6'da 2030G: 5 ana trend, 13 temel teknoloji

5G tamamen ticarileştirildi. 5G dikey sektörlere nüfuz etmeye devam ederken, insanların 6G'ye dair fikirleri de yavaş yavaş gündeme geliyor. 2030 ve sonrasına baktığımızda, 6G, 5G temelinde tüm dünyanın dijitalleşmesini tam olarak destekleyecek, yapay zeka ve diğer teknolojilerin gelişimiyle birleşerek, her yerde bilginin erişilebilirliğini sağlayacak, her şeyi tam olarak güçlendirecek, toplumu sanallık ve gerçekliği birleştiren bir "dijital ikiz" dünyasına doğru ilerletecek ve "dijital ikiz, her yerde zeka"nın güzel vizyonunu gerçekleştirecektir.

Around this overall vision, 6G networks willEnjoy life intelligently,Akıllı üretim,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.

Bu senaryolar, terabit seviyesinde en yüksek hızlar, milisaniyenin altında gecikme süresi, 1,000 km/saati aşan mobil hızlar ve içsel güvenlik, içsel zeka ve dijital ikizler gibi yeni ağ yetenekleri gerektirecektir. Yeni senaryoların ve yeni hizmetlerin daha yüksek gereksinimlerini karşılamak için, 6G hava arayüzü teknolojisi ve mimarisi de buna uygun değişiklikler gerektirmektedir.

01 future network technology

Günümüzde, bilgi ve iletişim teknolojisinin, büyük verinin ve yapay zekanın derin entegrasyonu, ağın her yerde yaygınlaşmasının daha da genişlemesi, kullanıcı deneyiminin ve kişiselleştirilmiş hizmet gereksinimlerinin sürekli iyileştirilmesi ve birçok yeni destekleyici teknolojinin sürekli ortaya çıkmasıyla birlikte, geleceğin ağları da aşağıdaki temel özellikleri ve gelişim eğilimlerini göstermektedir.

1. Tam spektrumlu iletişim

İletişim ihtiyaçları artmaya devam ettikçe, mobil iletişim ağları daha fazla spektruma ihtiyaç duymaktadır. 6 GHz'nin altındaki spektrum tahsis edildikten sonra, 26 GHz ve 39 GHz milimetre dalga frekans bantları da 5G için tahsis edilmiştir. Daha yüksek kapasite ve ultra yüksek deneyim hızlarının ihtiyaçlarını karşılamak için THz ve görünür ışık gibi daha yüksek frekans bantlarının incelenmesi gerekmektedir.

Görünür ışık genellikle 430~790 THz frekans bandındaki (380~750 nm dalga boyu) elektromanyetik dalgayı ifade eder ve yaklaşık 400 THz'lik bir potansiyel spektruma sahiptir. Terahertz ise 0.1~10 THz frekans bandındaki (30~3000 mikron dalga boyu) elektromanyetik dalgayı ifade eder ve yaklaşık 10 THz'lik bir potansiyel spektruma sahiptir. Her ikisi de geniş bant genişliği, ultra yüksek hızlı iletişimi kolaylaştırma özelliklerine sahiptir ve gelecekteki mobil iletişim sistemlerine potansiyel bir tamamlayıcıdır.

▲Frekans dağılımı

2. Gökyüzünün, gökyüzünün ve yeryüzünün bütünleşmesi

Kullanıcı deneyimini önemli ölçüde iyileştirirken, geleceğin ağları aynı zamanda uçaklarda, gemilerde vb. havadan internetin ağ hizmeti ihtiyaçlarını karşılamalı, yüksek hızlı hareket eden kara araçlarının, yüksek hızlı demiryollarının ve diğer terminallerin hizmet sürekliliğini sağlamalı, anlık kurtarma ve afet yardımı, çevre izleme, orman yangını önleme, ıssız arazi denetimi, okyanus konteyner bilgi takibi vb. gibi büyük ölçekli IoT cihazlarının konuşlandırılmasını desteklemeli ve seyrek nüfuslu alanlarda düşük maliyetli kapsama alanı sağlamalıdır. Bu nedenle, gelecekteki ana biçim, ağ kapsamını uzay, derin dağlar, derin denizler ve kara gibi doğal alanlarda üç boyutlu kapsama ağlarına genişletmektir. Bu nedenle, dünya çapında iletişim ağlarının üç boyutlu "her yerde kapsama"sını sağlamak için uzay, uzay ve kara alanlarının entegre bir ağını kurmak gereklidir.

