6G چیست و چه مزایایی خواهد داشت؟

در حالی‌که هنوز اکثر نقاط جهان از جمله ایران خودمان درگیر توسعه نسل پنجم شبکه‌های مخابراتی یا همان 5G هستیم، کشورهای پیشرفته‌ای نظیر چین و کره جنوبی به نسل جدیدتر اینترنت یعنی 6G که مزایای فراوانی نیز خواهد داشت فکر می‌کنند و تحقیقات گسترده‌ای نیز برای پیاده‌سازی آن انجام داده‌اند. خوب، پس بیایید ببینیم 6G چیست و نسبت به 5G چه برتری‌هایی دارد؟

6G چیست؟

6G (مخفف نسل ششم “sixth-generation”)، جانشین فناوری سلولی 5G خواهد بود. شبکه‌های 6G می‌توانند از فرکانس‌های بالاتری نسبت به شبکه‌های 5G استفاده کنند و ظرفیت بسیار بالاتر و تأخیر بسیار کمتری را ارائه دهند.

یکی از اهداف اینترنت 6G پشتیبانی از ارتباطات با تاخیری کمتر از یک میکروثانیه است. این عدد ۱۰۰۰ برابر سریع‌تر از یک میلی ثانیه است که واقعا مغز انسان را منفجر می‌کند.

انتظار می‌رود فناوری 6G پیشرفت‌های زیادی را در زمینه‌های مختلف از جمله تصویربرداری، فناوری حضور و آگاهی از موقعیت مکانی، اینترنت اشیا، کاربردهای پزشکی و … را ایجاد کند.

زیرساخت محاسباتی 6G با همکاری با هوش مصنوعی، می‌تواند بهترین راهکار برای انجام محاسبات بسیار پیچیده باشد. این موضوع می‌تواند شامل تصمیم‌گیری در مورد ذخیره‌سازی، پردازش و اشتراک‌گذاری داده هم باشد.

توجه به این نکته ضروری است که 6G هنوز یک فناوری کارآمد نیست. در حالی که برخی از اپراتورها و شرکت‌ها در حال سرمایه‌گذاری روی استاندارد نسل بعدی شبکه‌های بی‌سیم هستند، راه زیادی تا استانداردسازی این فناوری و تجاری‌سازی تجهیزات آن خواهیم داشت.

مزایای 6G در برابر 5G چیست؟

پس از 6G چیست؛ باید سراغ تفاوت 6G و 5G برویم.

اولین تغییر اصلی این است که شبکه‌های 6G با استفاده از سیگنال‌هایی با طیف رادیویی بسیار بالاتر کار خواهند کرد. این طیف‌های بالا افزایش تبادل نرخ داده را تضمین خواهند کرد.

هنوز برای تخمین زدن نرخ انتقال داده 6G خیلی زود است، اما دکتر مهیار شیروانی مقدم، مدرس ارشد دانشگاه سیدنی، اوج نرخ داده ۱ ترابایت در ثانیه برای داده‌ها در شبکه‌های بی‌سیم 6G را به صورت تئوری ممکن می‌داند.

این تخمین برای داده‌هایی است که در فواصل کوتاه و محدود ارسال می‌شوند.  این سطح از ظرفیت و تاخیر تفاوت عظیمی را با 5G نشان می‌دهد.

همچنین نسل ششم فناوری بی‌سیم، دامنه کاربردها را برای پشتیبانی از برنامه‌های کاربردی جدید و نوآورانه مانند سنجش و تصویربرداری‌های خاص گسترش می‌دهد.

تفاوت دیگر این است که با 6G، اکسس پوینت‌ها می‌توانند از طریق دسترسی چندگانه تقسیم فرکانس متعامد (orthogonal frequency-division multiple access)، به تعداد مشترک بیشتری به طور همزمان سرویس دهند.

فرکانس‌های بالاتر 6G، نرخ نمونه‌برداری بسیار سریع‌تری را نسبت به 5G ممکن می‌سازد. همچنین توان عملیاتی بهتر و نرخ داده بالاتری را ارائه می‌دهند. انتظار می‌رود استفاده از امواج زیر میلی‌متری (طول موج‌های کمتر از ۱ میلی‌متر ) و گزینش‌ فرکانس‌های خاص آینده تکنولوژی بی‌سیم باشد.

مزایای 6G بر 5G:

1. سرعت ارتباط: تکنولوژی 6G سرعت ارتباط بسیار بالاتری نسبت به 5G خواهد داشت.
2. پایداری ارتباط: شبکه 6G ارتباط پایدارتری نسبت به 5G خواهند داشت.
3. استفاده از طیف‌های فرکانسی جدید و بالا: 6G از طیف فرکانسی بسیار وسیعی نسبت به 5G استفاده خواهد کرد.
4. تاخیر کمتر: تاخیر در ارتباطات 6G بسیار کمتر از 5G و نسل ‌های پشیشین خواهد بود.
5. ارتباطات چندگانه قوی‌تر: 6G می‌تواند افراد بیشتری را در یک زمان مشخص سرویس‌دهی کند..
6. هوشمندی: تکنولوژی 6G با قابلیت هوشمند مانند هوش مصنوعی ادغام خواهد شد.

