6G בשנת 2030: 5 מגמות מרכזיות, 13 טכנולוגיות ליבה

5G עבר מסחר מלא. ככל ש-5G ממשיך לחדור לתעשיות אנכיות, רעיונותיהם של אנשים ל-6G עולים בהדרגה על סדר היום. לקראת שנת 2030+, 6G יתמוך באופן מלא בדיגיטציה של העולם כולו על בסיס 5G, בשילוב עם פיתוח בינה מלאכותית וטכנולוגיות אחרות, כדי לממש את הזמינות הזמינה בכל מקום של חוכמה, להעצים באופן מלא הכל, לקדם את החברה להתקדם לעבר עולם "תאום דיגיטלי" המשלב וירטואליות ומציאות, ולהגשים את החזון היפה של "תאום דיגיטלי, בינה בכל מקום".

Around this overall vision, 6G networks willEnjoy life intelligently,הפקה חכמה,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.

תרחישים אלה ידרשו קצבי שיא ברמת טרה-ביט, חוויית השהייה של פחות ממילישנייה, מהירויות סלולריות העולות על 1,000 קמ"ש, ויכולות רשת חדשות כגון אבטחה אנדוגנית, בינה אנדוגנית ותאומים דיגיטליים. על מנת לעמוד בדרישות הגבוהות יותר של תרחישים חדשים ושירותים חדשים, טכנולוגיית ממשק האוויר והארכיטקטורה של 6G דורשות שינויים מתאימים.

01 future network technology

כיום, עם השילוב העמוק של טכנולוגיית מידע ותקשורת, ביג דאטה ובינה מלאכותית, ההתרחבות הנוספת של נוכחות הרשת בכל מקום, השיפור המתמיד של חוויית המשתמש ודרישות השירות המותאמות אישית, וההופעה המתמשכת של טכנולוגיות רבות ומאפשרות חדשות, רשתות עתידיות מציגות גם את המאפיינים העיקריים ומגמות הפיתוח הבאות.

1. תקשורת בספקטרום מלא

ככל שצורכי התקשורת ממשיכים לגדול, רשתות תקשורת סלולרית דורשות יותר ספקטרום. מאחר שהוקצה ספקטרום מתחת ל-6GHz, פסי התדרים של גל מילימטר של 26GHz ו-39GHz הוקצו גם הם ל-5G. יש לחקור פסי תדר גבוהים יותר, כגון THz ואור נראה, כדי לענות על הצרכים של קיבולת גבוהה יותר וקצבי חוויה גבוהים במיוחד.

אור נראה מתייחס בדרך כלל לגל אלקטרומגנטי בתחום התדרים 430~790THz (אורך גל 380~750nm), בעל ספקטרום מועמד של כ-400THz. טרה-הרץ מתייחס לגל אלקטרומגנטי בתחום התדרים 0.1~10THz (אורך גל 30~3000 מיקרון), בעל ספקטרום מועמד של כ-10THz. לשניהם מאפיינים של רוחב פס גדול, תקשורת מהירה במיוחד וקלה להשגה, והם פוטנציאליים להשלמה למערכות תקשורת ניידות עתידיות.

▲ התפלגות תדרים

2. שילוב של שמיים, שמיים וארץ

תוך שיפור משמעותי של חוויית המשתמש, רשתות עתידיות חייבות גם לעמוד בצורכי שירות הרשת של אינטרנט מוטס במטוסים, ספינות וכו', להבטיח את המשכיות השירות של כלי רכב קרקעיים במהירות גבוהה, רכבות מהירות וטרמינלים אחרים, לתמוך בפריסת מכשירי IoT מסיביים כגון הצלה מיידית וסיוע באסונות, ניטור סביבתי, מניעת שריפות יער, בדיקות קרקע לא מיושבות, מעקב אחר מידע על מכולות אוקיינוס ​​וכו', ולהשיג כיסוי בעלות נמוכה באזורים דלילי אוכלוסין. לכן, הצורה העיקרית בעתיד היא הרחבת כיסוי הרשת לרשתות כיסוי תלת-ממדיות במרחבים טבעיים כמו חלל, הרים עמוקים, ימים עמוקים ויבשה. לכן, יש צורך לבנות רשת משולבת של חלל, חלל וקרקע כדי להשיג "כיסוי בכל מקום" תלת-ממדי של רשתות תקשורת ברחבי העולם.

