instagram      
spacer
spacer home/ IT/ 6G spacer
 

6G

6GIn telecommunicatie is 6G de zesde generatie standaard die sinds 2019 in ontwikkeling is voor draadloze communicatie technologieën die cellulaire datanetwerken ondersteunen. Het is de geplande opvolger van 5G en heeft als doel aanzienlijk sneller te zijn als het 5G netwerk. Net als zijn voorgangers zullen 6G-netwerken waarschijnlijk breedband mobiele netwerken zijn, waarbij het servicegebied is verdeeld in kleine geografische gebieden die cellen worden genoemd. Verschillende bedrijven (Nokia, Ericsson, Huawei, Samsung, LG, Apple), evenals verschillende landen (China, Zuid-Korea en Japan), hebben interesse in de ontwikkeling van 6G-netwerken.

6G-netwerken zullen naar verwachting nog meer heterogeniteit vertonen dan hun voorgangers en zullen waarschijnlijk toepassingen ondersteunen die verder gaan dan de huidige mobiele gebruiksscenario's, zoals virtual en augmented reality (VR/AR), alomtegenwoordige directe communicatie, doordringende intelligentie en het internet der dingen (IoT= Internet of Things) Verwacht wordt dat mobiele netwerkoperators flexibele gedecentraliseerde bedrijfsmodellen voor 6G zullen aannemen, met lokale spectrumlicenties, spectrumdeling, infrastructuurdeling en intelligent geautomatiseerd beheer ondersteund door mobiele edge computing, kunstmatige intelligentie, korte-pakketcommunicatie en blockchain-technologieën.

In 2020 kondigden wetenschappers van de Nanyang Technological University of Singapore en de Osaka University of Japan aan dat ze een chip hadden gemaakt voor terahertz (THz)-golven, die in 6G zou kunnen worden gebruikt.

In 2021 hadden ingenieurs van Millimeter Wave Products in de VS versterkers gemaakt en verbeterd voor de G-banden die in de terahertz (THz) golven werken, die worden gebruikt in 6G-producten en -diensten.

In oktober 2020 lanceerde de Alliance for Telecommunications Industry Solutions (ATIS) een "Next G Alliance", een alliantie bestaande uit AT&T, Ericsson, Telus, Verizon, T-Mobile, Microsoft, Samsung en anderen die "de Noord-Amerikaanse mobiele technologisch leiderschap in 6G en daarbuiten in de komende tien jaar.”

Satellietlancering testen
Op 6 november 2020 lanceerde China met succes een experimentele testsatelliet met kandidaten voor 6G-technologie in een baan om de aarde, samen met 12 andere satellieten, met behulp van een Long March 6 lanceerraket. De satelliet is bedoeld om "de terahertz (THz) communicatietechnologie in de ruimte te verifiëren", aldus de krant Global Times.

Verwachtingen
Hoge veiligheid, geheimhouding en privacy zijn de belangrijkste kenmerken van 6G en hebben bijzondere aandacht van de draadloze onderzoeksgemeenschap. De vraag op welke frequenties 6G zal werken, moet nog worden geïnterpreteerd. Het Institute of Electrical and Electronics Engineers stelt dat "Frequenties van 100 GHz tot 3 THz veelbelovende banden zijn voor de volgende generatie draadloze communicatiesystemen vanwege de grote hoeveelheid ongebruikt en onontgonnen spectrum." Een van de grootste uitdagingen bij het ondersteunen de vereiste hoge transmissiesnelheden zijn het beperken van het energie-/stroomverbruik en de daarmee gepaard gaande warmteontwikkeling in de elektronische schakelingen tot aanvaardbare proporties.

Bandbreedte
De vraag naar mobiele bandbreedte verdubbelt ruwweg elke twee jaar. De telecomsector is dan ook voortdurend op zoek naar innovatieve technologieën om die groei te kunnen ondersteunen.

Zo doken de voorbije twee decennia drie generaties ‘cellulaire’ netwerken (met hun typische antennemasten) op in ons straatbeeld. Te beginnen met de uitrol van 3G in 2001 en de commerciële introductie van 4G in 2009, tot de installatie van de eerste 5G-netwerken in 2020.

