La 6G en 2030 : 5 grandes tendances, 13 technologies phares

La 5G est désormais pleinement commercialisée. À mesure qu'elle se déploie dans différents secteurs d'activité, la question de la 6G s'impose progressivement. À l'horizon 2030 et au-delà, la 6G soutiendra pleinement la numérisation du monde entier en s'appuyant sur la 5G et en combinant le développement de l'intelligence artificielle et d'autres technologies. Elle permettra ainsi un accès universel à l'information, optimisera les ressources et favorisera la transition de la société vers un monde de « jumeau numérique » fusionnant virtualité et réalité, concrétisant la vision d'une « intelligence omniprésente ».

Around this overall vision, 6G networks willEnjoy life intelligently,Fabrication intelligente,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.

Ces scénarios nécessiteront des débits de pointe de l'ordre du térabit, une latence inférieure à la milliseconde, des vitesses mobiles supérieures à 1 000 km/h et de nouvelles fonctionnalités réseau telles que la sécurité endogène, l'intelligence endogène et les jumeaux numériques. Afin de répondre aux exigences accrues de ces nouveaux scénarios et services, l'architecture et la technologie d'interface radio 6G doivent évoluer en conséquence.

01 future network technology

À l'heure actuelle, avec l'intégration profonde des technologies de l'information et de la communication, du big data et de l'intelligence artificielle, l'expansion croissante de l'omniprésence du réseau, l'amélioration continue de l'expérience utilisateur et des exigences de services personnalisés, ainsi que l'émergence constante de nombreuses nouvelles technologies habilitantes, les futurs réseaux présentent également les principales caractéristiques et tendances de développement suivantes.

1. Communication à spectre complet

Face à l'augmentation constante des besoins en communication, les réseaux de communication mobile requièrent davantage de spectre. Le spectre inférieur à 6 GHz étant déjà attribué, les bandes de fréquences millimétriques de 26 GHz et 39 GHz ont également été allouées à la 5G. Il convient d'étudier des bandes de fréquences plus élevées, telles que les térahertz et la lumière visible, afin de répondre aux besoins de capacité accrue et de débits d'expérience ultra-rapides.

La lumière visible désigne généralement les ondes électromagnétiques dont la fréquence se situe entre 430 et 790 THz (longueur d'onde de 380 à 750 nm), avec un spectre d'environ 400 THz. Le térahertz désigne les ondes électromagnétiques dont la fréquence se situe entre 0.1 et 10 THz (longueur d'onde de 30 à 3 000 µm), avec un spectre d'environ 10 THz. Ces deux bandes de fréquences se caractérisent par une large bande passante, facilitant ainsi les communications à très haut débit, et constituent un complément potentiel aux futurs systèmes de communication mobile.

▲Répartition des fréquences

2. Intégration du ciel, du ciel et de la terre

Tout en améliorant considérablement l'expérience utilisateur, les réseaux du futur doivent également répondre aux besoins de services Internet embarqués (avions, navires, etc.), garantir la continuité de service des véhicules terrestres à grande vitesse, des lignes ferroviaires à grande vitesse et autres terminaux, prendre en charge le déploiement massif d'objets connectés (IoT) pour les opérations de secours d'urgence et d'aide humanitaire, la surveillance environnementale, la prévention des incendies de forêt, l'inspection des zones inhabitées, le suivi des conteneurs maritimes, etc., et assurer une couverture à faible coût dans les zones peu peuplées. Par conséquent, l'avenir réside principalement dans l'extension de la couverture réseau à trois dimensions, englobant l'espace, les hautes montagnes, les grands fonds marins et la terre ferme. Il est donc nécessaire de construire un réseau intégré spatial et terrestre pour parvenir à une couverture mondiale omniprésente des réseaux de communication.

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 disasterset d'autres caractéristiques.