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 disastersומאפיינים אחרים.

3. שילוב 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.

האינטגרציה העמוקה של טכנולוגיות מידע ותקשורת (ICT) מקדמת הגדרה מלאה-ממדית של הרשת, שהיא הבסיס לרשתות גמישות. האינטגרציה העמוקה של DICT מקדמת חדירה מקיפה של בינה מלאכותית וביג דאטה לרשת, שהיא הבסיס לרשתות חכמות. האינטגרציה העמוקה של DOICT מקדמת את פיתוחן של רשתות דטרמיניסטיות והיא הבסיס למערכות אוטומציה ומערכות תאומים דיגיטליים.

DOICT תממש אינטגרציה עמוקה של ענן, רשת, קצה, טרמינלים ותעשייה המבוססת על זרימת ביג דאטה, תיצור סביבה מהימנה באמצעות אמצעים המיוצגים על ידי בלוקצ'יין, תשפר את יעילות ניצול המשאבים של כל הצדדים, ותשדרג בשיתוף פעולה יכולות מחשוב קצה הענן, יכולות רשת, יכולות טרמינלים ויכולות עסקיות.

4. יכולת שינוי תצורה של הרשת

עם ההתפתחות המהירה של טכנולוגיית התקשורת הניידת, צרכי העסקים והתרחישים הפכו מגוונים ומותאמים אישית יותר. בעתיד, רשתות 6G יאמצו עיצוב ארכיטקטורה גמיש יותר הניתן להגדרה מחדש.

מצד אחד, בהתבסס על משאבי חומרה משותפים, הרשת מקצה משאבי רשת וממשק אוויר תואמים לשירותים השונים של משתמשים שונים, ומממשת שירותים לפי דרישה מקצה לקצה. תוך מתן השירות האולטימטיבי, היא גם מממשת שיתוף משאבים כדי למקסם את ניצול המשאבים ולהפחית את עלויות בניית הרשת. מצד שני, ארכיטקטורת הרשת המינימליסטית ותכונות הרשת הגמישות והמדרגיות מספקות נוחות רבה לתחזוקה, שדרוגים ואופטימיזציה של הרשת לאחר מכן, ומפחיתות עוד יותר את עלויות תפעול הרשת של המפעילים. בנוסף, הדרישות האופייניות הטמונות בבינה של 6G דורשות גם כוח מחשוב חזק יותר ויכולת מדרגיות עבור הרשת.

5. שילוב תפיסה-תקשורת-מחשוב

אינטגרציה של תפיסה-תקשורת-מחשוב מתייחסת למסגרת טכנולוגית עיבוד מידע מקצה לקצה המבצעת בו זמנית איסוף מידע וחישוב מידע במהלך תהליך העברת המידע. היא תשבור את מסגרת שירותי המידע הארובה של איסוף מידע מסוף, העברת מידע רשת וחישוב קצה ענן. זוהי דרישה טכנית למתן שירותים מצומדים מאוד של תפיסה, תקשורת ומחשוב כגון תאומים בלתי מאוישים, סוחפים ודיגיטליים.

אינטגרציה של תפיסה-תקשורת-מחשוב מחולקת באופן ספציפי לשתי רמות: שיתוף פעולה פונקציונלי ומיזוג פונקציונלי. במסגרת שיתוף הפעולה הפונקציונלי, מידע חושי יכול לשפר את יכולות התקשורת, תקשורת יכולה להרחיב את מימד ועומק התפיסה, מחשוב יכול לבצע מיזוג נתונים רב-ממדי וניתוח ביג דאטה, תפיסה יכולה לשפר את ביצועי מודל המחשוב והאלגוריתמים, תקשורת יכולה להביא מחשוב בכל מקום, ומחשוב יכול לממש תקשורת בקנה מידה גדול במיוחד.