De internationale 6G-technologiestandaarden worden vanaf 2021 in detail uitgewerkt. Wat vaststaat, is dat 6G-netwerken hun voorgangers alweer mijlenver achter zich zullen laten – bijvoorbeeld wanneer het aankomt op (download)snelheid en signaalvertraging.

Voor de meeste consumenten zijn (mobiele) breedbandnetwerken vooral bedoeld om vlot films en series te streamen, of supersnel grote bestanden te downloaden. Met andere woorden: snelheid staat voor hen centraal.

Er worden steeds meer – en steeds zwaardere – (video)bestanden over het internet sturen. Zo bleek uit statistieken van YouTube (2020) dat er elke dag meer dan één miljard uur aan YouTube-video’s bekeken werd. En driekwart van de YouTube-gebruikers deed dat met behulp van een mobiel toestel.

Gebruikers wilden onmiddellijk – en overal – over hun downloads kunnen beschikken, én video’s in de hoogst mogelijke resolutie bekijken. Om dat mogelijk te maken, zijn snelle mobiele breedbandverbindingen onontbeerlijk.

6G-netwerken zullen op die trend voortborduren. Ze stellen een downloadsnelheid voorop van 100Gbps. Dat is tien maal sneller dan de (theoretische) downloadsnelheid van een 5G-netwerk, en 300 maal sneller dan die van de 4G-netwerken.

Frequenties van 100GHz (en meer)
Het streven naar hogere bandbreedtes is onlosmakelijk verbonden met het gebruik van hogere radiofrequenties: hoe hoger de frequentie, hoe meer bandbreedte beschikbaar is.

4G-netwerken zijn beperkt tot frequenties van maximaal 2.5GHz. 5G-netwerken maken gebruik van de 28 en 39GHz-banden; en de volgende generaties mobiele netwerken – waaronder 6G – zullen hoogstwaarschijnlijk opereren in frequenties boven 100GHz.

Een kwaliteitsvolle mobiele ervaring hangt niet alleen af de hoge download snelheid. Voor heel wat applicaties is in toenemende mate ook de signaalvertraging (of latency) van belang – de tijd die verstrijkt tussen het versturen van data (door een sensor, of vanop een game- of videoserver bijvoorbeeld) en de ontvangst ervan.

Wanneer je tv-programma’s in real time bekijkt, bijvoorbeeld, is de signaalvertraging erg belangrijk. Die cruciale strafschop tijdens de finale van het WK voetbal wil je niet met een halve minuut vertraging te zien krijgen. Met een 5G-netwerk (en zijn signaalvertraging van minder dan 1 milliseconde) zouden dat soort toestanden definitief tot het verleden moeten behoren. Toch stelt 6G een nog beperktere latency voorop: volgens experten zal die amper een paar microseconden (µs) bedragen.

Dat is nodig om het groeiende aantal Internet of Things (IoT)-toepassingen te ondersteunen. Denk aan closed-loop controlesystemen die zelfstandig machines en complexe industriële processen aansturen op basis van realtime sensordata. En hetzelfde geldt voor tijdgevoelige medische IoT-toepassingen, zoals de verwerking en interpretatie van elektrocardiogram- of elektro-encefalogramsignalen.

De mogelijkheden van het IoT worden in grote mate bepaald door het aantal geconnecteerde toestellen en sensoren. Marktstudiebureau IDC voorspelt dat – tegen 2025 – het IoT uit niet minder dan 55,7 miljard apparaatjes zal bestaan; met vooral toepassingen in de beveiligingssector en de industrie. Het komt er daarbij op aan om zoveel mogelijk van die toestellen (per m² of per km²) te kunnen aansluiten. Die fijnmazigheid noemen we de aansluitingsdichtheid, of densiteit.

