6G en 2030: 5 tendencias principales, 13 tecnologías centrales

La tecnología 5G se ha comercializado por completo. A medida que la 5G continúa penetrando en sectores verticales, las ideas sobre la 6G se incorporan gradualmente a la agenda. De cara a 2030 y años posteriores, la 6G respaldará plenamente la digitalización global sobre la base de la 5G, combinándose con el desarrollo de la inteligencia artificial y otras tecnologías, para lograr la disponibilidad ubicua de la inteligencia, potenciar todo, impulsar a la sociedad hacia un mundo de "gemelos digitales" que combine virtualidad y realidad, y hacer realidad la visión de "gemelos digitales e inteligencia ubicua".

Around this overall vision, 6G networks willEnjoy life intelligently,Producción inteligente,Zhihuan SocietyThese three aspects have given rise to new application scenarios, such as twin digital humans, holographic interaction, super transportation, synaesthesia interconnection, intelligent interaction, etc.

Estos escenarios requerirán velocidades máximas de nivel de terabits, latencia inferior al milisegundo, velocidades móviles superiores a 1,000 km/h y nuevas capacidades de red como seguridad endógena, inteligencia endógena y gemelos digitales. Para satisfacer las mayores exigencias de los nuevos escenarios y servicios, la tecnología y la arquitectura de la interfaz aérea 6G requieren cambios correspondientes.

01 future network technology

En la actualidad, con la profunda integración de las tecnologías de la información y la comunicación, el big data y la inteligencia artificial, la mayor expansión de la ubicuidad de la red, la mejora continua de la experiencia del usuario y los requisitos de servicio personalizado, y la aparición continua de muchas nuevas tecnologías facilitadoras, las redes futuras también muestran las siguientes características principales y tendencias de desarrollo.

1. Comunicación de espectro completo

A medida que aumentan las necesidades de comunicación, las redes de comunicación móvil requieren más espectro. Dado que el espectro por debajo de 6 GHz ya está asignado, las bandas de frecuencia de ondas milimétricas de 26 GHz y 39 GHz también se han asignado a 5G. Es necesario estudiar bandas de frecuencia más altas, como THz y luz visible, para satisfacer las necesidades de mayor capacidad y velocidades de transmisión ultrarrápidas.

La luz visible se refiere generalmente a las ondas electromagnéticas en la banda de frecuencia de 430 a 790 THz (longitud de onda de 380 a 750 nm), cuyo espectro potencial abarca aproximadamente 400 THz. Los terahercios se refieren a las ondas electromagnéticas en la banda de frecuencia de 0.1 a 10 THz (longitud de onda de 30 a 3000 micras), cuyo espectro potencial abarca aproximadamente 10 THz. Ambas presentan características como un amplio ancho de banda, facilitan la comunicación a ultra alta velocidad y constituyen un complemento potencial para los futuros sistemas de comunicación móvil.

▲ Distribución de frecuencia

2. Integración del cielo, cielo y tierra

Si bien las futuras redes mejorarán significativamente la experiencia del usuario, también deberán satisfacer las necesidades de servicio de Internet a bordo de aeronaves, barcos, etc., garantizar la continuidad del servicio en vehículos terrestres de alta velocidad, ferrocarriles de alta velocidad y otras terminales, y dar soporte al despliegue de dispositivos IoT masivos para rescate y asistencia en casos de desastre, monitoreo ambiental, prevención de incendios forestales, inspección de terrenos deshabitados y seguimiento de contenedores marítimos. Además, deberán lograr una cobertura de bajo costo en áreas poco pobladas. Por lo tanto, la estrategia principal en el futuro consiste en expandir la cobertura de red a redes tridimensionales en espacios naturales como el espacio exterior, las profundidades montañosas, los mares y la tierra. En consecuencia, es necesario construir una red integrada que combine el espacio exterior y la tierra para lograr una cobertura ubicua tridimensional de las redes de comunicación en todo el mundo.

The space-space-ground integrated network mainly includes three parts: space bases composed of satellites in different orbits, space bases composed of various aerial vehicles, and ground bases composed of satellite ground stations and traditional ground networks.Wide coverage, flexible deployment, ultra-low power consumption, ultra-high accuracy and not susceptible to ground disastersy otras características.

