5 и 6G. Обзор развития

Эволюция сетей от 1G до 5G развивалась с голосовой связи (1G), последующего добавления текстовых сообщений (2G), данных (3G), увеличения скорости (4G), увеличения времени автономной работы, скорости и сокращения задержки (5G).

Однако к 2030 году технология 5G может достичь пределов своего развития, и потребуется разработка новых парадигм.

По прогнозам Statista, к 2027 году около 75% мирового населения будет иметь доступ к сетям 5G. Такой потенциал 5G требует разработки новых сценариев и прогнозов по развертыванию сетей следующего поколения. В частности, ограниченная пропускная способность 5G не позволяет создать интеллектуальную и автоматизированную сеть для IoT как услуги.

По данным CISCO, глобальный мобильный трафик данных достигнет 282 эксабайт (ЭБ)¹Эксаба́йт (ЭБ) — единица измерения количества информации, равная 10¹⁸ (квинтиллион) байт. в месяц в 2027 году, (за исключением фиксированного беспроводного доступа, FWA). Если добавить FWA, к концу 2027 года общий мобильный трафик данных составит 368 ЭБ в месяц.

Несмотря на экономические сложности и геополитическую неопределенность, поставщики услуг продолжают развертывание сетей 5G. Так, согласно отчету Ericsson, 228 поставщиков запустили коммерческие услуги 5G и 35 развернули или запустили 5G SA²SA (Standalone) предполагает использование только одной технологии радиодоступа (LTE или NR – New Radio) в общедоступных сетях. Вместе с этим, в глобальном использовании мобильных данных разворачивается конкуренция между США и Китаем. В США мобильный трафик данных составил 5,6 ЭБ в месяц в 2022 году. Согласно исследованиям, в Китае мобильный трафик данных составит 61 ЭБ в 2026 году. С другой стороны, Германия будет страной с наибольшим ростом мобильного трафика данных в Европе, совокупный среднегодовой темп прироста составит 19,7%. Трафик данных в остальной части Европы достигнет 3,4 ЭБ в месяц. Среди предоставляемых услуг наибольшее развитие затрагивает широкополосный мобильный доступ (eMBB), фиксированный беспроводной доступ (FWA), услуги AR/VR. Вместе с этим, согласно данным Ericsson, наблюдается значительный рост числа подписчиков 5G. В третьем квартале 2022 года количество подписок 5G выросло с 760 до 870 миллионов. Цены на устройства 5G снижаются быстрее, чем для устройств 4G. Ожидается, что число абонентов 4G снизится с 5,2 млрд в 2022 году до 3,6 млрд в 2028. Количество абонентов GSM/EDGE сократилось на 44 миллиона. Самый высокий уровень подписок 5G наблюдается в США и Северо-Восточной Азии – 35%, в странах Персидского залива – 20% и в ЕС – 11%. При этом, по прогнозам Ericsson, к 2028 году наибольший охват 5G будет наблюдаться в США – 91% и ЕС – 88%.

Стремительное развитие 5G обеспечивает платформу для быстрого роста сетей следующего поколения 6G. В частности, США и Китай активно совершенствуют технологии 6G, что стимулирует рост мирового рынка. Например, в марте 2019 года в Соединенных Штатах Федеральная комиссия по связи (FCC) предоставила экспериментальные лицензии в диапазоне от 95 гигагерц (ГГц) до 3 терагерц (ТГц), что значительно превышает текущий спектр, открытый для 5G. В дополнение к вышесказанному Закон о сетях FUTURE, утвержденный Палатой представителей США в декабре 2021 года, предусматривает создание Целевой группы по 6G для оценки статуса отраслевых органов, работающих над стандартами 6G, и оценке рисков, связанных с сетями 6G. Целевая группа заинтересованных сторон должна также определить сильные стороны и способы использования 6G, а также любые ограничения, связанные с цепочками поставок или кибербезопасностью, которые необходимо устранить для успешной работы.

В июне 2022 года China Mobile выпустила «Белую книгу по архитектуре сети мобильной связи 6G в Китае» и предложила трехчастную, четырехуровневую и пятистороннюю общую архитектуру 6G, которая стала первой в отрасли системной архитектурой сети 6G. По сравнению с 5G, 6G улучшит большинство показателей производительности от 10 до 100 раз, позволит одномоментно загружать до 10 потоковых видео высокого качества. Показатели производительности в отношении скорости достигают гигабитного уровня, задержка позволяет обрабатывать поток данных в режиме реального времени, над ежность беспроводной сети практически соответствует проводной, плотность трафика и плотность соединения 6G выше (от 10 до 1000 раз) в отличие от 5G и сможет поддерживать высокоскоростную мобильную связь для движущихся объектов со скоростью более 1000 км/час. 6G будет способствовать улучшению дистанционного обучения, телемедицины, взаимодействия в виртуальной реальности в метавселенной, обеспечивать покрытие связью высокоскоростных железных дорог и авиасообщения.

