Internacional. El trabajo comenzó en serio en las comunicaciones 6G en 2020 con más de mil millones de dólares comprometidos y un satélite chino enviado para experimentar las posibilidades. Finlandia, Corea y China son particularmente activos en la investigación de la electrónica de terahercios que estará en el corazón de 6G, pero hay un excelente trabajo en India y en otros lugares.
Finlandia y sus socios están respaldando más de 350 millones de dólares en nuevas subvenciones de investigación de la Unión Europea, por lo que esto es serio. Aunque se decide poco, ni siquiera la frecuencia, se puede decir mucho sobre los objetivos y desafíos extremadamente ambiciosos de 6G. Este artículo da la evaluación de IDTechEx de las comunicaciones 6G 2021-2041.
Mucho mejor que 5G
5G cubre mucho más que las necesidades de los teléfonos móviles o incluso de la electrónica personal en general. Esto será aún más cierto en el caso de 6G, ya que la comunicación de cosa a cosa posiblemente sea más importante que la comunicación humana. ¡Hay más cosas que personas en el mundo!
¿El futuro de todo?
Como mínimo, las especificaciones básicas abarcarán las necesidades de detección, posicionamiento, computación de borde, imágenes de alta definición y, sí, comunicación. Para un humano, el tiempo de respuesta 6G parecerá instantáneo. Por primera vez, no habrá transferencia de celda a celda para dispositivos móviles. No más sufrimiento por la pérdida de servicio en el traspaso de celda a celda.
Mejoras masivas
- Para cumplir los ambiciosos objetivos de 6G, el enfoque principal son seis parámetros:
- Primera cobertura y ubicuidad verdaderamente 3D. 10k metros arriba, en el espacio, bajo el agua.
- Velocidad de datos superior a 100 Gbps, capacidad X100.
- Se adapta a dispositivos periféricos sin energía, bajo consumo de energía y bajo costo.
- Siempre latencia baja / velocidad de respuesta <1 ms.
- Fiabilidad 99,99999%. Seguro, privado, seguro, resistente.
- Conectividad masiva 10 millones de dispositivos / km2.
Saltando a la "brecha de terahercios"
Los parámetros clave de 6G serán al menos diez veces mejores que los de 5G, en gran parte porque la frecuencia será al menos diez veces mayor. Eso significa en la banda de terahercios no asignados de 275 GHz a 10 THz, también conocida como infrarrojo lejano. Este es el territorio de la física de los vaqueros del Lejano Oeste, donde existen pocos componentes y las señales generadas son débiles hasta ahora. Lo llaman el "Terahertz Gap".
Por esta razón, los experimentos iniciales a menudo se llevan a cabo en el extremo más fácil: 100-300GHz. La FCC ha propuesto formalizar esta "zona de juego del experimentador" en algunas bandas entre 116 y 246GHz. El lanzamiento de 6G puede, como 5G, comenzar en una frecuencia relativamente fácil (¿275GHz?) y luego migrar a una desafiante frecuencia más alta (1THz) para obtener la mayoría de los beneficios. (5G comenzó en unos pocos GHz y está migrando a decenas de GHz).
Es poco probable que esa frecuencia máxima de THz sea superior a 1THz porque, justo después de eso, la atenuación atmosférica del rayo aumenta a niveles severos y los componentes también se vuelven extremadamente desafiantes.
Por muy cerca y muy lejos
De hecho, las frecuencias de THz se utilizarán a nivel local y entre satélites, siendo el resto óptico de espacio libre (FSO) en la mayoría de los casos porque el tendido de fibra óptica será demasiado caro o poco práctico. También puede haber algunos enlaces de larga distancia de banda C en GHz.
Problemas que son oportunidades comerciales
Los problemas que son oportunidades incluyen:
- Las ondas de terahercios (THz) se encuentran entre las microondas y el infrarrojo en el espectro de frecuencias de la luz, pero debido a su baja energía, los científicos no han podido aprovechar su potencial.
- Chip de módem y front-end para las frecuencias más altas. Están en disputa GaAs, GaN, InP, SiGe, CMOS de silicio en aislante totalmente agotado (FD-SOI).
- Fronthaul / backhaul: conectividad de alta capacidad y drones solares a gran altitud en el aire durante 5 años solo con sol. China, Alemania / Francia, el Reino Unido y los EE. UU. ya tienen experimentos en vuelo durante semanas, no 5 años. Algunos serán dirigibles no tripulados, el líder ThalesAlenia Stratobus de Francia / Italia rueda para seguir al sol con su tejido solar superior, que se lanzará en 2021. También se necesitan las decenas de miles de satélites LEO de órbita terrestre baja que están siendo desplegados por los europeos y SpaceX en los EE.UU. Ninguno de estos aviones y satélites está dedicado exclusivamente a 6G, pero son esenciales para 6G.
- Restricciones de hardware heterogéneas sobre la compleja integración en una sola plataforma
- Capacidad de dispositivo de borde de red para obtener los beneficios
- Gestión de recursos complejos de redes 3D
- Gestión del espectro y la interferencia
- Absorción atmosférica de THz
- Gestión de haces THz
- Seguridad de la capa física
- Modelado THz
- Control de costos
¿Un puente muy lejano?
Hay argumentos en contra de todo este entusiasmo 6G. Algunos dicen que 5G está resultando tan caro que es posible que nunca se implemente por completo. Sugieren que aquellos que necesiten más lo obtendrán de una versión de frecuencia más alta de 5G sin más estándares necesarios. IDTechEx señala que 6G no puede suceder sin algo que no existe y puede que nunca sea asequible.
Es necesario porque los haces de THz son estrechos, débiles y no rodean las esquinas. Casi cualquier cosa los detiene, por lo que necesita superficies inteligentes incluso en su casa privada para proporcionar acceso a todas partes. Hay muchos nombres para estas superficies inteligentes. "Hiperesuperficies", "Superficies reflectantes inteligentes IRS", "Metasuperficies programables por software SPM". Consisten en componentes THz activos y metamateriales en matrices de "mosaicos" programables por separado. Estos deben redirigir, amplificar, colimar, polarizar y manipular de otro modo esos haces de THz.
Más críticas
El mundo tiende a resolver sus problemas con menos infraestructura. Por ejemplo, no más centrales telefónicas ni parquímetros. 6G va en contra de esto porque necesita una gran cantidad de infraestructura.
Dicen que 6G permitirá por fin miles de millones de cosas que cooperen con cosas, todas directamente conectadas a Internet. Este es el concepto básico de Internet de las cosas. Bien quizás. Dicen que 6G es el futuro de la realidad virtual y mixta, las imágenes médicas y los vehículos robóticos, pero consideremos este último. Tesla desarrolla vehículos autónomos que funcionan sin mapeo ni conectividad. No necesita 6G para eso.
¿Podemos pronosticar algo todavía?
Entonces, ¿cómo pronosticamos en esta etapa tan temprana? IDTechEx sugiere que, para los teléfonos móviles, tome el pronóstico de IDTechEx 5G y avance las fechas once años. La superposición de la funcionalidad 5G y 6G será considerable, al menos siete años.
Los materiales que se generalizarán en 6G incluyen grafeno y metamateriales (supercondensadores, nivelación de calor, transistores HEMT, antenas, hipersuperficies) y muchos compuestos 3-5 diferentes (transistores HEMT, diodos THz, sustratos, recolección de energía, aviones solares).
Fuente: www.IDTechEx.com/Research
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