02 июня 2021

Вперед, к терабитной экономике — Обзор СМИ

Россия готова активнее включиться в глобальный процесс создания экосистемы для сетей шестого поколения мобильной связи. Разработка первого релиза стандарта 6G, способного увеличить скорость передачи данных до тысячи гигабит в секунду, может быть завершена мировым сообществом уже через пять лет. Коммерческое использование технологии прогнозируют с 2028 года, — сообщает «RSpectr». Россия, как и другие страны, уже третий год ведет исследовательские работы по 6G. Первые отечественные IT-решения созданы в Сколтехе. Научно-исследовательский институт Радио имени М.И. Кривошеева (ФГУП НИИР) сформировал для систем шестого поколения дорожную карту, где определены стратегия развития и возможности частотного обеспечения.

ГОНКА В РАЗГАРЕ

В конце мая ассоциация мобильных коммуникаций Next Generation Mobile Networks (NGMN) Alliance запустила 60 пользовательских сценариев для будущего стандарта 6G. Они станут основой для требований к сетям шестого поколения связи, сообщила исполнительный директор Лу Фейфей на форуме Wireless Russia & CIS 2021. Видение новой архитектуры сетей альянс представил в «Белой книге» в апреле этого года. Взгляд на 6G сформирован исходя из мнений 80 глобальных участников рынка, среди которых 22 оператора связи. Все компании, разрабатывающие беспроводные технологии, начали проекты по поиску оптимальных решений для шестого поколения связи в 2018 году. По словам руководителя лидирующего исследовательского центра 5G Сколтеха Виталия Шуба, уже есть порядка шести мощнейших региональных альянсов, каждый из которых стремится обеспечить лидерство в создании сетей 6G.

Почему идет гонка за технологии пока несуществующего стандарта, объяснил директор по стратегическому взаимодействию в России и СНГ Ассоциации GSM (GSMA) Таир Исмаилов: «Страны хотят быстро создать экосистему для местных компаний, которые начнут генерировать инновации в этой среде и займут новые сегменты рынка на глобальном уровне». Пионером 6G стал университет Оулу в Финляндии, где с 2018 года работает исследовательский центр 6G Flagship. Бюджет организации на период с 2018 по 2026 год оценивается в 251 млн евро. Лидером в борьбе за новые беспроводные технологии эксперты считают КНР. В подготовленном в апреле отчете китайского центра исследований развития интеллектуальной собственности утверждается, что компании Поднебесной подали более 38 тыс. патентов на связь 6G, что составляет 35% от общего числа в мире. На втором месте Соединенные Штаты, которые занимают долю в 18 процентов.

Данную статистику подтверждают исследования, проведенные Google, рассказали  в пресс-службе ФГУП НИИР. Согласно поисковым запросам, Китай является страной, проявляющей наибольший интерес к 6G, который увеличился на 98% по сравнению с 2020 годом. Работы китайской Huawei по 6G выделены в отдельное направление. Они ведутся на уровне R&D (Research and Development), но пока не афишируются, уточнил ведущий эксперт по беспроводным технологиям Huawei Eurasia Дмитрий Конарев. В противовес Китаю в апреле 2021 года президент США и премьер-министр Японии договорились совместно инвестировать в 6G 4,5 млрд долларов. В мае американский Next G Alliance запустил реализацию дорожной карты в области шестого поколения связи. Рабочие группы проекта определят технологии, приложения и спектр для нового стандарта, а также обсудят, как минимизировать воздействие 6G на окружающую среду.

Во ФГУП НИИР уточнили, что Международный союз электросвязи (МСЭ) также приступил к разработке отчета, описывающего облик систем 6G. На текущий момент в рамках сектора радиосвязи (МСЭ-R) начата работа над новой рекомендацией (VISION 2030), которую планируется завершить к 2030 году. Эксперты ABI Research советуют исследователям и игрокам рынка поторопиться. Аналитики считают, что технологический цикл для 6G сжимается. Он уже займет менее десяти лет, в течение которых обычно развивается новая беспроводная технология. Аналитики прогнозируют, что сети шестого поколения могут быть стандартизированы гораздо раньше — в 2026 году, а первые частные потребители получат доступ к 6G в начале 2028 года.