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 disastersve diğer özellikleri.

3.DOICT entegrasyonu

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.

Bilgi ve iletişim teknolojilerinin derin entegrasyonu, esnek ağların temeli olan ağın tam boyutlu tanımlanabilirliğini teşvik eder. Dijital ve iletişim teknolojilerinin derin entegrasyonu, yapay zeka ve büyük verinin ağa kapsamlı bir şekilde nüfuz etmesini teşvik eder ve bu da akıllı ağların temelidir. Dijital ve iletişim teknolojilerinin derin entegrasyonu, deterministik ağların gelişimini teşvik eder ve otomasyon sistemleri ile dijital ikiz sistemlerinin temelini oluşturur.

DOICT, büyük veri akışına dayalı olarak bulut, ağ, uç nokta, terminal ve endüstrinin derin entegrasyonunu gerçekleştirecek, blok zinciriyle temsil edilen araçlarla güvenilir bir ortam oluşturacak, tüm tarafların kaynak kullanım verimliliğini artıracak ve bulut-uç nokta bilgi işlem yeteneklerini, ağ yeteneklerini, terminal yeteneklerini ve iş yeteneklerini iş birliği içinde geliştirecektir.

4. Ağın yeniden yapılandırılabilirliği

Mobil iletişim teknolojisinin hızlı gelişimiyle birlikte, işletme ihtiyaçları ve senaryoları daha çeşitlenmiş ve kişiselleştirilmiş hale gelmiştir. Gelecekte, 6G ağları daha esnek, yeniden yapılandırılabilir bir mimari tasarım benimseyecektir.

Bir yandan, paylaşılan donanım kaynaklarına dayalı olarak, ağ farklı kullanıcıların farklı hizmetlerine karşılık gelen ağ ve hava arayüzü kaynaklarını tahsis ederek uçtan uca isteğe bağlı hizmetler sunar. En üst düzey hizmeti sağlarken, kaynak kullanımını en üst düzeye çıkarmak ve ağ kurulum maliyetlerini azaltmak için kaynak paylaşımını da gerçekleştirir. Öte yandan, minimalist ağ mimarisi ve esnek ve ölçeklenebilir ağ özellikleri, sonraki ağ bakımı, yükseltmeleri ve optimizasyonu için büyük kolaylık sağlayarak operatörlerin ağ işletme maliyetlerini daha da düşürür. Ayrıca, 6G zekasının doğasında bulunan karakteristik gereksinimler, ağ için daha güçlü işlem gücü ve ölçeklenebilirlik de gerektirir.

5. Algı-iletişim-bilgi işlem entegrasyonu

Algılama-iletişim-hesaplama entegrasyonu, bilgi iletim sürecinde eş zamanlı olarak bilgi toplama ve bilgi hesaplamayı gerçekleştiren uçtan uca bir bilgi işleme teknolojisi çerçevesini ifade eder. Terminal bilgi toplama, ağ bilgi iletimi ve bulut uç hesaplaması gibi "baca bilgi hizmeti" çerçevesini kıracaktır. İnsansız sistemler, sürükleyici deneyimler ve dijital ikizler gibi algılama, iletişim ve hesaplama alanlarında yüksek düzeyde bağlantılı hizmetler sunmak için teknik bir gerekliliktir.

Algılama-iletişim-hesaplama entegrasyonu, özellikle iki seviyeye ayrılır: işlevsel iş birliği ve işlevsel kaynaşma. İşlevsel iş birliği çerçevesinde, duyusal bilgiler iletişim yeteneklerini artırabilir, iletişim algılamanın boyutunu ve derinliğini genişletebilir, hesaplama çok boyutlu veri kaynaşması ve büyük veri analizi gerçekleştirebilir, algılama hesaplama modeli ve algoritma performansını artırabilir, iletişim her yerde hesaplamayı sağlayabilir ve hesaplama ultra büyük ölçekli iletişimi gerçekleştirebilir.

