Da dove 6G: informazioni critiche che devi conoscere

Il 6G, rispetto al suo predecessore, dovrebbe offrire capacità di comunicazione significativamente migliori, come velocità dati di picco a livello di Tbps, latenza a livello di microsecondi e affidabilità di rete del 99.99999%.

Sebbene il 6G prometta molto, è improbabile che il 6G entri presto nella vita quotidiana, nonostante il fatto che diverse importanti aziende e nazioni abbiano già avviato la ricerca sul 6G, come mostrato nella figura sottostante, l'industria delle telecomunicazioni deve affrontare diversi problemi prima di vedere il successo del 6G. Le difficoltà non sono solo nella tecnologia THz, ma anche nell'identificazione delle applicazioni che alimenteranno l'adozione del 6G. IDTechEx fa ricerca da anni su 5G e 6G. Questo articolo discuterà alcuni degli ostacoli legati all'hardware alla connettività 6G, nonché potenziali applicazioni che potrebbero guidare il 6G

Differenze chiave del 6G. Fonte: IDTechEx – “6G Market 2023-2043: Technology, Trends, Forecasts, Players”

Sfide nella tecnologia THz

Il 6G utilizzerà uno spettro superiore a 100 GHz e alla fine raggiungerà i THz. I vantaggi dell'utilizzo di una frequenza così elevata sono evidenti: è possibile utilizzare un'enorme larghezza di banda, consentendo un flusso di dati di picco di Tbps con latenza a livello di microsecondi. Tuttavia, ci sono diverse limitazioni all'impiego di uno spettro ad alta frequenza.

Una delle sfide più significative che ci attendono è che il segnale THz si attenua notevolmente nell'aria, restringendo il raggio di trasmissione e rendendolo facilmente bloccato da ostacoli. Poiché le leggi della fisica non possono essere ignorate, l'elemento più cruciale per la creazione di un dispositivo per la comunicazione ad alta frequenza è fornire energia sufficiente per raggiungere un raggio di trasmissione ragionevole, anche come parte di un array di antenne.

La scelta dei semiconduttori giusti per aumentare la portata del collegamento è la parte più critica. Di seguito è riportata una panoramica delle scelte tecnologiche dei semiconduttori che operano al di sopra dello spettro di 100 GHz. CMOS può coprire dispositivi che operano al di sotto di 150 GHz, in particolare per dispositivi con requisiti di comunicazione a corto raggio (per un raggio più lungo, potrebbe essere ancora necessario utilizzare altri semiconduttori come SiGe o III-V per amplificatori di potenza). Quando si tratta di frequenze superiori a 200 GHz, tuttavia, una combinazione di CMOS per logica e transistor III-V per amplificatori a basso rumore e amplificatori di potenza sarà la strada da percorrere. La tecnologia SiGe BiCMOS fornisce attualmente il miglior compromesso in termini di prestazioni, basso costo e semplicità di integrazione per frequenze che vanno da 200 GHz a 500 GHz. InP potrebbe essere l'ultima tecnologia THz e potrebbe essere adatta in applicazioni in cui il costo non è la preoccupazione principale.

Panoramica della scelta della tecnologia dei semiconduttori per THz RF. Fonte: IDTechEx – “6G Market 2023-2043: Technology, Trends, Forecasts, Players”

Altre aree di ricerca e sviluppo attive oltre alle tecnologie dei semiconduttori includono la necessità di trovare materiali a bassissima perdita con una bassa costante dielettrica e perdita di abbronzatura per evitare significative perdite di trasmissione, sviluppare una nuova metodologia di confezionamento che integri strettamente i componenti RF con le antenne e gestire i problemi di alimentazione e termici man mano che i dispositivi diventano più compatti e complessi. Rapporto di ricerca di mercato 6G di IDTechEx, "Mercato 6G 2023-2043: tecnologia, tendenze, previsioni, giocatori“, discute queste sfide in dettaglio.

Applicazioni che potrebbero alimentare l'adozione del 6G

È essenziale identificare i principali casi d'uso aziendale per stimolare l'adozione di nuove tecnologie. Nonostante i vettori reclamizzino le prestazioni superiori fornite da 5G mmWave, il mercato mmWave deve ancora decollare nonostante anni di commercializzazione di 5G. La stragrande maggioranza delle build-out 5G continua a utilizzare 5G sub-6 GHz. Le ragioni? L'unico motivo che la maggior parte delle persone menziona, secondo Le interviste primarie di IDTechEx, è l'assenza di applicazioni che possono essere abilitate solo da mmWave e nessun'altra tecnologia. Verrà posta la stessa domanda sul 6G: perché è necessario?

Dal punto di vista del consumatore, avere un collegamento dati Tbps e una latenza a livello di microsecondi ma pagare una quota di abbonamento più elevata probabilmente non sarà allettante se le applicazioni sui loro dispositivi mobili sono praticamente le stesse di quelle che hanno in questo momento. Abbiamo sentito molto parlare di hype in corso sull'abilitazione del metaverso da parte di 5G e 6G, tuttavia mancano ancora i casi d'uso nella vita reale che possono guidare l'adozione diffusa. Tuttavia, non va dimenticato che il 6G avrà la sua capacità unica di rilevamento, imaging, posizionamento preciso e così via. Queste caratteristiche apriranno altri casi d'uso aziendali e consentiranno l'utilizzo del 6G in aree oltre la comunicazione mobile, il che può guidare ulteriormente la digitalizzazione avanzata e l'automazione di vari settori. Ad esempio, utilizzando le reti 6G per ottenere una percezione accurata e un posizionamento centimetrico dei robot mobili, dimostrando la capacità di controllare a distanza i robot mobili per raccogliere e trasportare vari oggetti. Allo stesso tempo, questo collegamento di trasmissione trasporta anche la trasmissione wireless ad alta velocità di video ad alta definizione in tempo reale tra il robot mobile e il controller, consentendo l'integrazione della sinestesia. Inoltre, poiché lo spettro si espande oltre i 275 GHz, casi d'uso interessanti degni di nota includono l'uso di connessioni THz come collegamenti wireless per sostituire la fibra per i data center, consentendo percorsi riconfigurabili e consentendo la riduzione delle dimensioni dei rack di server/router e, naturalmente, , significativa riduzione dei costi; e la creazione di uno o più collegamenti di comunicazione point-to-point ad alta velocità all'interno di un dispositivo, consentendo un instradamento più rapido.

Per riassumere, i validi casi aziendali che IDTechEx vede per il 6G sono attualmente incentrati su casi d'uso business-to-business. Tuttavia, ciò non significa che il 6G non sarà essenziale nei mercati delle comunicazioni dei consumatori; piuttosto, è necessario dimostrare un caso d'uso convincente per promuovere un'adozione diffusa nei mercati di consumo.

Leggi la storia completa qui ...