НА ПУТИ К УНИФИЦИРОВАННЫМ ТРЕБОВАНИЯМ

Эксперты Wireless Russia & CIS 2021 обозначили ряд трудностей при разработке 6G. Во-первых, существующие сети сотовой связи используют элементную базу на стандартных кремниевых процессорах. Но этот материал перестает работать выше 100-150 ГГц, а значит, шестое поколение потребует новых электронных компонентов, говорит В.Шуб. Во-вторых, аналитики отмечают, что 6G придется решать проблему 5G c масштабируемостью. Как известно, в миллиметровых диапазонах плотность размещения базовых станций должна быть высокой, чтобы обеспечить потребности клиентов. Многие разработчики поддерживают тренд на сокращение выбросов углекислого газа в процессе производственной деятельности (углеродная нейтральность) – это третий вызов для 6G. Четвертой задачей является приверженность участников будущей экосистемы унифицированным глобальным стандартам. Отметим, что отдельные страны в рамках сохранения цифрового суверенитета разрабатывают собственные пути развития широкополосных сетей. В частности, в Индии сегодня реализуется национальный стандарт беспроводных сетей пятого поколения – 5Gi, рассказал декан отдела исследований и разработок Института информационных технологий Хайдарабада Киран Кучи. Проект осуществляется в рамках государственной программы BharatNet по устранению цифрового неравенства в деревнях, где проживает 900 млн индийцев.

Но 5Gi не входит в экосистему норм международного консорциума, разрабатывающего спецификации для мобильной телефонии (3GPP), отметил президент Global mobile Suppliers Association (GSA) Джо Барретт. Он также уточнил, что подобные прецеденты были в ряде стран. Например, в Китае, где в свое время придумали альтернативу для сетей 3G – стандарт TD-SCDMA. Такие эксперименты не были результативными.

Джо Барретт, GSA:

– Мы следим за развертыванием проекта в Индии. Но история показывает, что отклонение от глобальных стандартов и выбор собственного технологического пути приводит к проблемам совместимости. А обеспечение покрытия сетями обходится слишком дорого.

НАДЕЖДА НА ТЕХНЕЙТРАЛЬНОСТЬ

В России работы по развитию связи шестого поколения идут в «Сколково» и ФГУП НИИР. Сколтех создает на своей территории инфраструктуру для производства компонентов 6G-систем. Для реализации этой цели в 2020 году там разработали сверхвысокочастотный интегральный электрооптический модулятор, который сможет конвертировать сигналы из терагерцевого в оптический диапазон. В НИИ Радио по заказу Минцифры сформулировали два базовых документа – проекты дорожной карты и технического задания на комплекс фундаментальных и прикладных исследований в интересах развития сетей связи шестого поколения в РФ. Об этом сообщил заместитель директора НТЦ анализа ЭМС ФГУП НИИР Евгений Девяткин. Он уточнил, что предложения по развитию 6G в России будут представлены рынку в ближайшее время.

Ранее, в 2020 году, Сколтех по запросу Минпромторга разработал программу научно-технологического развития мобильной связи шестого поколения, в которой имеется перечень решений для создания сетей 6G в России. «Де факто в стране уже есть базовые “скелетные” документы, которые определяют стратегию развития 6G, основные направления и приоритеты как в технологическом, так и частотном планах», – констатировал В.Шуб.

Вектором развития сетей 6G Е. Девяткин назвал анализ возможных перспективных сервисов и услуг, технических требований, а также частотного обеспечения инфраструктуры. Он отметил, что спектром для шестого поколения связи России нужно заниматься заранее, учитывая опыт развертывания 5G в стране.

Нечетные поколения в РФ не взлетают, и операторам сложно освоить 5G в течение короткого инвестиционного цикла из-за отсутствия нужных частот, констатировал президент ПАО «ВымпелКом» Рашид Исмаилов. Он отметил, что страна не может все время догонять, она должна работать на опережение. «Мы можем успеть с разработками 6G, чтобы стать равноправным игроком на мировом рынке», – сказал глава «Билайн».

Евгений Девяткин обозначил ключевые вопросы при разработке стандарта 6G:

  • В каких частотных диапазонах будет развиваться технология?
  • Что за средства связи там уже работают?
  • Какие организационно-технические мероприятия нужно провести по возможному перераспределению спектра?