3. Integración DOICT

6G is a new generation of mobile communication system that is deeply integrated with communication technology, information technology, big data technology, AI technology, and control technology. It shows strong interdisciplinary and cross-field development characteristics.The 6G vision of "digital twins and ubiquitous intelligence" requires end-to-end design from information collection, information transmission, information calculation, and information application. DOICT integration will be the development trend of 6G end-to-end information processing and service architecture.

La profunda integración de las TIC promueve la definibilidad multidimensional de la red, que constituye la base de las redes flexibles. La profunda integración de las TIC digitales promueve la penetración integral de la inteligencia artificial y el big data en la red, que es la base de las redes inteligentes. La profunda integración de las TIC digitales promueve el desarrollo de redes deterministas y es la base de los sistemas de automatización y los sistemas de gemelos digitales.

DOICT logrará la integración profunda de la nube, la red, el borde, los terminales y la industria basándose en el flujo de macrodatos, creará un entorno de confianza mediante la tecnología blockchain, mejorará la eficiencia en la utilización de recursos de todas las partes y actualizará de forma colaborativa las capacidades de computación en la nube y en el borde, las capacidades de red, las capacidades de los terminales y las capacidades comerciales.

4. Reconfigurabilidad de la red

Con el rápido desarrollo de la tecnología de comunicación móvil, las necesidades y los escenarios empresariales se han vuelto más diversos y personalizados. En el futuro, las redes 6G adoptarán un diseño de arquitectura reconfigurable más flexible.

Por un lado, gracias a los recursos de hardware compartidos, la red asigna los recursos de red e interfaz aérea correspondientes a los diferentes servicios de los usuarios, ofreciendo servicios bajo demanda de extremo a extremo. Al tiempo que proporciona el mejor servicio, también permite compartir recursos para maximizar su utilización y reducir los costes de construcción de la red. Por otro lado, la arquitectura de red minimalista y las características de red flexibles y escalables facilitan el mantenimiento, las actualizaciones y la optimización posteriores de la red, reduciendo aún más los costes operativos de los operadores. Además, los requisitos inherentes a la inteligencia 6G exigen una mayor capacidad de procesamiento y escalabilidad para la red.

5. Integración percepción-comunicación-computación

La integración de percepción, comunicación y computación se refiere a un marco tecnológico de procesamiento de información de extremo a extremo que ejecuta simultáneamente la recopilación y el cálculo de información durante el proceso de transmisión. Romperá con el modelo tradicional de servicios de información, que incluye la recopilación de información en terminales, la transmisión de información en red y el cálculo en el borde de la nube. Es un requisito técnico para proporcionar servicios altamente integrados de percepción, comunicación y computación, como los de sistemas no tripulados, experiencias inmersivas y gemelos digitales.

La integración percepción-comunicación-computación se divide específicamente en dos niveles: colaboración funcional y fusión funcional. En el marco de la colaboración funcional, la información sensorial puede mejorar las capacidades de comunicación, la comunicación puede expandir la dimensión y la profundidad de la percepción, la computación puede realizar la fusión de datos multidimensionales y el análisis de macrodatos, la percepción puede mejorar el rendimiento de los modelos y algoritmos de computación, la comunicación puede propiciar la computación ubicua y la computación puede lograr la comunicación a gran escala.

En el marco de integración funcional, las señales de detección y comunicación pueden integrar el diseño y la detección de formas de onda y compartir un conjunto de equipos de hardware. Actualmente, la tecnología de integración de comunicaciones por radar se ha convertido en un área de gran interés. La integración de capacidades de detección y comunicación en el rango de terahercios, así como la integración de imágenes y comunicación en el rango de luz visible, se perfilan como tendencias tecnológicas clave para la 6G. La percepción y la computación se integran en una red que optimiza el uso de la potencia de cálculo, y la computación y la red se integran para lograr una arquitectura de red y microservicios definible de extremo a extremo.

En el futuro, la computación de comunicación perceptiva podrá lograr una reconfiguración funcional basada en el desarrollo de la tecnología de chips definidos por software.

▲Perception-communication-computing integrated application scenario

1. MIMO distribuido a ultra gran escala

Tras la introducción de MIMO a ultra gran escala, la capacidad de las redes 4G/5G ha mejorado notablemente. Sin embargo, debido a la pérdida de trayectoria y la interferencia entre celdas, la experiencia del usuario en los límites de la celda aún requiere mejoras. El MIMO distribuido a ultra gran escala extiende el método de despliegue centralizado tradicional a un despliegue distribuido, introduce la colaboración inteligente entre múltiples nodos distribuidos y permite la programación conjunta de recursos y la transmisión conjunta de datos, como se muestra en la figura siguiente. Mediante el despliegue distribuido y la colaboración inteligente, por un lado, se eliminan eficazmente las interferencias y se mejora la calidad de la recepción de la señal; por otro lado, se amplía la cobertura, ofreciendo a los usuarios una experiencia de rendimiento sin límites. En la futura red 6G, especialmente en bandas de frecuencia más altas y escenarios de despliegue denso, mostrará un gran potencial de aplicación.

