Met elke generatie communicatietechnologie verandert de focus van het netwerk. De 2G en 3G tijdperken waren gericht op communicatie van mens tot mens via spraak en tekst. 4G was een fundamentele verschuiving naar massale dataconsumptie, terwijl het 5G tijdperk de nadruk heeft gelegd op het verbinden van het Internet of Things (IoT) en industriële automatiseringssystemen.
In het 6G tijdperk zullen de digitale, fysieke en menselijke wereld samensmelten om exceptionele ervaringen teweeg te brengen. Hoewel er nog steeds veel innovatie is in 5G, met de 5G Advanced release van de nieuwe standaarden, is Nokia Bell Labs al begonnen met het onderzoek naar 6G om het tegen 2030 commercieel beschikbaar te maken.
Net zoals de applicaties van vandaag zijn gebouwd op het fundament van multimedia, zien wij toekomstige applicaties die digitale werelden als raamwerk gebruiken. Dynamische digital twin werelden zijn nauwkeurige representaties met hoge resolutie van de fysieke wereld en/of representaties van virtuele werelden.
Hoe zal het 6G tijdperk ons ten goede komen?
Letterlijk, elke verbetering in netwerkconnectiviteit die 5G voor de eindgebruiker zal brengen, zal verder worden geperfectioneerd met 6G. Of het nu gaat om smart city’s, boerderijen, fabrieken en robotica, 6G zal het naar een hoger niveau tillen. Veel daarvan wordt mogelijk gemaakt door 5G Advanced, de volgende verbetering voor 5G. Het wordt geleverd met verbeterde efficiëntie en uitgebreide mogelijkheden en een verbeterde gebruikerservaring.
Kijkend naar het verleden, is het duidelijk dat elke generatie de use cases van de vorige generatie optimaliseert en nieuwe introduceert. Dit zal zo blijven. 6G zal voortbouwen op de technologische en use case aspecten van 5G, waardoor de acceptatie ervan op grote schaal wordt gestimuleerd door optimalisatie en kostenverlaging. Tegelijkertijd zal 6G nieuwe use cases mogelijk maken.
We zullen de fysieke wereld verbinden met onze eigen menselijke wereld, dankzij de massale inzet van sensoren en kunstmatige intelligentie en machine learning (AI/ML) met digital twin modellen en realtime synchrone updates. Deze digital twin modellen zijn cruciaal, omdat ze ons in staat stellen te analyseren wat er in de fysieke wereld gebeurt, mogelijke resultaten te simuleren, te anticiperen op behoeften en vervolgens productieve acties terug te ondernemen in de fysieke wereld.
Digital twin modellen worden al gebruikt met 5G. Met 6G kunnen wij verwachten dat deze technologieën op veel grotere schaal zullen werken. Digital twins zijn niet alleen te vinden in fabrieken, maar ook in wide area netwerken van steden en zelfs digital twins van mensen, wat een grote impact zal hebben op de netwerkarchitectuur.
Hoewel de smartphone een belangrijk device zal blijven in het 6G tijdperk, zullen nieuwe mens en machine interfaces het gemakkelijker maken om informatie te consumeren en te controleren. Typen op het touchscreen wordt geleidelijk vervangen door gebaren en spraakbesturing en devices worden steeds kleiner. Gezondheidszorg zal een belangrijke accelerator zijn, aangezien wearables 24/7 monitoring van vitale parameters mogelijk maken.
Het volwassen worden van AI en machine vision en hun vermogen om mensen en objecten te herkennen, zullen draadloze camera’s veranderen in universele sensoren. Radio en andere waarnemingsmodaliteiten zoals akoestiek zullen informatie over de omgeving verzamelen. Digitaal geld en sleutels worden de norm. Wij kunnen zelfs gaan vertrouwen op hersensensoren om machines aan te drijven.
6G zal ook op verschillende manieren duurzaamheid bevorderen. Door lagere kosten qua connectiviteit mogelijk te maken, zou het de gegevensverzameling en closed loop besturing van veel verschillende devices kunnen ondersteunen. De gegevens kunnen worden geanalyseerd met behulp van geavanceerde tools om de energie efficiëntie in industrieën te verbeteren. De geavanceerde multi sensorische telepresence die wordt gecreëerd met zeer hoge datasnelheden zal de behoefte aan reizen verminderen door de introductie van multimodale telepresence met gemengde realiteit en samenwerking op afstand.
