Что мы знаем о шестом поколении мобильной связи 6G

Сейчас идет разработка и внедрение стандарта связи 5G — пятого поколения. Одновременно с этим появляется все больше упоминаний о шестом поколении. Рассказываем, каким будет поколение 6G, и как скоро ожидать технологического прорыва.

Чтобы четко понимать, чего ожидать от следующего стандарта, необходимо вспомнить про предыдущие 4G и 5G. С четвертым поколением мобильной связи все понятно: мы привыкли им пользоваться на повседневной основе, причем скорость мобильного интернета ничем не уступает проводному при идеальных условиях.

Напомним, что скорость мобильного интернета 4G составляет до 100 Мбит/с для движущегося объекта и до 1 Гбит/с для стационарного. При этом пропускная способность находится в пределах от 1,5 до 3 Гбит/с, в зависимости от направления передачи данных.

Мобильная связь пятого поколения имеет следующие технические характеристики:

максимальная скорость передачи данных до 20 Гб/с при движении от базовой станции к мобильной и до 10 Гб/с в обратном направлении;
задержка высокоскоростной связи — не более 4 мс;
абонентская скорость передачи данных в городе — до 100 Мбит/с;
максимально возможная скорость движения абонента — до 500 км/ч;
общее количество подключенных устройств — до миллиона на каждый квадратный километр.

Впервые концепция пятого поколения была предложена в 2014 году, и только в 2016 году начались первые эксперименты по внедрению в США и Европе. В 2019 году началось массовое внедрение в Германии, Италии, Швейцарии и других странах Европы.

Около 80% всех станций 5G сейчас приходится на Китай и Южную Корею. В России развертывание сетей пятого поколения связано с многочисленными сложностями, реализованы лишь некоторые пилотные проекты в Сколково и Сибирском государственном университете телекоммуникаций и информатики. Тем не менее, стандарт 5G уверенно приживается во многих странах мира, а это значит, что пришло время развития в сторону шестого поколения.

С каждым новым поколением развития связи увеличивается скорость передачи данных. Относительно шестого планируется, что этот параметр будет находиться в диапазоне от 100 Гбит/с до 1 Тбит/с.

Такие скорости трудно представить, но вот пример: восемь сезонов популярного сериала при связи 6G можно будет скачать менее, чем за минуту. Однако простые пользователи смартфонов могут и не ощутить такое ускорение, ведь обычно скачиваются малые объемы данных, и происходит это быстро даже на скорости интернета 4G.

Еще один плюс шестого поколения — повышенная емкость. Сейчас появляется все больше предметов, подключенных к интернету — тот самый интернет вещей, от автомобильных сигнализаций до умных розеток и чайников. Когда таких устройств будет появляться все больше, в том числе в промышленных масштабах, именно стандарт 6G позволит системе функционировать бесперебойно.

Так как до полноценного создания стандарта еще очень далеко, характеристики также являются условными, однако уже сейчас можно их обозначить:

Частоты — от 30 ГГц до 3 ТГц. Потребуется очень большое количество вышек сотовой связи 6G, так как на высоких частотах радиус покрытия уменьшается.
Задержка — не более 1 миллисекунды, что можно назвать мгновенным откликом, даже при управлении устройствами на расстоянии.
Скорость передачи — до 1 Тб/с, практически мгновенное скачивание любых данных.
Энергоэффективность — выше, чем у сетей предыдущих поколений.

Коротко говоря, 6G будет на несколько порядков быстрее и эффективнее, чем пятое поколение, не говоря уже о четвертом.

Еще не вся территория развитых стран охвачена сетями 5G, но параллельно с этим идет разработка стандарта шестого поколения. И если принимать во внимание теорию о том, что новое поколение мобильной связи появляется каждое десятилетие, то внедрение 6G произойдет не ранее 2030-х годов. В течение этого десятилетия будет происходить постепенный ввод в эксплуатацию, и та страна, которая первая анонсирует наличие сети 6G, станет победителем гонки технологий.

Разработкой стандарта занимаются лидеры электронного мира — Apple, Ericsson, Nokia, Samsung и другие гиганты. Что касается стран, это США, Великобритания, Япония, Южная Корея. Несомненно, 6G интернет также может впервые появиться и в Китае. Известно, что планы на разработку сетей 6G имеются в Индии, Объединенных Арабских Эмиратах и некоторых странах ЕС.

Будущее шестого поколения на территории России туманно. Разработка его — крайне сложный, дорогой и долгий процесс, требующий международного технологического обмена.

Дело в том, что невозможно разработать новый стандарт в обход старого, но на данный момент повсеместного внедрения 5G в России еще не произошло. Первые сети 5G были продемонстрированы на общественных мероприятиях: Санкт-Петербургском экономическом форуме и Нижегородском бизнес-саммите.

