התפתחות תקני Wireless: מ-5G ל-6G

המסע מ-5G ל-6G מייצג שינוי פרדיגמטי בתקשורת אלחוטית, מעבר לפס רחב נייד משופר כדי לאפשר מכשירים מחוברים לחלוטין, אינטליגנטיים, ומערכת אקולוגית דיגיטלית בת קיימא. בעוד 5G עדיין מופרס ברחבי העולם, חוקרים ופקטורי התעשייה כבר מגדירים את הדרישות הטכניות, השימוש בספקטרום ועקרונות אדריכליים שיגדירו 6G.איגוד התקשורת הבינלאומי (ITU) החל את המסגרת "I-20IMT30" שלה, כלומר, כלומר, לדרגות אבטחה של 10 מיליון מטרות ארכיטקטוניות, לדרגה גבוהה יותר, לדרגה 10G.

תהליך סטנדרטיזציה עבור 6G בונה על שיעורים שנלמדו מדורות קודמות, במיוחד הצורך בהתערבות גלובלית, תאימות לאחור וביטחון על ידי עיצוב.בניגוד 5G, אשר הציגה רשת סליקה ומחשוב קצה, 6G הטמיע בינה מלאכותית, חישה וקצירת אנרגיה ישירות לתוך הבד של רשת IX.

הנהגים שמאחורי 6G סטנדרטים

דחיפה לתקני 6G מושרשת במספר נהגים טכנולוגיים וחברתיים. ראשית, הצמיחה האקספוננציאלית של תעבורת נתונים – המופעלת על ידי 4K/8K, מציאות מדומה, וחוויות ממושכות – רשתות חקירה שיכולות להתמודד עם terabit-per-II באמצעות מחשבים מהירים (IoT) מתפתחת לרשת מסיבית של חיישנים, אקטו, מערכות משובצות, עם טיפול גמיש, באמצעות שיטות טיפול עצמאיות, לחץ חיצוני, לחץ דם נמוך ואוטומטי, או לחץ על פני טמפרטורה נמוכה מאוד, לחץ דם נמוך, או לחץ דם נמוך, לחץ דם נמוך מאוד, ואפקטיבי, אמצעי תקשורת גמישה, וגמישות, ואוטומטי, ומאובטח, אמצעי תקשורת גמישה, או טיפול רפואי (IoT) באמצעות שימוש בטמפרטורות גמישה, לחץ רכב קריטי, לחץ חיצוני, לחץ דם בינוני, או טיפול עצמי, אמצעי תקשורת גמישה, אמצעי תקשורת גמישה, אמצעי תקשורת גמישה, באמצעות שיטות הפעלה, לחץ דם נמוך מאוד, אמצעי תקשורת גמישה, לחץ רכב, שימוש במקרים של אמצעי לחימה גמישה, אמצעי בקרה גמישה, אמצעי תקשורת גמישה, שימוש במקרים של אמצעי בקרה גמישה, אמצעי לחימה, אמצעי לחימה גמישה, אמצעי לחימה גמישה, לחץ על פני השטח של אמצעי לחימה גמישה, שימוש במקרים

נהג מפתח נוסף הוא שילוב של אינטליגנציה מלאכותית ישירות לרשתות גישה לרדיו.פרוטוקולים מונעים על ידי AI יכולים לייעל את ההשגות, הערכת ערוצים והקצאת משאבים באופן דינמי, שיפור יעילות ספקטרלית וצמצום צריכת האנרגיה.בנוסף, 6G צפוי לתמוך "תקשורת גמישה ורגישות אנרגיה", שבו אותות רדיו אלה משמשים הן לתמסורת נתונים והן לרגישות סביבתיות, המאפשרות כגון הגנה מדויקת של אבטחה ברמת אבטחה מדויקת ואבטחה של אבטחה נמוכה.

פרוטוקולים חדשים ל-6G

פרוטוקולים מסוימים מפותחים כדי לתמוך בתכונות המתקדמות של רשתות 6G.פרוטוקולים אלה מתייחסים לכל דבר מה מהשכבה הפיזית לשכבת היישום, ולהבטיח שהרשת תוכל לספק את הביצועים שהובטחו תוך שמירה על בטיחות וניהול.

