Prima paginăEditorial

OPINII – Dr. ing. Cristian Andriesei: „Comunicațiile 6G. Perspective tehnice, așteptări și oportunități”

OPINII – Dr. ing. Cristian Andriesei: „Comunicațiile 6G. Perspective tehnice, așteptări și oportunități”

Dimensiune text

Cristian Andriesei

Cristian Andriesei

Cu mai bine de cinci ani în urmă, participam online la al doilea summit 5G din Brooklyn, organizat în intervalul 9-10 aprilie 2015 sub egida IEEE COMSOC. În condițiile în care pe atunci se vorbea la noi doar de comunicații 3/3,5G și, eventual, implementându-se primele soluții 4G, eu deja aflam ce avea să fie cu 5G.

Deși principial nu aveam nimic de câștigat, un asemenea eveniment avea să confirme încă o dată că tehnologia migrează întotdeauna către frecvențe mai mari de lucru și domeniul Microundelor va deveni mai important ca până atunci. Acest eveniment se suprapunea numai bine cu pregătirile pe care le desfășuram și eu pentru organizarea evenimentului RFIC Summer School, inițiativă personală gestionată sub egida unei alte societăți profesionale IEEE, respectiv IEEE SSCS (România), care a onorat Iași-ul cu prezența unor specialiști din Franța, Portugalia, Cehia și Germania.

Transmisia live directă și membria IEEE mi-au permis astfel să fiu martor la un eveniment crucial pentru viitorul comunicațiilor mobile: faza preliminară a standardizării viitoarei generații 5G, cel mai important lucru fiind alegerea frecvenței de lucru. Am văzut cu ochii mei cum s-au centralizat și pus în balanță toate experimentele desfășurate până atunci la frecvențe de zeci de GHz și, desigur, raportate în literatura științifică din domeniu. La o adică, la ce ar mai exista literatura științifică tehnică dacă soluțiile nu ar putea fi utile practic? Pe baza acestui summit, coroborat cu alte summit-uri similare ulterioare, s-a luat decizia alocării benzii de 28 GHz în SUA și 26 GHz în Europa pentru comunicațiile 5G.

Pozele de mai jos, inclusiv confirmarea înregistrării la acest summit, ilustrează nu numai amploarea evenimentului, acoperind multiple fațete ale comunicațiilor mobile, dar și strictețea cu care s-a urmat acel plan inițial stabilit pentru implementarea comercială a standardului 5G, primele telefoane 5G apărând deja pe piața românească în cursul anului 2020.

Acum, la cinci ani după eveniment, putem evalua și chiar constata acuratețea implementării unui asemenea plan de standardizare pentru 5G. O asemenea precizie în respectarea planului inițial nu ar fi fost posibilă dacă Industria nu răspundea rapid cu soluții tehnice la noile provocări ale standardului 5G, ceea ce s-a și întâmplat, lucru surprinzător chiar și pentru cei din domeniul tehnic. Iată, deci, că nivelul tehnic actual, însumând varietatea instrumentelor software de modelare, dar și expertiza inginerilor din domeniu, a permis o viteză de răspuns mai bună, asigurând astfel, deși puțini dintre noi realizează dincolo de teorii conspiraționiste, progresul tehnologic inerent evoluției societății umane.

 

Pentru standardul 5G se poate constata un pattern interesant, demonstrat deja și în cazul 4G: în spațiul public nu prea ajung informații despre trendul tehnologic, exceptând poate unele articole răzlețe care mai apar în Știință și Tehnică ori PIN Magazine, ambele reviste cu impact redus la nivel național în rândul populației, deoarece informația circulă și rămâne mai degrabă tot în eșalonul specialiștilor, așa cum se întâmplă și cu manifestările științifice. Inginerii, specialiștii în domeniul Telecom, nu au ieșiri publice care să facă tehnologia mai prietenoasă cu oamenii. Vorbim de IoT și 5G, dar câți înțeleg scenariul practic final și implicațiile pe care le vor impune?

Auzisem recent un taximetrist din Iași exprimându-se că Osram Continental România SRL, din Iași, face becuri. Deși amuzantă o asemenea afirmație, aceasta reflectă foarte clar cum este percepută tehnologia în rândul consumatorilor finali. Nu, Osram Continental România SRL nu face becuri, nici nu produce becuri Osram, ci identifică soluții tehnice pentru smart lighting, adică proiectează farurile (LED) de la mașină, pentru a facilita un condus mai confortabil pe timp de noapte (ajustarea automată a fazei, ridicarea/coborârea fazei, etc). Aceasta poate implica și iluminatul intern al mașinii.

