Dünyanın çevresindeki şehir merkezleri daha akıllı, daha güvenli ve daha verimli hale gelmeye yarışıyor. milyarlarca sensörle, kameralar, araçlar ve altyapı düğümleri önümüzdeki on yıl boyunca online olarak gitmek bekleniyor, mevcut kablosuz ağlar – 5G – hız tutmak için mücadele edecek. 6G: Yoğun kentsel ortamlardaki altıncı nesil, 2023'te ticari dağıtım için kesintiye uğratacak, 6G hala her şeyden önce milyonlarca metrekareye kadar çöpe binecek şekilde tasarlanmıştır.

6G Teknolojisi Nedir ve 5G'den Nasıl Differ?

6G 5G'ye kadar yeni bir hız yükseltmesi ile daha fazla.5G mobil genişbant (eMBB), ultra değerli iletişim (URLLC) ve büyük makine tipi iletişim (mMTC), 6G bu yetenekleri yeni boyutlarla entegre etmeyi hedefliyor: algılama, konumlandırma ve AI-natif ağ. Uluslararası Ttelekomünikasyon Birliği (ITU) IMT-2030 çerçevesi altında 6G için bir vizyon belirledi.

Bu hırslı hedeflere ulaşmak için, 6G, ağdaki her katmanın yanı sıra, ağ ve iletişimin bütünsel bir entegrasyonu dahil olmak üzere daha yüksek frekans gruplarında çalışacak ve altıG sadece cihazlarla bağlantı kurmayacak; verileri gerçek zamanlı olarak koordine edecek ve ağ kaynaklarına dinamik olarak adapte edecektir.

6G'nin Anahtar Yetenekleri Şehirlerde Enable Kitlesel IoT

Kentsel IoT dağıtımları kablosuz ağlarda eşsiz bir stres oluşturuyor. Yüksek yoğunluk, hareketlilik (vehicles, drone, yas), çeşitli veri oranları (P video beslemelerine basit sıcaklık sensörlerinden 8K video beslemelerine kadar), ve katı güvenilirlik kısıtlamaları her iki güçlü ve esnek bir ağ gerektirir. 6G beş kritik alanda teslim olmak için mimarlanır:

1. Unprecedented Connectivity

5G, metrekare başına 1 milyon cihaza kadar vaat ediyor - baskıcı, ancak 2030'un hiper-dense kentsel kumaşı için yetersiz. 6G hedefleri, 10 milyonluk veya daha fazla kilometrelik bir MIMO (çok fazla giriş) gibi tekniklerle elde edilebilir.

2. Gerçek Zaman Kontrolü için Yakın Zamanlı Latency

Latency gerçek zamanlı IoT uygulamaları düşmanıdır. Acil frenleme sistemleri, drone swarms ve teleoperatifli makine, 1 milisan altıG'nin altında bir tek yönlü kullanıcı-gecenin sonluluğunun altında gecikmeli olan 6G'nin altından geç saatlerde gecikmeleri gerekir - insan algısı ve çoğu makine kontrolü için etkili bir şekilde anında.

3. Band geniş kapsamlı Sensörler için Multi-Gigabit Data Fiyatları

Tüm IoT cihazları düşük seviyeli değildir. Şehir çapında gözetim ağları yüksek çözünürlüklü kameralarla, LiDAR tabanlı altyapı izleme ve tüm dijital ikizler için büyük veri akışları oluşturur. 6G'nin en yüksek veri oranları 10-100 Gbps (ve tipik kullanıcı oranları), bant genişliği-hungry kentsel sensörlerin bile baskı gecikmeleri olmadan geri dönebileceğini ifade eder. Bu özellikle de otonom araç kullanımı gibi uygulamalar için önemlidir.

4. Prolong Battery Life Verimliliği

IoT ölçeklenebilirliği cihaz bakımına bağlıdır. Milyonlarca sokak seviyesindeki sensörlerin değiştirilmesi, hiçbir zaman hafif, titreşim veya termal gradyanlardan enerji verimliliği hedeflerine ihtiyaç duymayabilir.

