Im Jahr 2020 haben die Forschungs- und Entwicklungsbemühungen (F&E) von 6G richtig Fahrt aufgenommen. Ericsson, einer der weltweit größten Hersteller von 5G-Geräten, spekulierte, dass erste Standards für die „6G Basic“-Technologie im Jahr 2027 veröffentlicht werden könnten. Im Jahr 2030 soll 6G-Internet in den Handel kommen. Um die Kapazität zu steigern, die Latenz zu reduzieren und die gemeinsame Nutzung des Spektrums zu verbessern, nutzt die Technologie das Terahertz-Spektrum (THz) und das verteilte Funkzugangsnetzwerk (RAN) besser aus.
Wie funktioniert 6G?
Weil es nicht existiert, wissen wir es nicht. Es kursieren jedoch bestimmte Konzepte, die eine mögliche Lösung bieten.
Ein Schwerpunkt der 6G-Forschung ist die Ultrahochfrequenz-Datenübertragung. Obwohl 5G derzeit keine Frequenzen über 39 GHz nutzt, kann es grundsätzlich bis zu etwa 100 GHz betrieben werden. Für 6G arbeiten Forscher daran, herauszufinden, wie Daten mithilfe von Wellen im Terahertz- (THz) oder Hunderten-GHz-Bereich übertragen werden können. Obwohl diese Wellen recht klein und empfindlich sind, würde die große Menge an unbesetztem Spektrum in der oberen Atmosphäre erstaunliche Datengeschwindigkeiten ermöglichen.
Uns fehlen Halbleitermaterialien, die bei mehreren THz arbeiten können. Möglicherweise sind riesige Anordnungen winziger Antennen erforderlich, um die Reichweite dieser Frequenzen zu nutzen. Um die Auswirkungen von Wasserdampf in der Umgebung zu überwinden, der THz-Signale streut und reflektiert, müssen die Forscher Modelle erstellen, die es ermöglichen, dass Daten über äußerst verschlungene Pfade übertragen werden.
Mit aktuellen drahtlosen Systemen können Sie nur auf einer bestimmten Frequenz gleichzeitig senden oder empfangen. Sie können Ihre Kanäle nach Frequenz (FDD) oder durch Einrichten von Zeitfenstern (TDD) unterteilen, um eine bidirektionale Kommunikation zu ermöglichen. Die Suche nach einer Lösung zum gleichzeitigen Senden und Empfangen auf derselben Frequenz mithilfe äußerst komplexer Berechnungen könnte die Effizienz des verfügbaren Spektrums um das Doppelte steigern (und mit bestehenden Netzwerken völlig inkompatibel sein). Viele kluge Köpfe arbeiten hart daran, herauszufinden, wie das geht, obwohl noch niemand versteht, wie es geht.
Obwohl es sich bei 5G immer noch in erster Linie um ein Hub-and-Spoke-System handelt, bei dem Endbenutzergeräte (Telefone) mit Basisstationen (Mobilfunkmasten) verbunden werden, die eine Verbindung zu einem Backbone herstellen, ist Mesh-Netzwerke in vielen Netzwerkkreisen seit Jahren ein heißes Thema. Vielleicht wird 6G es Geräten ermöglichen, sich gegenseitig als Datenverstärker zu fungieren, sodass jedes Gerät die Abdeckung sowohl nutzen als auch erweitern kann.
Split Computing ist eine 5G-Innovation, aber 6G könnte sie viel effektiver machen. Die Datenübertragungsgeschwindigkeit zwischen Geräten wird als Latenz bezeichnet. Je geringer die Latenz, desto mehr kann Ihr Mobiltelefon auf Split Computing zurückgreifen, bei dem einige Daten lokal verarbeitet werden, andere wiederum an anderer Stelle verarbeitet und übertragen werden. Dies ist von entscheidender Bedeutung für Anwendungen, die Ihr Gerät kontinuierlich mit anspruchsvollen Informationen versorgen, da ein Gerät, das Sie in der Hand halten, niemals so leistungsfähig sein kann wie die Supercomputer in der Cloud.
Das Ziel von 6G besteht darin, eine Latenz von unter 1 ms zu erreichen, was eine Menge weiterer technologischer Fortschritte erfordert, aber möglicherweise einige wirklich coole Split-Computing-Anwendungen ermöglicht. Beispielsweise verfügen Sie möglicherweise über eine Augmented-Reality-Brille, die Informationen über das, was Sie sehen – zum Beispiel ein fantastisches Straßenkunstwerk – an die Cloud sendet und sie in Echtzeit, ohne lokale Verarbeitung, zusammen mit Details zum Künstler oder erhält sogar ein Video vom Malen des Wandgemäldes.
Ein Whitepaper der Universität Oulu legt nahe, dass möglicherweise auch eine neue Version des Internetprotokolls (IP) erforderlich sein könnte. Dadurch würde sich die Struktur des Internets insgesamt verändern. Das Papier beschreibt ein aktuelles IP-Paket als einen erstklassigen Brief mit einem adressierten Umschlag und einigen Textblättern; Ein „neues IP“-Paket wäre wie ein FedEx-Paket, das Routing- und Prioritätsinformationen enthält.
Diese Dinge gehören alle zusammen. Mesh-Netzwerke könnten beispielsweise in der Lage sein, Probleme zu lösen, die durch die begrenzte Reichweite von Terahertz-Signalen entstehen. Eine Kurzstreckentechnologie kann in einem viel größeren Bereich eingesetzt werden, wenn Ihre Daten von Ihrem Telefon zum Mantel einer anderen Person, einem Auto auf der Straße, einem Laternenpfahl und schließlich zu einer Basisstation gelangen können.
6G-Architektur
Um vom Single-Client-Single-Server-Modell abzuweichen, begann die 5G-Kommunikation mit der Implementierung des Internetprinzips der serviceorientierten Architektur (SOA). Auch auf der Anwendungs- und Netzwerkdienstebene haben sich viele Internetdienste von monolithischen Diensten zu kollaborierenden Mikrodiensten entwickelt, und die Bereitstellung von Diensten hat sich von dedizierter Serverhardware zur Virtualisierung in einer Cloud-Infrastruktur weiterentwickelt. Diese Methode war jedoch auf die Steuerungsebene, das Kernnetzwerk (CN) und die Verwaltungsebene mit einer servicebasierten Verwaltungsarchitektur (SBMA) beschränkt, anstatt bis hin zu einer durchgängigen dienstbasierten Architektur zu gehen Architektur (SBA) und stützte sich weiterhin auf spezielle Hardware, auf der logisch unterschiedliche RAN-Knoten (Radio Access Network) ausgeführt werden. Mit 6G wird erwartet, dass sich die SBA über das gesamte Netzwerk, über alle Flugzeuge und von Ende zu Ende, einschließlich CN, RAN und Terminals, erstrecken kann. Dies wird eine wesentlich größere Betriebs- und Bereitstellungsflexibilität ermöglichen, Network-of-Networks-Konzepte unterstützen und die Integration und Skalierbarkeit von Subsystemen erleichtern.
