A 6G több, mint 5G evolúció

2022. 02. 02.

A hatodik generációs információs és kommunikációs technológiák vizsgálatáról és jövőjéről, valamint az újgenerációs mobilhálózati technológiában rejlő lehetőségekről prof. Dr. Charan Hassan, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Villamosmérnöki és Informatikai Kar dékánja beszélt a január közepén megrendezett a 6G – Több, mint 5G evolúció elnevezésű konferencia keretén belül. A rendezvény fő célja a témafelvetés, a diskurzus elindítása és a közös gondolkodás támogatása volt. Az évindító esemény – ahol az eNET is képviseltette magát – a HTE rádiótávközlési szakosztálya szervezésében valósulhatott meg.

A 6G – vagy más néven Beyond 5G – a mobilhálózatok generációjának következő lépcsőfokát jelöli: tárgyalásakor sokkal hangsúlyosabb a tartalmi jövő, mintsem a technikai háttér. A 6G sokkal inkább jelöl lépést a szakmai kultúrában, mintsem technológiai újítást. Így a témában sokkal fontosabb, hogy milyen jövőkép kapcsolható a fejlődéshez: milyen új használati területek aknázhatók ki és melyek azok a területek, ahol a mobilhálózat fejlesztése további irányokba mutat?

Mobilhálózatok generációváltása

Lassan kirajzolódik, hogy a mobilhálózatok nagyjából 10 évente esnek át generációs váltáson, s ez alapján továbbhaladva 2030-ra következik be újabb váltás – ennek megalapozását szolgálják az ilyen előadások, fórumok, vagy olyan szakmai értekezések, mint a 6G Factsheet vagy a Brooklyn Summit anyagai.

Míg a 4G-ig a hangsúly az egyéni felhasználók kiszolgálására helyeződött a beszédátvitel, mobilinternet fejlesztésével, addig az 5G technológia már elhozta azt a változást, ami a 6G fejlesztések során is valószínűleg érvényesülni fog: a továbbfejlesztett szélessávú mobilinternet szolgáltatások (eMMB) és az ipari felhasználás (mMTC, uRRLC) irányába terelődik a hangsúly.

2030-ra előreláthatólag 125 milliárd eszköz kapcsolódik majd az internetre ez nagyjából 1 millió kapcsolatot jelent négyzetkilóméterenként, amit az 5G nem fog tudni kiszolgálni. Emellett az 5G nem nyújt kiemelkedően megbízható és extrém nagy sávszélességet egyszerre sok eszköznek. Nem alkalmas továbbá VR/AR alkalmazások használatához, mivel ehhez a késleltetés további csökkentése szükséges. A telepresence (virtuális tárgyaló) és holografikus (térbeli kép) megjelenítés és kommunikáció optimális működéséhez szintén szükség van a teljesítmény fokozására: a Tbps (TeraBit/sec) adatátviteli sebesség és msec alatti késleltetés szükséges a megfelelő használhatósághoz, amit az 5G nem tud teljesíteni. Az ötödik generációs mobilhálózat beltéri lefedettsége sem elégséges még, így új megoldások szükségesek.

A 6G műszaki jellemzőit tekintve egy nem kizárólag rádiós technológiáról van szó, amely magában foglal non-RF kommunikációs technológiákat is (például optikai hálózatot). A 6 GHz alatti frekvenciasávban működik, mmWave (milliméteres hullámhosszon), terrahertz sávban – ez a 300 GHz feletti sávot jelöli. Az adatsebesség 100 gigabit és 1 terrabit között fog mozogni másodpercenként, a késleltetés pedig kevesebb, mint 1 milliszekundum lesz. Ebből a szempontból dilemmát jelent a működési frekvencia és a hullámhossz következtében a hozzáférési csomópontok hatótávolsága minimálisra csökken: a megfelelő lefedettség érdekében maximum 5-10 méterenként lenne szükséges a telepítésük – ennek azonban jelentős beruházási igénye van. Alternatívát jelenthet a rádiófrekvencia üvegkábelen keresztül történő vezetése, ez a megoldás azonban kevésbé „mobil”. A 6G kutatások egyik célja a jövőben ennek feloldása.

