بازگشت به هارلس به 6G Deployment

دهه بعد وعده داده شده در ارتباطات بی سیم با ورود 6G، انتظار می رود سرعت های ترابیت در ثانیه، تاخیر زیر میلی ثانیه و اتصال گسترده دستگاه را ارائه دهد، اما ترجمه آن جاه طلبی ها به شبکه های عملیاتی نیازمند حل مجموعه ای از چالش های فنی، اقتصادی و نظارتی است.

این مقاله چالش های استقرار اولیه برای 6G، از کمبود طیف تا آسیب پذیری های امنیتی را بررسی می کند و به بررسی دستورالعمل های تحقیقاتی و استراتژی های صنعت می پردازد که هدف آن تبدیل موانع به فرصت ها است. ترسیم بینش از استانداردهای پیشرو، تحقیقات علمی و کارآزمایی های اولیه زمینه، ما یک نقشه راه جامع برای هدایت پیچیدگی های نسل بعدی بی سیم ارائه می دهیم.

پیچیدگی فنی سیستم های 6G

معماری های رادیویی جدید و تقاضای سخت افزار

6G به فرکانس های بالای 100 گیگاهرتز، از جمله زیر سه بعدی و باندهای ترشتز، برای دستیابی به پهنای باندهای عظیم مورد نیاز برای نرخ داده های چند گیگابایتی و ترابیت، بهره برداری از این فرکانس های شدید فیزیک بنیادی را معرفی می کند: سیگنال ها به سرعت با فاصله و به راحتی توسط موانع مسدود می شوند.این نیاز به استقرار سلول های کوچک و استفاده از فرکانس های بسیار کارآمد از فرکانس های مهندسی پرتوی است.

علاوه بر این، 6G ارتباط با سنجش، موقعیت یابی و قابلیت های تصویربرداری را ادغام می کند.این ترکیب شده "ISAC" (Integrated Sensing and Communication) معماری به طور کامل واحدهای پردازش پایه جدید و پشته های شبکه تعریف شده نرم افزار را که می تواند ترکیب زمان واقعی از انواع داده ها را مدیریت کند، از سازمان جهانی G] [F نشان می دهد که چگونه مدیریت شبکه های هوشمند، عملیات های چند منظوره را هماهنگ می کند.

AI-Native Design and Complexity Management

بر خلاف نسل های قبلی که AI در بالای پروتکل های موجود لایه بندی شده است، 6G از زمین به عنوان AI-native طراحی شده است، این بدان معنی است که الگوریتم های یادگیری ماشین، تخصیص منابع، مدیریت نفوذ، و حتی طراحی پروتکل را کنترل می کنند، در حالی که این انعطاف پذیری و بهره وری بسیار زیادی را ارائه می دهد، همچنین حالت های شکست جدید را معرفی می کند: حرکت، حملات مجاور در اجزای AI، و چالش قوی در شناسایی اپراتورهای سیستم های برش داده ای برای اطمینان از رفتار پیچیده و اطمینان از عملکرد قوی در هنگام توسعه می کند.

دسترسی و مدیریت

شکار برای طیف بالا

یکی از قابل ذکر ترین تنگناها برای 6G فقدان هماهنگی، طیف موجود در باندهای بالای میلیمتری و زیر ترشتز است. تخصیص فعلی در سراسر دفاع، ماهواره و برنامه های تنظیم ثابت شبکه تقسیم شده است، دسترسی به کانال های پهنای باند گسترده و یکپارچه برای دستیابی به نرخ داده های هدف حیاتی است.

اشتراک گذاری و Reuse Dynamic Spectrum و Reuse

برای غلبه بر کمبود طیف، محققان در حال توسعه تکنیک های پیشرفته اشتراک گذاری طیف پویا (DSS) هستند که اجازه می دهد سیستم های 6G بدون ایجاد دخالت مضر، بدون ایجاد تداخل مضر، رادیو شناختی و سنجش طیف فعال شده توسط AI می توانند شکاف های طیف استفاده نشده در زمان واقعی را شناسایی کنند، در حالی که بازآفرینی طیف مبتنی بر بلاک چین ممکن است تجارت شفاف و خودکار را فعال کند.

هزینه های زیرساخت و اقتصاد Deployment

انکار و MIMO گسترده

از آنجا که سیگنال های 6G به دور سفر نمی کنند، شبکه ها نیاز به ایستگاه های پایه ای بیشتری نسبت به 5G دارند، بسیاری از آنها به عنوان سلول های کوچک در مبلمان خیابانی، چراغ ها و نماهای ساختمان مستقر می شوند.هزینه های خرید سایت ها، فضای اجاره و نصب backhaul برای ده ها هزار گره در هر شهر می تواند اپراتور را ممنوع کند.

