Sieć 6G: Przełom w komunikacji

Hologram czerwonych szpilek dotrze do nas przed zakupem. Łatwo sprawdzisz,
czy pasują do ulubionej sukienki. Dawno niewidziana kuzynka ze Stanów wpadnie
do Twojego salonu w postaci światła i dźwięku. To tylko kwestia czasu. Hologramy
już teraz potrafią reagować na ruch człowieka, ale możliwości sieci 6G sprawią, że
będą przesyłane w czasie rzeczywistym. Kolejny przełom w komunikacji to jedna z
prognozowanych możliwości przepotężnej mocy nowej generacji sieci, która
jeszcze przez kilka lat będzie w fazie badań.

Sieć 6G, będąca następcą technologii 5G, obiecuje przynieść niebywałe przyspieszenie
w transferze danych, drastyczne zmniejszenie opóźnień oraz praktycznie nieograniczone możliwości w zakresie komunikacji między urządzeniami. Wizja świata z 6G to nie tylko fantastyczne hologramy i wirtualna rzeczywistość, ale także szereg innowacji, które wpłyną na nasze życie w sposób znacznie bardziej praktyczny i kompleksowy.

Pierwszego komercyjnego wdrożenia sieci 6G można się spodziewać już w 2026 roku w dużych miastach, które inwestują w nowoczesną infrastrukturę telekomunikacyjną, takich jak Tokio, Pekin, Londyn i Nowy Jork. Jednak 6G Flagship szacuje, że ogólne rozpowszechnienie nastąpi prawdopodobnie w latach 2030.

Wdrożenia 5G

Protokoły komunikacyjne 5G zostały opracowane w 2017 roku i udostępnione publicznie w 2019 roku. Wraz ze stopniową modernizacją urządzeń przez konsumentów, coraz więcej osób korzysta z szybszych prędkości. Według OECD (Organizacja Współpracy Gospodarczej i Rozwoju),  niektórzy operatorzy doświadczyli nawet 60-procentowego wzrostu ruchu danych podczas  pandemii w porównaniu z okresem przed pandemią. Aby sprostać temu zapotrzebowaniu, operatorzy sieciowi przyspieszyli rozwój 5G, dzięki czemu Europa wyprzedziła planowane cele w zakresie wdrożenia o około 65 procent. Cele określone przez Komisję Europejską obejmują 100-procentowe pokrycie obszarów miejskich do 2025 r. i 100-procentowe pokrycie przynajmniej niskiego pasma 5G (sub-6Ghz) dla wszystkich obszarów do końca 2030 r.

W Polsce wdrożenie sieci 5G rozpoczęło się na dobre w 2020 roku, kiedy pierwsze komercyjne usługi zostały uruchomione przez głównych operatorów telekomunikacyjnych, takich jak Orange, T-Mobile, Plus czy Play.

Aukcję 5G, kilkakrotnie przesuwaną, oficjalnie rozpoczęto dopiero pod koniec 2022 roku. Urząd Komunikacji Elektronicznej (UKE) ogłosił harmonogram, w którym proces sprzedaży pasma C (3480-3800 MHz) ma zakończyć się po wakacjach.

6G na horyzoncie

Tymczasem na całym świecie trwają już badania nad 6G. W Polsce takimi pracami chwali się państwowy operator – Exatel. W 2022 roku uruchomiono projekt badawczo-rozwojowy „Szybka bezprzewodowa transmisja optyczna do bezpiecznej komunikacji”. To efekt współpracy EXATEL, Politechniki Warszawskiej oraz niemieckich partnerów — Fraunhofer Heinrich Hertz Institute (odpowiednik polskiej Sieci Łukasiewicz) oraz firmy VI Systems.

Wymagania dotyczące 6G mogą sprawić, że opóźnienia zmniejszą się pięciokrotnie w porównaniu z 5G, a przepustowość będzie kilka razy większa. Udoskonalenia wirtualnej rzeczywistości sprawią, że będziemy się jeszcze mocniej zanurzać w światy wirtualne, dzięki szybkiemu przesyłowi danych i minimalnym opóźnieniom. Dzięki temu, IoT oraz sztuczna inteligencja będą mogły szybko zbierać dane i podejmować decyzje. 6G przyniesie również lepszą precyzję lokalizacji. Według raportów 6G Flagship, dzięki nowym technikom, położenie będzie odczytywane z dużo większą dokładnością. Może być to szczególnie przydatne dla samochodów autonomicznych, by bezpieczniej poruszały się po drogach.

Przeszkody

Niskopasmowe 5G może korzystać z istniejącej infrastruktury 4G, z pewnymi ulepszeniami. Dla wyższych częstotliwości, takich jak 24-100GHz w widmie fal milimetrowych, potrzeba wielu stacji bazowych blisko siebie. Właśnie dlatego obecnie 5G wysokopasmowe działa przede wszystkim w miastach.

Wzrost liczby stacji bazowych to ciągłe wyzwanie. Po pierwsze, mieszkańcy nie są zadowoleni z umieszczania wież blisko swoich domów. Po drugie, więcej stacji bazowych oznacza większe zużycie energii – co w obliczu kryzysu energetycznego jest ogromnym problemem dla operatorów.

Rozwiązania

Aby nadążyć za rosnącym zapotrzebowaniem na dane przy niższych opóźnieniach, a jednocześnie zmniejszyć zużycie energii, dostawcy sieci muszą unowocześnić istniejącą infrastrukturę. Wielu dostawców sieci wciąż polega na połączeniach 10 Gb/s do przesyłania danych do i ze stacji bazowych za pomocą kabli optycznych. Takie przepustowości przestają jednak wystarczać. Modernizacja do prędkości rzędu 100Gb/s staje się konieczna.

Osiągnięcie tego celu poprzez ułożenie większej ilości kabli czy multipleksowanie połączeń 10G jest niewykonalne ze względu na ograniczenia kosztowe i czasowe oraz zużycie energii. Alternatywą są moduły optyczne i multipleksery, takie jak te dostarczone przez GBC Photonics firmy Salumanus, które umożliwiają upgrade do 100Gbps przy użyciu istniejącej infrastruktury kablowej. Moduły O-band mogą zwiększyć transmisję danych w istniejących kablach z 10Gb/s do 100Gb/s, bez zwiększania zużycia energii czy kosztów utrzymania. Dodatkowo, zastosowanie pasywnych multiplekserów wyeliminuje potrzebę stosowania aktywnych, zasilanych urządzeń w węzłach agregacyjnych, które łączą stacje bazowe, co jeszcze bardziej obniża zużycie energii. Dzięki temu połączenie optyczne jest utrzymywane przez cały czas, a opóźnienia są minimalne.