6G pada tahun 2030: 5 tren utama, 13 teknologi inti

5G telah sepenuhnya dikomersialkan. Seiring dengan terus meluasnya penetrasi 5G ke berbagai industri vertikal, gagasan masyarakat tentang 6G secara bertahap mulai menjadi agenda. Menjelang tahun 2030+, 6G akan sepenuhnya mendukung digitalisasi seluruh dunia berdasarkan 5G, dikombinasikan dengan pengembangan kecerdasan buatan dan teknologi lainnya, untuk mewujudkan ketersediaan kecerdasan yang merata, memberdayakan segala hal secara menyeluruh, mendorong masyarakat untuk bergerak menuju dunia "kembaran digital" yang menggabungkan virtualitas dan realitas, serta mewujudkan visi indah "kembaran digital, kecerdasan yang merata".

Around this overall vision, 6G networks willEnjoy life intelligently,Produksi cerdas,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.

Skenario-skenario ini akan membutuhkan kecepatan puncak tingkat terabit, pengalaman latensi sub-milidetik, kecepatan seluler melebihi 1,000 km/jam, dan kemampuan jaringan baru seperti keamanan endogen, kecerdasan endogen, dan kembaran digital. Untuk memenuhi persyaratan yang lebih tinggi dari skenario dan layanan baru, teknologi dan arsitektur antarmuka udara 6G memerlukan perubahan yang sesuai.

01 future network technology

Saat ini, dengan integrasi mendalam teknologi informasi dan komunikasi, big data, dan kecerdasan buatan, perluasan lebih lanjut dari keberadaan jaringan di mana-mana, peningkatan berkelanjutan pengalaman pengguna dan persyaratan layanan yang dipersonalisasi, serta munculnya banyak teknologi pendukung baru secara terus-menerus, jaringan masa depan juga menunjukkan karakteristik dan tren perkembangan utama sebagai berikut.

1. Komunikasi spektrum penuh

Seiring dengan terus meningkatnya kebutuhan komunikasi, jaringan komunikasi seluler membutuhkan lebih banyak spektrum. Karena spektrum di bawah 6GHz telah dialokasikan, pita frekuensi gelombang milimeter 26GHz dan 39GHz juga telah dialokasikan untuk 5G. Pita frekuensi yang lebih tinggi, seperti THz dan cahaya tampak, perlu dipelajari untuk memenuhi kebutuhan kapasitas yang lebih tinggi dan tingkat pengalaman ultra-tinggi.

Cahaya tampak biasanya merujuk pada gelombang elektromagnetik dalam pita frekuensi 430~790 THz (panjang gelombang 380~750 nm), yang memiliki spektrum kandidat sekitar 400 THz. Terahertz merujuk pada gelombang elektromagnetik dalam pita frekuensi 0.1~10 THz (panjang gelombang 30~3000 mikron), yang memiliki spektrum kandidat sekitar 10 THz. Keduanya memiliki karakteristik bandwidth yang besar, mudah untuk mencapai komunikasi berkecepatan sangat tinggi, dan merupakan pelengkap potensial untuk sistem komunikasi seluler di masa depan.

▲ Distribusi frekuensi

2. Integrasi langit, angkasa, dan bumi

Sembari meningkatkan tingkat pengalaman pengguna secara signifikan, jaringan masa depan juga harus memenuhi kebutuhan layanan jaringan internet udara di pesawat terbang, kapal, dan lain-lain, memastikan kontinuitas layanan kendaraan darat berkecepatan tinggi, kereta api berkecepatan tinggi, dan terminal lainnya, mendukung penyebaran perangkat IoT dalam jumlah besar seperti penyelamatan dan penanggulangan bencana secara instan, pemantauan lingkungan, pencegahan kebakaran hutan, inspeksi lahan tak berpenghuni, pelacakan informasi kontainer laut, dan lain-lain, serta mencapai cakupan berbiaya rendah di daerah yang jarang penduduknya. Oleh karena itu, bentuk utama di masa depan adalah memperluas cakupan jaringan ke jaringan cakupan tiga dimensi di ruang alam seperti ruang angkasa, pegunungan yang dalam, laut dalam, dan daratan. Karena itu, perlu dibangun jaringan terintegrasi ruang angkasa, ruang angkasa, dan daratan untuk mencapai "cakupan menyeluruh" tiga dimensi dari jaringan komunikasi di seluruh dunia.

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 disastersdan karakteristik lainnya.