Met 4G werd er een densiteit van ongeveer 100.000 toestellen per km² gehaald. 5G-netwerken doen het beter: met 1 miljoen apparaten per km² te connecteren. En door gebruik te maken van 6G-netwerken zou het cijfer van 10 miljoen verbonden toestellen per km² binnen bereik komen.

Een belangrijke kanttekening is dat – met de introductie van 6G – die aansluitingsdichtheid idealiter niet langer in vierkante kilometer (km²) maar wel in kubieke kilometer (km³) wordt uitgedrukt. Ook de hoogte die bestreken wordt door toekomstige mobiele netwerken zal een differentiator worden. Wanneer bijvoorbeeld meer geconnecteerde drones in het straatbeeld opduiken.

6G-netwerken zullen gebruik moeten maken van hogere radiofrequenties om een hogere bandbreedte te garanderen. Eén van de problemen is echter dat de onderliggende (chip)technologie (nog) niet in staat is om op een energie-efficiënte manier te opereren in die hogere frequenties. En dat terwijl energie-efficiëntie één van de werkpunten van de telecomsector is.

Telecombedrijf Ericsson luidde de alarmbel door in een rapport te stellen dat het energieverbruik van mobiele netwerken drastisch dreigt toe te nemen – wat problematisch is, zowel voor het milieu als voor de totale kost van die netwerken.

Volgens telecomoperator Orange kan de introductie van nieuwe technologieën en software er voor zorgen dat het energieverbruik van 5G-netwerken (per getransporteerde gigabit) tegen 2025 met een factor 10 daalt – in vergelijking met 4G. En tegen 2030 zou dat zelfs een factor 20 kunnen zijn.

Daartegenover staat dan weer dat we steeds meer data over de netwerken sturen, waardoor de toegenomen energie-efficiëntie grotendeels teniet wordt gedaan. Dat is een gevecht dat ook al jaren in onze datacenters wordt geleverd – met optische glasvezelverbindingen die zoveel mogelijk dataverkeer moeten kunnen verwerken en tegelijkertijd heel energie-efficiënt moeten zijn. Zo heeft glasvezeltechnologie in testopstellingen ondertussen een energie-efficiëntie behaald van enkele honderden femtojoules per bit (waarbij 1 femtojoule gelijk is aan 10-15 joule).

Zover staan draadloze netwerken vooralsnog niet. Maar ook 6G-netwerken zullen wat dat betreft dus veel beter moeten presteren dan hun voorgangers. Onderzoekers hebben zich daarom tot doel gesteld om hun energieconsumptie te beperken tot minder dan 1 nanojoule (10-9 joule) per bit.

De geschiedenis van mobiel internet: van 2G, naar 3G, naar 4G, naar een 5G-netwerk
In 1980 was de eerste autotelefoon een feit in Nederland. In 1994 ging het eerste gsm-netwerk de lucht in ging. Hierdoor kon je ook buiten Nederland bellen. Het gsm-netwerk is iets anders dan 1G. 1G is het analoge netwerk, 2G is het gsm-netwerk. Daarna kwam er een 2,5G-netwerk, gprs. Hiermee kon mobiele data worden verstuurd tot 20 kbps.

Er volgde een netwerk dat qua naam wat afwijkend is, Edge. Als je een klein E’tje bij de netwerkbalkjes ziet staan, dan wordt er van het Edge netwerk gebruik gemaakt. Edge, had een snelheid van 60 kbps (al kon dit worden uitgebreid tot 1,3 Mbps).

Na Edge kwam 3G (UMTS) die snelheden behaalde tot 2 Mbps. De grootste innovatie toen was HSDPA, een soort 3,5G waarmee je ineens tot 14 Mbps kon halen aan snelheid en HSDPA+ met een max van 84,4 Mbps. Daarna volgde LTE: het netwerk kon tot 326 Mbps aan. De ‘advanced’ versie van LTE wordt 4G genoemd en gaat tot 3Gbps. Na 4G kwam 5G dat snelheden wist te bahelen tot 4,2 gigabit per seconde (Gbps). Voor 6G wordt voorspeld dat het een snelheid zal hebben van 1 terabit per seconde.

 

 

 
       
spacer