Fonksiyonel entegrasyon çerçevesinde, algılama sinyalleri ve iletişim sinyalleri, dalga formu tasarımı ve algılamayı entegre edebilir ve bir dizi donanım ekipmanını paylaşabilir. Şu anda, radar iletişim entegrasyon teknolojisi önemli bir araştırma alanı haline gelmiştir. Terahertz algılama yetenekleri ve iletişim yeteneklerinin entegrasyonu ile görünür ışık görüntüleme ve iletişimin entegrasyonu, potansiyel 6G teknoloji trendleri arasında yer almaktadır. Algılama ve hesaplama, hesaplama gücüne duyarlı bir ağa entegre edilir ve hesaplama ve ağ, uçtan uca tanımlanabilir ağ ve mikro hizmet mimarisi elde etmek için entegre edilir.

Gelecekte, algısal iletişim bilişimi, yazılım tanımlı çip teknolojisinin gelişmesiyle işlevsel yeniden yapılandırmayı başarabilir.

▲Perception-communication-computing integrated application scenario

1. Dağıtılmış ultra büyük ölçekli MIMO

Ultra büyük ölçekli MIMO'nun (ULMO) tanıtılmasından sonra, 4G/5G ağ kapasitesi büyük ölçüde iyileştirildi. Bununla birlikte, yol kaybı ve hücreler arası girişim nedeniyle, hücre kenarındaki kullanıcı deneyiminin hala iyileştirilmesi gerekiyor. Dağıtılmış ultra büyük ölçekli MIMO, geleneksel merkezi dağıtım yöntemini dağıtılmış dağıtıma genişletir, birden fazla dağıtılmış düğüm arasında akıllı işbirliğini sağlar ve aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi kaynakların ortak planlamasını ve verilerin ortak iletimini gerçekleştirir. Dağıtılmış dağıtım ve akıllı işbirliği sayesinde, bir yandan girişimi etkili bir şekilde ortadan kaldırır ve sinyal alım kalitesini artırır; diğer yandan kapsama alanını etkili bir şekilde genişleterek kullanıcılara sınırsız bir performans deneyimi sunar. Gelecekteki 6G ağında, özellikle daha yüksek frekans bantlarında ve yoğun dağıtım senaryolarında büyük uygulama potansiyeli gösterecektir.

▲Distributed ultra-large-scale MIMO diagram

Sektör, dağıtılmış MIMO'nun kanal kapasitesini artırmadaki avantajlarını teorik olarak göstermiştir. Teorik analizler, aynı toplam anten sayısı, toplam iletim gücü ve kapsama alanı koşulları altında, dağıtılmış MIMO sisteminin performansının, kullanıcılara daha yakın dağıtılmış düğümlerin her zaman mevcut olması ve planlama ve şekillendirmede akıllı işbirliğinin kullanılması nedeniyle, merkezi MIMO'ya göre daha homojen olduğunu göstermektedir. Özellikle, uç kullanıcılar için performans artışı daha belirgindir.

Anten ölçeğindeki ve düğüm sayısındaki önemli artış nedeniyle, dağıtılmış ultra büyük ölçekli MIMO, düğümler arasındaki bilgi alışverişi yetenekleri, ortak işbirliği düğüm seçimi ve şekillendirme şeması tasarımı, algoritma karmaşıklığı, girişim işleme vb. konularda zorluklar ortaya koymaktadır. Aynı zamanda, tutarlı ortak iletim, düğümler arasındaki alıcı-verici kanallarının tutarlılığı için de daha yüksek gereksinimler ortaya koymakta ve hava arayüzü kalibrasyon çözümleri üzerine daha fazla araştırma yapılmasını gerektirmektedir.

2. Akıllı meta yüzey

Yeniden Yapılandırılabilir Akıllı Yüzey (RIS), yüzeydeki yapısal birimler aracılığıyla elektromanyetik dalgaları kontrol eder. Her bir yapısal birimin parametrelerini ve konumunu ayarlayarak, keyfi elektromanyetik dalga yansımasının/atışınının genlik ve faz dağılımını ayarlayabilir. Bu, görüş hattı dışı iletim ve kapsama alanı boşluklarının azaltılması gibi geleneksel kablosuz iletişimdeki sorunların çözümünde olumlu bir öneme sahiptir.