3. Integrasi 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.

Integrasi mendalam TIK mendorong kemampuan pendefinisian jaringan secara multidimensi, yang merupakan dasar dari jaringan yang fleksibel. Integrasi mendalam DICT mendorong penetrasi komprehensif kecerdasan buatan dan big data ke dalam jaringan, yang merupakan dasar dari jaringan cerdas. Integrasi mendalam DOICT mendorong pengembangan jaringan deterministik dan merupakan dasar dari sistem otomatisasi dan sistem kembaran digital.

DOICT akan mewujudkan integrasi mendalam antara cloud, jaringan, edge computing, terminal, dan industri berdasarkan aliran big data, menciptakan lingkungan tepercaya dengan cara yang diwakili oleh blockchain, meningkatkan efisiensi pemanfaatan sumber daya semua pihak, dan secara kolaboratif meningkatkan kemampuan cloud-edge computing, kemampuan jaringan, kemampuan terminal, dan kemampuan bisnis.

4. Kemampuan konfigurasi ulang jaringan

Dengan perkembangan pesat teknologi komunikasi seluler, kebutuhan dan skenario bisnis menjadi lebih beragam dan personal. Di masa depan, jaringan 6G akan mengadopsi desain arsitektur yang lebih fleksibel dan dapat dikonfigurasi ulang.

Di satu sisi, berdasarkan sumber daya perangkat keras bersama, jaringan mengalokasikan sumber daya jaringan dan antarmuka udara yang sesuai untuk layanan berbeda dari pengguna yang berbeda, mewujudkan layanan ujung-ke-ujung sesuai permintaan. Sembari menyediakan layanan terbaik, jaringan ini juga mewujudkan berbagi sumber daya untuk memaksimalkan pemanfaatan sumber daya dan mengurangi biaya pembangunan jaringan. Di sisi lain, arsitektur jaringan minimalis dan fitur jaringan yang fleksibel dan skalabel memberikan kemudahan besar untuk pemeliharaan, peningkatan, dan optimasi jaringan selanjutnya, yang selanjutnya mengurangi biaya operasional jaringan operator. Selain itu, persyaratan karakteristik yang melekat pada kecerdasan 6G juga membutuhkan daya komputasi dan skalabilitas yang lebih kuat untuk jaringan.

5. Integrasi persepsi-komunikasi-komputasi

Integrasi persepsi-komunikasi-komputasi mengacu pada kerangka teknologi pemrosesan informasi ujung-ke-ujung yang secara simultan menjalankan pengumpulan informasi dan perhitungan informasi selama proses transmisi informasi. Ini akan memecah kerangka layanan informasi "cerobong asap" yang terdiri dari pengumpulan informasi terminal, transmisi informasi jaringan, dan perhitungan tepi awan. Ini merupakan persyaratan teknis untuk menyediakan layanan yang sangat terintegrasi antara persepsi, komunikasi, dan komputasi seperti layanan tanpa awak, imersif, dan kembaran digital.

Integrasi persepsi-komunikasi-komputasi secara spesifik dibagi menjadi dua tingkatan: kolaborasi fungsional dan fusi fungsional. Dalam kerangka kolaborasi fungsional, informasi sensorik dapat meningkatkan kemampuan komunikasi, komunikasi dapat memperluas dimensi dan kedalaman persepsi, komputasi dapat melakukan fusi data multidimensi dan analisis big data, persepsi dapat meningkatkan kinerja model dan algoritma komputasi, komunikasi dapat menghadirkan komputasi di mana-mana, dan komputasi dapat mewujudkan komunikasi skala ultra besar.

Dalam kerangka integrasi fungsional, sinyal penginderaan dan sinyal komunikasi dapat mengintegrasikan desain dan deteksi bentuk gelombang serta berbagi seperangkat peralatan perangkat keras. Saat ini, teknologi integrasi komunikasi radar telah menjadi topik hangat. Integrasi kemampuan deteksi terahertz dan kemampuan komunikasi, serta integrasi pencitraan cahaya tampak dan komunikasi, telah menjadi tren teknologi 6G potensial. Persepsi dan komputasi diintegrasikan ke dalam jaringan yang sadar akan daya komputasi, dan komputasi serta jaringan diintegrasikan untuk mencapai jaringan yang dapat didefinisikan secara ujung-ke-ujung dan arsitektur layanan mikro.

Di masa depan, komputasi komunikasi perseptual dapat mencapai konfigurasi ulang fungsional berdasarkan pengembangan teknologi chip yang ditentukan perangkat lunak.