اینترنت 6G چه زمانی در دسترس خواهد بود؟

انتظار می‌رود اینترنت 6G در سال ۲۰۳۰ به صورت تجاری راه‌اندازی شود. این فناوری از شبکه دسترسی رادیویی توزیع شده (RAN) و طیف تراهرتز (THz) برای افزایش ظرفیت، کاهش تأخیر و بهبود اشتراک طیف استفاده بیشتری خواهد کرد.

طیف تراهرتز از باند فرکانس بسیار بالاتر از ۱۰۰ گیگاهرتز، استفاده خواهد کرد. ارتباطات THz پتانسیل بالا بردن میزان داده منتقل‌شده (نرخ انتقال داده) تا چندین ترابیت در ثانیه را دارد که چندین برابر سریع‌تر از حداکثر میزان نرخ انتقال داده‌های شبکه‌های فعلی ۵G خواهد بود.

در حالی که برخی بحث‌های اولیه برای تعریف این فناوری صورت گرفته است، فعالیت‌های تحقیق و توسعه (R&D) 6G به طور جدی از سال ۲۰۲۰ آغاز شده است. 6G به توسعه فناوری‌های پیشرفته ارتباطات سیار مانند شبکه‌های داده شناختی و بسیار ایمن نیاز دارد. همچنین نیاز به گسترش پهنای باند طیفی دارد که مرتبه‌ای سریع‌تر از 5G باشد.

چین با همکاری هواوی اخیر یک ماهواره آزمایشی 6G مجهز به سیستم تراهرتز را پرتاب کرده است. امید می‌رود با چنین ماهواره‌هایی بسیاری از مشکلات مربوط به استقرار امواج میلی‌متری رادیویی که الان برای 5G داریم تا زمان 6Gحل شود.

6G چگونه کار خواهد کرد؟

انتظار می‌رود که فرستنده‌های بی‌سیم 6G به طور انتخابی از فرکانس‌های مختلف برای اندازه گیری جذب فرکانسی و تنظیم فرکانس بر اساس آن استفاده کنند. این روش امکان پذیر خواهد بود زیرا اتم‌ها و مولکول‌ها، تابش الکترومغناطیسی را در فرکانس های مشخصی ساطع و جذب می‌کنند و فرکانس‌های گسیل و جذب برای هر ماده معین یکسان است.

همچنین راه حل دیگر امواج میلی‌متری گردابی خواهد بود که در چین استفاده شده است.

تکنولوژی‌های فعلی موجود از امواج الکترومغناطیس استفاده می‌کنند که در دو بعد هستند که این امواج با بالا و پایین رفتن خود وضعیت اطلاعات را نشان می‌دهند.

ولی امواج میلی‌متری گردابی، در سه بعد خواهند بود و شبیه حرکت گردشی یک گردباد عمل می‌کنند. واضح است که این حرکات گردشی خواهند توانست اطلاعات بیشتری را در یک زمان مشخص حمل کرده و  پهنای باند ارتباطات را افزایش دهند.

البته چنین امواجی نیاز به گیرنده‌های بسیار قوی با سطح رمزگشایی فرکانسی بسیار سریع خواهند بود که به دست هواوی در دست توسعه هستند.

وقتی دریافتیم «6G چیست» و چگونه کار می‌کند و تفاوتش با 5G چیست؛ آیا واقعا اکنون به اینترنت 6G نیاز داریم؟

آیا ما به 6G نیاز داریم؟

همیشه جواب این سوال که آیا ما به پیشرفت بیشتر نیاز داریم، بله خواهد بود.

برای 6G نیز دلایل مختلفی وجود دارد، از جمله اینترنت اشیا که به سرعت در حال همه‌گیری هستند. اینترنت اشیا به ارتباط پایدار و با تاخیر کم نیاز دارد که در 6G میسر خواهد شد.

همچنین خودروهای خودران نیز از موارد کاربرد 6G خواهند بود.

همیشه هدف فناوری بی‌سیم این بوده که بتواند رقیب خوبی برای فناوری کابلی و از همه مهمتر اینترنت فیبر نوری باشد که البته شاید به لحاظ فنی امکان پذیر نباشد، اما نوآوری‌های 6G این هدف را نزدیک‌تر جلوه خواهند داد.

چه کسانی روی فناوری 6G کار می کند؟

رقابت برای 6G توجه بسیاری از بازیگران صنعت را به خود جلب کرده است.