במסגרת האינטגרציה הפונקציונלית, אותות חישה ואותות תקשורת יכולים לשלב תכנון וגילוי צורות גל ולשתף סט של ציוד חומרה. כיום, טכנולוגיית שילוב תקשורת מכ"ם הפכה לנקודה חמה. שילוב יכולות גילוי טרה-הרץ ויכולות תקשורת, כמו גם שילוב הדמיה ותקשורת של אור נראה, הפכו למגמות טכנולוגיות 6G פוטנציאליות. תפיסה ומחשוב משולבים ברשת מודעת לכוח מחשוב, והמחשוב והרשת משולבים כדי להשיג ארכיטקטורת רשת ומיקרו-שירותים מוגדרים מקצה לקצה.

בעתיד, מחשוב תקשורת תפיסתי יוכל להשיג שינוי תצורה פונקציונלי המבוסס על פיתוח טכנולוגיית שבבים מוגדרי תוכנה.

▲Perception-communication-computing integrated application scenario

1. MIMO מבוזר בקנה מידה גדול במיוחד

לאחר הכנסת MIMO בקנה מידה גדול במיוחד, קיבולת רשת 4G/5G שופרה מאוד. עם זאת, עקב אובדן נתיב והפרעות בין תאים, עדיין יש לשפר את חוויית המשתמש בקצה התא. MIMO מבוזר בקנה מידה גדול במיוחד מרחיב את שיטת הפריסה המרכזית המסורתית לפריסה מבוזרת, מציג שיתוף פעולה חכם בין צמתים מבוזרים מרובים, ומממש תזמון משותף של משאבים ושידור משותף של נתונים, כפי שמוצג באיור למטה. באמצעות פריסה מבוזרת ושיתוף פעולה חכם, מצד אחד, זה מבטל ביעילות הפרעות ומשפר את איכות קליטת האות; מצד שני, זה משפר ביעילות את הכיסוי, ומביא למשתמשים חוויית ביצועים ללא גבולות. ברשת 6G העתידית, במיוחד בתחומי תדרים גבוהים יותר ותרחישי פריסה צפופים, היא תציג פוטנציאל יישום גדול.

▲Distributed ultra-large-scale MIMO diagram

התעשייה הוכיחה באופן תיאורטי את היתרונות של MIMO מבוזר בשיפור קיבולת הערוצים. ניתוח תיאורטי מראה שבתנאים דומים של אותו מספר כולל של אנטנות, עוצמת שידור כוללת וכיסוי, ביצועי מערכת ה-MIMO המבוזרת אחידים יותר מאלה של MIMO מרכזי, מכיוון שתמיד ישנם צמתים מבוזרים קרובים יותר למשתמשים ונעשה שימוש בשיתוף פעולה חכם של תזמון ועיצוב. בפרט, שיפור הביצועים עבור משתמשי קצה משמעותי יותר.

עקב העלייה המשמעותית בקנה מידה של האנטנה ובמספר הצמתים, MIMO מבוזר בקנה מידה גדול במיוחד מציב אתגרים ליכולות חילופי המידע בין צמתים, בחירת צמתים משותפים ועיצובם, מורכבות אלגוריתמים, עיבוד הפרעות וכו'. במקביל, שידור משותף קוהרנטי גם מציב דרישות גבוהות יותר לעקביות ערוצי המשדר-מקלט בין צמתים, ונדרש מחקר נוסף על פתרונות כיול ממשק אוויר.

2. מטא-משטח חכם

משטח חכם הניתן להגדרה מחדש (RIS) שולט בגלים אלקטרומגנטיים דרך יחידות מבניות על פני השטח. על ידי התאמת הפרמטרים והמיקום של כל יחידה מבנית, ניתן להתאים את האמפליטודה ופיזור הפאזה של החזרה/ירי שרירותי של גלים אלקטרומגנטיים. יש לו משמעות חיובית בפתרון נקודות כאב בתקשורת אלחוטית מסורתית כגון שידור שאינו בקו ראייה וצמצום חורים בכיסוי.