Aşağıdaki şekil, RIS destekli kablosuz iletişim sisteminin şematik gösterimini sunmaktadır. Baz istasyonu RIS'i kontrol eder ve RIS, bu kontrole bağlı olarak kendi yapısal birimlerinin genliğini ve fazını ayarlayarak, baz istasyonu tarafından iletilen sinyalin kontrollü yansımasını sağlar. Geleneksel röle iletişimiyle karşılaştırıldığında, RIS tam çift yönlü modda çalışabilir ve daha yüksek spektrum kullanımına sahiptir. RIS, RF bağlantılarına ve büyük ölçekli güç kaynağına ihtiyaç duymaz ve güç tüketimi ve kurulum maliyetleri açısından avantajlara sahiptir.

3. Süper Nyquist iletim teknolojisi

Geleneksel iletişim sistemlerinde, semboller arası girişimden (ISI, Inter-Symbol Interference) kaçınmak için genellikle Nyquist kriteri kullanılır ve bu da iletilen sembol hızını sınırlar. Süper Nyquist transfer tekniğinde hata kokusu bulundu (kaynak belirtiliyor). Sembolleri daha hızlı göndermek için, iletim sırasında yapay olarak ISI oluşturulur ve ardından alıcı uçta aşırı örnekleme yoluyla ISI'yi ortadan kaldırmak için daha gelişmiş bir alıcı kullanılır (aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi), böylece bağlantının gerçek iletim hızı ve spektrum kullanımı iyileştirilir.

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

4. Etki alanı dalga biçimini dönüştürün

Dalga formu teknolojisi, geçmiş nesillerdeki kablosuz iletişim sistemlerinin hava arayüzü tasarımında önemli bir rol oynamıştır. 4G ve 5G sistemlerinde kullanılan OFDM dalga formlarının performansı, alt taşıyıcıları arasındaki ortogonalliğe bağlıdır. Doppler frekans kayması gibi faktörler nedeniyle alt taşıyıcılar arasındaki ortogonallik bozulursa, performans genellikle önemli ölçüde düşer.

▲Dönüşüm alanı dalga biçimi ilkesinin şematik diyagramı

▲Transform domain waveform and OFDM performance comparison

5. Yapay zeka destekli fiziksel bağlantılar

5G iletişiminden bu yana, kablosuz ağların zekası, ağ kaynaklarının daha verimli tahsisi ve kullanımı amacıyla önemli bir konu haline gelmiştir. Kablosuz ağ zekasının temel etkinleştirici teknolojilerinden biri olarak yapay zeka teknolojisi, çekirdek ağın, ağ yönetiminin ve erişim ağının fiziksel katmanının ve üst düzey protokol yığınının tüm seviyelerine nüfuz etmektedir. Bunlar arasında, fiziksel katman yapay zekası genel olarak, kablosuz ağların fiziksel katman işlevlerini gerçekleştirmek veya geliştirmek için yapay zeka/makine öğrenimi yöntemlerini kullanan teknik çözümleri ifade eder.

Yapay zekâ, fiziksel katmanda esas olarak CSI işleme, alıcı tasarımı ve uçtan uca bağlantı tasarımında uygulanabilir. Örneğin, derin öğrenmedeki sinir ağı, kablosuz iletişimde yüksek boyutlu CSI'nin sıkıştırılmış temsilini öğrenmek için kullanılır ve böylece CSI geri bildirim yükü azaltılır; yapay sinir ağı, alınan girişim sinyalinden orijinal sinyale ters eşlemeyi öğrenmek için kullanılır, bu da açık kanal tahmini ve eşitleme ihtiyacını ortadan kaldırır; belirli bir kanal ortamında verici ve alıcının birlikte optimize edilmesi, kanaldaki ideal olmayan etkileri öğrenmeyi ve iletim performansını iyileştirmeyi sağlayabilir.