همچنین این رقابت به اندازه‌ای مهم است که باعث درگیری‌هایی میان چین و آمریکا و تحریم بزرگترین شرکت مخابراتی جهان یعنی هواوی شده است.

شرکت‌های زیرساختی بزرگ مانند هواوی، نوکیا و سامسونگ اعلام کرده‌اند که تحقیق و توسعه 6G را در دست اقدام دارند.

رقابت برای دستیابی به 5G ممکن است در مقایسه با رقابت برای مشاهده اینکه کدام شرکت‌ها و کشورها بر بازار 6G و برنامه‌ها و خدمات مرتبط با آن تسلط دارند، جزئی به نظر برسد.

بزرگترین پروژه های در دست اجرا شامل موارد زیر است:

موسسه تحقیقات الکترونیک و مخابرات کره‌جنوبی در حال انجام تحقیقاتی بر روی باند فرکانس تراهرتز برای 6G است. سرعت داده‌ها ۱۰۰ برابر سریع‌تر از شبکه‌های 4G Long-Term Evolution (LTE) و پنج برابر سریع‌تر از شبکه‌های 5G در این تحقیقات هدف قرارداده شده‌اند.

دانشگاه اوزاکا در ژاپن و محققان دانشگاه آدلاید استرالیا یک ریزتراشه مبتنی بر سیلیکون با یک مالتی پلکس ویژه برای تقسیم داده‌ها و امکان مدیریت کارآمدتر امواج تراهرتز ایجاد کرده‌اند. در طول آزمایش، محققان ادعا کردند که دستگاه، داده‌ها را با سرعت ۱۱ گیگابیت در ثانیه در مقایسه با محدودیت تئوری 5G که ۱۰ گیگابیت بر ثانیه 5G است، منتقل می‌کند.

کمیسیون ارتباطات فدرال ایالات متحده (FCC) در سال ۲۰۲۰ فرکانس 6G را برای آزمایش طیف برای فرکانس‌های بالای ۹۵ گیگاهرتز  تا ۳ تراهرتز باز کرد.

Hexa-X یک کنسرسیوم اروپایی متشکل از رهبران دانشگاهی و صنعتی است که برای پیشبرد تحقیقات استانداردهای 6G کار می‌کند. شرکت فنلاندی ارتباطات نوکیا رهبری این پروژه را بر عهده دارد که شامل اریکسون و اپراتور TIM در ایتالیا نیز می‌شود.

اما به طور قطع رهبر تمام تحقیقات در مورد 6G چین است که با همکاری وزارت صنعت و فناوری اطلاعات چین و غول مخابراتی این کشور یعنی هواوی در حال سرمایه گذاری و نظارت بر تحقیق و توسعه 6G در این کشور است. حاصل این همکاری، پیشرفت‌های شگرفی در زمینه 6G بوده است که نوید بخش رسیدن این فناوری حتی قبل از ۲۰۳۰ خواهد بود.

حوزه آینده شبکه‌های 6G

حدود ۱۰ سال پیش، عبارت Beyond 4G برای اشاره به نیاز به پیشرفت تکامل 4G فراتر از استاندارد LTE ابداع شد. مشخص نبود که 5G ممکن است شامل چه مواردی باشد، و در آن زمان فقط نمونه‌های اولیه از پیش استاندارد در سطح R&D در دست ساخت بودند.

اصطلاح B4G که مدتی به طول انجامید، اشاره به آنچه می‌توانست فراتر از 4G باشد. از قضا، استاندارد LTE هنوز در حال پیشرفت است و 5G از برخی جنبه های آن استفاده خواهد کرد.

مشابه Beyond 4، حالا Beyond 5G را داریم که به عنوان مسیری به سمت فناوری های 6G عمل می‌کند که جایگزین قابلیت‌ها و برنامه‌های نسل پنجم می‌شود.

نسل بعدی شبکه های بی سیم 6G ما را یک قدم جلوتر خواهند برد. شبکه‌ای از ارائه‌دهندگان ارتباطات ایجاد خواهد شد که می‌تواند با سرعت‌های فیبر نوری کنونی بطور بی‌سیم خدمات رسانی کند.

مراکز داده از بزرگترین تاثیر پذیرفتگان 6G خواهند بود که می‌توانند توسط این زیرساخت، کاربردهای بسیار خاصی را به مشتریان خود ارائه دهند.

شبکه های رادیویی 6G همچنین آینده پردازش اطلاعات ابری را متحول خواهند کرد و شبکه‌سازی سوپرکامپیوترها را در سراسر جهان ممکن خواهند ساخت.

حالا که دانستیم «6G چیست»، آیا شما هم 6G را کاربردی می‌دانید؟ بنظر شما 6G چه زمانی در کشور ما در دسترس قرار می‌گیرد؟ نظرات خود را با ما در میان بگذارید.