3. Intégration 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.

L'intégration poussée des TIC favorise une définition multidimensionnelle du réseau, fondement des réseaux flexibles. L'intégration poussée des TIC numériques favorise la pénétration généralisée de l'intelligence artificielle et du big data au sein du réseau, fondement des réseaux intelligents. L'intégration poussée des TIC numériques favorise le développement de réseaux déterministes et constitue le fondement des systèmes d'automatisation et des jumeaux numériques.

DOICT réalisera l'intégration profonde du cloud, du réseau, de la périphérie, des terminaux et de l'industrie en s'appuyant sur le flux de données massives, créera un environnement de confiance grâce à des moyens tels que la blockchain, améliorera l'efficacité de l'utilisation des ressources de toutes les parties et modernisera de manière collaborative les capacités de calcul cloud-edge, les capacités réseau, les capacités des terminaux et les capacités commerciales.

4. Reconfiguration du réseau

Avec le développement rapide des technologies de communication mobile, les besoins et les scénarios d'utilisation des entreprises se sont diversifiés et personnalisés. À l'avenir, les réseaux 6G adopteront une architecture reconfigurable plus flexible.

D'une part, grâce au partage des ressources matérielles, le réseau alloue les ressources réseau et d'interface radio correspondantes aux différents services des utilisateurs, permettant ainsi des services à la demande de bout en bout. Tout en assurant un service optimal, il optimise le partage des ressources afin de maximiser leur utilisation et de réduire les coûts de déploiement du réseau. D'autre part, l'architecture réseau minimaliste et les fonctionnalités flexibles et évolutives du réseau facilitent grandement la maintenance, les mises à niveau et l'optimisation ultérieures, réduisant ainsi les coûts d'exploitation pour les opérateurs. Enfin, les exigences spécifiques à l'intelligence de la 6G requièrent une puissance de calcul et une évolutivité accrues du réseau.

5. Intégration perception-communication-informatique

L'intégration perception-communication-informatique désigne un cadre technologique de traitement de l'information de bout en bout qui exécute simultanément la collecte et le traitement des informations lors de leur transmission. Elle rompt avec le modèle de service d'information en cheminée, basé sur la collecte des données au niveau du terminal, leur transmission sur le réseau et leur traitement en périphérie du cloud. Elle constitue une condition technique essentielle pour fournir des services hautement couplés de perception, de communication et d'informatique, tels que les systèmes autonomes, les environnements immersifs et les jumeaux numériques.

L'intégration perception-communication-informatique se divise en deux niveaux : la collaboration fonctionnelle et la fusion fonctionnelle. Dans le cadre de la collaboration fonctionnelle, les informations sensorielles enrichissent les capacités de communication, la communication élargit la dimension et la profondeur de la perception, l'informatique permet la fusion de données multidimensionnelles et l'analyse de données massives, la perception améliore les performances des modèles et algorithmes informatiques, la communication favorise l'informatique omniprésente et l'informatique permet une communication à très grande échelle.

Dans le cadre de l'intégration fonctionnelle, les signaux de détection et de communication peuvent intégrer la conception et la détection des formes d'onde et partager un ensemble d'équipements matériels. Actuellement, l'intégration des communications radar est un sujet d'actualité. L'intégration des capacités de détection et de communication térahertz, ainsi que celle de l'imagerie et de la communication en lumière visible, constituent des tendances potentielles pour la technologie 6G. La perception et le calcul sont intégrés dans un réseau à puissance de calcul optimisée, et le calcul et le réseau sont intégrés pour parvenir à une architecture de réseau et de microservices entièrement paramétrable.

À l'avenir, l'informatique de communication perceptive pourra bénéficier d'une reconfiguration fonctionnelle grâce au développement de la technologie des puces définies par logiciel.

