Исследовать 6G и не отстать

Как в России и в мире формируются компетенции в области перспективных систем связи


По данным GSMA*, сегодня в мире более 160 телеком-операторов запустили сети 5G в более чем 60 странах. И пока многие государства, в том числе Россия, только готовятся к их внедрению, исследовательские группы в разных уголках земного шара занимаются изучением следующего – шестого – поколения мобильной связи, которое произведет технологическую революцию. Кто, где и как в мире готовит заделы для будущих сетей 6G и что нужно сделать нашей стране, чтобы стать одним из лидеров на международном рынке, в материале RSpectr.


ФАНТАСТИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ

Сети 6G смогут поддерживать скорость беспроводной передачи данных до 1 Тб/сек (что в 100 раз быстрее, чем в 5G) и гарантировать сверхнизкую задержку (речь идет уже о микросекундах) и высокую надежность.

Важнейшим отличием 6G будет переход от гигагерцового к терагерцовому диапазону

Кроме того, могут быть задействованы полосы частот в 300-400 мегагерц.

Вице-президент по развитию сетей радио и транспорта компании Ericsson в регионе Восточная Европа и Центральная Азия Анатолий Ильяич рассказал RSpectr, что сети 6G станут основой будущего «интернета всего» (Internet of Everything, IoE).

Этот стандарт связи, по его словам, обеспечит подключение и полный контроль за самыми разными физическими устройствами – от простых терминалов до сложных роботов, которым требуется высокая производительность сетей и систем связи, отвечающих за работу приложений с поддержкой технологий дополненной реальности.

Руководитель Лидирующего исследовательского центра 5G на базе Сколковского института науки и технологий (Сколтеха) Виталий Шуб отмечает, что плотность объектов интернета вещей в зоне покрытия сетей шестого поколения составит до десяти миллионов на один квадратный километр.

Благодаря 6G будут доступны новые сервисы, например, голографическая связь, говорит ведущий эксперт по беспроводным технологиям Huawei в России Дмитрий Конарев.

В.Шуб считает, что рассуждать о конкретных приложениях, реализуемых в 6G, пока рано. Однако очевидно, что все существующие и планируемые сценарии для сетей четвертого и пятого поколений мобильной связи будут доведены до своей максимальной реализации.

Эксперт привел несколько примеров. Так, вместо линейного телевидения популярностью будут пользоваться многопотоковые персонализированные стримы с ультравысоким качеством. Появится возможность осуществлять 4/8K-видеозвонки, в том числе с использованием технологий AR/VR. На улицах и внутри помещений будут широко использоваться интерактивные видеопанели.

Или, например, новые приложения смогут передавать тактильные ощущения. Города будут перестраивать, чтобы обеспечить работу автономного общественного транспорта и служб беспилотной доставки. Благодаря 100% охвату населенных пунктов системами видеонаблюдения существенно снизится уровень уличной преступности, а также

сократится число осознанных нарушений правил дорожного движения и техники безопасности

Виталий Шуб, Сколтех:

– Список можно продолжить, но ясно, что новые технологии затронут все сферы нашей жизни и каждый сегмент экономики. Важно отметить, что все перечисленные примеры – это результат эволюции уже существующих сервисов, которые используют современную телеком-инфраструктуру. Но будут появляться и новые сценарии, которые мы пока не можем себе представить.


ПЕРВОПРОХОДЦЫ

Д.Конарев отмечает, что сегодня изучением технологий, которые могут войти в состав стандарта 6G, занимаются исследовательские группы по всему миру.

Самые известные проекты:

США

ComSenTer, который финансирует консорциум Semiconductor Research Corporation (DARPA, IBM и Intel);

Финляндия

6G Flagship, университет города Оулу– крупнейший в мире проект по изучению шестого поколения связи, партнером выступает компания Nokia;

Китай

Юго-Восточный университет в Цзянсу.