5. Intrinsic Trust, Security, and Privacy

Massive IoT büyük saldırı yüzeylerini tanıtmaktadır. 6G, fiziksel katmanlı güvenlik, dağıtılmış öncü kimlik yönetimi ve AI tabanlı anomaly algılama ile donatılmış, 5G'de güvenli, izole sanal ağlar oluşturmak için genişletilecektir.

6G IoT'yi gerçeğe taşıyacak olan temel teknolojiler

Yukarıdaki yetenekleri teslim etmek, yeni ve gelişmiş teknolojiler paketi gerektirir. 5G zemin çalışmasını koydu, 6G bunları yeni şekillerde birleştirecektir, genellikle karmaşıklığı yönetmek için yapay zekayı atacaktır. İşte şehir IoT için en önemli altı teknolojik temel:

Terahertz (THz) Frequencies

100 GHz'den 3 THz'e spektrum muazzam bant genişliği sunuyor - birkaç on GHz toplamına kadar 6G'nin gerçek zamanlı holografik telepresence ve değersiz video gibi uygulamalar için ultra yüksek veri oranlarına destek olmasını sağlar. Ancak, THz sinyalleri yüksek bir atmosferde düşüş ve zayıf penetrasyondan engeller, bu nedenle 6G, binalar ve yayalar etrafında sinyalleri yönlendirmek için aşırı derecede parlak ışıklı yüzeylere (IRS) güvenecektir.

Yeniden yapılandırılabilir Akıllı Yüzeyler (RIS)

Bunlar, ek taban istasyonlarına ihtiyaç duymadan elektronik olarak kontrol edilebilir yüzeylerdir. Bina cepheleri, pencereleri veya sokak mobilyalarıyla, RIS panelleri, 6G kapsamını gölgelenen bölgelere genişletebilir (canyonlar, tüneller, iç mekan alanları). IoT için, bu, en derin kentsel kanal kanal kanal kanallarında bile tutarlı bağlantı anlamına gelir.

AI-Native Air Interface

6G, makine öğrenimi doğrudan fiziksel ve MAC katmanlarına sahip olacak. AI, modülasyon ve kodlamayı optimize edecek, trafik modellerini, tüm kaynak spektrumlarını dinamik olarak ve hatta gerçek zamanlı olarak doğru aktarma hataları atlatacaktır. Bu “öğrenme ağı”, şehirlerdeki son derece değişken IoT trafiğine adapte olabilir - kalabalıklardan gelen artışlar, koordineli sensör patlamaları veya acil aşırı uçucuları optimize edebilir - manuel ayarlamadan.

Dağıtılmış Edge Computing ve In-Network Processing

5G mobil kenar hesaplamasını (MEC), 6G ağa daha da fazla bilgi verecek ve cihazlara bile bu, trafik ışık koordinasyonu için gerçek zamanlı kararlar verebilir, tehlike algılaması ve genel güvenlik uyarıları için.

Massive MIMO ve Holografik Kiriş

5G'de Massive MIMO onlarca veya yüzlerce anten elementini kullanır. 6G, metamalzemeler ve holografik kirişler kullanarak binlerce veya binlerce bireysel IoT cihazına hizmet edebilecek çok dar, yönlendirilebilir kirişler yaratır ve aynı anda binlerce bireysel verimlilikte dramatik bir şekilde artacaktır.

Bütünleşik Sensing ve İletişim (ISAC)

6G radar benzeri algılama ile kablosuz iletişim kurmayacak. Veriler göndermek için kullanılan aynı dalgaformu da uzak mesafeler ve boşlukları ölçebilir ve hatta çevredeki nesnelerin malzemelerini de ölçecektir.

Beton Kullanımı Vakaları: Nasıl 6G Şehir Yaşamını Dönüştürecek

6G'nin teorik yetenekleri gerçek dünya kentsel uygulamaları haritalandığında somut hale gelir. İşte 6G'nin büyük IoT desteğine güvenecek beş kullanım vakası.

