Réseau 6G | La prochaine génération mobile
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Alors que certains sont encore dans le réseau LTE ou 4G et que 5G Le réseau mobile maîtrise déjà son introduction avec brio, lance le Réseau 6G son ombre vers 2030 déjà devant nous. Nous présentons de nouveaux développements pour la norme de communication mobile à venir comme celle-ci Projet phare 6G-ANNA ou le premier au monde liaison radio bidirectionnelle avec connexion Internet de l'Université de Stuttgart. Aussi l'Institut de technologie de Karlsruhe KIT a le réseau 6G en ligne de mire et présente une Concept pour les taux de transmission de données les plus élevés dans le Terahertz Communication.
Contenu
- Projet phare pour promouvoir la 6G en Allemagne
- Réseau 6G Jalon dans la communication térahertz
- Récepteur Terahertz pour réseau 6G avec le débit de données le plus élevé
- Que signifient les technologies de réseau 1G à 6G ?
- A quand la 6G ?
Projet phare pour promouvoir la 6G en Allemagne
17.08.2022/XNUMX/XNUMX | Le projet phare de trois ans ANNA 6G a été lancé par le ministère fédéral de l'Éducation et de la Recherche (BMBF). Sous la direction de Nokia, un consortium de 29 entreprises et instituts de recherche doit faire progresser le développement, la normalisation et la mise en œuvre de la sixième génération de communications mobiles (6G). Rohde et Schwarz contribue à ce projet avec ses recherches déjà approfondies sur la 6G et les technologies associées.
Le projet phare 01.07.2022G Access, Network of Networks and Automation, 6G ANNA en abrégé, démarré le 6er juillet 6, s'inscrit dans une initiative plus large de développement d'une plateforme XNUMXG. Celle du BMBF projet financé à hauteur de 38,4 millions d'euros s'étend sur une durée de 3 ans. Outre Rohde & Schwarz, des entreprises telles que Bosch, Airbus, Ericsson, Siemens et Vodafone, des start-up innovantes, des instituts de recherche et des universités renommées sont impliquées.
Rohde & Schwarz est depuis longtemps étroitement impliqué dans la recherche sur les technologies qui succèdent à la 5G et à la 6G. La société soutient activement la recherche fondamentale en cours dans les organisations 6G, les universités et les instituts de recherche en Europe, aux États-Unis et au Japon. L'important travail déjà réalisé devrait jouer un rôle important dans le développement de la 6G. Ceux-ci incluent, par exemple, la communication (sub)THz, la communication et la détection conjointes (JCAS), l'apprentissage automatique (ML) et Intelligence artificielle (AI) ou surfaces intelligentes reconfigurables (RIS). La première spécification mondiale de la 6G est attendue dans les 6 à 8 prochaines années attendu. L'adoption commerciale de la technologie aura lieu vers 2030.
Réseau 6G Jalon dans la communication térahertz
11.07. 2022 | Les scientifiques de Université de Stuttgart ont récemment dans le cadre du projet international Thor a présenté la première liaison radio térahertz bidirectionnelle au monde avec connexion Internet. Il est destiné à servir de liaison "backhaul" pour les futures applications de communications mobiles. L'Institute for Robust Power Semiconductor Systems (ILH) fait partie d'un consortium de douze partenaires de cinq pays. La TU Braunschweig et l'Université Waseda, au Japon, dirigent le projet.
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Les données à haut débit ne peuvent pas toujours et partout être transmises via un câble à fibre optique. Dans les endroits éloignés, dans les villes densément bâties et les obstacles naturels, en cas de catastrophe ou lors d'événements de masse, il n'est souvent pas possible de connecter chaque station de base du réseau mobile par câble et ainsi de fournir suffisamment de bande passante. Les liaisons radio térahertz, qui peuvent couvrir des distances allant jusqu'à 1 km, offrent ici une alternative. Cela permet d'importantes connexions de liaison entre les cellules de radiotéléphonie mobile et les nœuds du réseau de radiotéléphonie mobile sans avoir à entreprendre des mesures de construction de routes.
Transferts de données volumineux sans câbles à fibre optique
La norme de communication mobile 5G produit déjà des débits de données élevés, qui continueront d'augmenter dans le futur réseau 6G. Jusqu'à présent, les débits de données 5G ont parlé pour une connexion par fibre optique des stations au réseau de données. Dans le cadre du projet Thor, un liaison radio térahertz bidirectionnelle développé avec une connexion réseau pour ces grandes quantités de données. La gamme de fréquences utilisée au-dessus de 300 gigahertz (GHz) offre un spectre suffisant pour des débits de données importants.