▲Perception-communication-computing integrated application scenario

1. MIMO distribué à très grande échelle

L'introduction du MIMO à très grande échelle a considérablement amélioré la capacité des réseaux 4G/5G. Cependant, en raison des pertes de propagation et des interférences intercellulaires, l'expérience utilisateur en bordure de cellule reste perfectible. Le MIMO à très grande échelle distribué étend le déploiement centralisé traditionnel à un déploiement distribué, introduit une collaboration intelligente entre plusieurs nœuds distribués et permet une planification conjointe des ressources et une transmission conjointe des données, comme illustré ci-dessous. Grâce au déploiement distribué et à la collaboration intelligente, il permet, d'une part, d'éliminer efficacement les interférences et d'améliorer la qualité de réception du signal ; d'autre part, il améliore la couverture, offrant ainsi aux utilisateurs une expérience sans frontières. Dans le futur réseau 6G, notamment sur les bandes de fréquences élevées et dans les scénarios de déploiement dense, il présentera un fort potentiel d'application.

▲Distributed ultra-large-scale MIMO diagram

L'industrie a démontré théoriquement les avantages du MIMO distribué pour améliorer la capacité du canal. L'analyse théorique montre qu'à nombre total d'antennes, puissance d'émission et couverture identiques, les performances d'un système MIMO distribué sont plus uniformes que celles d'un système MIMO centralisé. Ceci s'explique par la présence de nœuds distribués plus proches des utilisateurs et par une collaboration intelligente en matière de planification et de mise en forme du trafic. Le gain de performance est particulièrement significatif pour les utilisateurs en périphérie de réseau.

En raison de l'augmentation significative de la taille des antennes et du nombre de nœuds, le MIMO distribué à très grande échelle pose des défis en matière de capacités d'échange d'informations entre les nœuds, de sélection des nœuds de collaboration conjointe et de conception du schéma de mise en forme, de complexité des algorithmes, de traitement des interférences, etc. Dans le même temps, la transmission conjointe cohérente impose également des exigences plus élevées en matière de cohérence des canaux d'émission-réception entre les nœuds, et des recherches supplémentaires sur les solutions d'étalonnage de l'interface radio sont nécessaires.

2. Métasurface intelligente

La surface intelligente reconfigurable (RIS) contrôle les ondes électromagnétiques grâce à des éléments structurels. En ajustant les paramètres et la position de chaque élément, elle permet de moduler l'amplitude et la phase des ondes électromagnétiques réfléchies ou émises. Elle contribue significativement à résoudre les problèmes rencontrés dans les communications sans fil traditionnelles, tels que la transmission hors visibilité directe et la réduction des zones blanches.

La figure ci-dessous illustre le schéma d'un système de communication sans fil utilisant un RIS. La station de base contrôle le RIS, qui ajuste l'amplitude et la phase de ses propres unités structurelles en fonction de ce contrôle, assurant ainsi une réflexion contrôlée du signal émis par la station de base. Comparé aux systèmes de relais traditionnels, le RIS fonctionne en mode duplex intégral et offre une meilleure utilisation du spectre. Ne nécessitant ni liaisons radiofréquences ni alimentation électrique de grande capacité, le RIS présente des avantages en termes de consommation d'énergie et de coûts de déploiement.

3. Technologie de transmission Super Nyquist

Dans les systèmes de communication traditionnels, afin d'éviter les interférences intersymboles (ISI), le critère de Nyquist est généralement utilisé, limitant ainsi le débit de symboles transmis. La technique de transfert Super Nyquist, qui détecte les erreurs de transmission (source citée), utilise un débit de transmission plus élevé pour introduire artificiellement des ISI, puis un récepteur plus performant élimine ces ISI par suréchantillonnage à la réception, comme illustré dans la figure ci-dessous. Cette méthode permet d'améliorer le débit de transmission réel et l'utilisation du spectre de la liaison.

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

4. Transformer la forme d'onde du domaine

La technologie des formes d'onde joue un rôle important dans la conception de l'interface radio des systèmes de communication sans fil des générations précédentes. Les performances des formes d'onde OFDM utilisées dans les systèmes 4G et 5G dépendent de l'orthogonalité entre leurs sous-porteuses. Si cette orthogonalité est altérée par des facteurs tels que le décalage de fréquence Doppler, les performances diminuent souvent de manière significative.