האיור שלהלן מציג תרשים מערכת של תקשורת אלחוטית בסיוע RIS. תחנת הבסיס שולטת ב-RIS, וה-RIS מתאים את האמפליטודה והפאזה של היחידות המבניות שלו בהתבסס על הבקרה, ובכך משיג החזרה מבוקרת של האות המשודר על ידי תחנת הבסיס. בהשוואה לתקשורת ממסר מסורתית, RIS יכול לעבוד במצב דו-צדדי מלא ובעל ניצול ספקטרום גבוה יותר. RIS אינו דורש קישורי RF ואספקת חשמל בקנה מידה גדול, ויהיו לו יתרונות מבחינת צריכת חשמל ועלויות פריסה.

3. טכנולוגיית שידור Super Nyquist

במערכות תקשורת מסורתיות, על מנת למנוע הפרעות בין-סמלים (ISI, Inter-Symbol Interference), בדרך כלל משתמשים בקריטריון נייקוויסט, ובכך מגביל את קצב הסמלים המשודר. נמצאה שגיאת טכניקת העברה סופר נייקוויסט המציינת את המקור. השתמשו בקצב מהיר יותר לשליחת סמלים, הכניסו ISI באופן מלאכותי במהלך השידור, ולאחר מכן השתמשו במקלט מתקדם יותר כדי לבטל את ISI באמצעות דגימת יתר בצד המקבל, כפי שמוצג באיור למטה, ובכך לשפר את קצב השידור בפועל ואת ניצול הספקטרום של הקישור.

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

4. שינוי צורת גל של תחום

טכנולוגיית צורות הגל ממלאת תפקיד חשוב בתכנון ממשק האוויר של מערכות תקשורת אלחוטית בדורות קודמים. ביצועי צורות הגל של OFDM המשמשות במערכות 4G ו-5G תלויים באורתוגונליות בין תתי-הגלים שלהן. אם האורתוגונליות בין תתי-הגלים נהרסת על ידי גורמים כמו קיזוז תדר דופלר, הביצועים לרוב יפחתו משמעותית.

▲ דיאגרמה סכמטית של עקרון צורת הגל של תחום טרנספורמציה

▲Transform domain waveform and OFDM performance comparison

5. קישורים פיזיים מונעי בינה מלאכותית

מאז תקשורת ה-5G, האינטליגנציה של רשתות אלחוטיות הפכה לנושא חשוב, שמטרתו להשיג הקצאה וניצול יעילים יותר של משאבי רשת. כאחת הטכנולוגיות העיקריות המאפשרות אינטליגנציה של רשת אלחוטית, טכנולוגיית בינה מלאכותית חודרת לכל הרמות של רשת הליבה, ניהול הרשת, השכבה הפיזית ומחסנית הפרוטוקולים ברמה גבוהה של רשת הגישה. ביניהם, בינה מלאכותית של השכבה הפיזית מתייחסת בדרך כלל לפתרונות טכניים המשתמשים בשיטות בינה מלאכותית/למידת מכונה כדי לממש או לשפר את פונקציות השכבה הפיזית של רשתות אלחוטיות.

ניתן ליישם בינה מלאכותית בעיקר בעיבוד CSI, תכנון מקלטים ותכנון קישורים מקצה לקצה בשכבה הפיזית. לדוגמה, רשת נוירונים בלמידה עמוקה משמשת ללמידת ייצוג דחוס של CSI גבוה-ממדי בתקשורת אלחוטית, ובכך מפחיתה את תקורת משוב ה-CSI; רשת נוירונים מלאכותית משמשת ללמידת המיפוי ההפוך מאות ההפרעה המתקבל לאות המקורי, מה שמבטל את הצורך באומדן ערוץ מפורש ואיזון; אופטימיזציה משותפת של המשדר והמקלט בסביבת ערוץ ספציפית יכולה ללמוד אפקטים לא אידיאליים בערוץ ולשפר את ביצועי השידור.