La route de liaison Thor offre une véritable connexion de données bidirectionnelle pour la première fois dans le monde. Il relie le centre informatique et la tour Oker de la TU Braunschweig via un distance de 160 m. Avec lui, des données de 2 x 20 Gbit/s net peuvent être transmises avec une bande passante de 2 x 8,64 GHz. La liaison radio térahertz développée est si évolutive sur la bande passante que des débits de données encore plus élevés sont réalisables.
"Nous avons mis en place une solution complète orientée application qui pourra être utilisée comme connexion de backhaul dans le réseau de données dans un avenir proche", déclare Professeur Thomas Kürner de la TU Braunschweig, chef de file de la partie européenne du projet. En tant que premières connexions de backhaul de ce type, leur fonctionnalité correspond à la norme IEEE 802.15.3, qui a été développée avant le début du projet avec la participation importante de la TU Braunschweig et de certains partenaires japonais.
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Les chercheurs de l'Université de Stuttgart ont développé les nouveaux circuits de transmission et de réception à large bande basés sur de puissantes technologies de transistors de l'Institut Fraunhofer pour la physique appliquée du solide (IAF). Avec les partenaires français IEMN et l'Université de Lille, ils l'ont Radio térahertz à 300 GHz réalisé, qui permet la première connexion réseau au monde d'une liaison radio Terzhertz grâce au traitement parallèle de jusqu'à quatre modems gigabit.
Rechercher les exigences technologiques pour le réseau 6G
Le projet Thor a été soutenu par l'UE via le programme-cadre de recherche 2020 Horizon et financé par l'Institut national des technologies de l'information et des communications au Japon avec 3 millions d'euros. La durée du projet était de 4 ans. Les travaux de recherche se poursuivent actuellement à l'Université de Stuttgart dans le cadre du projet Open 6G Hub financé par le BMBF. L'ILH, en collaboration avec l'Institut des télécommunications (INÜ), étudie les exigences technologiques pour le réseau 6G.
Récepteur Terahertz pour réseau 6G avec le débit de données le plus élevé
06.10.2020 | Alors que beaucoup sont encore dans le réseau LTE ou 4G, les opérateurs mobiles comme O2, Huawei ou Telekom sont en train de mettre en place le réseau mobile 5G, le Karlsruhe Institute of Technology a KIT déjà ça Réseau 6G en vue. Un nouveau concept permet les taux de transfert de données les plus élevés à ce jour dans le Communication Terahertz à faible coût.
Le réseau mobile 6G de sixième génération du futur sera composé de nombreuses cellules radio extrêmement petites. Fréquences dans le Gamme Terahertz THz.
Les chercheurs du KIT ont développé un nouveau concept de récepteurs térahertz simples et peu coûteux pour le successeur du réseau cellulaire 5G. Ils se composent d'une seule diode, qu'ils combinent avec une méthode spéciale de traitement du signal. Dans l'expérience, un débit de transmission de données de 115 Gbit / s sur une fréquence porteuse de 0,3 THz peut être atteint sur une distance de 110 m, rapporte l'équipe en Journal de photonique de la nature (DOI: 10.1038/s41566-020-0675-0).
Après la 5G, c'est avant la 6G
Le réseau cellulaire 6G promet des taux de transmission de données nettement plus élevés, des temps de retard plus courts et une plus grande densité d'appareils terminaux. De plus, la sixième génération d'intelligence artificielle intégrera l'IA. Ce z. Appareils dans l'Internet des objets IoT ou véhicules autonomes coordonner.
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«Afin de servir le plus grand nombre d'utilisateurs possible en même temps et de transférer le plus rapidement possible de grandes quantités de données, les réseaux sans fil du futur doivent être constitués de nombreuses petites cellules radio», explique Professeur Christian Koosqui avec son collègue Professeur Sebastian Randel recherche des technologies pour la 6G au KIT.
Stations de base sur les lampadaires
Voies courtes dans ces Cellules radio combinent des débits de données élevés avec une consommation d'énergie minimale et une faible immission électromagnétique. Les seules petites stations de base requises pour le successeur de la 5G peuvent être fixées à des lampadaires, par exemple.
La connexion des cellules individuelles nécessite des liaisons radio puissantes pour les réseaux 6G, sur lesquels des dizaines voire des centaines de gigabits par seconde (Gbit/s) peuvent être transmis sur un canal. Les fréquences dans la gamme THz conviennent à cet effet spectre électromagnétique entre les micro-ondes et le rayonnement infrarouge.
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Cependant, les destinataires sont encore relativement complexes et coûteux. Ils représentent souvent le goulot d'étranglement de la bande passante réalisable. Chercheurs des instituts de technologie de la microstructure IMT, Photonique et électronique quantique QIP, Technologie de microstructure IMT et physique et technologie des accélérateurs IBPT du KIT et du fabricant de diodes Virginia Diodes VDI à Charlottesville, USA, ont conçu un récepteur très simple et peu coûteux pour les signaux THz et l'ont présenté dans la revue Nature Photonics.