פרוטוקול תקשורת (THz)

(בהמשך) תקשורת טרנץ, הפועל בטווח תדרי 0-10 THz, הוא אבן הפינה של יכולות העברת נתונים אולטרה-מהירות של 6G (אך אותות THz סובלים מקליטת אטמוספרית גבוהה ומרחקים קצרים, הדורשים פרוטוקולים מתוחכמות עבור ניהול של אטומים, קידוד ערוצים והתערבות (Falamptive beamizing) לפרוטוקולים מהירים במיוחד עבור פרוטוקולים של 2.

פרוטוקול ניהול רשת AI-Driven Network Management Protocols

(הבינה המלאכותית) תתאים את ערימה פרוטוקול ה- 6G.FLT:0) לתקנות ניהול רשת AI-native Network ManagementFLT:1 תאפשר קבלת החלטות בזמן אמת להקצאת משאבים, ניכוי תנועה, וחיזוי תקלות.פרוטוקולים אלה מסתמכים על מודלים מתקדמים של ניהול מכונות פועל בקצה, כגון למידה מוזן, אשר משמרת פרטיות של משתמשים על ידי מודלים ללא שיתוף נתונים ביקורתי (IFRM) אשר ניתן להתמקד ב-IFD2DIFRM (מערכת הפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של AIFLT2APTIFRM)

פרוטוקול אבטחה קוונטי

The threat of quantum computers breaking current public-key cryptography has spurred the development of quantum-safe security protocols for 6G. These include post-quantum cryptography (PQC) algorithms, such as lattice-based and code-based cryptosystems, which are being standardized by NIST and integrated into network protocols. Additionally, quantum key distribution (QKD) protocols can provide information-theoretic security for critical communication links, though they require specialized hardware. For 6G, the challenge is to make these protocols lightweight enough for IoT devices while maintaining security. The 3GPP SA3 group is working on security architecture for 6G, including new authentication protocols that resist quantum attacks. Physical-layer security (PLS) protocols are also being enhanced, exploiting channel characteristics like noise and fading to prevent eavesdropping without relying on encryption. Standards initiatives like the Quantum-Safe Security (QSS) task group within IEEE aim to create interoperable frameworks for 6G quantum security.

פרוטוקולים של Ssing and Communications (ISAC)

פרוטוקולים של ISAC מאפשרים לאותו אות רדיו לשימוש הן בתקשורת והן לחישה, המאפשרים יישומים כגון מכ"ם רזולוציה גבוהה, הכרה בתנועה ב-RC ומיפוי סביבתי.פרוטוקולים אלה דורשים שילוב הדוק בין השכבות הפיזיות וה-MAC כדי לתאם משימות רגישות ותקשורת ללא התערבות.

תקנים ויוזמה

כמה ארגונים מרכזיים מעצבים את הנוף הסטנדרטי של 6G. מאמציהם המשותפים להבטיח כי 6G תהיה טכנולוגיה מזיקה בעולם, למנוע פיצול ומאפשרת כלכלות בקנה מידה.