Dincolo de asta, o simplă căutare pe site-ul primei reviste nu returnează articole care să aibă 5G în clar. Este evident că în mass-media românească nici atât nu vom identifica editoriale și articole tehnice care să familiarizeze cetățenii cu ceea ce ne rezervă viitorul. De aceea, foarte probabil mulți dintre noi nici nu au idee că deja s-a demarat procesul de standardizare a comunicațiilor 6G (asta în timp ce la unele cursuri de Comunicații mobile se predau încă noțiuni de 3G). Graficul de mai jos ilustrează creșterea mai mult decât exponențială a numărului de articole științifice tehnice indexate la cele mai renumite baze de date științifice, fără a considera abstractele aferente unor evenimente dedicate standardizării 6G. Evident, IEEE are cea mai importantă contribuție, fiind și cea mai mare și importantă asociație profesională internațională pe circuite, telecomunicații, calculatoare și procesarea semnalelor.

Printre principalele posibile așteptări vis-a-vis de această tehnologie se pot menționa: rată de transmisie de 100 Gb/s și chiar 1.000 Gb/s dacă este posibil în unele locuri; oferirea de servicii într-o arie geografică mai extinsă (acoperire mai bună); utilizare mai eficientă a bateriei telefonului mobil (comparativ cu 5G); o fidelitate mai bună în redarea vocii la transmisia audio, cu asigurarea unui consum mic de energie; încărcarea telefonului din mediul ambiant și aplicarea unor metode avansate de power/energy harvesting; senzitivitate a receptorului de -130 dBm, față de -120 dBm pentru 5G, grație utilizării unor metode de codare și acces multiplu mai complicate.

Vizavi de implementarea tehnică propriu-zisă, 6G va însemna mai mult machine learning, transmisii wireless, dar și comunicații optice indoor, procesare de semnale (inclusiv biomedicale), respectiv inter-relaționare cu tehnologia blockchain și bineînțeles rețelele de drone. Pe parte RF este deja o certitudine că banda alocată va fi undeva între 100 GHz și 300 GHz, adică în regiunea sub-THz a spectrului. Aceasta înseamnă unde milimetrice (λ=10 mm pentru 30 GHz, λ=1 mm pentru 300 GHz), principala cerință pentru asemenea implementări fiind existența unor tehnologii (în principiu tranzistoare) care să aibă performanțe de amplificare și/sau comutație la asemenea frecvențe deși adoptarea multiplicatoarelor de frecvență relaxează puternic această constrângere.

Conform site-ului Europractice, principalul furnizor european de tehnologii hardware pentru proiectarea digitală/analogică, cea mai performantă tehnologie este încă IHP SG13G2 SiGe având Ft/Fmax= 300/500GHz*). Desigur că lucrul la frecvențe mai mari favorizează și bandă alocată mai mare, fiind așteptate benzi efective de până la 2,5 GHz și chiar mai mult (funcție de varianta implementării), comparativ cu 0,5 GHz cât este alocat pentru 5G, aceasta însemnând mai mulți utilizatori deserviți, trafic oferit mai mare, posibilitatea de a transmite direct fișiere mari, etc.

Pe fondul dezvoltării și răspândirii pe scară largă a inteligenței artificiale (AI), există așteptări vis-a-vis de înglobarea AI în sistemele 6G, la nivelul radio și de management al spectrului, respectiv calității comunicației. Dacă se va reuși dezvoltarea și lansarea pe piață a mașinilor autonome comerciale, atunci cu siguranță AI va căpăta o pondere mai puternică în implementarea serviciilor și gestionării traficului, respectiv comunicațiilor inter-vehiculare, Cybersecurity (cu importanță în creștere!), etc. Cu alte cuvinte, sistemele 5G în curs de dezvoltare și viitoarele sisteme 6G vin laolaltă cu alte clase de servicii și produse mai inteligente care să asigure oferirea unui maxim de beneficii, deci nu se dezvoltă independent.

Cu siguranță, noua fațadă smart a orașului va avea profunde implicații asupra mediului de afaceri, tipului de afaceri, modului de gestionare al acestora, etc. Tocmai din acest motiv trebuie să privim continuu în viitor pentru a ne pregăti pentru ceea ce urmează în următorul deceniu, nu să luăm deciziile raportat la ce-a fost până acum ori la ritmul de adoptare a tehnologiei. Nu întâmplător specificațiile pentru viitorul 6G se stabilesc acum având ca reper anul 2030, pentru care se preconizează că vom avea o societate cu mult mai conectată la Internet și interconectată decât acum, mai mobilă, cu multă inteligență artificială, cu trafic de date mai mare și sisteme de calcul mai puternice. Și, nu în ultimul rând, piața locurilor de muncă va suferi și ea modificări, existând deja variante actualizate pentru meseriile viitorului, specifice revoluției industriale Industry 4.0 și erei informaționale, profund marcate de „inteligență”, pe care le experimentăm acum. Toate vor deveni mai complexe și avansate deci sunt de așteptat și modificări semnificative ale curriculumului național.

The future is now!

Dr. ing. Cristian Andriesei


Cristian Andriesei este membru Senior IEEE, lector universitar și consultant în management strategic

 

*) https://europractice-ic.com/mpw-prototyping/asics/ihp/

 

 

 

 

Partajează articolul

COMENTARII

WORDPRESS: 2
  • marean 7 luni

    cum sa scrii „Iasi-ul” in loc de „Iasiul”
    se scrie „Bucuresti-ul” si nu „Bucurestiul” ?