Apesar da recente introdução da 5G em todo o mundo, a China já iniciou o seu percurso rumo à 6G. O Ministério da Ciência e Tecnologia da China anunciou recentemente que formou duas equipes para supervisionar a pesquisa e o estudo da conectividade 6G, marcando o início oficial de um esforço apoiado pelo Estado para acelerar o desenvolvimento tecnológico.

Uma equipe é formada por departamentos governamentais que serão responsáveis por conduzir a implementação da tecnologia 6G, enquanto a outra equipe é composta por 37 especialistas de universidades, instituições científicas e empresas, que fornecerão consultoria técnica para as principais decisões governamentais sobre 6G.

Enquanto 5G é conhecido por ter velocidades de transmissão de dados pelo menos 10 vezes maior que 4G, é muito cedo para saber até onde 6G irá.

No entanto, espera-se que o mercado da tecnologia 6G facilite melhorias significativas nas áreas da análise de imagem, tecnologia de presença e sensibilização para a localização. Trabalhando em conjunto com a Inteligência Artificial, a infra-estrutura de computação 6G, por exemplo, será capaz de determinar autonomamente a melhor localização para que a computação ocorra. Isso inclui decisões sobre armazenamento, processamento e intercâmbio de dados.

Vantagens da 6G sobre 5G

O termo 6G refere-se à sexta geração da tecnologia sem fios. Através do qual é proposta a integração de recursos avançados na tecnologia 5G existente para atender aos objetivos de nível individual e de grupo. Alguns dos serviços 6G incluem comunicações holográficas, inteligência artificial, fabricação de alta precisão, novas tecnologias como sub-THz ou VLC (Visible Light Communications), framework de cobertura 3D, APs de rádio terrestre e aéreo para fornecer funcionalidades de nuvem, etc.

Espera-se que a conectividade 6G suporte velocidades de 1 terabyte por segundo (Tbps). Este nível de capacidade e latência será sem precedentes e alargará o desempenho das aplicações 5G, juntamente com a expansão do âmbito das capacidades de apoio a ferramentas cada vez mais novas e inovadoras nas áreas da cognição, detecção e imagiologia sem fios.

As freqüências mais altas de 6G permitirão taxas de amostragem muito mais rápidas, bem como um desempenho significativamente melhor. Espera-se que a combinação da seleção de Sub-mmWave e frequência para determinar as taxas de absorção eletromagnética relativa leve a avanços potencialmente significativos nas soluções de detecção sem fio.

Além disso, enquanto a incorporação do Mobile Edge Computing (MEC) é um ponto de consideração como uma adição às redes 5G, o MEC será integrado em todas as redes 6G. O perímetro e a computação central serão mais facilmente integrados como parte de um quadro combinado de comunicações/infra-estrutura informática até à implementação das redes 6G. Isto trará muitos benefícios potenciais à medida que a tecnologia 6G se torna operacional, incluindo um melhor acesso às capacidades da Inteligência Artificial (IA).

Além disso, esta tecnologia oferecerá uma série de benefícios que poderão dar o impulso necessário para a sua implementação.

  • Ele é projetado para suportar mais conexões móveis do que a capacidade de 5G, que é de aproximadamente 10 x 10 5 por km2.
  • Vai revolucionar a indústria da saúde que elimina as barreiras de tempo e espaço através da cirurgia remota e da otimização garantida do fluxo de trabalho da saúde.
  • O supera 6G irá implementar femtocells ou sistemas de antena distribuída (DAS), para resolver problemas de conexão que podem ter redes celulares em espaços fechados.
  • Ele usa frequências THz (Terahertz) que também tem suas próprias vantagens:
    • As ondas THz podem facilmente absorver humidade no ar, por isso é útil para comunicações sem fios de curto alcance e de alta velocidade. A Terahertz oferece feixe estreito e melhor diretividade, resultando em comunicação segura que é alcançada devido à sua forte capacidade de bloquear interferência.
    • A alta largura de banda sem fio (várias dezenas de GHz) de 108 a 1013 GHz pode oferecer uma maior velocidade de comunicação em Tb/sec. Na comunicação espacial, ondas terahertz são usadas para possível transmissão sem osteo entre os satélites.
    • O ganho de multiplexação MIMO maciço e formador de relâmpagos ajuda a superar a atenuação da chuva e desvanecer a propagação para atender aos requisitos de cobertura urbana.
    • A energia fotônica da onda Terahertz é muito baixa (aproximadamente 10-3eV oferecendo maior eficiência energética). As ondas THz podem penetrar substâncias com menos atenuação que podem ser usadas para alguns meios especiais.
  • O Wireless6G usa luzes visíveis que aproveitam os benefícios dos LEDs, como iluminação e comunicação de dados de alta velocidade. O VLC não produz radiação EM (eletromagnética). Por conseguinte, não é susceptível a interferências EM externas. O VLC também ajuda a criar segurança de rede.
  • Oferece uma taxa de dados muito elevada (Tb/sec) e uma latência muito baixa (subms). Portanto, muitas aplicações podem fazer uso de redes sem fio 6G.
  • Ele virtualizará componentes adicionais, como a camada PHY e a camada MAC. Atualmente, as implementações PHY/MAC requerem implementações de hardware dedicadas. A virtualização reduzirá os custos dos equipamentos de rede. Isto torna a implantação maciçamente densa em 6G economicamente viável.