استراتژی های کاهش هزینه: اشتراک گذاری زیرساخت و Cloudification

برای کاهش هزینه کل مالکیت، صنعت برای معماری های باز و مجازی (OLT) که سخت افزار را از نرم افزار جدا می کنند، اپراتورهای را قادر می سازد تا از سرورهای تجاری خارج از آن استفاده کنند و زیرساخت های خود را در سراسر ده ها واحد به اشتراک بگذارند: 6G انتظار می رود به طور کامل ابر-native، با توابع هسته و RAN به عنوان میکروسرویس در حال اجرا در مورد تجزیه و تحلیل زیرساخت های سنتی (به علاوه هزینه های عملیاتی، به اشتراک گذاری های عملیاتی).

امنیت و حریم خصوصی در یک جهان با شبکه AI

حمله جدید Surfaces

وابستگی 6G به AI، IoT عظیم و سنجش فراگیر، بردارهای حمله جدید را ایجاد می کند که در 5G وجود ندارد. ناراضیان می توانند داده های آموزشی را به تصمیمات پرتو سازی مبتنی بر هوش مصنوعی فاسد ( مسمومیت داده)، یا ساخت ورودی های مجاور را برای ایجاد سوء استفاده از منابع شبکه دستکاری کنند، به این معنی که ادغام سنجش و ارتباطات به این معنی است که مکان شخصی و داده های بهداشتی می تواند از طریق توابع شبکه ای که باعث افزایش اجزای مختلف تر از طریق نرم افزار های اکوسیستم می شود.

امنیت توسط Design and Post-Quantum Cryptography

برای پرداختن به این تهدیدات، 3GPP و دیگر گروه های استاندارد، مکانیسم های امنیتی را از مراحل اولیه طراحی جاسازی می کنند.این شامل معماری های صفر-اعتماد است که در آن هر دستگاه و کاربر باید به طور مداوم معتبر شوند. [برای انعطاف پذیری طولانی مدت، 6G احتمالا الگوریتم های رمزنگاری پس از اندازه استاندارد را که می تواند در برابر حملات از رایانه های کوانتومی آینده مقاومت کند، به علاوه، فن آوری های حفظ حریم خصوصی مانند همکاری های امنیتی و امنیتی که به وضوح مورد استفاده قرار می گیرند، توسعه داده های امنیتی حساس است: 6LTSI.

تنظیم مقررات و هماهنگ سازی سیاست

نیاز به استانداردهای جهانی

موفقیت 6G بستگی به گردش جهانی و اقتصاد مقیاس دارد که نیازمند تخصیص طیف هماهنگ، برنامه های باند فرکانس و استانداردهای فنی در سراسر کشورها و مناطق است.این روند کند است، اغلب یک دهه یا بیشتر از مطالعه اولیه به اولویت های منطقه ای مختلف - به عنوان مثال، بین ایالات متحده، اروپا، چین و ژاپن - می تواند منجر به گروه های تقسیم شده، افزایش پیچیدگی و تجهیزات چندجانبه سازی در مورد سیاست های شبکه های مرزی، و همچنین می تواند جریان داده های متقابل.

همکاری بین المللی و Open Ecosystems

سازمان هایی مانند ITU-R، 3GPP و اتحاد بعدی G تلاش می کنند تا دیدگاه ها و جدول زمانی را هماهنگ کنند. نسخه 20GPP شامل اولین مشخصات برای 6G است، با انتشار 21 هدف گذاری کامل استاندارد سازی تا سال 2030.دولت می تواند این را با ارائه مجوز تست، کمک هزینه تحقیق و ترویج صنعت - علاوه بر این، به کاربران اجازه می دهد تا به عنوان یک عضو باز و پشتیبانی از اتحادیه، به عنوان یک عضو، به عنوان یک عضو، کمک کند.

نتیجه گیری: نمودار مسیر به جلو

استقرار 6G یکی از پیچیده ترین تلاش های مهندسی 2020s و 2030 خواهد بود.چالش - فنی، طیفی، اقتصادی، امنیتی و نظارتی - به هم پیوسته اند و نمی تواند در انزوا حل شود، با این وجود راه حل ها در حال حاضر شکل گرفته اند: طراحی های AI-native، به اشتراک گذاری طیف پویا، زیرساخت های ابر، امنیت پس از کوانتومی، و سرمایه گذاری های تحقیقاتی بی سابقه در سراسر سال 2030، و شبکه های تجاری، شروع به اشتراک گذاری در اینترنت های آزمایشی، و سرمایه گذاری های تجاری.

برای اپراتورهای و رهبران فناوری، زمان عمل در حال حاضر است. درگیر شدن در فعالیت های پیش استاندارد سازی، شرکت در کارآزمایی های طیف، و ایجاد مشارکت در سراسر اکوسیستم ضروری خواهد بود.با مقابله با این چالش ها با رویکردهای نوآورانه و تعاونی، صنعت مخابرات می تواند یک شبکه 6G را ارائه دهد که نه تنها سریع تر، بلکه هوشمند تر، امن و فراگیرتر از هر چیزی است که پیش از آن آمده است.