Woher 6G: Kritische Informationen, die Sie kennen müssen

Es wird erwartet, dass 6G im Vergleich zu seinem Vorgänger deutlich bessere Kommunikationsfähigkeiten bietet, wie z. B. Spitzendatenraten auf Tbps-Niveau, Latenzzeiten auf Mikrosekundenebene und eine Netzwerkzuverlässigkeit von 99.99999 %.

Obwohl 6G viel verspricht, ist es unwahrscheinlich, dass 6G bald im täglichen Leben sein wird, obwohl mehrere wichtige Unternehmen und Nationen bereits mit der 6G-Forschung begonnen haben, wie in der Abbildung unten gezeigt, muss die Telekommunikationsbranche mehrere Probleme angehen, bevor sie es sieht der Erfolg von 6G. Die Schwierigkeiten liegen nicht nur in der THz-Technologie, sondern auch bei der Identifizierung von Anwendungen, die die Einführung von 6G vorantreiben werden. IDTechEx forscht seit Jahren an 5G und 6G. In diesem Artikel werden einige der hardwarebezogenen Hürden für die 6G-Konnektivität sowie potenzielle Anwendungen erörtert, die 6G vorantreiben könnten

Hauptunterschiede von 6G. Quelle: IDTechEx – „6G-Markt 2023-2043: Technologie, Trends, Prognosen, Akteure“

Herausforderungen in der THz-Technologie

6G wird ein Spektrum über 100 GHz nutzen und letztendlich THz erreichen. Die Vorteile der Verwendung einer so hohen Frequenz liegen auf der Hand: Es kann eine riesige Bandbreite verwendet werden, was einen Spitzendatenfluss von Tbps mit einer Latenzzeit von Mikrosekunden ermöglicht. Es gibt jedoch mehrere Einschränkungen bei der Verwendung eines solchen Hochfrequenzspektrums.

Eine der größten zukünftigen Herausforderungen besteht darin, dass das THz-Signal in der Luft erheblich gedämpft wird, wodurch die Übertragungsreichweite eingeschränkt und leicht durch Hindernisse blockiert wird. Da die Gesetze der Physik nicht ignoriert werden können, ist das wichtigste Element bei der Entwicklung eines Geräts für die Hochfrequenzkommunikation, genügend Energie bereitzustellen, um eine angemessene Übertragungsreichweite zu erreichen, selbst als Teil eines Antennenarrays.

Die Auswahl der richtigen Halbleiter zur Erhöhung der Verbindungsreichweite ist am wichtigsten. Nachfolgend finden Sie eine Übersicht über Halbleitertechnologien, die oberhalb des 100-GHz-Spektrums arbeiten. CMOS kann Geräte abdecken, die unter 150 GHz arbeiten, insbesondere für Geräte mit Kommunikationsanforderungen für kurze Reichweiten (für größere Reichweiten kann die Verwendung anderer Halbleiter wie SiGe oder III-V für Leistungsverstärker immer noch erforderlich sein). Bei Frequenzen über 200 GHz wird jedoch eine Kombination aus CMOS für Logik und III-V-Transistoren für rauscharme Verstärker und Leistungsverstärker der richtige Weg sein. Die SiGe-BiCMOS-Technologie bietet derzeit den besten Kompromiss in Bezug auf Leistung, niedrige Kosten und einfache Integration für Frequenzen im Bereich von 200 GHz bis 500 GHz. InP könnte die ultimative THz-Technologie sein und für Anwendungen geeignet sein, bei denen die Kosten nicht im Vordergrund stehen.

Überblick über die Wahl der Halbleitertechnologie für THz-HF. Quelle: IDTechEx – „6G-Markt 2023-2043: Technologie, Trends, Prognosen, Akteure“

Andere aktive Forschungs- und Entwicklungsbereiche neben Halbleitertechnologien umfassen die Notwendigkeit, Materialien mit extrem geringen Verlusten mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstante und einem geringen Bräunungsverlust zu finden, um signifikante Übertragungsverluste zu vermeiden, eine neuartige Verpackungsmethode zu entwickeln, die die HF-Komponenten eng mit Antennen integriert, und Bewältigen Sie Energie- und Wärmeprobleme, da Geräte immer kompakter und komplexer werden. 6G-Marktforschungsbericht von IDTechEx: „6G-Markt 2023-2043: Technologie, Trends, Prognosen, Akteure“, geht ausführlich auf diese Herausforderungen ein.