▲Diagramme schématique du principe de forme d'onde du domaine de transformation

▲Transform domain waveform and OFDM performance comparison

5. Liens physiques pilotés par l'IA

Depuis l'avènement de la 5G, l'intelligence des réseaux sans fil est devenue un enjeu majeur, visant à optimiser l'allocation et l'utilisation des ressources réseau. L'intelligence artificielle (IA), technologie clé de cette intelligence, s'intègre à tous les niveaux : réseau central, gestion du réseau, couche physique et pile de protocoles de haut niveau du réseau d'accès. L'IA de la couche physique désigne plus généralement les solutions techniques qui utilisent l'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique pour réaliser ou améliorer les fonctions de la couche physique des réseaux sans fil.

L'IA peut être principalement appliquée au traitement des informations d'état du canal (CSI), à la conception des récepteurs et à la conception des liaisons de bout en bout au niveau de la couche physique. Par exemple, les réseaux de neurones profonds sont utilisés pour apprendre la représentation compressée des CSI de haute dimension dans les communications sans fil, réduisant ainsi la surcharge liée au retour d'information sur les CSI. Les réseaux de neurones artificiels sont utilisés pour apprendre la fonction inverse permettant de passer du signal d'interférence reçu au signal original, ce qui élimine le besoin d'estimation et d'égalisation explicites du canal. L'optimisation conjointe de l'émetteur et du récepteur dans un environnement de canal spécifique permet d'apprendre les effets non idéaux du canal et d'améliorer les performances de transmission.

Cependant, remplacer les modules de couche physique traditionnels par des modules d'IA de manière opaque ne permettra pas d'égaler les performances des conceptions classiques. En revanche, combiner l'intelligence artificielle et l'expertise humaine représente une meilleure option, tirant parti des atouts respectifs des deux. De plus, pour exploiter pleinement le potentiel de l'IA en matière de réduction de la surcharge et de la complexité, les signaux de référence et l'allocation des ressources d'interface radio doivent être conçus en conséquence, voire conjointement entre les modules multi-liaisons, ce qui pourrait impacter significativement l'architecture d'interface radio et la conception de la signalisation existantes.

6. Contrôle de liaison Plug and Play

Le réseau d'accès sans fil 6G doit disposer de capacités d'extension de couverture automatique pour assurer une couverture tridimensionnelle complète. Lorsqu'un nouvel opérateur rejoint le réseau, il peut s'y connecter rapidement, par simple branchement, et bénéficier ainsi d'une extension de couverture. La technologie de contrôle de liaison « plug and play » comprend les aspects suivants :
Sensibilisation au processus :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. Contrôle QoS adaptatif de l'interface radio

L'ère de la 6G sera une ère fortement axée sur les données et l'intelligence artificielle. De nouveaux services tels que l'imagerie holographique, les services XR et la perception et l'interaction dans l'espace virtuel imposent des exigences encore plus strictes en matière d'assurance qualité des réseaux 6G.

Le contrôle adaptatif de la qualité de service (QoS) de l'interface radio repose sur des contraintes de QoS de bout en bout. Il garantit la QoS des données transmises par l'interface radio en fonction des caractéristiques de transmission en temps réel, des ressources relativement limitées de l'interface, des contraintes de temps de retour d'information, etc. C'est une technologie clé pour les services d'interface radio à la demande et l'efficacité du réseau.