Как рассказал Д.Конарев,

начиная с 2020 года в Китае все участники исследований должны представлять Министерству науки и технологий КНР предложения по реализации 6G

По его словам, количество консорциумов и исследовательских групп, вовлеченных в разработку решений для сетей шестого поколения, стремительно растет, тема исследований в этом направлении становится очень актуальной и в какой-то мере политизированной.

Дмитрий Конарев, Huawei:

– Вопрос вышел на уровень глав государств, и это дало существенный толчок в финансировании изучений в этой области. Если, например, в 2013 году Евросоюз выделил 50 млн евро на поддержку исследований по разработке технологии 5G, то в 2020–м одна только Германия вложила 2 млрд евро в коммуникационные технологии будущего – 5G и 6G. А в Японии власти готовы выделить на развитие цифры (включая 6G) около 9,6 млрд долларов. Предполагаю, что тема 6G теперь гораздо чаще будет мелькать в заголовках ведущих изданий, причем не только специализированных.

Сейчас в разработке технологий 6G лидирует Китай, в ноябре 2020 года запустивший на орбиту спутник с терагерцовым излучателем для испытаний этого диапазона, рассказывает А.Ильяич. На уровне стран выделяются крупные исследовательские гранты (например, Финляндия отвела на эти цели 250 млн долларов). Южная Корея планирует запустить 6G в 2026 году – для реализации этой цели свои усилия объединили Samsung, LG и оператор SK Telecom, причем, технологии 6G включены в план развития цифровой экономики этой страны, в который в 2021 году будет инвестировано почти 12 млрд долларов. В Японии стандартом 6G занимаются Sony и оператор NTT, сотрудничающий с Intel.

Д.Конарев добавил, что Китай приступил к разработкам в сфере 6G еще в марте 2018 года, и в то же время на базе одного из R&D-центров Huawei была создана комиссия экспертов для анализа и подготовки программы исследований в этой области. В настоящий момент готова дорожная карта разработки решений, распределены задачи между ведущими R&D компании. Часть задач будет отрабатываться в российских научно-исследовательских подразделениях Huawei.

«Появление первых образцов для тестирования технологии 6G ожидаем к 2025 году, первые пилотные развертывания сетей – в промежутке 2027-2030 годов», – прогнозирует Д.Конарев.

Шведская компания Ericsson участвует в нескольких проектах 6G по всему миру, в первую очередь в проекте Hexa-X в Европе, Next G Alliance в США и группе продвижения IMT-2030 (6G) в Китае, рассказал А.Ильяич. Компания является техническим менеджером Hexa-X и занимает несколько руководящих должностей в Next G Alliance. Все текущие проекты являются исследовательскими, и ряд из них частично финансируются государствами и частным сектором.

По словам А.Ильяича,

согласованных сроков развертывания 6G еще нет, но ожидается, что официальный процесс стандартизации международным союзом электросвязи завершится к концу 2030 года


ДЕЙСТВОВАТЬ СЕЙЧАС, ЧТОБЫ НЕ ОТСТАТЬ

В.Шуб отмечает, что

у России есть все шансы стать одной из передовых стран в сфере внедрения 6G – в случае начала исследовательских работ здесь и сейчас

Для этого, по словам эксперта, необходимо создание государственно-частной экосистемы 6G с вовлечением производителей микро/нано/оптоэлектронной ЭКБ, телекоммуникационного оборудования и операторского сообщества.

Виталий Шуб, Сколтех:

– В России запуск сетей 6G, по нашей оценке, начнется в 2033-2036 годах – это связано с необходимостью запуска отечественного производства электронной компонентной базы, а затем и самого оборудования.

А.Ильяич подчеркивает, что России в перспективе ближайшего десятилетия важно не упустить возможность войти в число лидеров по развитию стандарта 6G. По его словам, прямо сейчас отечественным производителям имеет смысл начинать разработку решений, которые будут комплиментарными к существующим сетевым элементам от глобальных вендоров, а также активней участвовать в ключевых международных консорциумах — 3GPP** и O-RAN Alliance***.