עם זאת, שימוש במודולי בינה מלאכותית כדי להחליף מודולים מסורתיים של שכבה פיזית בצורה של "קופסה שחורה" יהיה קשה לעקוף את העיצובים המסורתיים מבחינת ביצועים. לעומת זאת, הרעיון של שילוב שיטות בינה מלאכותית עם ידע אנושי הוא בחירה טובה יותר שיכולה לנצל את היתרונות של שני הצדדים. בנוסף, כדי לממש את מלוא הפוטנציאל של בינה מלאכותית בהפחתת תקורה ומורכבות, יש לתכנן אותות ייחוס והקצאת משאבי ממשק אוויר בהתאם ואף לתכנן במשותף בין מודולים מרובי קישורים, דבר שעשוי להשפיע יותר על מסגרת ממשק האוויר הקיימת ועיצוב האיתות.

6. בקרת קישור "חבר והפעל"

רשת הגישה האלחוטית 6G צריכה להיות בעלת יכולות הרחבת כיסוי אוטומטיות כדי להשלים טוב יותר כיסוי תלת-ממדי מלא. כאשר גוף שירות רשת חדש מצטרף לרשת, הוא יכול לבצע לחיצת יד, חיבור והפעל במהירות, ולהשיג הרחבת כיסוי. טכנולוגיית בקרת קישור חיבור והפעל כוללת את ההיבטים הבאים:
Process awareness: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. בקרת QoS אדפטיבית של ממשק אוויר

עידן ה-6G יהיה עידן מבוסס נתונים ואינטליגנטי ביותר. שירותים חדשים כגון הדמיה הולוגרפית, שירותי XR ותפיסה ואינטראקציה של מרחב וירטואלי הציבו דרישות קיצוניות יותר לאבטחת איכות השירות של רשתות 6G.

בקרת QoS אדפטיבית של ממשק אוויר מבוססת על אילוצי QoS מקצה לקצה. היא מממשת ערובה לאיכות שירות של נתוני שידור ממשק אוויר על סמך מאפייני שידור ממשק אוויר בזמן אמת, משאבי ממשק אוויר מוגבלים יחסית, אילוצי זמן משוב שידור וכו'. זוהי טכנולוגיה מרכזית לשירותי ממשק אוויר לפי דרישה ויכולות רשת יעילות.

בקרת QoS אדפטיבית של ממשק אוויר כוללת את ההיבטים הבאים:
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.
אל מול העתיד, הדרישות העסקיות של רשתות 6G מתפתחות ללא הרף. מנגנון QoS כולל את רשת הליבה, רשת התמסורת ורשת הגישה. מנגנון QoS מאוחד ומתואם עם רשת הליבה, שכבת התעבורה ורשת הגישה הוא נושא שיש לקחת בחשבון בעתיד.
03network enabling technologies

1. פתרון איתות קל משקל

מנקודת מבט של תהליך הפיתוח מ-2G, 3G, 4G ל-5G, ההתרחבות המתמשכת של קנה המידה של הרשת והמורכבות הגוברת הובילו לארכיטקטורת רשת מורכבת ויתירה. בהתאם למגמות פיתוח הרשת הקיימות, מורכבות רשת ה-6G התומכת באינטרנט של הכל תגדל באופן אקספוננציאלי. פתרונות איתות קלים הם בחירה בלתי נמנעת לתכנון 6G.

יש לתכנן את רשת הגישה האלחוטית 6G בהתאם לתכנית איתות אחידה ולשלב טכנולוגיות גישה מרובות לממשקי אוויר תחת בקרת איתות אחידה כדי להשיג שליטה אחידה בממשק האוויר ולהפחית את מורכבות גישת הטרמינלים לרשת. מבחינת תכנון פונקציית מחסנית הפרוטוקולים, ניתן לשקול תכנון פונקציית פרוטוקול מובחן, ניתן לייעל את חלוקת פונקציית הפרוטוקול ואת תכנון הממשק, וניתן לשלב טכנולוגיית בינה מלאכותית כדי לשפר עוד יותר את פונקציות הפרוטוקול.