Изначально введение в эксплуатацию стандарта 5G осложнялось тем, что необходимые частоты заняты различными спецслужбами. Тем не менее, совсем недавно вице-премьер Чернышенко озвучил, что Россия готова к развертыванию сетей пятого поколения к 2024 году, они будут запущены на частотах 4,4-4,9 ГГц. Эти полосы будут переведены в гражданское пользование.

Разработкой 6G занимается корпорация "Сколтех" и Научно-исследовательский институт радио. Физику терагерцового диапазона изучает институт ИТМО в Санкт-Петербурге и Томский университет, широкозонными полупроводниками также занимаются в Томске, оптические транспортные системы изучает компания "Супертел".

Таким образом, есть несколько исследовательских организаций и групп, способных внести вклад в развитие этого поколения. Наибольшая проблема связана с "железом", микрочипами: ранее использовались чипы азиатского, европейского и американского производства, сейчас эту проблему придется решать самостоятельно, что потребует времени и мощных финансовых влияний. Вот почему о технологиях 6G в России говорить рано.

Казалось бы, как может улучшить нашу жизнь еще одно поколение мобильной связи? Мы и так имеем возможность смотреть фильмы в режиме реального времени, вести онлайн-совещания по всему миру, мгновенно заказывать еду и такси — все это происходит благодаря высокоскоростному мобильному интернету. Однако внедрение еще более быстрого и емкого интернета позволяет представить будущее мечты.

Если сейчас часто можно услышать выражение "интернет вещей", то в шестом поколении появится "интернет всего", в том числе возможность наделения электронными устройствами живых организмов.

Искусственный интеллект заменит человека во многих опасных сферах или полностью возьмет на себя рутинные операции — уже сейчас известно, что роботы способны делать как сложные медицинские операции, так и простой маникюр. Автомобили-беспилотники — уже наша реальность, и этот процесс будет постоянно расширяться.

Виртуальная реальность достигнет максимального развития — появятся технологии, имитирующие вкус, запах и осязательные впечатления.

Устройствами, подключенными к 6G, можно будет управлять не только командами, но и голосом, жестами, и может быть, даже силой мысли.

Сфера развлечений выйдет на новый космический уровень из-за еще большей скорости интернета.

Все эти предположения как будто взяты из фантастических фильмов, но кто мог 10-15 лет назад предположить, насколько цифровизированной станет наша среда обитания?

Одно можно сказать точно: появление нового стандарта мобильной связи в очередной раз улучшит качество жизни людей. Появятся невероятные изобретения, которые сейчас пока невозможно представить. Такие сферы, как здравоохранение, образование, городское хозяйство и инфраструктура, будут работать еще продуктивнее. Проводные технологии связи будут постепенно уходить в прошлое за ненадобностью.

Вероятно, главными потребителями 6G станут промышленные предприятия и военные: для рядового пользователя не столь важно, загрузится ли страница за 2 секунды или за полсекунды. Именно для госкорпораций и обороны важна связь экстренной быстроты. Вот какие изменения могут произойти при полноценном внедрении поколения 6G.

Вопросы безопасности сотовой связи возникли одновременно с появлением первых вышек. И если влияние на человека сетей 4G постоянно обсуждается учеными, а некоторые обыватели всерьез готовы носить шапочки из фольги, то шестое поколение поднимает еще больше вопросов о безопасности для здоровья.

Скорость в терабайт в секунду особенно беспокоит китайских ученых. Они в ходе экспериментов обнаружили, что облучение подобными радиоволнами вызывает у мышей быстрый рост клеток головного мозга. В то же время, молекулярный анализ этих клеток не обнаружил в них отклонений. Предыдущие исследования показали, что разрушающее воздействие излучения для живых организмов начинается с частоты 1 петагерц, а для 6G планируется диапазон до 3 терагерц.

Руководитель исследовательского центра 5G "Сколтеха" Виталий Шуб уверен, что технология 6G будет отличаться от предыдущих лишь использованием верхнего миллиметрового и субмиллиметрового диапазона частот (100-500 ГГц), поэтому будет столь же безопасна, как 4G и 5G.

Очевидно, что вопрос требует пристального изучения. Время у ученых есть — пока идет техническая разработка, профильные институты занимаются изучением влияния излучения на здоровье. Успокаивает тот факт, что в России действуют одни из самых строгих в мире санитарных норм по электромагнитному излучению.

Подведем итоги: что нам известно о поколении 6G.

Шестое поколение — новейший стандарт, который только находится в разработке.
Точные его характеристики еще даже не определены, но известно, что скорость будет достигать от 100 Гбит/с до 1 терабит в секунду.
Вероятно, стандарт 6G будет внедрен в мире в течение 2030-х годов.
Скорее всего, сети 6G будут так же безопасны для живых организмов, как и предыдущие стандарты.
Новое поколение существенно изменит инфраструктуру и возможности для человека, поднимет уровень жизни на невиданные высот.

Пока невозможно что-то конкретное сказать о 6G в России, но есть группы исследователей и предприятия, которые этим занимаются.