Waar komt 6G vandaan: kritieke informatie die u moet weten

Van 6G wordt verwacht dat het in vergelijking met zijn voorganger aanzienlijk betere communicatiemogelijkheden biedt, zoals piekdatasnelheden op Tbps-niveau, latentie op microseconde-niveau en 99.99999% netwerkbetrouwbaarheid.

Hoewel 6G veel belooft, is het onwaarschijnlijk dat 6G binnenkort in het dagelijks leven zal zijn, ondanks het feit dat verschillende belangrijke bedrijven en landen al begonnen zijn met 6G-onderzoek, zoals blijkt uit de onderstaande afbeelding, moet de telecomindustrie verschillende problemen aanpakken voordat ze kan zien het succes van 6G. De problemen zitten niet alleen in de THz-technologie, maar ook in het identificeren van toepassingen die de acceptatie van 6G zullen stimuleren. IDTechEx doet al jaren onderzoek naar 5G en 6G. Dit artikel bespreekt enkele van de hardwaregerelateerde hindernissen voor 6G-connectiviteit, evenals mogelijke toepassingen die 6G zouden kunnen aandrijven

Belangrijkste verschillen van 6G. Bron: IDTechEx - "6G-markt 2023-2043: technologie, trends, voorspellingen, spelers"

Uitdagingen in THz-technologie

6G gebruikt een spectrum boven de 100 GHz en bereikt uiteindelijk THz. De voordelen van het gebruik van zo'n hoge frequentie liggen voor de hand: er kan een enorme bandbreedte worden gebruikt, waardoor een Tbps-piekgegevensstroom met latentie op microseconde-niveau mogelijk is. Er zijn echter verschillende beperkingen aan het gebruik van een dergelijk hoogfrequent spectrum.

Een van de belangrijkste uitdagingen die voor ons ligt, is dat het THz-signaal in de lucht aanzienlijk verzwakt, waardoor het zendbereik wordt beperkt en het gemakkelijk wordt geblokkeerd door obstakels. Omdat de wetten van de fysica niet kunnen worden genegeerd, is het meest cruciale element voor het maken van een apparaat voor hoogfrequente communicatie het leveren van voldoende energie om een ​​redelijk zendbereik te bereiken, zelfs als onderdeel van een antenne-array.

Het kiezen van de juiste halfgeleiders om het verbindingsbereik te vergroten, is het meest cruciaal. Hieronder vindt u een overzicht van keuzes voor halfgeleidertechnologie die werken boven het 100 GHz-spectrum. CMOS kan apparaten dekken die onder 150 GHz werken, met name voor apparaten met korteafstandscommunicatie (voor een groter bereik kan het gebruik van andere halfgeleiders zoals SiGe of III-V voor eindversterkers nog steeds vereist zijn). Als het gaat om frequenties boven de 200 GHz, zal een combinatie van CMOS voor logische en III-V-transistors voor ruisarme versterkers en eindversterkers de juiste keuze zijn. SiGe BiCMOS-technologie biedt momenteel het beste compromis op het gebied van prestaties, lage kosten en eenvoud van integratie voor frequenties van 200 GHz tot 500 GHz. InP zou de ultieme THz-technologie kunnen zijn en kan geschikt zijn in toepassingen waar kosten niet de eerste zorg zijn.

Overzicht keuze halfgeleidertechnologie voor THz RF. Bron: IDTechEx - "6G-markt 2023-2043: technologie, trends, voorspellingen, spelers"

Andere actieve onderzoeks- en ontwikkelingsgebieden naast halfgeleidertechnologieën zijn onder meer de noodzaak om materialen met ultralage verliezen te vinden met een lage diëlektrische constante en tan-verlies om aanzienlijk transmissieverlies te voorkomen, een nieuwe verpakkingsmethodologie te ontwikkelen die de RF-componenten nauw integreert met antennes, en beheer stroom- en thermische problemen naarmate apparaten compacter en complexer worden. IDTechEx's 6G-marktonderzoeksrapport, "6G-markt 2023-2043: technologie, trends, voorspellingen, spelers“, bespreekt deze uitdagingen in detail.

Toepassingen die de acceptatie van 6G kunnen stimuleren

Het is essentieel om de belangrijkste zakelijke use cases te identificeren om de acceptatie van nieuwe technologieën te stimuleren. Ondanks het feit dat providers de superieure prestaties van 5G mmWave aanprijzen, moet de mmWave-markt ondanks jaren van commercialisering van 5G nog van de grond komen. De overgrote meerderheid van 5G-build-outs blijft 5G sub-6 GHz gebruiken. De redenen? De enige reden die de meeste mensen noemen, volgens De primaire interviews van IDTechEx, is de afwezigheid van applicaties die alleen kunnen worden ingeschakeld door mmWave en geen andere technologieën. Dezelfde vraag over 6G zal worden gesteld: waarom is het nodig?

Vanuit het perspectief van de consument zal het waarschijnlijk niet aantrekkelijk zijn om een ​​Tbps-datalink en latentie op microsecondeniveau te hebben, maar een hogere abonnementsprijs te betalen, als de applicaties op hun mobiele apparaten vrijwel hetzelfde zijn als wat ze nu hebben. We hebben veel gehoord over hypes die door 5G en 6G metaverse mogelijk maken, maar de real-life use cases die een wijdverbreide acceptatie kunnen stimuleren, ontbreken nog steeds. We mogen echter niet vergeten dat 6G zijn unieke mogelijkheden zal hebben op het gebied van detectie, beeldvorming, nauwkeurige positionering, enzovoort. Deze kenmerken zullen andere zakelijke use-cases openen en het mogelijk maken om 6G te gebruiken in gebieden buiten mobiele communicatie, wat geavanceerde digitalisering en automatisering van verschillende industrieën verder kan stimuleren. Bijvoorbeeld het gebruik van 6G-netwerken om nauwkeurige waarneming en positionering op centimeterniveau van mobiele robots te bereiken, wat aantoont dat mobiele robots op afstand kunnen worden bestuurd om verschillende objecten op te pakken en te dragen. Tegelijkertijd zorgt deze transmissielink ook voor de snelle draadloze transmissie van real-time high-definition video tussen de mobiele robot en de controller, waardoor synesthesie-integratie mogelijk wordt. Aangezien het spectrum verder reikt dan 275 GHz, zijn interessante use-cases die het vermelden waard zijn, het gebruik van THz-verbindingen als draadloze verbindingen ter vervanging van glasvezel voor datacenters, waardoor herconfigureerbare routes mogelijk worden gemaakt en de omvang van server-/routerracks kan worden verkleind, en natuurlijk , aanzienlijke kostenreductie; en het creëren van een of meerdere point-to-point high-speed communicatielinks binnen een apparaat, waardoor snellere routering mogelijk wordt.

Samenvattend: de sterke businesscases die IDTechEx ziet voor 6G zijn momenteel gericht op business-to-business use cases. Dit wil echter niet zeggen dat 6G niet essentieel zal zijn op de markten voor consumentencommunicatie; er moet eerder een overtuigende use-case worden aangetoond om brede acceptatie op consumentenmarkten te bevorderen.

Lees hier het hele verhaal ...