▲Distributed ultra-large-scale MIMO diagram

La industria ha demostrado teóricamente las ventajas de MIMO distribuido para mejorar la capacidad del canal. El análisis teórico muestra que, bajo las mismas condiciones (número total de antenas, potencia de transmisión total y cobertura), el rendimiento del sistema MIMO distribuido es más uniforme que el de MIMO centralizado, debido a que siempre hay nodos distribuidos más cercanos a los usuarios y se utiliza una colaboración inteligente para la programación y la conformación del tráfico. En particular, la mejora del rendimiento para los usuarios periféricos es más significativa.

Debido al considerable aumento en la escala de las antenas y el número de nodos, la tecnología MIMO distribuida a gran escala plantea desafíos para las capacidades de intercambio de información entre nodos, la selección de nodos de colaboración conjunta y el diseño del esquema de conformación, la complejidad de los algoritmos, el procesamiento de interferencias, etc. Al mismo tiempo, la transmisión conjunta coherente también exige mayores requisitos para la consistencia de los canales transceptores entre nodos, y se requiere una mayor investigación sobre soluciones de calibración de la interfaz aérea.

2. Metasuperficie inteligente

La superficie inteligente reconfigurable (RIS) controla las ondas electromagnéticas mediante unidades estructurales en su superficie. Al ajustar los parámetros y la posición de cada unidad estructural, puede regular la amplitud y la distribución de fase de la reflexión o emisión de ondas electromagnéticas. Esto resulta fundamental para solucionar problemas comunes en las comunicaciones inalámbricas tradicionales, como la transmisión sin línea de visión y la reducción de zonas sin cobertura.

La figura siguiente muestra un diagrama de sistema de comunicación inalámbrica asistida por RIS. La estación base controla el RIS, y este ajusta la amplitud y la fase de sus unidades estructurales en función de dicho control, logrando así una reflexión controlada de la señal transmitida por la estación base. En comparación con la comunicación por retransmisión tradicional, el RIS puede operar en modo dúplex completo y ofrece una mayor utilización del espectro. El RIS no requiere enlaces de radiofrecuencia ni una fuente de alimentación de gran tamaño, lo que supone ventajas en cuanto a consumo energético y costes de implementación.

3. Tecnología de transmisión Super Nyquist

En los sistemas de comunicación tradicionales, para evitar la interferencia entre símbolos (ISI, Interferencia Intersimbólica), se suele utilizar el criterio de Nyquist, lo que limita la velocidad de transmisión de símbolos. Se ha detectado un posible error en la técnica de transferencia Super Nyquist. Al utilizar una velocidad de transmisión de símbolos mayor, se introduce artificialmente ISI durante la transmisión y, posteriormente, se emplea un receptor más avanzado para eliminar la ISI mediante sobremuestreo en el extremo receptor, como se muestra en la figura siguiente, mejorando así la velocidad de transmisión real y la utilización del espectro del enlace.

▲Comparison of capacity between super-Nyquist transmission and traditional Nyquist transmission systems

4. Transformar la forma de onda del dominio.

La tecnología de forma de onda ha desempeñado un papel fundamental en el diseño de la interfaz aérea de los sistemas de comunicación inalámbrica de las últimas generaciones. El rendimiento de las formas de onda OFDM utilizadas en los sistemas 4G y 5G depende de la ortogonalidad entre sus subportadoras. Si esta ortogonalidad se ve afectada por factores como el desplazamiento de frecuencia Doppler, el rendimiento suele disminuir considerablemente.

