwaniem dla badaczy jest problem matematyki. Kiedy sygnał dochodzi z określonego kierunku to atakuje wszystkie anteny. Zmasowane liczby wiązek oznaczają, że wiele z nich jest uszkodzonych, a zatem trzeba je posortować.

Problemy i możliwości

Problemy  badawcze  w projekcie ComSenTer w dużej mierze przenikają się z tymi, które były i są rozwiązywane w technologii 5G. Jednym z nich jest wspólny dla wszystkich problemów mikrofalowych, problem tłumienia fali elektromagnetycznej podczas przenikania przez ściany budynków, a nawet ludzi. Częstotliwości proponowane dla systemu 6G znacznie to zwielokrotniają. Mimo tych komplikacji i wyzwań, badacze z ComSenTer widzą ogromne możliwości, jakie, w porównaniu z 5G, przyniesie system 6G.

Badania systemu 5G wygenerowały oczekiwania, związane choćby z realizacją autonomicznych samochodów, rzeczywistości wirtualnej oraz Internet rzeczy. W istotnym stopniu zwiększy się poprzednio nieosiąganą precyzję, liczbę danych i pojemność sieci, co uczyni możliwymi technologie, nad którymi inżynierowie pracowali przez wiele lat. Ale i tak ostatecznie technologia 5G pozostanie ograniczona do jednowiązkowego przesyłu danych. Następna generacja, wykorzystująca do przesyłu danych setki jednoczesnych wiązek, przy znacznie wyższej częstotliwości, obiecuje znaczne poszerzenie możliwości teleinformatycznych w realizacji oczekiwań społecznych.

Czas rozpocząć badania nad 6G

Nie ma gwarancji, że technologia 6G będzie wyglądała tak, jak proponują badacze z ComSenTer. Trzeba obserwować uważnie co dzieje się przy wprowadzaniu 5G, żeby wychwycić wszelkie problemy. W ten sposób twórcy 6G będą mogli  zaadaptować wszystkie sukcesy technologii 5G i uniknąć jej błędów. Badania w obszarze 5G wystartowały około 10 lat temu, a zatem sensownym jest rozpocząć badania nad technologią 6G właśnie teraz.