Le contrôle QoS adaptatif de l'interface radio comprend les aspects suivants :
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.
Face à l'avenir, les exigences commerciales des réseaux 6G évoluent constamment. Le mécanisme de qualité de service (QoS) concerne le cœur de réseau, le réseau de transport et le réseau d'accès. Un mécanisme de QoS unifié et coordonné entre le cœur de réseau, la couche transport et le réseau d'accès est un enjeu à prendre en compte.
03network enabling technologies

1. Solution de signalisation légère

Du point de vue du développement des réseaux 2G, 3G, 4G et 5G, l'expansion continue de la taille du réseau et sa complexité croissante ont engendré une architecture réseau complexe et redondante. Compte tenu des tendances actuelles en matière de développement des réseaux, la complexité du réseau 6G, qui prend en charge l'Internet des objets, augmentera de façon exponentielle. Des solutions de signalisation légères sont donc incontournables pour la conception de la 6G.

Le réseau d'accès sans fil 6G doit être conçu selon un schéma de signalisation unifié et intégrer plusieurs technologies d'accès à l'interface radio sous un contrôle de signalisation unifié afin d'assurer une gestion unifiée de l'interface radio et de réduire la complexité d'accès des terminaux au réseau. Concernant la conception des fonctions de la pile de protocoles, une conception différenciée des fonctions de protocole peut être envisagée, la distribution des fonctions de protocole et la conception des interfaces peuvent être optimisées, et l'intelligence artificielle peut être intégrée pour améliorer encore les fonctions de protocole.

In terms of network functions, 6G networks can be divided intoWide coverage of signaling layeretOn-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.

▲Contrôle de signalisation léger

2. Conception de services de bout en bout

Avec l'intégration poussée des technologies DOICT et l'émergence de nombreux nouveaux services, les opérateurs ont besoin d'un réseau capable de répondre rapidement aux nouvelles demandes afin de fournir des services de qualité dans les meilleurs délais. Les technologies de services natives du cloud constituent un atout majeur, permettant d'atteindre ces capacités et favorisant l'évolution des fonctions protocolaires vers une architecture orientée services. Cette architecture permet d'adapter les fonctions protocolaires aux besoins métiers. Ses caractéristiques techniques se manifestent notamment dans les aspects suivants :

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.

• L'élasticité ultime permet des réponses de second niveau, voire de milliseconde ;

• Le mécanisme de planification hautement automatisé peut atteindre de fortes capacités d'auto-réparation ;

• Sa grande adaptabilité permet des capacités de déploiement à grande échelle et reproductibles à travers les régions, les plateformes et même les fournisseurs de services.

Le cloud natif abaisse considérablement les barrières à l'entrée du cloud computing, facilite la collaboration interdisciplinaire entre la R&D et l'exploitation et la maintenance, accélère l'itération ouverte et stimule l'innovation commerciale. Actuellement, les technologies cloud natives émergent de manière exponentielle, notamment l'orchestration de conteneurs multicloud, les serveurs cloud natifs, le stockage cloud natif, les réseaux cloud natifs, les bases de données cloud natives, les files d'attente de messages cloud natives, les grilles de services, les conteneurs sans serveur, les fonctions en tant que service (FaaS) et le backend en tant que service (BaaS).

Les services de télécommunications sont soumis à des exigences élevées en matière de performance, de faible latence, de fiabilité, de sécurité et de coûts d'équipement. Pour répondre à ces exigences, les technologies cloud natives doivent évoluer en fonction des spécificités des services de télécommunications.

3. Fonction de détection intelligente

Les services interactifs basés sur le cloud, offrant une latence ultra-faible et une bande passante élevée pour la 6G, sont de plus en plus nombreux. L'architecture actuelle en « couches » et en « cheminée » des couches application, transmission métier et réseau mobile entraîne des temps de transmission des paquets de données plus longs et une dégradation de l'expérience utilisateur.

Afin d'assurer une adéquation précise et en temps réel entre les capacités de transmission métier et les capacités réseau, il est nécessaire d'introduire une mesure et un retour d'information en temps réel de haute précision à chaque couche protocolaire du réseau de bout en bout pour permettre une optimisation collaborative, ainsi que des fonctions de traitement intelligent côté réseau, notamment l'estimation et la prédiction intelligentes. D'une part, les données de mesure et d'interaction sont prétraitées pour réduire leur dimensionnalité et les compresser. D'autre part, l'abonnement et la notification sont effectués en fonction des besoins des couches application et transmission métier afin de réduire le coût de la transmission réseau.