▲Diagrama esquemático del principio de forma de onda del dominio de transformación

▲Transform domain waveform and OFDM performance comparison

5. Enlaces físicos impulsados ​​por IA

Desde la llegada de las comunicaciones 5G, la inteligencia de las redes inalámbricas se ha convertido en un tema crucial, con el objetivo de lograr una asignación y utilización más eficientes de los recursos de red. Como una de las principales tecnologías facilitadoras de la inteligencia de las redes inalámbricas, la IA se está integrando en todos los niveles de la red central, la gestión de la red, la capa física y la pila de protocolos de alto nivel de la red de acceso. En este contexto, la IA de la capa física se refiere generalmente a soluciones técnicas que utilizan métodos de inteligencia artificial/aprendizaje automático para implementar o mejorar las funciones de la capa física de las redes inalámbricas.

La IA se puede aplicar principalmente al procesamiento de CSI, al diseño de receptores y al diseño de enlaces de extremo a extremo en la capa física. Por ejemplo, la red neuronal en el aprendizaje profundo se utiliza para aprender la representación comprimida de CSI de alta dimensión en comunicaciones inalámbricas, reduciendo así la sobrecarga de retroalimentación de CSI; la red neuronal artificial se utiliza para aprender el mapeo inverso de la señal de interferencia recibida a la señal original, lo que elimina la necesidad de estimación y ecualización explícitas del canal; la optimización conjunta del transmisor y el receptor en un entorno de canal específico puede aprender los efectos no ideales en el canal y mejorar el rendimiento de la transmisión.

Sin embargo, utilizar módulos de IA para reemplazar los módulos tradicionales de la capa física, funcionando como una "caja negra", dificultará superar el rendimiento de los diseños tradicionales. En cambio, la idea de combinar métodos de inteligencia artificial con el conocimiento experto humano es una mejor opción, ya que aprovecha las ventajas de ambas partes. Además, para aprovechar plenamente el potencial de la IA en la reducción de la sobrecarga y la complejidad, es necesario diseñar las señales de referencia y la asignación de recursos de la interfaz aérea, e incluso diseñarlas conjuntamente entre módulos de enlace múltiple, lo que podría tener un mayor impacto en el marco de la interfaz aérea y el diseño de señalización existentes.

6. Control de enlace plug and play

La red de acceso inalámbrico 6G necesita contar con capacidades de expansión automática de cobertura para lograr una cobertura tridimensional completa en todo el escenario. Cuando un nuevo proveedor de servicios de red se une a la red, puede establecer rápidamente la conexión, conectarse y funcionar de forma inmediata, y lograr la expansión de la cobertura. La tecnología de control de enlace plug and play incluye los siguientes aspectos:
Conciencia del proceso:Sense various types of access requests and initiate appropriate handshakes and control signaling processes. Different types of access points need to be accurately identified and accessed quickly to achieve flexible expansion of coverage.

Cloud-to-edge control and coordination:The cloud provides flexible and precise management and control of edge access points, including access control, automatic allocation of bandwidth resources, and coordination between links. Cloud processing can introduce AI capabilities to support the above functions.

Auto-generated and self-optimized access points:Utilize digital twin/AI and other technologies to conduct fully automated, full life cycle management and monitoring of various access points. When the access point is newly added to the network, it can automatically complete the configuration and realize self-generation; when the access point is running, it can adjust parameters and automatically optimize according to real-time scenarios, and improve services as needed to better meet the needs of users.

7. Control adaptativo de la calidad de servicio (QoS) de la interfaz aérea

La era 6G será una era altamente basada en datos e inteligente. Nuevos servicios como la imagen holográfica, los servicios XR y la percepción e interacción en espacios virtuales han planteado exigencias más extremas para la garantía de calidad del servicio de las redes 6G.

El control adaptativo de la calidad de servicio (QoS) de la interfaz aérea se basa en restricciones de QoS de extremo a extremo. Garantiza la QoS de los datos de transmisión de la interfaz aérea en función de las características de transmisión en tiempo real, los recursos limitados de la interfaz y las restricciones de tiempo de retroalimentación de la transmisión. Es una tecnología clave para los servicios de interfaz aérea bajo demanda y las capacidades de red eficientes.