Данные вопросы необходимо обсуждать на международных площадках. «Важно, чтобы Россия могла влиять на конечные решения при выборе использования частотных диапазонов. Эти вопросы выносятся на повестку Всемирной конференции радиосвязи (ВКР) 2023 года. Речь идет о расширении полосы 6 ГГц (6,4–7,125) и высоких участках спектра от 50 ГГц и выше», – отметил Е. Девяткин. Помимо данных частот, эксперт призвал ориентироваться на корневые базовые диапазоны. Е. Девяткин обратил внимание на тот факт, что сегодня совокупно российские сети подвижной связи аккумулировали более 1100 МГц – порядка 700 МГц в 4G и 400 МГц в 5G миллиметровом диапазоне (24 ГГц). Отечественные мобильные операторы связи уже применяют на практике режим технологической нейтральности (ТН), когда происходит переиспользование имеющегося частотного ресурса, сказал он. Именно так можно обеспечить преемственность, плавную конвергенцию и поддержку предыдущих стандартов.

ФГУП НИИР сегодня анализирует деятельность национальных администраций, международных организаций связи и ассоциаций по проводимым исследованиям в области 6G. «Россия планирует принять в них участие и сегодня готовит предложения в том числе для продвижения отечественных разработок по системам связи шестого поколения», – сообщили  НИИ Радио.

Институт запланировал ряд работ на 2021 год, в числе которых:

  • разработка методического обеспечения для оценки электромагнитной совместимости между существующими радиоэлектронными средствами связи (РЭС), работающими в терагерцевом и субтерагерцевом диапазонах частот, и планируемыми сетями 6G;
  • исследование перспективных телекоммуникационных услуг на базе будущей инфраструктуры 6G, сценариев их предоставления и формирование предъявляемых к ним технических требований;
  • исследование технологий повышения спектральной эффективности 6G и алгоритмов пространственного мультиплексирования для антенных систем сетей шестого поколения;
  • изучение топологии сети 6G и разработка по переходу от архитектуры 5G к шестому поколению.

КОНВЕРТАЦИЯ В КИБЕРПРОСТРАНСТВО

С 6G возможности мобильной связи изменятся значительно, констатируют в ABI Research. Максимальная скорость в сетях шестого поколения достигнет 1 Тбит/с, средняя для частных потребителей составит 1 гигабит в секунду. Напомним, соответствующие параметры для 5G-сетей – 20 Гбит/с и 120 мегабит в секунду. 6G также обещает микросекундные задержки в сравнении с миллисекундными в пятом поколении. Аналитики отмечают, что сверхскорости в 6G не главное преимущество стандарта. По большому счету сеть шестого поколения должна обеспечить интеграцию наземной беспроводной и спутниковой связи, что приведет к бесшовному глобальному охвату.

Технические характеристики 6G будут востребованы при реализации ряда перспективных технологий, решающих задачи взаимодействия человека и высокопроизводительных алгоритмов в режиме реального времени. Это голографическая связь, тактильный интернет, дополненная (AR), виртуальная (VR) и смешанная (MR) реальности. При этом уже существующие технологии будут распространяться быстрее и станут дешевле, считает вице-президент по развитию сетей радио и транспорта в регионе Восточная Европа и Центральная Азия Ericsson Анатолий Ильяич. Это интернет вещей, дроны, беспилотный транспорт, высокоточная хирургия, системы, связанные с более высокой точностью позиционирования, уточнил эксперт.

Анатолий Ильяич, Ericsson:

– 6G станет конвертацией нашей повседневной жизни в киберпространство. Многие процессы, которые происходят с нами сегодня, будут перенесены с помощью искусственного интеллекта (ИИ) и цифровизации в область технологий. Ericsson уже активно внедряет ИИ в ПО существующих радиосетей 4G и 5G.

«При 6G ожидается большое многообразие устройств. Это не только привычные нам смартфоны, М2М-датчики, но и умные импланты, в использовании которых будет сращивание телекоммуникаций с бионикой», – сказала директор по технологиям мобильной связи в регионах Восточная и Центральная Европа, Центральная Азия компании Nokia Лидия Варукина. «Сегодня в первичной фазе разработки 6G создается видение, какими будут эти устройства, а также какие услуги станут востребованными на рынке. Далее будет выработан взгляд на архитектуру 6G, сформулированы системные требования нового стандарта. И только потом компании перейдут к созданию конкретных технических кейсов», – сообщила эксперт. Тем не менее игроки уже решают технологические задачи, чтобы лидировать в гонке. Так, Ericsson приступил к разработке мультиантенных технологий 6G и платформы интеллектуального подключения. Проект Reindeer профинансирует Евросоюз в рамках научно-инновационной программы ЕС «Горизонт 2020».

© 2015-2019 ФГУП «Ордена Трудового Красного Знамени Российский научно-исследовательский институт радио имени М.И. Кривошеева» (ФГУП НИИР)