▲Perception-communication-computing integrated application scenario

1. MIMO skala ultra-besar terdistribusi

Setelah diperkenalkannya MIMO skala ultra-besar, kapasitas jaringan 4G/5G telah meningkat pesat. Namun, karena kehilangan jalur dan interferensi antar sel, pengalaman pengguna di tepi sel masih perlu ditingkatkan. MIMO skala ultra-besar terdistribusi memperluas metode penyebaran terpusat tradisional ke penyebaran terdistribusi, memperkenalkan kolaborasi cerdas antara beberapa node terdistribusi, dan mewujudkan penjadwalan sumber daya bersama dan transmisi data bersama, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Melalui penyebaran terdistribusi dan kolaborasi cerdas, di satu sisi, secara efektif menghilangkan interferensi dan meningkatkan kualitas penerimaan sinyal; di sisi lain, secara efektif meningkatkan jangkauan, memberikan pengalaman kinerja tanpa batas kepada pengguna. Di jaringan 6G masa depan, terutama pada pita frekuensi yang lebih tinggi dan skenario penyebaran yang padat, teknologi ini akan menunjukkan potensi aplikasi yang besar.

▲Distributed ultra-large-scale MIMO diagram

Industri secara teoritis telah menunjukkan keunggulan MIMO terdistribusi dalam meningkatkan kapasitas saluran. Analisis teoritis menunjukkan bahwa dalam kondisi yang sama dengan jumlah total antena, daya pancar total, dan cakupan yang sama, kinerja sistem MIMO terdistribusi lebih seragam daripada MIMO terpusat karena selalu ada node terdistribusi yang lebih dekat ke pengguna dan kolaborasi cerdas dalam penjadwalan dan pembentukan sinyal digunakan. Secara khusus, peningkatan kinerja untuk pengguna di tepi jaringan lebih signifikan.

Karena peningkatan signifikan pada skala antena dan jumlah node, MIMO ultra-skala besar terdistribusi menimbulkan tantangan pada kemampuan pertukaran informasi antar node, pemilihan node kolaborasi bersama dan desain skema pembentukan sinyal, kompleksitas algoritma, pemrosesan interferensi, dan lain-lain. Pada saat yang sama, transmisi bersama yang koheren juga menuntut persyaratan yang lebih tinggi untuk konsistensi saluran transceiver antar node, dan penelitian lebih lanjut tentang solusi kalibrasi antarmuka udara diperlukan.

2. Metasurface pintar

Reconfigurable Intelligent Surface (RIS) mengontrol gelombang elektromagnetik melalui unit struktural di permukaannya. Dengan menyesuaikan parameter dan posisi setiap unit struktural, RIS dapat mengatur amplitudo dan distribusi fase dari pantulan/penembakan gelombang elektromagnetik secara sembarangan. Hal ini memiliki signifikansi positif dalam mengatasi masalah komunikasi nirkabel tradisional seperti transmisi non-garis pandang dan mengurangi area tanpa jangkauan.

Gambar di bawah ini menunjukkan diagram sistem komunikasi nirkabel yang dibantu oleh RIS. Stasiun pangkalan mengontrol RIS, dan RIS menyesuaikan amplitudo dan fase unit strukturalnya sendiri berdasarkan kontrol tersebut, sehingga mencapai refleksi sinyal yang ditransmisikan oleh stasiun pangkalan secara terkontrol. Dibandingkan dengan komunikasi relai tradisional, RIS dapat bekerja dalam mode full-duplex dan memiliki pemanfaatan spektrum yang lebih tinggi. RIS tidak memerlukan tautan RF dan catu daya skala besar, dan akan memiliki keunggulan dalam hal konsumsi daya dan biaya penyebaran.

3. Teknologi transmisi Super Nyquist

Dalam sistem komunikasi tradisional, untuk menghindari interferensi antar-simbol (ISI, Inter-Symbol Interference), kriteria Nyquist biasanya digunakan, sehingga membatasi laju simbol yang ditransmisikan. Teknik transfer Super Nyquist ditemukan memiliki kesalahan (error smell) berdasarkan sumber yang dikutip. Dengan menggunakan laju yang lebih cepat untuk mengirim simbol, secara artifisial memperkenalkan ISI selama transmisi, dan kemudian menggunakan penerima yang lebih canggih untuk menghilangkan ISI melalui oversampling di sisi penerima, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah, sehingga meningkatkan laju transmisi aktual dan pemanfaatan spektrum tautan.