El control adaptativo de la calidad de servicio (QoS) de la interfaz aérea incluye los siguientes aspectos:
1. Flexible QoS detection mechanism:Combined with AI/big data technology, it can realize QoS detection and modeling of carried services, as well as adaptive adjustment.
2. Deep integration of business QoS and air interface capabilities:Explore a new QoS mechanism that combines business QoS and air interface service capabilities. Based on the precise requirements of the service, the wireless access network matches the service requirements with the real-time air interface status through scheduling and wireless resource management.
3. AS layer end-to-end QoS mechanism:The terminal combines the QoS information provided by the access network to perform more refined QoS management to achieve accurate and efficient transmission of uplink and downlink data over the air interface.
De cara al futuro, los requisitos empresariales de las redes 6G evolucionan constantemente. El mecanismo de calidad de servicio (QoS) involucra la red central, la red de transmisión y la red de acceso. Un mecanismo de QoS unificado y coordinado con la red central, la capa de transporte y la red de acceso es un aspecto que debe considerarse en el futuro.
03network enabling technologies

1. Solución de señalización ligera

Desde la perspectiva del proceso de desarrollo de 2G, 3G, 4G a 5G, la continua expansión de la escala de la red y la creciente complejidad han dado lugar a arquitecturas de red complejas y redundantes. De acuerdo con las tendencias actuales de desarrollo de redes, la complejidad de la red 6G que soporta el Internet de las Cosas aumentará exponencialmente. Las soluciones de señalización ligeras son una opción inevitable para el diseño de 6G.

La red de acceso inalámbrico 6G debe diseñarse según un esquema de señalización unificado e integrar múltiples tecnologías de acceso a la interfaz aérea bajo un control de señalización unificado para lograr un control unificado de la interfaz aérea y reducir la complejidad del acceso de los terminales a la red. En cuanto al diseño de la pila de protocolos, se puede considerar un diseño de funciones de protocolo diferenciadas, optimizar la distribución de funciones de protocolo y el diseño de la interfaz, y combinar la tecnología de IA para mejorar aún más las funciones de protocolo.

In terms of network functions, 6G networks can be divided intoWide coverage of signaling layeryOn-demand data layer. Through the mechanism of separating the signaling plane and the user plane, a unified signaling overlay is used to ensure reliable mobility management and fast service access; through dynamic on-demand data layer loading, the business needs of network users are met. The two work together flexibly to reduce the number of base stations deployed and improve users' service perception experience.

▲Control de señalización ligero

2. Diseño de servicios de un extremo a otro

Con la profunda integración de la tecnología DOICT y la aparición de un gran número de nuevos servicios, los operadores necesitan que la red tenga la capacidad de responder rápidamente a las nuevas demandas para proporcionar servicios de red con agilidad. La tecnología de servicios basada en la nube es fundamental para habilitar estas capacidades e impulsar la evolución de las funciones de protocolo hacia una arquitectura orientada a servicios. La función de protocolo basada en la arquitectura orientada a servicios tiene la capacidad de ejecutarse según las necesidades del negocio. Las características técnicas se reflejan en los siguientes aspectos:

1. Protocol functions driven by cloud native service technology:On the premise of complying with the logical constraint relationships of each protocol layer, the protocol functional entities are reconstructed into flexibly combined modules. Each module can be flexibly combined, deployed and operated as needed to realize new network business service capabilities.
2. Interfaces driven by cloud-native service technology:The internal and external interfaces of the access network are reconstructed based on the cloud-native service-oriented interface form and interface protocols, which already support the flexible combination of protocol function modules and the opening of network capabilities;
3. Capability opening driven by cloud native service technology:Provide third parties with a convenient, fast and unified access network information exchange mechanism and policy adjustment mechanism to achieve a win-win situation through intelligence integration.

• La máxima elasticidad permite respuestas de segundo nivel o incluso de nivel de milisegundos;

• El mecanismo de programación altamente automatizado puede lograr una gran capacidad de autorreparación;

• Su alto grado de adaptabilidad permite capacidades de implementación a gran escala y replicables en diferentes regiones, plataformas e incluso proveedores de servicios.

La arquitectura nativa de la nube reduce considerablemente el umbral de acceso a la computación en la nube, facilita la colaboración interdisciplinaria entre I+D y operaciones y mantenimiento, acelera la iteración abierta e impulsa la innovación empresarial. Actualmente, las tecnologías nativas de la nube están en auge, incluyendo la orquestación de contenedores multi-nube, servidores nativos de la nube, almacenamiento nativo de la nube, redes nativas de la nube, bases de datos nativas de la nube, colas de mensajes nativas de la nube, redes de servicios, contenedores sin servidor, función como servicio (FaaS), backend como servicio (BaaS), etc.

Los servicios de telecomunicaciones exigen un mayor rendimiento, baja latencia, fiabilidad, seguridad y costes de equipamiento. Esto requiere que la tecnología nativa de la nube evolucione según las características de los servicios de telecomunicaciones para cumplir con sus altos estándares.