A 6G szolgáltatások fő jellemzői az alacsony késleltetés (1), a magas megbízhatóság (2) a kommunikáció során, valamint az emberközpontú szolgáltatás (3) és a többcélú felhasználás (4). Összességében tehát relevánsabb a B5G kifejezés, hiszen új funkciót nem hordoz magában, az elsődleges cél a teljesítmény növelése.

6G – a minden közötti kommunikáció

Alkalmazási területek tekintetében előtérbe kerülnek a szoftverintenzívebb felhasználási módok, az adatalapú, tanulékony rendszerek elterjedése – kiemelt fontosságú lehet az autonóm közlekedés fejlesztésében, vagy a távműtétek elterjedésében. A 6G által jósolt legnagyobb változás a kommunikáló feleket érinti: míg az 1G-4G az emberek közötti kommunikációt, az 5G az ember és a tárgyak közötti kommunikációt tette lehetővé, a 6G elterjedésével lehetővé válik a tárgyak, a dolgok, gyakorlatilag a minden közötti kommunikáció.

Annak érdekében, hogy ezek a vállalások valóban teljesüljenek 2030-ra, további kutatásokra van szükség, amelyek több irányba mutatnak: egyrészről további vizsgálatok szükségesek a vezeték nélküli kapcsolatok témakörében, de fontosak az eszközök és a hálózati technológiák további fejlesztései is. Emellett a lehetséges szolgáltatások és felhasználási területek további feltárása is fontos aspektusa a fejlesztések megalapozásának. A területek összetettsége indokolttá teszi összetett projektcsapatok kialakítását, az együttműködés támogatását különböző szakterületek között.

Nemzetközi és hazai kezdeményezések a 6G fejlesztéséhez

Léteznek már nemzetközi és hazai kezdeményezések is a 6G fejlesztéséhez kötődően. Nemzetközi szinten elsősorban Ázsiában (Japán, Dél-Korea, Kína) és az Egyesült Államokban jellemzőek ezek a kezdeményezések vállalások, kutatások, konferenciák, munkacsoportok formájában. Az Európai Unió is támogatja ezt a területet. hazai szinten fontos megemlíteni a Nokia BME területén létrehozott 5G Kutatási és Innovációs Hálózatát – egy privát 5G platform, amely azzal a céllal jött létre, hogy támogassa az 5G KFI tevékenységet, a use case-ek fejlesztését.

Tervben van továbbá a lefedettség bővítése és az milliméteres hullámhossz működő hálózat kiépítése. A BME missziója ezekkel a fejlesztésekkel, hogy támogassa a B5G-re épülő alkalmazások és fejlesztések létrehozását interdiszciplináris KFI tevékenységen keresztül a jövő intelligens, fenntartható és emberközpontú társadalmának létrehozása érdekében. Kiemelt cél a fent már említett hálózatra támaszkodva bekapcsolódni a nemzetközi kutatásokba.

Ipar 5.0 koncepció és oly sok minden más

A B5G/6G fejlesztések prioritásai közé sorolható a korszerű tesztkörnyezet létrehozása, a rádiós hálózat lefedettségének bővítése, az IoE (5) („minden internete” / „mindent összekapcsoló internet”) rendszerek kutatása, a nagy felbontású és valós idejű virtuális kommunikációs technológiák és alkalmazások vizsgálata, továbbá az egészségügyben, okosvárosok kialakításában alkalmazható megoldások és rendszerek kutatása és az Ipar 5.0 koncepció fejlesztése. Emellett természetesen állandó kérdés marad a személyes adatok védelme, amely ennek a technológiának a kidolgozása során is fontos feladat lesz.

Szerző: Horváth Anna, az eNET Internetkutató és Tanácsadó Kft. kutató-elemző kollégája

(1) MBRLLC: Mobile Broadband Low Latency Communication

(2) mURLLC: Massive Ultra Reliable Low latency Communication

(3) HCS: Human-Centric Services

(4) MPS: Multi-Purpose Services

(5) Internet of Everything: Internet of Things és Internet of People

Képek forrása: pixels.com, freepik.com