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

4. Ubah bentuk gelombang domain

Teknologi waveform memainkan peran penting dalam desain antarmuka udara sistem komunikasi nirkabel pada generasi sebelumnya. Kinerja waveform OFDM yang digunakan dalam sistem 4G dan 5G bergantung pada ortogonalitas antar subcarriernya. Jika ortogonalitas antar subcarrier terganggu oleh faktor-faktor seperti offset frekuensi Doppler, kinerja akan sering menurun secara signifikan.

▲ Diagram skema prinsip bentuk gelombang domain transformasi

▲Transform domain waveform and OFDM performance comparison

5. Tautan fisik yang digerakkan oleh AI

Sejak komunikasi 5G, kecerdasan jaringan nirkabel telah menjadi topik penting, yang bertujuan untuk mencapai alokasi dan pemanfaatan sumber daya jaringan yang lebih efisien. Sebagai salah satu teknologi pendukung utama untuk kecerdasan jaringan nirkabel, teknologi AI menembus semua tingkatan jaringan inti, manajemen jaringan, dan lapisan fisik serta tumpukan protokol tingkat tinggi dari jaringan akses. Di antaranya, AI lapisan fisik umumnya mengacu pada solusi teknis yang menggunakan metode kecerdasan buatan/pembelajaran mesin untuk mewujudkan atau meningkatkan fungsi lapisan fisik jaringan nirkabel.

AI terutama dapat diterapkan pada pemrosesan CSI, desain penerima, dan desain tautan ujung-ke-ujung pada lapisan fisik. Misalnya, jaringan saraf dalam pembelajaran mendalam digunakan untuk mempelajari representasi terkompresi dari CSI berdimensi tinggi dalam komunikasi nirkabel, sehingga mengurangi overhead umpan balik CSI; jaringan saraf tiruan digunakan untuk mempelajari pemetaan invers dari sinyal interferensi yang diterima ke sinyal asli, yang menghilangkan kebutuhan akan estimasi dan ekualisasi saluran secara eksplisit; pengoptimalan bersama pemancar dan penerima dalam lingkungan saluran tertentu dapat mempelajari efek non-ideal dalam saluran dan meningkatkan kinerja transmisi.

Namun, penggunaan modul AI untuk menggantikan modul lapisan fisik tradisional secara "kotak hitam" akan sulit melampaui desain tradisional dalam hal kinerja. Sebaliknya, gagasan menggabungkan metode kecerdasan buatan dengan pengetahuan ahli manusia adalah pilihan yang lebih baik yang dapat memanfaatkan keunggulan kedua belah pihak. Selain itu, untuk sepenuhnya mewujudkan potensi AI dalam mengurangi overhead dan kompleksitas, sinyal referensi dan alokasi sumber daya antarmuka udara perlu dirancang sesuai dan bahkan dirancang bersama antara modul multi-link, yang mungkin berdampak lebih besar pada kerangka kerja antarmuka udara dan desain pensinyalan yang ada.

6. Kontrol tautan plug and play

Jaringan akses nirkabel 6G perlu memiliki kemampuan perluasan jangkauan otomatis untuk melengkapi cakupan skenario penuh tiga dimensi dengan lebih baik. Ketika badan layanan jaringan baru bergabung dengan jaringan, ia dapat dengan cepat melakukan jabat tangan, pasang dan mainkan (plug and play), dan mencapai perluasan jangkauan. Teknologi kontrol tautan pasang dan mainkan (plug and play) mencakup aspek-aspek berikut:
Kesadaran proses: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. Kontrol QoS antarmuka udara adaptif

Era 6G akan menjadi era yang sangat berbasis data dan cerdas. Layanan baru seperti pencitraan holografik, layanan XR, dan persepsi serta interaksi ruang virtual telah menuntut persyaratan yang lebih ekstrem untuk jaminan kualitas layanan jaringan 6G.

Kontrol QoS antarmuka udara adaptif didasarkan pada batasan QoS ujung-ke-ujung. Ini mewujudkan jaminan QoS data transmisi antarmuka udara berdasarkan karakteristik transmisi antarmuka udara waktu nyata, sumber daya antarmuka udara yang relatif terbatas, batasan waktu umpan balik transmisi, dll. Ini adalah teknologi kunci untuk layanan antarmuka udara sesuai permintaan dan kemampuan jaringan yang efisien.