3. Función de detección inteligente

Cada vez hay más servicios interactivos basados ​​en la nube con latencia ultrabaja y gran ancho de banda para 6G. El diseño actual de capas y arquitectura tipo "chimenea" de la capa de aplicación, la capa de transmisión empresarial y la capa de red móvil da como resultado tiempos de transmisión de paquetes de datos más largos y una disminución en la experiencia del usuario.

Para lograr una correspondencia precisa y en tiempo real entre las capacidades de transmisión de negocio y las capacidades de red, es necesario introducir mediciones y retroalimentación de alta precisión en tiempo real en cada capa de protocolo de la red de extremo a extremo, lo que permite una optimización colaborativa. Asimismo, se deben incorporar funciones de procesamiento inteligente en el lado de la red, incluyendo estimación y predicción inteligentes. Por un lado, los datos de medición e interacción se preprocesan para lograr la reducción de dimensionalidad y la compresión. Por otro lado, la suscripción y la notificación se realizan según las necesidades de la capa de aplicación y la capa de transmisión de negocio para reducir el costo de la transmisión de red.

4. Sistema de autonomía de red basado en gemelos digitales

La tecnología de gemelos digitales se refiere al establecimiento de una entidad virtual a partir de una entidad del mundo físico en el mundo digital mediante medios digitales, lo que permite la observación, el análisis, la simulación, el control y la optimización dinámicos de la entidad del mundo físico. La tecnología de redes de gemelos digitales incluye modelado funcional, modelado de elementos de red, modelado de red, simulación de red, modelos de parámetros y rendimiento, pruebas automatizadas, recopilación de datos, procesamiento de big data, análisis de datos, aprendizaje automático de inteligencia artificial, predicción de fallos y optimización de topología y enrutamiento. De esta manera, los problemas difíciles de resolver en cada etapa de la red pueden transferirse al mundo digital para su solución, y la autonomía de la red puede lograrse mediante la monitorización, la predicción, la optimización y la simulación.

▲Digital twins realize network autonomy

5. Transmisión de datos determinista

El concepto de determinismo fue propuesto y estandarizado por primera vez por el IEEE. El Grupo de Trabajo IEEE 802.1 creó el Grupo de Trabajo de Audio Video Bridging (AVB) en 2007 con el objetivo de reemplazar los cables HDMI, los altavoces y los cables coaxiales en los hogares con Ethernet. Gracias a la exitosa aplicación del estándar IEEE 802.1AVB en estudios, recintos deportivos y de entretenimiento, esta tecnología ha comenzado a captar la atención de los sectores industrial y automotriz.
In 2012, the IEEE 802.1AVB Task Group was renamed the Time-Sensitive Networking (TSN) Task Group. The TSN standard extends AVB technology, has time synchronization, delay guarantee and other mechanisms to ensure real-time performance, and supports traffic scheduling and shaping, reliability, configuration management and other related protocols. In 2015, the IETF established the Deterministic Network (DetNet) Working Group, which is committed to extending Ethernet-based deterministic technology to wide-area IP networks to provide worst-case bounds on delay, packet loss, and jitter to provide deterministic data transmission.
Como se puede observar, la transmisión determinista para redes fijas se ha propuesto durante 10 años, pero la investigación sobre la transmisión determinista para redes móviles acaba de comenzar. Esto se debe principalmente a: 1. La interfaz aérea se ve fácilmente afectada por el entorno y la calidad de la transmisión es difícil de predecir; 2. La falta de un mecanismo de garantía determinista de extremo a extremo.
En la era 6G, la transmisión de datos determinista se convertirá en la capacidad representativa de las redes 6G, logrando características como retardo limitado, baja fluctuación, alta fiabilidad y sincronización horaria de alta precisión. Las dificultades que deben superarse incluyen los siguientes aspectos:
1. How to achieve flexible resource reservation and real-time scheduling on wireless air interfaces.The unpredictability of the air interface is the main bottleneck in achieving end-to-end deterministic transmission. This requires that in the 6G era, first of all, air interface resources are sufficient and unrestricted, and data packets can be flexibly scheduled in real time within the access network to ensure that packets can be processed and sent out within the specified time.
2. How to implement a wide-area deterministic transmission mechanism.IEEE TSN technology is difficult to apply to wide areas. This is mainly because the CNC in the TSN system cannot perform large-scale path calculations and accurate real-time scheduling, and the time synchronization accuracy becomes lower and lower as the path lengthens.
3. How to achieve cross-layer and cross-domain deterministic mechanism integration.In the 5G era, mobile networks are still a layer of networks carried on top of IP, which poses severe challenges to deterministic transmission scheduling for cross-domain collaboration. In the 6G era, from the beginning of network design, it is hoped to achieve heterogeneous access, fixed-mobile integration, and collaborative management. Mobile networks need to absorb the second- and third-layer deterministic transmission protocols of existing fixed networks to achieve deployment integration, protocol support, and collaborative scheduling, thereby achieving end-to-end cross-layer and cross-domain deterministic data transmission.