6G zal aanzienlijk energiezuiniger zijn, componenten uitschakelen en capaciteit verkleinen wanneer de vraag lager is. Energie efficiëntie zal een belangrijk ontwerpcriterium zijn in 6G, samen met de andere statistieken zoals capaciteit, piekgegevenssnelheid, latentie en betrouwbaarheid.
Het 6G netwerk
6G vraagt om een verandering in de manier waarop communicatienetwerken worden ontworpen. Meerdere belangrijke vereisten moeten met elkaar worden verzoend: het enorm groeiende verkeer en het exploderende aantal devices en markten bedienen, en tegelijkertijd voldoen aan de hoogst mogelijke normen met betrekking tot prestaties, energie efficiëntie en sterke beveiliging, waardoor duurzame groei op een betrouwbare manier mogelijk wordt.
5G Advanced is een belangrijke opstap naar enkele van de mogelijkheden die we op grotere schaal in 6G willen mogelijk maken. Het zal 5G het komende half decennium verder ontwikkelen tot zijn volledige mogelijkheid. In het 5G tijdperk vereist de manier waarop netwerken worden ontworpen en geïmplementeerd, een nieuw niveau van intelligentie, een niveau dat kan worden beheerd via een uitgesplitst netwerk en wordt aangedreven door AI en Closed Loop Automation om de groei van het verkeer aan te kunnen. De evolutie naar 5G Advanced vereist ook optimale ondersteuning voor kritieke netwerktoepassingen, hetzij via communicatieserviceproviders (CSP’s) of als industriële particuliere draadloze netwerken.
Zes technologiegebieden die 6G zullen karakteriseren
Kunstmatige intelligentie en machine learning – AI/ML-technieken, met name deep learning, zijn het afgelopen decennium snel vooruitgegaan en zijn al ingezet in verschillende domeinen met betrekking tot beeldclassificatie en computervisie, variërend van sociale netwerken tot beveiliging. 5G zal het ware potentieel van deze technologieën ontketenen, en met de benaderingen in 5G Advanced zal AI/ML in vele delen van het netwerk op vele lagen en in vele functies worden geïntroduceerd. Van de optimalisatie van bundelvorming in de radio laag tot planning op de collocatie met zelf optimaliserende netwerken, allemaal met behulp van AI/ML om betere prestaties te bereiken bij een lagere complexiteit.
Spectrumbanden
Spectrum is een cruciaal element bij het leveren van radioconnectiviteit. Elke nieuwe mobiele generatie vereist een nieuw pioniersspectrum dat helpt om de voordelen van een nieuwe technologie volledig te benutten. Herinrichting van het bestaande spectrum voor mobiele communicatie van de oude technologie naar de nieuwe generatie zal ook essentieel worden. De nieuwe pioniersspectrumblokken voor 6G zullen naar verwachting op mid bands 7 – 20 GHz zijn voor stedelijke buitencellen, waardoor een hogere capaciteit mogelijk is door extreme MIMO, lage banden 460 – 694 MHz voor extreme dekking en sub-THz voor piekgegevenssnelheden van meer dan 100 Gbps. Terwijl 5G Advanced, 5G verder zal uitbreiden dan alleen datacommunicatie en de positioneringsnauwkeurigheid aanzienlijk zal verbeteren tot op centimeterniveau, vooral voor binnen- en ondergrondse faciliteiten waar satellietsignalen niet beschikbaar zijn, zal 6G lokalisatie naar een hoger niveau tillen door gebruik te maken van een breed spectrum en de nieuwe spectral gaat helemaal tot terahertz.
Extreme connectiviteit
De Ultra Reliable Low Latency Communication (URLLC) service die begon met 5G, zal worden verfijnd en verbeterd in 6G om tegemoet te komen aan extreme connectiviteitsvereisten, waaronder een latency van minder dan een milliseconde. De netwerkbetrouwbaarheid kan worden vergroot door gelijktijdige transmissie, meerdere draadloze hops, M2M verbindingen en AI/ML. Verbeterd mobiel breedband in combinatie met lagere latency en verbeterde betrouwbaarheid zal de ervaring van realtime videocommunicatie, holografische ervaringen of zelfs digital twin modellen die in realtime worden bijgewerkt door de inzet van videosensoren verbeteren.
