5G len čaká na korunováciu, no experti už špekulujú o následníkovi trónu

Mobilné siete 5G prinesú na dnešné časy nepredstaviteľné rýchlosti, extrémne nízke oneskorenie a toľko čudesných odlišností, že to bude väčší prevrat, ako prechod z analógových sietí 1G na digitálne 2G a vyššie.

Zrýchľovanie je istotou

O rýchlostiach až do 50 Gbit/s pre koncového používateľa dnes môžeme len snívať aj na optike, no siete 5G ich (časom) prinesú do bezdrôtovej reality. Ide o technológiu, ktorá je navrhnutá a dimenzovaná tak, aby zvládla najnáročnejšie súčasné aplikácie a služby, ale aj tie, ktoré ešte len prídu, napríklad video 8K UltraHD.

Aká potom môže byť „budúcnosť budúcnosti“? V tom má dnes jasno asi málokto.

O sieťach 6G neexistujú zatiaľ ani hmlisté predstavy, ale telekomunikační inžinieri a vizionári o nich už začínajú špekulovať. Už v marci ohlásila začiatok vývoja 6G technológií Čína. Čo by sme mohli očakávať od technológie, ktorú budú naše deti používať v tridsiatych rokoch 21 storočia?

Ak odhadneme, že siete 6G prinesú ďalšie zrýchlenie dát, oproti 5G, nemôžeme sa mýliť. Zatiaľ sa tak deje pri každej generačnej výmene od 1G, po 5G, kde už definované parametre poznáme.

Otázkou je, ako ďalšie masívne zrýchlenie mobilných dát dosiahnuť? Tu sa už otvára priestor na rôzne návrhy a špekulácie. Zaoberá sa nimi aj združenie výskumníkov z viacerých amerických univerzít pod názvom ComSenTer.

Ako na to?

Jedna z vecí, v ktorej majú odborníci jasno, je otázka spektra. Už siete 5G rátajú okrem „tradičných“ frekvenčných oblastí pod úrovňou 6 GHz (táto časť spektra je v 5G terminológii označovaná ako sub-6 GHz), aj s využitím pásma milimetrových vĺn (mmWave).

Oblasť spektra milimetrových vĺn zahŕňa frekvenčné pásmo medzi 30 GHz a 300 GHz, čo predstavuje vlnové dĺžky 10 mm až 1 mm.

Práve v oblasti mmWave sú k dispozícii najväčšie prídely voľného spektra, takže je jasné, že toto bude pracovný priestor aj pre siete 6G. Kým ale 5G ráta s využitím pásma zhruba do 30 GHz (neskôr zrejme až do 60 GHz), siete 6G namieria podstatne vyššie.

ComSenTer, ktoré je financované z prostriedkov konzorcia Semiconductor Research Corporation, združujúceho aktérov silného kalibru ako je americká armádna agentúra DARPA, IBM a Intel, zameriava svoju pozornosť na pásmo 140 GHz, 220 GHz, aj 340 GHz.

To sú výrazne vyššie frekvencie ako 5G a súvisí s nimi podstatne odlišné šírenie signálu. Vzhľadom na extrémne krátku vlnovú dĺžku sa takéto rádiové vlny správajú ako svetlo a spojenie bude vyžadovať v podstate priamu viditeľnosť medzi základňovou stanicou a „mobilom“.

Prekážkou nebude len hmla, dážď, alebo husté sneženie, ale v podstate ľubovoľný predmet na trase priamej viditeľnosti, vrátane pohybujúcich sa ľudí. Ako sa s týmito fyzikálnymi obmedzeniami vysporiadať, necháme na technologických tvorcov, ktorí sa s problematikou budú pasovať v budúcich rokoch.

Jednou z pravdepodobných možností je architektúra siete s extrémne vysokou hustotou prístupových bodov (základňových staníc), pričom terminál bude schopný súčasne komunikovať s viacerými uzlami mrežovej (mesh) siete.

Práce na 6G už začínajú

ComSenTer vyvíja technológiu pre budúcu infraštruktúru mobilných sietí 6G pomocou uzlov s masívnym priestorovým multiplexingom, poskytujúcim 1-100 Gbit/s pre koncového užívateľa, a až s 1000 simultánnymi nezávisle modulovanými lúčmi.

Agregovaná kapacita uzla by potom mala dosahovať rádovo desiatky Tbit/s (desaťtisíce Gbit/s) s masívnym nasadením mnohonásobných vstupných a výstupných pripojení (MIMO) .

Tu už vidíme istý náznak charakteristiky sietí 6G. Načo bude taká robustná konektivita dobrá, je samostatná otázka. Medzi budúcimi aplikáciami by nemali chýbať lokalizačné služby nezávislé na satelitoch a pracujúce s cm presnosťou. Mali by sa využívať aj na lokalizáciu komunikujúcich partnerov.

Inteligentná infraštruktúra podporí virtuálnu realitu (VR) a rozšírenú realitu (augmented reality , AR) s nízkou latenciou a bezproblémovú teleprezentáciu.

Ďalšie uplatnenie majú nájsť 6G technológie v oblasti dopravy pri podpore autonómnych vozidiel a inteligentných diaľnic. Veľmi rýchle širokopásmové spojenie auto-auto (V2V) poslúži okrem výmeny informácií aj na spomínanú presnú lokalizáciu s centimetrovým rozlíšením. Tá pomôže, okrem iného, zabrániť kolíziám vozidiel.

Podobné aplikácie už budú ale pokrývať aj siete 5G a možno aj 4G, takže skutočné uplatnenie sietí 6G je zatiaľ otázne.

Taký je však výskum. Najprv musíme mať fungujúcu technológiu, a keď tu bude, vhodné aplikácie sa nájdu. Práce na vývoji 5G technológie začali pred viac ako 10-timi rokmi. Ak chceme mať o ďalšie desaťročie novú generáciu sietí, ich výskum netreba odkladať.