6. Red programable

La red 6G necesita admitir la programabilidad de la red y lograr la colaboración de las redes de acceso, borde, núcleo, área amplia y datos, para que la red de telecomunicaciones tenga capacidades de personalización completas en múltiples servicios, múltiples campos y todo el ciclo de vida. La programabilidad de la red se refleja en muchos niveles, de abajo hacia arriba: programabilidad de chips (como P4, POF), programación de FIB (como OpenFlow), programación de RIB (como BGP, PCEP), programación del sistema operativo del dispositivo, programación de la configuración del dispositivo (como CLI, NETCONF/YANG, OVSDB), programación del controlador y programación de servicios (como GBP, NEMO).
Las redes futuras deben cumplir con las capacidades de programabilidad en cuatro dimensiones: elementos de red, protocolos, servicios y gestión:
1. Equipment network elements are programmable:As data service types become more diversified and personalized, and users have ever-increasing demands for new network functions, the protocol stacks of equipment network elements support limited network functions, and the network card chips used cannot predict all possible network functions in the next few years. As the basic component of the network, the network element needs its hardware architecture to allow users to redefine functions and complete different types of protocols, encapsulation and decapsulation processing as needed.
Al mismo tiempo, la arquitectura de software superior se compone de módulos o API con funciones claramente definidas, lo que permite a los usuarios reorganizar estos módulos o llamar a interfaces para lograr objetivos personalizados, como clasificación, modelado, QoS, etc. Los elementos de red del equipo admiten programabilidad, lo que permite brindar soporte eficiente a la personalización del usuario y a la continua evolución de nuevos protocolos.
2. Network protocol is programmable:The functional division of telecommunications networks and data networks is becoming increasingly blurred, and network protocols and architectures are also interpenetrating each other. As application scenarios continue to evolve, new demands for network protocol stack functions emerge one after another, and the evolution and innovation of network protocols continue to emerge (such as NewIP, SRv6, QUIC, etc.). Faced with the long-term coexistence of old and new protocols, it is inevitable that protocols within and between end-to-end networks can support synchronous switching, and even end-to-end network protocols for slicing can be selected on demand based on user service types and quality requirements. This will enable smooth switching from the post-5G+ network to the 6G network.
3. Business paths are programmable:As end-to-end networks carry more and more services, we need to see that there is a sequence of time for the network or network elements to complete new service upgrades. It supports on-demand configuration of different user data and use of different business processing paths. It can not only adopt the reuse and transformation scheme, but also realize the gradual diversion to innovative network architecture, smooth switching, and meet the unlimited expansion of user needs on the basis of limited cost. Furthermore, the forwarding path from the terminal, access network, core network, wide area network, to the entire data center network is measurable and adjustable, so that end-to-end business, network, and edge collaboration can be truly realized, and end-to-end network assurance can be achieved.
4. The management method is programmable:As telecommunications networks become increasingly complex, intra-network operation and maintenance costs remain high, and inter-network operation and maintenance barriers have not yet been cleared, resulting in insufficient commercial monetization capabilities and slowing down the launch of new services. Management method programming means that in terms of monitoring and management methods, network elements in the network should support multiple or customized management methods to promote the three improvements of resource efficiency, energy efficiency, and operation and maintenance efficiency, and achieve a closed-loop autonomous network system oriented to user experience.
We previously reported on the application of 5G in 21 vertical industries. As 5G continues to become more popular, the demand for future-oriented communications will become clearer. Related fields of new businesses, new applications, new services, and new materials are developing rapidly, and new technologies such as cloud computing, big data, blockchain, and artificial intelligence are constantly integrating with communication technologies. These urgent needs combine with the latest changes and development trends to continuously promote the design and research of 6G. Although the current ideas for 6G may seem a bit fanciful, the development speed of technology often exceeds people's expectations.

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