Özerk Trafik ve Hareketlilik Yönetimi

Bugünün trafik ışıkları sabit zamanlayıcıları veya basit indüksiyon döngüleri üzerinde çalışır. 6G ile, her araç, bisiklet ve ya da düşük çözünürlük sensörü füzyon yoluyla gerçek zamanlı olarak takip edilebilir. Edge düğümleri tüm ilçelerde en iyi sinyal zamanlamaları hesaplar,% 30'a kadar tutarlı otonom servisler, 10 saniye içinde ağ geçidin içine kadar mesafeyi tahmin etmek için koordinatöre kadar koordinatörebilsin.[0]

Halk Güvenliği ve Acil Yardım

İlk yanıtcılar giderek vücut tarafından kınanmış kameralara, drone beslemelerine ve biyometrik sensörlere güvenecekler. Bina yangını sırasında, 6G, birden fazla drone ve akıllı bina sensörlerinden (kıtlı, gaz, yapısal su) daha fazla tasarruf sağlar. AI en kritik uyarılara öncelik verir ve kaskları aracılığıyla itfaiyecilere artırılmış gerçeklik sağlayacaktır.

Çevresel İzleme ve Sürdürülebilirlik

Kentsel hava kalitesi, gürültü seviyeleri, su akışı ve atık bin tamlık binlerce düşük güç sensörleri tarafından ölçülmektedir. 6G'nin enerji verimliliği, bu sensörlerin parasal çözümün yıllarca işletilmesi veya enerji hasat edilmesi anlamına gelir. Şehirdeki veri, hiperyerel hava kalitesi tahminleri sağlamak için kenar düğümleri ile toplanacaktır, çöp kamyon rotaları optimize eder ve 6G'nin yüksek yoğunlukları gerçek zamanlı olarak tespit edilir.

Smart Grid ve Enerji Yönetimi

Şehirler her şeyi ısıtmak için otobüslerden uzaklaştırırken, güç ızgarası karmaşık bir IoT sistemi haline gelir. 6G mikro-manage milyonlarca akıllı metre, batarya depolama birimleri, güneş panelleri ve EV şarj cihazı bile, alt-millisaniye geç kaldı, ağ anında hata ve talep edebilir ve orkestra araç-to-grid (V2G) güç akışları.

Kentsel Planlama için Dijital Twins

Tüm bir şehrin dijital ikizi – milyonlarca IoT akışından gerçek zamanlı olarak – 6G ölçekli bir uygulama için 6G ölçekli bir uygulama. Architects, disaster management takımları ve trafik mühendisleri bu ikizleri simülasyon yapmak için kullanacaklardır: “Burada yeni bir park inşa edersek, iki katlı bir çift, büyük bir yüksek çözünürlük gerektirdiğizde (bilgisayarlar) ve etkileşimli manipülasyon için düşük gecikme gerektirir. 6G'nın 1 Tbps veri oranları ve entegre algılama, şehir ölçekli dijital ikizleri şehir ölçeğinde standart bir araç haline getirecek.

Yoldaki meydan okumalar 6G-Enabled Urban IoT

Sözcülüğe rağmen, 6G'den önce birkaç engel büyük IoT dağıtımlarını şehirlerde destekleyebilir:

Altyapı Maliyetleri ve Densification

6G, 5G'den çok daha küçük hücre ve reflektörler gerektirecek, özellikle de THz sinyallerinin sınırlı menzili var.Burası sokak ışıklarında, binalarda ve poles yoğun kentsel alanlarda önemli lojistik ve estetik engeller sunuyor. Belediyeler ve operatörler yeni kamu-özel ortaklık modellerine ve potansiyel olarak radyo altyapısı için düzenleyici desteğe ihtiyaç duyacaklar.

Spectrum Allocation ve Interference

Terahertz grupları şu anda sınırsız veya hafif bir şekilde düzenlenir. ITU ve ulusal düzenleyiciler (FCC, ETSI, vs.) tarafından yapılan uluslararası koordinasyon, pasif algılama (arışın uyduları, astronomi) ve mevcut hizmetlerle müdahaleden kaçınmak için tüm kaynaklanma için gereklidir.