Anwendungen, die die Einführung von 6G vorantreiben könnten

Es ist wichtig, die wichtigsten Geschäftsanwendungsfälle zu identifizieren, um die Einführung neuer Technologien zu fördern. Obwohl die Netzbetreiber die überlegene Leistung von 5G mmWave anpreisen, muss der mmWave-Markt trotz jahrelanger Kommerzialisierung von 5G noch an Fahrt gewinnen. Die überwiegende Mehrheit der 5G-Build-Outs verwendet weiterhin 5G unter 6 GHz. Die Gründe? Der einzige Grund, den die meisten Leute nennen, laut Die Hauptinterviews von IDTechEx, ist das Fehlen von Anwendungen, die nur durch mmWave und keine anderen Technologien ermöglicht werden können. Die gleiche Frage zu 6G wird gestellt: Warum wird es benötigt?

Aus Verbrauchersicht ist es wahrscheinlich nicht attraktiv, eine Tbps-Datenverbindung und eine Latenz im Mikrosekundenbereich zu haben, aber eine höhere Abonnementgebühr zu zahlen, wenn die Anwendungen auf ihren Mobilgeräten so ziemlich die gleichen sind wie die, die sie jetzt haben. Wir haben viel über Hypes gehört, die Metaverse durch 5G und 6G ermöglichen, aber die realen Anwendungsfälle, die eine breite Akzeptanz vorantreiben können, fehlen noch. Es sollte jedoch nicht vergessen werden, dass 6G seine einzigartige Fähigkeit zur Erfassung, Bildgebung, präzisen Positionierung usw. haben wird. Diese Eigenschaften werden weitere Geschäftsanwendungsfälle eröffnen und den Einsatz von 6G in Bereichen jenseits der mobilen Kommunikation ermöglichen, was die fortgeschrittene Digitalisierung und Automatisierung verschiedener Branchen weiter vorantreiben kann. Zum Beispiel die Verwendung von 6G-Netzwerken, um eine genaue Wahrnehmung und zentimetergenaue Positionierung mobiler Roboter zu erreichen und die Fähigkeit zu demonstrieren, mobile Roboter fernzusteuern, um verschiedene Objekte aufzunehmen und zu tragen. Gleichzeitig überträgt diese Übertragungsverbindung auch die drahtlose Hochgeschwindigkeitsübertragung von High-Definition-Video in Echtzeit zwischen dem mobilen Roboter und der Steuerung, was die Synästhesie-Integration ermöglicht. Da sich das Spektrum über 275 GHz hinaus ausdehnt, sind interessante Anwendungsfälle, die es wert sind, hervorgehoben zu werden, die Verwendung von THz-Verbindungen als drahtlose Verbindungen, um Glasfaser für Rechenzentren zu ersetzen, um rekonfigurierbare Routen zu ermöglichen und die Reduzierung der Größe von Server-/Router-Racks zu ermöglichen, und natürlich , erhebliche Kostenreduzierung; und Erstellen einer oder mehrerer Punkt-zu-Punkt-Hochgeschwindigkeitskommunikationsverbindungen innerhalb eines Geräts, wodurch ein schnelleres Routing ermöglicht wird.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich die starken Geschäftsfälle, die IDTechEx für 6G sieht, derzeit auf Business-to-Business-Anwendungsfälle konzentrieren. Dies soll jedoch nicht bedeuten, dass 6G auf den Verbraucherkommunikationsmärkten nicht wesentlich sein wird; Vielmehr muss ein überzeugender Anwendungsfall aufgezeigt werden, um eine breite Akzeptanz auf den Verbrauchermärkten zu fördern.

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