Почему будущее беспроводной связи уже наступило

«5G уже с нами, и не за горами 6G», — утверждает Александр Пабст (Alexander Pabst), вице-президент по рыночному сегменту беспроводной связи компании Rohde & Schwarz. Да, 5G широко шагает по миру. И да, Rohde & Schwarz является ведущим поставщиком контрольно-измерительного оборудования и ключевым технологическим партнером для всей экосистемы беспроводной связи. Компания также активно участвует в создании шестого поколения беспроводной связи. Здесь мы расскажем, что нас ждет.

Некоторые из нас до сих пор помнят свое первое текстовое сообщение. Это было в 1990-х годах, когда мобильные телефоны еще имели физические кнопки и даже близко не походили на современные смартфоны. Прошло каких-то тридцать лет, и всё изменилось. Мы пользуемся стриминговыми сервисами на ходу, отслеживаем доставку товаров в реальном времени и совершаем видеозвонки, чтобы поздравить друзей на других континентах с днем рождения.

Мой аватар и я

С точки зрения современных реалий сценарии использования 6G многим кажутся фантастикой. Так, например, виртуальная и дополненная реальность превратятся в расширенную реальность, в которой будут стерты границы между реальным и виртуальным миром.

Цифровые аватары реальных людей будут прогуливаться по виртуальным торговым центрам. А как насчет трансконтинентального празднования дня рождения в виртуальной комнате вместо видеозвонка? Термин «метавселенная», обозначающий некую глобальную виртуальную реальность, был впервые упомянут в научно-фантастическом романе в 1991 году. Сегодня он широко обсуждается как новый массовый тренд в области цифровых технологий, причем не только в Кремниевой долине. Если сценарии 6G воплотятся в жизнь, в 2030-х годах нас ожидают настоящие чудеса в мире связи.

Видеть, слышать и чувствовать по максимуму

Стандартизированные рабочие характеристики пока не определены, но в обсуждениях новых технологий преобладают атрибуты в превосходной степени. Актуальные технические статьи переполнены такими терминами, как «дополнительно расширенная мобильная широкополосная связь (feUMBB)», «сверхнадежная связь с низкими задержками (uLLRS)» и «сверхчувствительная связь с низкими задержками (uHSLLC)».

Все эти понятия объединяет передача данных с очень высокой скоростью без задержки и с повышенной чувствительностью к воздействиям окружающей среды. Для этого комбинируются уже известные методы, как правило, в более высоких диапазонах частот в соответствии с требованиями будущих сценариев использования.

Сети с шестым чувством

Новая комбинация: совмещение связи и измерений (JCAS). Данный подход описывает функции датчиков как неотъемлемую часть будущих сетей связи по технологии 6G. Компания Rohde & Schwarz принимает активное участие в разработках, используя свой опыт как в области беспроводной связи, так и в области испытаний и измерений радиолокационного оборудования.

С технической точки зрения это означает применение многосигнальных устройств или совместное использование аппаратных ресурсов для удовлетворения исходных требований к схемам JCAS. Иными словами, цель также заключается в том, чтобы регистрировать параметры окружающей среды на основе обмена данными в сети связи. В дополнение к передаваемым внутри сети сигналам, их отражения также регистрируются и обрабатываются. Основной принцип можно сравнить с ультразвуковой технологией в медицине: различные типы тканей отражают ультразвуковые волны с различными уровнями интенсивности. На основе эха компьютер может генерировать изображение с расположением, формой и структурой внутренних органов.

Погружение в виртуальную реальность

В сетях беспроводной связи отраженные сигналы предоставляют дополнительную информацию, с помощью которой можно существенно улучшать рабочие характеристики сети. Например, если некоторые объекты временно препятствуют распространению сигнала, сеть может в качестве ответной реакции изменить направление сигнала — практически в режиме реального времени.

Дополнительный пространственный сбор данных, внедряемый в сетях беспроводной связи, также позволяет реализовать инновационные приложения в пользовательском оборудовании. Для всех пользователей, включая вас и меня. Так называемый «цифровой двойник» является виртуальной моделью реального мира. В сценарии 6G он создает эффект полного погружения для пользователей. В настоящее время на рынке наблюдается большой интерес к данной технологии — от игр и развлечений в потребительском сегменте до промышленных роботов и системы помощи людям с ограничениями и без ограничений.

Беспроводная связь со знаком качества «сделано в Германии»

По сравнению с первым поколением аналоговой сотовой связи (1G) отправка текстового сообщения в 1990-х годах казалась гигантским прорывом. Первое поколение цифровой беспроводной связи (2G) открыло для нас такие дополнительные функции, как роуминг и цифровая передача речи. Европейский стандарт GSM (Глобальная система мобильной связи) стал важным предметом экспорта, как и имитатор GSM от Rohde & Schwarz.

Связь для людей

По мере развития сети интернет также росло желание пользоваться интернетом на мобильных устройствах,. поэтому в последующих поколениях 3G и 4G (последнее также известно как LTE, что расшифровывается как Long-Term Evolution, буквально «долговременное развитие») внимание разработчиков было сосредоточено на передаче данных. Сегодня эти два стандарта беспроводной связи наиболее широко применяются по всему миру. Сценарии их использования были в первую очередь ориентированы на связь между людьми. Основной целью была оптимизация скорости передачи данных на мобильные устройства в целях быстрой и удобной работы с приложениями.

Новейший стандарт беспроводной связи 5G существенно повышает скорость передачи, однако при бытовом использовании разница практически незаметна. Стимул к дальнейшему развитию поступил из другой области.

Человеко-машинное взаимодействие

Пятое поколение беспроводной связи неразрывно связано с концепцией «Индустрия 4.0». Промышленный интернет вещей (IIoT) будет играть ключевую роль на заводах будущего. На производственных линиях и в автоматизированных складских системах роботы будут работать бок о бок с сотрудниками завода.

Такие сценарии использования 5G предъявляют значительно более высокие требования к покрытию, задержке и надежности, поэтому их реализация становится непростой задачей для планировщиков и операторов сетей. Компания Rohde & Schwarz с 2020 года ведет активные исследования реальных сценариев «Индустрии 4.0» как для себя, так и для своих заказчиков на базе собственной локальной сети 5G на территории одного из своих производственных объектов.

Когда вещи становятся умными

Многие привычные нам повседневные предметы станут «умнее». В умном доме вам больше не придется нажимать на переключатель, чтобы включить свет. В умном городе будущего подключенные к сети автомобили будут обмениваться данными с умной инфраструктурой. Идеи последних десятилетий станут значительно ближе к реальности по мере широкого распространения 5G.

Однако многообразие различных приложений будет также означать существенное повышение требований, предъявляемых к технологиям датчиков в отдельных системах и к взаимодействию всех систем между собой. По этой причине компания Rohde & Schwarz ставит технологии связи во главу угла. Образно говоря, как игрок международного уровня концерн активно участвует в развитии всей экосистемы беспроводной связи.

Быстрее, выше, дальше

Совместно со специалистами Института телекоммуникаций (HHI) и Института прикладной физики твердого тела (IAF) при Обществе Фраунгофера эксперты Rohde & Schwarzначиная с 2019 года занимаются исследованиями в субтерагерцовом диапазоне частот от 100 ГГц до 320 ГГц. Однако для виртуальных прогулок по торговому центру и вечеринок с участием аватаров требуются значительно более высокие скорости передачи данных, чем это возможно в 5G. Здесь требуются очень высокие частоты. Таким образом, 6G откроет путь в абсолютно новые технологические измерения и не только с точки зрения передачи данных.