  • (FLT:0)GPP (3rd Generation Partnership Project): ההרחבה השלישית אחראית לפיתוח מפרטים טכניים עבור רשתות גישה רדיו 6G (RAN) ורשתות הליבה שלהם מאורגן להודעות, עם שחרור 1924-2025) החל שלב המחקר עבור 6G, ושחרור 21 (כ-2028) צפוי להגדיר את תקן 6G המלא.
  • (FLT:0)ITU (International Telecommunication Union): ההרחבה של ITU-1 (ITU-R) מגדירה את המסגרת הכוללת של IMT-2030, אשר תהיה תקן עולמי עבור 6G. זה כולל זיהוי ספקטרום ושיתוף קווים מנחים, כמו גם דרישות ביצועים. ITU לתאם עם תקנים אחרים כדי להבטיח עקביות.
  • (FLT:0)IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers): IEEEFLT) 1 IEEE מפתחת סטנדרטים לתקשורת אלחוטית בשכבות הפיזיות וה- MAC, כגון IEEE 802.11 (Wi-Fi) ו- IEEE 802.16 (WiMAX) עבור 6G, IEEE פעיל בתקשורת THz (IE 802.1d), רשתות AI עבור רשתות (EE P2961), ו-ensing 802 (EE) ו-EECenation Process) ל-EE (EE 80bizing 802.
  • (FLT:0) הבא G Alliance:FLT:1 מיזם של הברית לפתרונות תעשיית התקשורת (ATIS), ה-G Alliance הבא מביא יחד מנהיגים בתעשייה האמריקנית לקידום טכנולוגיית 6G וסטנדרטים.הם פרסמו מפת דרכים של 6G והם עובדים על ניירות לבנים לספקטרום, אבטחה ו- AI.
  • (FLT:0) Hexa-X ו-Hexa-X-IIOVA:FLT:1 אלה הם פרויקטים במימון האיחוד האירופי שמשמשים כבשר לתקני 6G.הם חוקרים מקרים, טכנולוגיות מפתח וארכיטקטורה מערכתית, הזנות תוצאות ל- 3GPP ו- ITU.
  • קבוצת קידום מכירות של FLT:0 (IMT-2030:FLT:1) קונסוליום התעשייה הסינית זו לתאם מחקר וסטנדרטיזציה של 6G בסין, כולל הקצאת ספקטרום ופיתוח אבטיפוס.

למידע מפורט יותר על ציר הזמן הסטנדרטי, בקר באתר האינטרנט של מפלגת העבודה 5DigFLT:1, ו-FLT:2GPPIRFLT 3 עבור תוכניות השחרור האחרונות שלהם.

אתגרים ספציפיים אל-מיקום ושיקום

(ב) אחד ההיבטים הקריטיים ביותר של סטנדרט 6G הוא זיהוי להקות תדר שיתמכו בטכנולוגיה החדשה. 6G כנראה ישתמש בתערובת של נמוך הרץ (sub-1 GHz), אמצע פס (1-6 GHz), פס גבוה (mmWave, 24-100 GHz) ו- sub-THz/THz GHz) כולל ספקטרום תקשורתי (מרכזי) של ספקטרום כולל ספקטרום תקשורת בינלאומי (WRC)

אדריכלות רשת

6G network architecture will be radically different from 5G. Key innovations include:

  • (FLT:0) אדריכלות מלאה של דיסטריוט ומפורש: FLT:1 Beyond Edge מחשוב, 6G ישתמש ** להפיץ אמון ** ו **blockchain** לניהול רשת, המאפשרים למכשירים לנהל משא ומתן ישיר ללא בקרים מרכזיים.
  • (FLT:0)AI-Native Air Interface:FLT:1) כל שכבות ה-PHY ו- MAC יועדו סביב מודלים של למידת מכונה, עם פרוטוקולים שיכולים לשנות את עצמם בהתבסס על תנאי ערוצים ודפוסי תנועה.
  • (FLT:0Network as a Sensor (NaaS): ההרחבה עצמה תהפוך לחיישן מבוזר, מתן מיקום, סביבה ומידע פעילות כשירות.זה דורש פרוטוקולים חדשים עבור נתונים של חישה ותקשורת.
  • (FLT:0) פרוטוקולים: EmbedFLT:1 עם מטרות קיימות, פרוטוקולים יעדיפו את יעילות האנרגיה, למשל, על ידי התעוררות דינמית ונקודות רשת שינה המבוססות על הביקוש.

שינויים אדריכליים אלה יוחזרו בשכבות ערימה פרוטוקול החדשות המוגדרות על ידי גופים סטנדרטיים.לדוגמה, הקבוצה של 3GPP SA2 (מערכת אדריכלות) כבר דנת ב"הלב מחולק" עבור 6G, אשר מעבירה פונקציות רבות לקצה.