In het 6G tijdperk kunnen we use cases verwachten met netwerken die specifieke vereisten hebben in sub netwerken, waardoor netwerken van netwerken ontstaan met netwerken als eindpunt. Machinegebied netwerken zoals een autogebied netwerk of een lichaamsgebied netwerk kunnen honderden sensoren hebben over een gebied van minder dan 100 meter. Deze sensoren moeten binnen 100 microseconden met extreem hoge betrouwbaarheid communiceren voor de werking van dat machinesysteem. Door netwerken in auto’s of op robots echt draadloos te maken, wordt een nieuw tijdperk geopend voor de ontwerpers van die devices, omdat ze niet langer lange en omvangrijke kabelsystemen hoeven te installeren.
Nieuwe netwerkarchitecturen, 5G is het eerste systeem dat is ontworpen om te werken in de zakelijke/industriële omgeving, ter vervanging van bekabelde connectiviteit. Naarmate de vraag naar en de druk op het netwerk toeneemt, zullen industrieën nog geavanceerdere architecturen nodig hebben die meer flexibiliteit en specialisatie kunnen ondersteunen.
5G introduceert een op services gebaseerde architectuur in de kern- en cloud native implementaties die zullen worden uitgebreid tot delen van het RAN, en het netwerk zal worden ingezet in heterogene cloud omgevingen met een mix van private, publieke en hybride clouds. Bovendien, naarmate de kern meer gedistribueerd wordt en de hogere lagen van het RAN meer gecentraliseerd worden, zullen er mogelijkheden zijn om de kosten te verlagen door functies samen te voegen. Nieuwe netwerk- en service orkestratie oplossingen die gebruikmaken van de vooruitgang in AI/ML zullen resulteren in een ongekend niveau van netwerkautomatisering die de bedrijfskosten zal verlagen.
Veiligheid en vertrouwen
Alle soorten netwerken worden steeds vaker het doelwit van cyberaanvallen. Het dynamische karakter van de bedreigingen maakt het noodzakelijk om stevige beveiligingsmechanismen in te zetten. 6G netwerken zullen worden ontworpen om te beschermen tegen bedreigingen zoals jamming. Er moet rekening worden gehouden met privacy kwesties wanneer nieuwe mixed reality werelden worden gecreëerd die digitale representaties van echte en virtuele objecten combineren.
Op weg naar Industrie 5.0
In de afgelopen decennia heeft een reeks technologische verbeteringen de opkomst van slimme fabrieken aangewakkerd. Connectiviteit is echter een groot probleem gebleven. 5G heeft de vierde industriële revolutie een vliegende start gegeven met een groot aantal moderne technologieën. De opmars naar Industry 5.0 zal nog meer vaart krijgen met de wijdverbreide adoptie van 6G.
Het co-design van communicatie en controle zal lagere kosten en een hogere datasnelheid mogelijk maken en het aantal use cases verhogen. Het 6G netwerk als sensor maakt gezamenlijke communicatie, detectie en lokalisatie mogelijk die in de behoeften van industrieën zal voorzien met één enkel systeem, waardoor de kosten worden verlaagd.
Nieuwe nul energie- of batterij loze devices kunnen worden ingeschakeld in 6G met behulp van backscatter communicatie die een enorme schaalvergroting van gegevensverzameling voor analyse en closed loop controle mogelijk maakt. Er zal veel gebruik worden gemaakt van mobiele robotzwermen en drones in verschillende branches zoals horeca, ziekenhuizen, magazijnen en pakketbezorging.
Stappen naar 6G
De uitrol van 5G en vervolgens 5G Advanced had niet op een beter moment kunnen komen nu de wereldwijde middelen schaars zijn. Communicatietechnologie gaat een cruciale rol spelen bij het verhogen van de productiviteit en het helpen nastreven van een alomvattend groen beleid. 6G zal voortbouwen op de successen van 5G door het menselijk welzijn te versterken en nieuwe mogelijkheden te onthullen die we nog niet kunnen definiëren of voorstellen.
Verwachting
Verwacht wordt dat 6G-systemen tegen 2030 commercieel op de markt zullen komen, volgens de typische 10-jarige cyclus tussen generaties. Standaardisatiefase 1 zal waarschijnlijk starten vanaf 2026 als onderdeel van 3GPP Release 20.
Ondertussen zal 5G worden verbeterd door 5G Advanced, wat een belangrijk aandachtspunt zal zijn voor 3GPP vanaf release 18 en zal vanaf 2025 commerciële netwerken van stroom voorzien, ruim voordat 6G aan het einde van het decennium arriveert.
Voor meer informatie kunt u contact met ons opnemen via het telefoonnummer 085-0443500 of per mail naar info@thingsdata.com.