Кроме этого, в марте 2023 года Китай заявил о намерении возглавить развитие передовых технологий, то есть держаться в арьергарде технологического прогресса, в котором телекоммуникационная отрасль является ядром и сформирует план действий по всестороннему продвижению исследований и разработок технологии 6G. Согласно данным Информационного бюро Госсовета КНР, количество базовых станций в 2022 году 5G достигло 2,64 миллиона. В прошлом году на его долю приходилось более 60% мирового рынка. Надежная основа приложений 5G позволяет Китаю продолжать лидировать в разработке технологических стандартов следующего поколения для широкополосных сетей и направлены на широкое применение в промышленности. Аналитик телекоммуникационной связи Ма Цзихуа, полагает, по данным Global Times, что спутниковая навигация, океаническое земледелие и автономное вождение являются потенциальными областями, где станет активно применяться технология 6G.

Становление сетей 6G связано с ожиданиями сверхвысокой скорости, большей емкости и сверхнизкой задержки для поддержания новых отраслевых приложений – медицины, интеллектуального прогнозирования стихийных бедствий, виртуальной реальности и пр.

Эти изменения в сетях мобильной связи способствуют развитию Интернета вещей, трехмерных медиа, взаимодействия между машинами (М2М). Однако, если слуховая реакция человека составляет около 140мс, а зрительная около 180мс, то задержка в 1мс для промышленного Интернета вещей оказывается слишком долгой. Например, для снижения частоты столкновений и повышения безопасности в автономных системах транспортных средств, медицине, виртуальной реальности сеть 6G должна достичь сверхмалой задержки.

В соответствии с принципами развития предыдущих поколений сетей, 6G будет основана на существующей архитектуре 5G. В частности, на расширенных разрешенных полосах частот, оптимизированной децентрализованной сетевой архитектуре. Сети 6G будут поддерживать сотни Гбит в секунду, использовать диапазон миллиметровых (mmWave 30-300 ГГц) и терагерцовых (0,06-10 ТГц) волн, пропускная способность позволит подключать объекты киберфизических систем, то есть будет выше в 10-1000 раз, чем у сетей 5G. По некоторым прогнозам, в системах связи следующего поколения ожидается безсотовая архитектура, децентрализация сетей, распределение ресурсов и трехмерная радиосвязь. Вместе с этим стоит ожидать изменений в развитии управления данными и появления новых бизнес-моделей. В частности, значительные изменения в сетях мобильной связи поспособствуют развитию новых приложений, включая виртуальную реальность, Интернет вещей, трехмерные медиа, искусственный интеллект и взаимодействие между машинами (М2М), широкополосный доступ (eMBB).

Таким образом, лидерами отрасли остаются Китай и США, и их противостояние стимулирует рыночный рост. Параллельно, ожидается, что сеть 6G обеспечит 100-кратное увеличение энергетической и объемной спектральной эффективности по сравнению с сетью 5G. Инфраструктура 6G будет намного сложнее из-за большого количества подключений, а глобальный мобильный трафик данных будет увеличиваться на 55 % в год до 2030 года. Рост трафика будет генерировать 5016 ЭБ ежемесячных данных к 2030 году. Этот огромный объем данных с мощными возможностями обработки и обучения можно использовать для управления сетью на разных этапах. Инвестиции в исследования и разработки определят лидеров телекоммуникаций в следующем десятилетии.

• 1
  Эксаба́йт (ЭБ) — единица измерения количества информации, равная 10¹⁸ (квинтиллион) байт.
• 2
  SA (Standalone) предполагает использование только одной технологии радиодоступа (LTE или NR – New Radio)

Похожие записи:

Отчет о мониторинге правоприменения регулирования информационного пространства в странах мира в 2020 году Рынок технологий Умного дома 2021 г. Об угрозах иностранных мессенджеров в условиях санкций Подходы и методы регулирования программно-аппаратных средств, позволяющих предотвратить идентификацию пользователя и получить доступ к запрещенным ресурсам в сети Интернет Кибератаки на критическую информационную инфраструктуру