Ancak, geleneksel fiziksel katman modüllerinin yerine yapay zeka modüllerinin "kara kutu" yaklaşımıyla kullanılması, performans açısından geleneksel tasarımları aşmayı zorlaştıracaktır. Buna karşılık, yapay zeka yöntemlerini insan uzman bilgisiyle birleştirme fikri, her iki tarafın avantajlarından yararlanabilen daha iyi bir seçenektir. Ayrıca, yapay zekanın ek yükü ve karmaşıklığı azaltma potansiyelini tam olarak gerçekleştirmek için, referans sinyalleri ve hava arayüzü kaynak tahsisi buna göre tasarlanmalı ve hatta çoklu bağlantı modülleri arasında ortaklaşa tasarlanmalıdır; bu da mevcut hava arayüzü çerçevesi ve sinyalizasyon tasarımı üzerinde daha fazla etkiye sahip olabilir.

6. Tak ve çalıştır bağlantı kontrolü

6G kablosuz erişim ağının, üç boyutlu tam senaryo kapsamını daha iyi sağlamak için otomatik kapsama alanı genişletme yeteneklerine sahip olması gerekir. Yeni bir ağ servis sağlayıcısı ağa katıldığında, hızlı bir şekilde bağlantı kurabilir, tak ve çalıştır özelliğiyle kapsama alanını genişletebilir. Tak ve çalıştır bağlantı kontrol teknolojisi aşağıdaki hususları içerir:
Süreç farkındalığı: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. Uyarlanabilir hava arayüzü QoS kontrolü

6G çağı, yüksek oranda veriye dayalı ve akıllı bir çağ olacak. Holografik görüntüleme, XR hizmetleri ve sanal alan algılama ve etkileşimi gibi yeni hizmetler, 6G ağlarının hizmet kalitesi güvencesi için daha da üst düzey gereksinimler ortaya koymuştur.

Uyarlanabilir hava arayüzü QoS kontrolü, uçtan uca QoS kısıtlamalarına dayanmaktadır. Gerçek zamanlı hava arayüzü iletim özelliklerine, nispeten sınırlı hava arayüzü kaynaklarına, iletim-geri bildirim zaman kısıtlamalarına vb. bağlı olarak hava arayüzü iletim verilerinin QoS garantisini gerçekleştirir. İsteğe bağlı hava arayüzü hizmetleri ve verimli ağ yetenekleri için önemli bir teknolojidir.

Uyarlanabilir hava arayüzü QoS kontrolü aşağıdaki hususları içerir:
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.
Geleceğe yönelik olarak, 6G ağlarının iş gereksinimleri sürekli olarak gelişmektedir. QoS mekanizması, çekirdek ağ, iletim ağı ve erişim ağını içerir. Çekirdek ağ, taşıma katmanı ve erişim ağı ile birleşik ve koordineli bir QoS mekanizması, gelecekte dikkate alınması gereken bir konudur.
03network enabling technologies

1. Hafif sinyalizasyon çözümü

2G, 3G, 4G ve 5G'ye uzanan gelişim sürecinde, ağ ölçeğinin sürekli genişlemesi ve artan karmaşıklık, karmaşık ve gereksiz ağ mimarilerine yol açmıştır. Mevcut ağ geliştirme trendlerine göre, Nesnelerin İnterneti'ni destekleyen 6G ağının karmaşıklığı katlanarak artacaktır. Hafif sinyalizasyon çözümleri, 6G tasarımı için kaçınılmaz bir seçimdir.

6G kablosuz erişim ağı, birleşik bir sinyalizasyon şemasına göre tasarlanmalı ve hava arayüzü erişim teknolojilerini birleşik sinyalizasyon kontrolü altında entegre ederek hava arayüzünün birleşik kontrolünü sağlamalı ve terminallerin ağa erişiminin karmaşıklığını azaltmalıdır. Protokol yığını fonksiyon tasarımı açısından, farklılaştırılmış protokol fonksiyon tasarımı düşünülebilir, protokol fonksiyon dağılımı ve arayüz tasarımı optimize edilebilir ve protokol fonksiyonlarını daha da geliştirmek için yapay zeka teknolojisi entegre edilebilir.