Enerji vs. Device Capability

6G aşırı enerji verimliliği için hedeflerken, tüm IoT cihazları basit sensörler olmayacaktır. Yüksek seviyeli kameralar ve radar birimleri önemli güce ihtiyaç duyacaktır. Enerji hasat sadece mikrowattlar tedarik edebilir, miliwatt olmayan bir yaklaşım - güneş veya kinetik enerjiden dönemsel yenileme ile ilgili olarak - gerekli olacaktır ve endüstri çeşitli cihaz türleri arasında güç yönetimi için protokolleri standartlaştırmalıdır.

Gizlilik ve Data Governance

milyarlarca sensör hareketi, hava kalitesi ve hatta kişisel davranış ile şehirler gözetim ekosistemlerini riske atmalıdır. 6G, gizlilik tasarım ilkelerine dahil edilmelidir: anonimleştirilmiş kimlik, on-device veri işleme ve GDPR ve AB AI Yasası gibi iyi donanımlı düzenlemeler, 6G IoT verilerinin nasıl toplanıp paylaşılabileceğini şekillendirecektir.

Interoperability Across Vendors and Generations

Massive Urban IoT, yüzlerce üreticiden cihazlar içerecektir, birçok kişi hala 4G veya NB-IoT. 6G ağının geri uyumluluk ve daha önceki nesillere sorunsuz bir şekilde eloff desteklemesi gerekir. Standartlar vücutları (3GPP, ITU-T) zaten bir çerçeve üzerinde çalışıyor, ancak bir operasyonel ortamdaki mirasın ve gelecekteki cihazların karmaşıklığı çok büyük.

Zamanlı: 6G IoT Şehirlere geldiğinde?

Şu anki yol haritalarına göre, ► ITU-R[Dönetici: 1 ) ve 3GPP, ve [Üye Olmayanlar İçin Tıklayınız:2).IEEE 6G Initiative) 6G IoT için zaman çizelgesi:

  • [FONT=0)2023-2025:[Dönetici:[Dönetici: ^) Vizyon ve gereksinimlerinin tanımı (IMT-2030); temel teknolojiler üzerinde ilk araştırma (THz, AI-native, RIS).
  • [FONT:0]2026-2028: [Dönder: 3GPP Bülteni 21/22 6G özelliklerini tanımlar; erken prototipler ve saha çalışmaları seçilmiş şehirlerde başlar.
  • [FONT:0]2029-2030: [Dönetici: [Dönetici: 1) İlk ticari 6G ağı başlangıçta yoğun kentsel alanlarda ve endüstriyel parklarda başlatıldı.
  • [FONT=0)2030-2035: [Dönetici ve kırsal alanlara Notual genişleme; 6G için sertifikalı büyük IoT cihazları yaygın olarak mevcut hale gelir.

6G'nin eşsiz yeteneklerini gerektiren kentsel IoT dağıtımları - THz algılama veya AI-in-the-loop kontrolü gibi - muhtemelen erken 2030'larda görünür, Seul, Singapur ve Helsinki gibi akıllı şehir pilot projelerinden başlayarak.

Ahead: 6G IoT Ekosystem

6G sadece kablosuz teknolojinin evrimi değildir; yeni bir şehir planlayıcıları, altyapı operatörleri ve IoT çözümü sağlayıcıları için temeldir, AI, kenar hesaplamaları ve yeniden yapılandırılabilir ağlar, şehirler gerçek zamanlı olarak değişiklikler yapmak, ve kaynak kullanımı sürekli optimize etmek için gerçek zamanlı olarak, şehir planlayıcıları, altyapı operatörleri ve IoT çözümü sağlayıcıları için, 6G için hazırlanmak için zaman - ölçeklenebilir mimarilere yatırım yapmak, anlayışa yatırım yapmak için.

6G'nin teknik özellikleri ve toplumsal etkisi hakkında daha fazla bilgi için, bkz.D:0)ITU IMT-2030 çerçevesi[DDDK:1) ve aranjdaklı beyaz kağıt:2.IEEE 6G Initiative).