אנרגיה וקיימות

(הופנה מהדף "Surstainability" הוא דרישה מרכזית ל- 6G, לא רק לאחר מחשבה.המטרה היא שיפור של 100x ביעילות האנרגיה בהשוואה ל- 5G, מושג באמצעות חומרה, פרוטוקולים וטכניקות ניהול רשת.FLT:0Energy-efficient designpating Group) ו-IoT-Flowerlimate Process (ILT) מאפשר להורדת רכיבי מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה הגבוהה ביותר של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה (ILT5Flow-HDFlow-DV).

אבטחה ופרטיות ב-6G

פרוטוקולי אבטחה ל-6G חייבים להתמודד עם נוף איומים רחב יותר, כולל התקפות קוונטיות, התקפות מונעות על ידי AI, והסיכונים של שילוב של חישה ותקשורת.הקבוצה של 3GPP SA3 מפתחת AFLT:0 אדריכלות אבטחה חדשה שעוצבה על ידי AIFLT5 עבור 6Gony הכוללת עקרונות אבטחה אפסית, אבטחת רשת שמירה על פרטיות, וטכניקות בעלות פרטיות כמו פרטיות שונה:

השתמש במקרים ויישומים

הפרוטוקולים והסטנדרטים המתעוררים של 6G יאפשרו מגוון רחב של יישומים טרנספורמטיביים:

  • (FLT:0) טלגרף אוטוביוגרפי: 1) בזמן אמת, גרמי גוף מלאים לפגישות מרוחקות, ניתוח או חינוך, הדורשות שיעורי נתונים של Tbps ו- sub-ms latency.
  • (FLT:0) תאומים: FLT:1 העתקים וירטואליים של מערכות פיזיות (ספקים, ערים, גוף האדם) המתעדים ללא הרף באמצעות נתוני חיישן, המאפשרים תחזוקה חיזוי וסימולציה.
  • (FLT:0) כלי רכב אוטונומיים: FLT:1 ; 6G יתמוך מכ"ם ברזולוציה גבוהה ו- V2X תקשורת לנהיגה בטוחה, מתואמת, כולל מניעת התנגשויות במהירויות גבוהות.
  • (FLT:0) מציאות מורחבת מורחבת (XR): שילוב VR, AR ו-MR עם משוב גלקטי לאימון מרחוק, משחקים ואינטראקציה חברתית.
  • (FLT:0) חומרים מזינים וחקלאות חכמה: מליוני חיישנים בעלי עלויות נמוכות, אנרגיה-הארבינג הדו"ח על תנאי הקרקע, רמות המים ומזג האוויר, תשואות החקלאות.

Timeline ו- Roadmap

סטנדרט של 6G Summit מתפרסמת לאורך ציר זמן ברור.המסגרת של ITU-2030 צפויה להיות סופית על ידי 2024-2025, ואחריו מפרטים טכניים מפורטים מ 3GPP החל מ-19 (2024-2025) והמטרה של שחרור 2128-2028-2029 עבור ההרחבה המסחרית הראשונה של 6G, אשר צפויה בסביבות 2030, עם ניסויים מוקדמים וטיפוס החל מ -2026 ואילך: FLT2, כמו גם אינטגרציה דיגיטלית, כמו GLT2, אשר מאוחר יותר, אשר צפויה פריסה של ארגונים מתקדמים של AIFR.

מסקנה

(הסטנדרטים והפרוטוקולים המתעוררים של תקשורת אלחוטית 6G מייצגים קפיצת מדרגה קדימה, הטמעת אינטליגנציה, חישה וקיימות לתוך הבד הרשת, בעוד אתגרים טכניים ורגולטוריים משמעותיים נשארים - החל מ-THz לאבטחת רשתות קוונטיות-era 2020, המאמצים המשותפים של ארגונים כמו 3GPP, ITU, IEEE ויוזמות לאומיות הם למעשה למערכות יחסים מתקדמות של TUF3, אך ורק למהירויות חדשות של ILTF2, אך הן מאפשרות לטכנולוגיות חדשות של ILT.