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

▲ בקרת איתות קלת משקל

2. עיצוב שירות מקצה לקצה

עם האינטגרציה העמוקה של טכנולוגיית DOICT והופעתם של מספר רב של שירותים חדשים, מפעילים זקוקים ליכולת של הרשת להגיב במהירות לדרישות חדשות כדי לספק שירותי רשת במהירות. טכנולוגיית שירות מבוססת ענן היא טכנולוגיה חשובה המאפשרת את היכולות הנ"ל ומניעה את התפתחות פונקציות הפרוטוקול לעבר ארכיטקטורה מבוססת שירות. לפונקציית הפרוטוקול המבוססת על ארכיטקטורה מוכוונת שירות יש את היכולת להפעיל את פונקציית הפרוטוקול בהתאם לצרכים העסקיים. המאפיינים הטכניים באים לידי ביטוי בהיבטים הבאים:

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.

• הגמישות האולטימטיבית מאפשרת תגובות ברמה השנייה או אפילו ברמה של מילישנייה;

• מנגנון התזמון האוטומטי ביותר יכול להשיג יכולות ריפוי עצמי חזקות;

• רמת ההסתגלות הגבוהה מאפשרת יכולות פריסה בקנה מידה גדול וניתנות לשכפול על פני אזורים, פלטפורמות ואפילו ספקי שירותים.

טכנולוגיות ענן מקוריות מורידות משמעותית את הסף למחשוב ענן, מאפשרות שיתוף פעולה חוצה תחומים בין מחקר ופיתוח לתפעול ותחזוקה, מגבירה את מהירות האיטרציות הפתוחות ומעצימות חדשנות עסקית. כיום, טכנולוגיות חמות בתחום הענן מתפוצצות, כולל תזמור מכולות מרובות עננים, שרתי ענן מקוריים, אחסון מקורי בענן, רשתות מקוריות בענן, מסדי נתונים מקוריים בענן, תורי הודעות מקוריים בענן, רשתות שירות, מכולות ללא שרת, פונקציה כשירות (FaaS), קצה אחורי כשירות (BaaS) ועוד.

לשירותי טלקום יש דרישות גבוהות יותר מבחינת ביצועים, השהייה נמוכה, אמינות, אבטחה ועלויות ציוד. אלה דורשים שטכנולוגיית ענן מקורית תתפתח בהתאם למאפייני שירותי הטלקום כדי לעמוד בסטנדרטים הגבוהים של שירותי טלקום.

3. פונקציית חישה חכמה

ישנם יותר ויותר שירותים אינטראקטיביים מבוססי ענן עם השהייה נמוכה במיוחד ורוחב פס גבוה עבור 6G. העיצוב הקיים של שכבת היישומים, שכבת התמסורת העסקית ושכבת הרשת הסלולרית גורם לזמני שידור ארוכים יותר של חבילות נתונים ולירידה בחוויית המשתמש.

על מנת להשיג התאמה מדויקת בזמן אמת בין יכולות שידור עסקיות ויכולות רשת, יש צורך להציג מדידה ומשוב בזמן אמת מדויקים ביותר של כל שכבת פרוטוקול של הרשת מקצה לקצה כדי לאפשר אופטימיזציה שיתופית, ולהכניס פונקציות עיבוד חכמות בצד הרשת, כולל הערכה וחיזוי חכמים. מצד אחד, נתוני המדידה והאינטראקציה עוברים עיבוד מקדים כדי להשיג הפחתה ודחיסה של מימדיות. מצד שני, הרשמה והודעות מבוצעים בהתאם לצרכים של שכבת היישומים ושכבת השידור העסקית כדי להפחית את עלות השידור ברשת.