Kontrol QoS antarmuka udara adaptif mencakup aspek-aspek berikut:
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.
Menghadapi masa depan, kebutuhan bisnis jaringan 6G terus berkembang. Mekanisme QoS melibatkan jaringan inti, jaringan transmisi, dan jaringan akses. Mekanisme QoS yang terpadu dan terkoordinasi dengan jaringan inti, lapisan transport, dan jaringan akses merupakan isu yang perlu dipertimbangkan di masa mendatang.
03network enabling technologies

1. Solusi pensinyalan ringan

Dari perspektif proses pengembangan dari 2G, 3G, 4G hingga 5G, perluasan skala jaringan yang berkelanjutan dan peningkatan kompleksitas telah menyebabkan arsitektur jaringan yang kompleks dan berlebihan. Menurut tren pengembangan jaringan yang ada, kompleksitas jaringan 6G yang mendukung Internet of Everything akan meningkat secara eksponensial. Solusi pensinyalan ringan merupakan pilihan yang tak terhindarkan untuk desain 6G.

Jaringan akses nirkabel 6G perlu dirancang sesuai dengan skema pensinyalan terpadu dan mengintegrasikan berbagai teknologi akses antarmuka udara di bawah kendali pensinyalan terpadu untuk mencapai kendali terpadu antarmuka udara dan mengurangi kompleksitas akses terminal ke jaringan. Dari segi desain fungsi tumpukan protokol, desain fungsi protokol yang berbeda dapat dipertimbangkan, distribusi fungsi protokol dan desain antarmuka dapat dioptimalkan, dan teknologi AI dapat dikombinasikan untuk lebih meningkatkan fungsi protokol.

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

▲ Kontrol sinyal ringan

2. Desain layanan ujung ke ujung

Dengan integrasi mendalam teknologi DOICT dan munculnya sejumlah besar layanan baru, operator membutuhkan jaringan yang mampu merespons dengan cepat terhadap permintaan baru untuk menyediakan layanan jaringan dengan cepat. Teknologi layanan berbasis cloud-native merupakan teknologi penting yang memungkinkan kemampuan tersebut dan mendorong evolusi fungsi protokol menuju arsitektur berbasis layanan. Fungsi protokol berbasis arsitektur berorientasi layanan memiliki kemampuan untuk menjalankan fungsi protokol sesuai dengan kebutuhan bisnis. Karakteristik teknisnya tercermin dalam aspek-aspek berikut:

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.

• Elastisitas maksimal memungkinkan respons dalam hitungan detik atau bahkan milidetik;

• Mekanisme penjadwalan yang sangat otomatis dapat mencapai kemampuan perbaikan diri yang kuat;

• Tingkat adaptabilitas yang tinggi memungkinkan kemampuan penerapan skala besar dan dapat direplikasi di berbagai wilayah, platform, dan bahkan penyedia layanan.

Cloud native sangat menurunkan ambang batas untuk komputasi awan, memungkinkan kolaborasi lintas domain antara R&D dan operasi serta pemeliharaan, meningkatkan kecepatan iterasi terbuka, dan memberdayakan inovasi bisnis. Saat ini, teknologi cloud native yang sedang populer berkembang pesat, termasuk orkestrasi kontainer multi-cloud, server cloud native, penyimpanan cloud native, jaringan cloud native, basis data cloud native, antrian pesan cloud native, grid layanan, kontainer Serverless, Function as a Service (FaaS), Backend as a Service (BaaS), dan lain-lain.

Layanan telekomunikasi memiliki persyaratan yang lebih tinggi untuk kinerja, latensi rendah, keandalan, keamanan, dan biaya peralatan. Hal ini membutuhkan teknologi cloud native untuk berkembang sesuai dengan karakteristik layanan telekomunikasi guna memenuhi standar tinggi layanan telekomunikasi.

3. Fungsi penginderaan cerdas

Semakin banyak layanan interaktif berbasis cloud dengan latensi sangat rendah dan bandwidth tinggi untuk 6G. Desain "berlapis" dan "cerobong asap" yang ada pada lapisan aplikasi, lapisan transmisi bisnis, dan lapisan jaringan seluler mengakibatkan waktu transmisi paket data yang lebih lama dan penurunan pengalaman pengguna.

Untuk mencapai pencocokan waktu nyata yang akurat antara kemampuan transmisi bisnis dan kemampuan jaringan, perlu diperkenalkan pengukuran dan umpan balik waktu nyata berpresisi tinggi pada setiap lapisan protokol jaringan ujung-ke-ujung untuk memungkinkan optimasi kolaboratif, dan memperkenalkan fungsi pemrosesan cerdas di sisi jaringan, termasuk estimasi dan prediksi cerdas. Di satu sisi, data pengukuran dan interaksi diproses terlebih dahulu untuk mencapai pengurangan dimensi dan kompresi. Di sisi lain, langganan dan pemberitahuan dilakukan sesuai dengan kebutuhan lapisan aplikasi & lapisan transmisi bisnis untuk mengurangi biaya transmisi jaringan.