Apesar das suas virtudes, também tem desvantagens

Sendo uma tecnologia que está actualmente em fase de investigação e desenvolvimento, é difícil extrair inconvenientes ou desvantagens comprovadas, no entanto, ao descrever os seus objectivos, é possível prever quais serão os seus pontos mais fracos.

  • Ele usa arquitetura sem células e conectividade múltipla. Portanto, a mobilidade e a integração perfeita de diferentes tipos de ligações (THz, VLC, mmwave, sub-6GHz) requerem uma programação perfeita. Na arquitectura não celular, a UE liga-se à RAN e não a uma única célula. O desafio aqui é projetar uma nova arquitetura de rede.
  • Usando frequências THz (Terahertz) para parte de suas comunicações, você pode considerar as desvantagens do THz como parte dos desafios que o 6G vai enfrentar.
  • Da mesma forma, ao usar freqüências de luz visíveis, as desvantagens do VLC podem ser consideradas desvantagens da tecnologia sem fio 6G.
  • Para gerir um grande número de terminais e equipamentos de rede, é essencial um sistema 6G mais eficiente e energeticamente eficiente. Para cumprir com isso, o equipamento de rede e os circuitos terminais e o projeto da pilha de protocolos de comunicação são um desafio. Estratégias de coleta de energia são adotadas para lidar com esse requisito.

A 6G estará aqui em breve?

Prevê-se que a 6G seja lançada comercialmente em 2030.  Trata-se de uma tecnologia que está a ser desenvolvida em resposta à crescente distribuição da rede de acesso via rádio (RAN) e ao desejo de aproveitar o espectro terahertz (THz) para aumentar a capacidade e reduzir a latência.

Embora algumas discussões iniciais tenham ocorrido para definir a tecnologia 6G, as atividades de pesquisa e desenvolvimento terão início em 2020. Muitos dos problemas associados à implantação do rádio de ondas milimétricas para o novo rádio 5G serão resolvidos a tempo para que os projetistas de rede possam enfrentar os desafios do 6G.

Além disso, espera-se que as soluções de sensoriamento sem fio 6G usem seletivamente diferentes freqüências para medir a absorção e ajustar as freqüências de acordo. Isto é possível porque os átomos e moléculas que emitem e absorvem radiação eletromagnética em frequências características e as frequências de emissão e absorção são as mesmas para qualquer substância.

 

De acordo com os últimos relatórios, a 6G terá grandes implicações para muitas soluções governamentais e industriais em segurança pública e proteção de ativos críticos, tais como:

  • Detecção de ameaças
  • Vigilância sanitária
  • Reconhecimento característico e facial
  • Tomada de decisões (em áreas como a aplicação da lei e os sistemas de crédito social)
  • Medições da qualidade do ar.
  • Detecção de gases e toxicidade.

Serão necessárias outras tecnologias para a sua implementação?

Mais do que nunca, a sexta geração de comunicações celulares sem fio integrará um conjunto de tecnologias anteriormente díspares, incluindo aprendizado profundo e análise de Big Data.

A necessidade de implementar computação de última geração para garantir o desempenho geral e a baixa latência para soluções de comunicação ultraconfiáveis é um importante motor para 6G, assim como a necessidade de apoiar a comunicação máquina-máquina na Internet das Coisas (IoT).

Além disso, foi identificada uma forte relação entre as futuras soluções 6G e a Computação de Alto Desempenho (HPC). Embora alguns dos dados dos dispositivos IoT sejam tratados por recursos de computação de ponta, grande parte deles exigirá processamento por recursos de HPC mais centralizados.

Quem está a trabalhar no 6G?

A corrida para a 6G vai chamar a atenção de muitos componentes da indústria, o que pode significar que a corrida para alcançar a supremacia 5G parece menos do que a espera para ver quais países podem dominar o mercado de tecnologia 6G e suas aplicações, serviços e soluções relacionadas.

Por exemplo, a Universidade de Oulu, na Finlândia, iniciou o seu percurso com uma iniciativa de investigação 6G chamada 6G Genesis. O projeto será realizado nos próximos oito anos e espera-se que seja desenvolvido até 2037.

Por outro lado, o Instituto de Investigação em Electrónica e Telecomunicações da Coreia do Sul está a realizar investigação sobre a banda Terahertz para 6G e espera que seja 100 vezes mais rápida do que as redes 4G LTE e 5 vezes mais rápida do que as redes 5G.

Os Estados Unidos também planejam abrir a freqüência 6G para fins de P&D, aguardando aprovação da Federal Communications Commission (FCC) para freqüências superiores a 95 gigahertz (GHz) para 3 THz.

Quanto aos compromissos das operadoras com a 6G, as principais empresas de infraestrutura de telefonia móvel já anunciaram que iniciaram pesquisa e desenvolvimento em torno desta tecnologia, mas ainda não publicaram seus progressos.

Conclusões

Apesar de não ter culminado em sua expansão, a tecnologia 5G tem exposto continuamente suas limitações inerentes, comparada à sua premissa original como facilitadora da Internet em todas as aplicações.

Estes inconvenientes envolveram um estímulo de actividades centradas na definição da próxima geração (6G) do sistema sem fios, que pode efectivamente integrar aplicações de longo alcance desde sistemas autónomos até à realidade alargada.

No entanto, apesar de todas as iniciativas que surgiram recentemente em torno da 6G, os principais componentes arquitectónicos e de desempenho da tecnologia permanecem em grande medida indefinidos.

Apesar disso, a 6G não será uma mera exploração, espera-se que seja uma convergência de tendências tecnológicas futuras impulsionada por serviços subjacentes empolgantes.