4. מערכת אוטונומיה של רשת המבוססת על תאומים דיגיטליים

טכנולוגיית תאומים דיגיטליים מתייחסת להקמת ישות וירטואלית מישות העולם הפיזי בעולם הדיגיטלי באמצעות אמצעים דיגיטליים, ובכך מממשת תצפית דינמית, ניתוח, סימולציה, בקרה ואופטימיזציה של ישות העולם הפיזי. טכנולוגיית רשת תאומים דיגיטליים כוללת מידול פונקציונלי, מידול רכיבי רשת, מידול רשת, סימולציית רשת, מודלים של פרמטרים וביצועים, בדיקות אוטומטיות, איסוף נתונים, עיבוד ביג דאטה, ניתוח נתונים, למידת מכונה באמצעות בינה מלאכותית, חיזוי תקלות, טופולוגיה ואופטימיזציה של ניתוב. בדרך זו, ניתן להעביר בעיות קשות לפתרון בכל שלב ברשת לעולם הדיגיטלי לצורך פתרון, וניתן לממש את האוטונומיה של הרשת באמצעות ניטור, חיזוי, אופטימיזציה וסימולציה.

▲Digital twins realize network autonomy

5. העברת נתונים דטרמיניסטית

מושג הדטרמיניזם הוצע ותוקנן לראשונה על ידי IEEE. קבוצת העבודה של IEEE 802.1 הקימה את קבוצת המשימה לגישור אודיו-וידאו (AVB) בשנת 2007 במטרה להחליף כבלי HDMI, רמקולים וקואקסיאליים בבית ב-Ethernet. עם היישום המוצלח של תקן IEEE 802.1AVB באולפנים, ספורט ומקומות בילוי, טכנולוגיה זו החלה למשוך את תשומת ליבם של קהילות התעשייה והרכב.
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.
כפי שניתן לראות מהאמור לעיל, שידור דטרמיניסטי עבור רשתות קבועות מוצע כבר 10 שנים, אך המחקר על שידור דטרמיניסטי עבור רשתות ניידות רק החל. הסיבה לכך היא בעיקר 1. ממשק האוויר מושפע בקלות מהסביבה וקשה לחיזוי איכות השידור; 2. היעדר מנגנון ערובה דטרמיניסטי מקצה לקצה.
בעידן ה-6G, העברת נתונים דטרמיניסטית תהפוך ליכולת המייצגת של רשתות 6G, ותשיג תכונות כגון השהייה מוגבלת, ריצוד נמוך, אמינות גבוהה וסנכרון זמן מדויק. הקשיים שיש להתגבר עליהם כוללים את ההיבטים הבאים:
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. רשת ניתנת לתכנות

רשת ה-6G צריכה לתמוך בתכנות הרשת ולממש את שיתוף הפעולה של רשתות גישה, קצה, ליבה, רשתות שטח רחבות ונתונים, כך שלרשת התקשורת יהיו יכולות התאמה אישית מלאות על פני שירותים מרובים, תחומים מרובים ולאורך כל מחזור החיים. תכנות הרשת בא לידי ביטוי ברמות רבות, מלמטה למעלה: ניתן לתכנות שבב (כגון P4, POF), ניתן לתכנות FIB (כגון OpenFlow), ניתן לתכנות RIB (כגון BGP, PCEP), ניתן לתכנות מערכת הפעלה של התקן, ניתן לתכנות תצורת התקן (כגון CLI, NETCONF/YANG, OVSDB), ניתן לתכנות בקר וניתן לתכנות שירות (כגון GBP, NEMO).
רשתות עתידיות צריכות לעמוד ביכולות תכנות מארבעה ממדים: רכיבי רשת, פרוטוקולים, שירותים וניהול:
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.
במקביל, ארכיטקטורת התוכנה העליונה מורכבת ממודולים או ממשקי API עם פונקציות מחולקות בבירור, המאפשרות למשתמשים לארגן מחדש מודולים אלה או ממשקי קריאה כדי להשיג מטרות מותאמות אישית, כגון סיווג, עיצוב, QoS וכו'. רכיבי רשת הציוד תומכים בתכנות, מה שמאפשר תמיכה יעילה בהתאמה אישית של המשתמש ובהתפתחות מתמשכת של פרוטוקולים חדשים.
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.

מאמר זה משוחזר מ"China Electronics Society", תומכים בהגנה על זכויות קניין רוחני, אנא ציינו את המקור המקורי ואת המחבר בעת הדפסה חוזרת. אם יש הפרה כלשהי, אנא צרו עמנו קשר כדי למחוק אותה.