4. Sistem otonomi jaringan berbasis kembaran digital

Teknologi kembaran digital mengacu pada pembentukan entitas virtual dari entitas dunia fisik di dunia digital melalui sarana digital, sehingga mewujudkan pengamatan, analisis, simulasi, kontrol, dan optimasi dinamis dari entitas dunia fisik. Teknologi jaringan kembaran digital mencakup pemodelan fungsional, pemodelan elemen jaringan, pemodelan jaringan, simulasi jaringan, model parameter dan kinerja, pengujian otomatis, pengumpulan data, pemrosesan big data, analisis data, pembelajaran mesin kecerdasan buatan, prediksi kesalahan, optimasi topologi dan perutean. Dengan cara ini, masalah yang sulit dipecahkan di setiap tahap jaringan dapat ditransfer ke dunia digital untuk diselesaikan, dan otonomi jaringan dapat diwujudkan melalui pemantauan, prediksi, optimasi, dan simulasi.

▲Digital twins realize network autonomy

5. Transmisi data deterministik

Konsep determinisme pertama kali diusulkan dan distandarisasi oleh IEEE. Kelompok Kerja IEEE 802.1 membentuk Kelompok Tugas Audio Video Bridging (AVB) pada tahun 2007 dengan tujuan menggantikan HDMI, speaker, dan kabel koaksial di rumah dengan Ethernet. Dengan keberhasilan penerapan standar IEEE 802.1AVB di studio, tempat olahraga dan hiburan, teknologi ini mulai menarik perhatian komunitas industri dan otomotif.
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.
Seperti yang terlihat di atas, transmisi deterministik untuk jaringan tetap telah diusulkan selama 10 tahun, tetapi penelitian tentang transmisi deterministik untuk jaringan seluler baru saja dimulai. Hal ini terutama disebabkan oleh 1. Antarmuka udara mudah dipengaruhi oleh lingkungan dan kualitas transmisi sulit diprediksi; 2. Kurangnya mekanisme jaminan deterministik ujung-ke-ujung.
Di era 6G, transmisi data deterministik akan menjadi kemampuan unggulan jaringan 6G, mencapai fitur-fitur seperti penundaan terbatas, jitter rendah, keandalan tinggi, dan sinkronisasi waktu presisi tinggi. Kesulitan yang perlu diatasi meliputi aspek-aspek berikut:
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. Jaringan yang dapat diprogram

Jaringan 6G perlu mendukung kemampuan pemrograman jaringan dan mewujudkan kolaborasi jaringan akses, tepi, inti, area luas, dan data, sehingga jaringan telekomunikasi memiliki kemampuan kustomisasi skenario penuh di berbagai layanan, berbagai bidang, dan seluruh siklus hidupnya. Kemampuan pemrograman jaringan tercermin di banyak tingkatan, dari bawah ke atas: pemrograman chip (seperti P4, POF), pemrograman FIB (seperti OpenFlow), pemrograman RIB (seperti BGP, PCEP), pemrograman OS perangkat, pemrograman konfigurasi perangkat (seperti CLI, NETCONF/YANG, OVSDB), pemrograman pengontrol, dan pemrograman layanan (seperti GBP, NEMO).
Jaringan masa depan perlu memenuhi kemampuan pemrograman dari empat dimensi: elemen jaringan, protokol, layanan, dan manajemen:
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.
Pada saat yang sama, arsitektur perangkat lunak tingkat atas terdiri dari modul atau API dengan fungsi yang terbagi secara jelas, memungkinkan pengguna untuk mengatur ulang modul-modul ini atau memanggil antarmuka untuk mencapai tujuan yang disesuaikan, seperti klasifikasi, pembentukan lalu lintas, QoS, dll. Elemen jaringan peralatan mendukung kemampuan pemrograman, sehingga memungkinkan untuk secara efisien mendukung kustomisasi pengguna dan evolusi berkelanjutan dari protokol baru.
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.

Artikel ini direproduksi dari"China Electronics Society", mendukung perlindungan hak kekayaan intelektual, mohon sebutkan sumber asli dan penulis saat mencetak ulang. Jika ada pelanggaran, silakan hubungi kami untuk menghapusnya."