Transmission THz sans fil la plus élevée à ce jour
«Une seule diode sert de récepteur, avec lequel le signal térahertz est initialement redressé», explique docteur Tobias Harterque le destinataire partage avec son collègue Christophe Fuller dans le cadre de sa thèse.
C'est un Diode Schottkyqui offre une vitesse élevée. Il agit comme un détecteur d'enveloppe et récupère l'amplitude des signaux THz. Pour le décodage correct du signal de données, cependant, la phase de l'onde THz qui change avec le temps est toujours nécessaire, qui est généralement perdue pendant le redressement.
Les chercheurs utilisent donc des méthodes de traitement numérique du signal associées à une classe particulière de signaux de données. Avec eux, la phase est au moyen de Relations Kramers-Kronig peut être reconstruit à partir de l'amplitude. La relation Kramers-Kronig décrit une relation mathématique entre la partie réelle et imaginaire d'un signal analytique.
Avec le nouveau récepteur, les scientifiques ont atteint un taux de transmission de données de 115 gigabits par seconde sur une fréquence porteuse de 0,3 THz sur une distance de 110 m. "C'est le débit de données le plus élevéce qui a été démontré jusqu'à présent avec la transmission térahertz sans fil sur plus de 100 mètres », explique M. Füllner. Le récepteur THz développé au KIT a une structure simple et convient à une production bon marché en grand nombre.
Connaissances techniques générales
Que signifient les technologies de réseau 1G à 6G ?
Réseau 1G
Le réseau 1G et donc la 1ère génération de communications mobiles existaient en Allemagne bien avant qu'il n'y ait des téléphones portables, à savoir de 1958. Le premier standard de divertissement mobile n'est devenu adapté à un usage quotidien que dans les années 1980. Aucune donnée ne pouvait encore être transmise et la voix était transmise de manière analogue.
Réseau 2G
L'introduction de la transmission vocale numérique a ensuite duré plus de trois décennies et a été couronnée de succès 1992 avec l'introduction du réseau 2G. Cela a rendu l'envoi de messages SMS socialement acceptable. La transmission de données était de 0,25 Mbit/s, avec laquelle des e-mails pouvaient être envoyés.
Réseau 3G
Douze ans plus tard 2004 le réseau 3G a été établi avec un débit maximum de 42,2 Mbit/s. Pour la première fois, un smartphone, nouveau à l'époque, pouvait être utilisé pour surfer sur le web, passer des appels vidéo et streamer.
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Réseau 4G
Avec l'introduction du réseau 4G, en 2010 les débits de données sont plus que décuplés. Jusqu'à 500 Mbit/s ont atteint l'âge Full HD des téléphones mobiles. De nouvelles technologies telles que le cloud et le téléchargement de films en seulement 30 s avec une qualité de 1080 px étaient désormais possibles.
Réseau 5G
Le réseau 5G actuel existe depuis 2020 et n'a pas encore été mis en œuvre partout. L'Internet haut débit avec des vitesses allant jusqu'à 10.000 4.0 Mbit/s apporte un énorme bond en matière de données dans la vie de plus en plus en réseau et de plus en plus numérisée de tous les domaines. L'industrie XNUMX et la transformation numérique nécessitent une transmission de données en temps réel, tout comme l'Internet des objets, qui connecte de plus en plus les gens avec des machines, des appareils, des biens de consommation, etc.
Réseau 6G
Le réseau 6G serait sur le point de démarrer aujourd'hui 2030 en avant. Il devrait permettre la téléphonie holographique ou la robotique autonome dans la vie de tous les jours. Les débits de données obtenus jusqu'à présent devraient être multipliés par cent et seront alors de l'ordre du térabit.
A quand la 6G ?
L'introduction de la norme 6G est encore dans une phase très précoce.
Dans le domaine de la technologie 6G, la recherche se concentre actuellement sur la conception et le développement de réseaux et d'appareils capables de supporter les taux de transfert de données extrêmement élevés et les latences très faibles que promet la 6G.
Bien qu'il soit difficile de dire exactement quand la prochaine génération de réseaux, c'est-à-dire la 6G, sera entièrement commercialisée, les experts estiment que les réseaux 6G et les smartphones compatibles 6G pourraient être largement utilisés dans les années 2030.
Cependant, il convient de noter que ces estimations sont basées sur les avancées actuelles de la recherche 6G et peuvent changer avec le temps.
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Angela Struck est rédactrice en chef de Development Scout, journaliste indépendante et directrice générale de Presse Service Büro GbR à Ried.