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

▲Hafif sinyal kontrolü

2. Uçtan uca hizmet tasarımı

DOICT teknolojisinin derin entegrasyonu ve çok sayıda yeni hizmetin ortaya çıkmasıyla birlikte, operatörlerin ağ hizmetlerini hızlı bir şekilde sağlamak için yeni taleplere hızlı bir şekilde yanıt verebilme yeteneğine sahip bir ağa ihtiyaçları vardır. Bulut tabanlı hizmet teknolojisi, yukarıdaki yetenekleri sağlayan ve protokol fonksiyonlarının hizmet tabanlı bir mimariye doğru evrimini yönlendiren önemli bir teknolojidir. Hizmet odaklı mimariye dayalı protokol fonksiyonu, iş ihtiyaçlarına göre protokol fonksiyonunu çalıştırma yeteneğine sahiptir. Teknik özellikler aşağıdaki yönlerde yansıtılmaktadır:

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.

• Üstün esneklik, saniye düzeyinde hatta milisaniye düzeyinde tepkiler vermeyi mümkün kılar;

• Yüksek düzeyde otomatikleştirilmiş planlama mekanizması, güçlü kendi kendini onarma yeteneklerine sahiptir;

• Yüksek düzeydeki uyarlanabilirlik, bölgeler, platformlar ve hatta hizmet sağlayıcılar genelinde büyük ölçekli, tekrarlanabilir dağıtım yetenekleri sağlar.

Bulut tabanlı yaklaşım, bulut bilişime erişim eşiğini önemli ölçüde düşürür, Ar-Ge ile operasyon ve bakım arasında alanlar arası iş birliğini mümkün kılar, açık yineleme hızını artırır ve iş inovasyonunu güçlendirir. Şu anda, çoklu bulut konteyner düzenlemesi, bulut tabanlı sunucular, bulut tabanlı depolama, bulut tabanlı ağlar, bulut tabanlı veritabanları, bulut tabanlı mesaj kuyrukları, hizmet ağları, sunucusuz konteynerler, Hizmet Olarak Fonksiyon (FaaS), Hizmet Olarak Arka Uç (BaaS) vb. gibi bulut tabanlı popüler teknolojiler hızla yayılıyor.

Telekomünikasyon hizmetleri, performans, düşük gecikme süresi, güvenilirlik, güvenlik ve ekipman maliyetleri açısından daha yüksek gereksinimlere sahiptir. Bu durum, bulut tabanlı teknolojinin telekomünikasyon hizmetlerinin özelliklerine göre gelişmesini ve yüksek standartları karşılamasını gerektirir.

3. Akıllı algılama fonksiyonu

6G için ultra düşük gecikme süresi ve yüksek bant genişliğine sahip bulut tabanlı etkileşimli hizmetler giderek artmaktadır. Uygulama katmanı, iş iletim katmanı ve mobil ağ katmanının mevcut "katmanlı" ve "baca" tasarımı, veri paketi iletim sürelerinin uzamasına ve kullanıcı deneyiminin azalmasına neden olmaktadır.

İş iletim kapasiteleri ve ağ kapasitelerinin gerçek zamanlı olarak doğru bir şekilde eşleştirilmesi için, uçtan uca ağın her protokol katmanının yüksek hassasiyetli gerçek zamanlı ölçüm ve geri bildirimini sağlamak, işbirlikçi optimizasyonu mümkün kılmak ve ağ tarafında akıllı tahmin ve öngörü de dahil olmak üzere akıllı işleme fonksiyonları sunmak gereklidir. Bir yandan, ölçüm ve etkileşim verileri boyut indirgeme ve sıkıştırma için ön işleme tabi tutulur. Diğer yandan, uygulama katmanı ve iş iletim katmanının ihtiyaçlarına göre abonelik ve bildirim işlemleri gerçekleştirilerek ağ iletim maliyeti düşürülür.