Анатолий Ильяич, Ericsson:

– Это поможет наращивать компетенцию, быть в курсе тенденций развития отрасли телекоммуникаций и даст возможность опираться в своей работе на последние версии спецификаций для сопряжения с другими производителями.

С этим согласен и директор НТЦ развития беспроводных технологий связи ФГУП НИИР Евгений Девяткин. «Сейчас наша основная задача – сделать так, чтобы российские предложения легли в основу будущих стандартов 6G во всем мире. Для этого надо как можно скорее войти в международные объединения – такие как 3GPP и ETSI****», – говорит он.


СОБСТВЕННЫЕ РАЗРАБОТКИ

В России работы по исследованию в сфере 6G ведут НИИР и Сколтех. Как ранее сообщал RSpectr, НИИР по заказу Минцифры подготовил проект дорожной карты по развитию сетей связи шестого поколения в РФ.

Сейчас документ находится министерстве на рассмотрении, сообщил RSpectr Е.Девяткин.

«Там мы прописали перечень исследований, которые нужно провести для запуска 6G, определили состав участников (ответственных ведомств и организаций), проработали блоки по возможному облику сетей шестого поколения, по созданию в России соответствующей инфраструктуры, по развитию кадрового состава и так далее. То есть все от самого старта до конечного результата», – рассказал Е.Девяткин.

По мнению специалистов НИИР, самый важный блок – это участие России в международных организациях по стандартизации. «Пока нет понимания, какими будут сети 6G, нет смысла говорить о создании оборудования и о других вопросах», – пояснил Е.Девяткин.

В августе институт сообщил о том, что закончил второй этап работ по исследованию возможного увеличения пропускной способности сетей 5G – «5G-модернизация». Проект должен быть завершен до конца 2022 года. Предполагается, что полученные в результате работы технические решения помогут увеличить эффективность (пропускную способность и помехоустойчивость) сетей связи на 25 процентов. Это позволит приблизиться к реализации таких анонсированных в стандарте 6G услуг как голографическая связь, иммерсионная реальность, тактильные коммуникации.

В 2020 году Центр компетенций Национальной технологической инициативы на базе Сколтеха подготовил и направил в Минпромторг проект развития мобильной связи шестого поколения. Документ представляет собой общую программу научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР) по этому направлению. Сейчас он находится в процессе рассмотрения, рассказал RSpectr В.Шуб.

В том же году в Центре компетенций открыто направление исследований передачи данных в субмиллиметровом и терагерцовом диапазонах, а также разработан сверхвысокочастотный интегральный электрооптический модулятор для 6G.

«Прежде всего, мы будем заниматься разработкой субтерагерцового трансивера (100 ГГц – 1 ТГц), новыми сверхширокополосными сигнально-кодовыми конструкциями и MIMO***** высших порядков, общей архитектурой новых сетей 6G и технологиями 6G Edge Intelligence (интеграция оконечных устройств 6G и встроенных в них элементов искусственного интеллекта). Также в сфере нашего внимания находится транспортный сегмент сети», – рассказал В.Шуб.


Изображение: RSpectr, Freepik.com

__

* GSMA – Groupe Speciale Mobile Association – глобальная отраслевая ассоциация телеком-операторов, объединяет более 750 мобильных операторов по всему миру;

** 3GPP – 3rd Generation Partnership Project, консорциум по развитию сетей подвижной связи;

*** O-RAN Alliance – альянс, в который входят крупнейшие мировые телеком-операторы, выступает за переход отрасли на новые решения для построения виртуализированных систем радиодоступа;

**** ETSI – European Telecommunications Standards Institute, европейский институт телекоммуникационных стандартов;

***** MIMO (Multiple Input Multiple Output) — метод пространственного кодирования сигнала, в котором передача и прием данных осуществляются системами из нескольких антенн.


ЕЩЕ ПО ТЕМЕ:

Вперед, к терабитной экономике!
Россия готова активнее включиться в глобальный процесс создания экосистемы для сетей шестого поколения мобильной связи