4. Système d'autonomie du réseau basé sur des jumeaux numériques

La technologie des jumeaux numériques consiste à créer une entité virtuelle à partir d'une entité physique dans le monde numérique, grâce à des moyens numériques. Ceci permet l'observation, l'analyse, la simulation, le contrôle et l'optimisation dynamiques de l'entité physique. La technologie des jumeaux numériques englobe la modélisation fonctionnelle, la modélisation des éléments de réseau, la modélisation du réseau, la simulation du réseau, les modèles de paramètres et de performance, les tests automatisés, la collecte de données, le traitement des données massives, l'analyse des données, l'apprentissage automatique par intelligence artificielle, la prédiction des pannes, ainsi que l'optimisation de la topologie et du routage. De cette manière, les problèmes complexes rencontrés à chaque étape du réseau peuvent être transférés dans le monde numérique pour y être résolus, et l'autonomie du réseau peut être atteinte grâce à la surveillance, la prédiction, l'optimisation et la simulation.

▲Digital twins realize network autonomy

5. Transmission de données déterministe

Le concept de déterminisme a été initialement proposé et normalisé par l'IEEE. Le groupe de travail IEEE 802.1 a créé le groupe de travail Audio Video Bridging (AVB) en 2007 dans le but de remplacer les câbles HDMI, les haut-parleurs et les câbles coaxiaux par l'Ethernet dans les foyers. Grâce au succès de la norme IEEE 802.1AVB dans les studios, les stades et les lieux de divertissement, cette technologie commence à susciter l'intérêt des secteurs industriel et automobile.
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.
Comme indiqué précédemment, la transmission déterministe pour les réseaux fixes est proposée depuis une dizaine d'années, tandis que les recherches sur la transmission déterministe pour les réseaux mobiles sont encore à leurs débuts. Ceci s'explique principalement par deux raisons : 1. L'interface radio est fortement influencée par l'environnement et la qualité de la transmission est difficile à prévoir ; 2. Il n'existe pas de mécanisme de garantie de transmission déterministe de bout en bout.
À l'ère de la 6G, la transmission de données déterministe deviendra la caractéristique principale des réseaux 6G, offrant des avantages tels qu'une latence maîtrisée, une faible gigue, une haute fiabilité et une synchronisation temporelle de haute précision. Les difficultés à surmonter sont notamment les suivantes :
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. Réseau programmable

Le réseau 6G doit prendre en charge la programmabilité et permettre la collaboration entre les réseaux d'accès, de périphérie, de cœur, étendus et de données, afin d'offrir au réseau de télécommunications des capacités de personnalisation complètes pour de multiples services, domaines et tout au long de son cycle de vie. La programmabilité du réseau s'exprime à différents niveaux : programmation au niveau de la puce (P4, POF, etc.), de la FIB (OpenFlow, etc.), de la RIB (BGP, PCEP, etc.), du système d'exploitation du périphérique, de sa configuration (CLI, NETCONF/YANG, OVSDB, etc.), du contrôleur et des services (GBP, NEMO, etc.).
Les futurs réseaux devront répondre aux exigences de programmabilité selon quatre dimensions : éléments de réseau, protocoles, services et gestion :
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.
Parallèlement, l'architecture logicielle supérieure est composée de modules ou d'API aux fonctions clairement définies, permettant aux utilisateurs de réorganiser ces modules ou d'appeler des interfaces pour atteindre des objectifs personnalisés, tels que la classification, la mise en forme, la QoS, etc. Les éléments du réseau d'équipement prennent en charge la programmabilité, ce qui permet de soutenir efficacement la personnalisation par l'utilisateur et l'évolution continue des nouveaux protocoles.
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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