4. Dijital ikizlere dayalı ağ özerklik sistemi

Dijital ikiz teknolojisi, fiziksel dünyadaki bir varlıktan dijital dünyada dijital araçlar aracılığıyla sanal bir varlık oluşturulmasını ve böylece fiziksel dünyadaki varlığın dinamik gözlem, analiz, simülasyon, kontrol ve optimizasyonunun gerçekleştirilmesini ifade eder. Dijital ikiz ağ teknolojisi, fonksiyonel modelleme, ağ elemanı modelleme, ağ modelleme, ağ simülasyonu, parametre ve performans modelleri, otomatik test, veri toplama, büyük veri işleme, veri analizi, yapay zeka makine öğrenimi, hata tahmini, topoloji ve yönlendirme optimizasyonunu içerir. Bu şekilde, ağın her aşamasındaki çözülmesi zor problemler dijital dünyaya aktarılarak çözülebilir ve ağın özerkliği izleme, tahmin, optimizasyon ve simülasyon yoluyla gerçekleştirilebilir.

▲Digital twins realize network autonomy

5. Deterministik veri iletimi

Determinizm kavramı ilk olarak IEEE tarafından önerilmiş ve standartlaştırılmıştır. IEEE 802.1 Çalışma Grubu, evlerdeki HDMI, hoparlör ve koaksiyel kabloları Ethernet ile değiştirmek amacıyla 2007 yılında Ses Video Köprüleme (AVB) Görev Grubunu oluşturmuştur. IEEE 802.1AVB standardının stüdyolarda, spor ve eğlence mekanlarında başarılı bir şekilde uygulanmasıyla bu teknoloji, endüstriyel ve otomotiv topluluklarının da dikkatini çekmeye başlamıştır.
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.
Yukarıda da görülebileceği gibi, sabit ağlar için deterministik iletim 10 yıldır önerilmişken, mobil ağlar için deterministik iletim üzerine araştırmalar henüz yeni başlamıştır. Bunun başlıca nedenleri şunlardır: 1. Hava arayüzü çevreden kolayca etkilenir ve iletim kalitesini tahmin etmek zordur; 2. Uçtan uca deterministik garanti mekanizmasının eksikliği.
6G çağında, deterministik veri iletimi, sınırlı gecikme, düşük titreşim, yüksek güvenilirlik ve yüksek hassasiyetli zaman senkronizasyonu gibi özellikler elde ederek 6G ağlarının temsili yeteneği haline gelecektir. Aşılması gereken zorluklar arasında aşağıdaki hususlar yer almaktadır:
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. Programlanabilir ağ

6G ağının, erişim, uç, çekirdek, geniş alan ve veri ağlarının iş birliğini gerçekleştirmesi ve ağ programlanabilirliğini desteklemesi gerekir; böylece telekomünikasyon ağı, birden fazla hizmet, birden fazla alan ve tüm yaşam döngüsü boyunca tam senaryolu özelleştirilebilir yeteneklere sahip olur. Ağ programlanabilirliği, aşağıdan yukarıya doğru birçok seviyede yansıtılır: çip programlanabilir (örneğin P4, POF), FIB programlanabilir (örneğin OpenFlow), RIB programlanabilir (örneğin BGP, PCEP), cihaz işletim sistemi programlanabilir, cihaz yapılandırması programlanabilir (örneğin CLI, NETCONF/YANG, OVSDB), kontrolör programlanabilir ve hizmet programlanabilir (örneğin GBP, NEMO).
Geleceğin ağlarının dört boyuttan programlanabilirlik yeteneklerini karşılaması gerekiyor: ağ unsurları, protokoller, hizmetler ve yönetim:
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.
Aynı zamanda, üst yazılım mimarisi, kullanıcıların bu modülleri veya çağrı arayüzlerini yeniden düzenleyerek sınıflandırma, şekillendirme, QoS vb. gibi özelleştirilmiş amaçlara ulaşmalarını sağlayan, net bir şekilde ayrılmış işlevlere sahip modüllerden veya API'lerden oluşmaktadır. Ekipman ağ elemanları programlanabilirliği destekleyerek, kullanıcı özelleştirmesini ve yeni protokollerin sürekli gelişimini verimli bir şekilde desteklemeyi mümkün kılar.
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.

Bu makale şuradan kopyalanmıştır:"China Electronics SocietyFikri mülkiyet haklarının korunmasını destekliyoruz, lütfen yeniden yayınlarken orijinal kaynağı ve yazarı belirtin. Herhangi bir ihlal söz konusuysa, lütfen silinmesi için bizimle iletişime geçin.