Голографическое и тактильное будущее 6G. Возможности и проблемы сетей связи следующих поколений

Приводим статью профессиональной технической организации IEEE, занимающейся продвижением новых технологий. Материал посвящен новым возможностям, которые открывают сети 6G, а именно вопросам голографической передачи видео и тактильному восприятию виртуальных объектов.

Представьте себе телеконференцию, но с голограммами, а не в виде “шахматной доски” из лиц. Или веб-сайты, которые позволяют вам устанавливать тактильные связи и имитировать прикосновение. Исследователи, изучающие будущее беспроводной связи шестого поколения, сейчас прощупывают технологические возможности, которые сулят сети 6G.

«Беспроводные технологии шестого поколения будут характеризоваться низкими задержками и сверхвысокими частотами, при этом скорость передачи данных может достигать 100 Гбит/с», – говорит Харш Татария (Harsh Tataria) – преподаватель техники связи в Лундском университете в Швеции. Он вместе с коллегами недавно опубликовал исследование, в котором представил вероятные параметры проектирования и последующей реализации беспроводных систем 6G.

Такое видение будущего следует прогнозировать, поскольку развертывание сетей 5G во всем мире набирает обороты, и в этот момент все большее внимание уделяется следующим поколениям беспроводной связи. Исследователь называет это естественным прогрессом, который позволяет уже сейчас взглянуть на новые тенденции в технологиях и запросах потребителей. «Когда мы рассматриваем 6G, мы конечно же отталкиваемся от предыдущих технологий, но мы должны идти на шаг впереди и опережать возможности, предоставляемые сетью 5G, например мы должны предвидеть голографическую связь в реальном режиме времени», – поясняет Харш Татария.

Приведем справку о внедрении сетей 5G в России:

В августе 2020 года Beeline, Nokia и Qualcomm запустили пилотную версию 5G в Санкт-Петербурге.

В 2018 году крупнейший российский оператор мобильной связи МТС в партнерстве с Samsung провел тесты сети 5G, которые включали видеозвонки, видеоигры со сверхнизкой задержкой и потоковое видео 4K. Это было сделано для того, чтобы показать, что не только работает беспроводная часть сети 5G, но и маршрутизаторы 5G и мобильные устройства Samsung могут полностью работать в сети. В начале 2020 года провайдер уже открыл пилотную зону 5G.

По данным GSMA, к 2025 году сети 5G охватят более 80% населения России, но можно предположить, что большая часть страны получит доступ еще раньше.

Еще одно подтверждение тому, что 5G появится раньше обозначенной даты – это открытие исследовательского центра 5G в пригороде Казани в Иннополисе, в высокотехнологичном городе Татарстана.

Tele2 в сотрудничестве с Ericsson объявили в 2019 году о развертывании 50 000 базовых станций. В июне 2021 года они объявили о запуске первой в стране зоны 5G на территории Казанского метрополитена. Сеть доступна на всех станциях метро.

В материале описывается «голографическое общество высокой точности», в котором голографическое присутствие позволит удаленным пользователям присутствовать в визуализированном пространстве. Например, это могут быть технические специалисты, выполняющие удаленный ремонт и устранение неисправностей, врачи, выполняющие удаленные операции или лекторы, производящие дистанционное обучение. Все они могут извлечь выгоду из воспроизведения голографического изображения.

Авторы отмечают, что 4G и ожидаемые скорости передачи данных сетей 5G могут не позволить внедрить вышеназванные технологии, но 6G сможет справиться с передачей трафика, записываемого с нескольких точек обзора, с различных углов наклона и положения наблюдателя голографического объекта.

Даже простые телефонные разговоры могут потребовать новый уровень мультимедийных возможностей. «Например, мы могли бы общаться с визуализированным присутствием, – говорит другой соавтор исследования Мансур Шафи (Mansoor Shafi – доктор наук в области электротехники Оклендского университета в Новой Зеландии). – И это обеспечило бы более яркие впечатления, чем от аудио-звонков, которые мы сейчас используем».

Еще одна многообещающая возможность, о которой говорится в исследовании, связана с тактильным интернетом. «Мы считаем, что различные сенсорные ощущения могут быть объединены с голограммами, – пишут авторы, – Использование голограмм в качестве средства коммуникации в мобильных устройствах совместно с функцией распознавания эмоций позволит контролировать наше психическое здоровье и будет способствовать социальному общению».

Миша Долер (Mischa Dohler заведующий кафедрой беспроводной связи в Королевском колледже Лондона) – другой соавтор, считает, что: «6G поможет передавать навыки по сети, это будет «интернет навыков». Сейчас мы можем общаться только с помощью аудио и видео, но мы не можем касаться объектов и перемещать их. Но это станет возможным благодаря объединению периферийных вычислений, робототехники, искусственного интеллекта, дополненной реальности и коммуникаций 6G. Интернет следующего поколения сделает коллективными навыки точно так же, как интернет сделал коллективной информацию».

Исследователь также надеется, что 6G улучшит межкристаллическую (chip-to-chip) связь. «Когда мы переходим к скоростям 200 Гбит/с и более, кабельные соединения просто за ними, если так можно сказать, не успевают, – говорит он. – По мере того, как мы движемся к более высоким скоростям передачи данных и более высокой скорости их обработки беспроводные каналы становятся одним из способов преодоления этого узкого места. Это также означает повышенную надежность, поскольку на беспроводные соединения не влияют тряска или вибрация, и более низкие затраты, так как замена кабелей «может быть дороже, чем просто установка беспроводных трансиверов на микросхемы».

Инженеры отмечают, что с выходом 6G на терагерцовые частоты возникнут огромные проблемы при создании нового оборудования. Для более скоростных устройств также потребуются и более совершенные полупроводниковые технологии. Остаются и другие проблемы, в том числе энергопотребление.

Как отмечают авторы, это исследование не является исчерпывающим и полным описанием возможностей и ограничений 6G, а скорее документированием исследований, проведенных на сегодняшний день, и интересных направлений для технологий 6G, которыми могут следовать будущие исследователи.

===================

Деление на поколения 1, 2, 3, 4, 5, 6 и даже 7G – достаточно условное, но для нас важна не классификация, а физика явления. Разработчики уходят в более высокие частоты, где соответственно нули и единицы можно передавать значительно чаще, а также используются высокие уровни модуляций и сверх широкие полосы пропускания. В результате удается добиться спектральной эффективности канала величиной в десятки бит на герц. Причем до физического порога технологий еще очень далеко.

Вот еще один наглядный график развития технологии, представленный агентством ResearchGate. Несколько мелковато выглядит, но и на нем также видно предсказание сенсорной цифровой реальности (full sensory digital realty).

Так что ждем воплощения 3D-визуализации, которая уже была обыграна в фантастических фильмах. Причем картинку можно будет не только посмотреть со всех сторон, но потрогать и переместить объект, естественно в виртуале. 6G – это пока еще не телепортация.

Кстати о переходе из плоскости в объем говорит и Марк Цукерберг, объявивший о планах перехода фейсбук в 3D. Вероятно мечты подкрепляются приближающимися к практической реализации новыми технологиями.

Дата-центр ITSOFT – размещение и аренда серверов и стоек в двух ЦОДах в Москве; colocation GPU-ферм и ASIC-майнеров, аренда GPU-серверов. Лицензии связи, SSL-сертификаты. Администрирование серверов и поддержка сайтов. UPTIME за последние годы составляет 100%.