A tecnologia 6G Plus Digital Twin acelerará o desenvolvimento de ambos

Mesmo com as implantações de rede celular 5G continuando a aumentar nos EUA e no mundo, os principais programas acadêmicos, institutos de pesquisa e operações comerciais de P&D estão voltando seu foco para investigações mais profundas sobre a promessa e a realização da tecnologia 6G. Investimentos significativos do governo já ocorreram, e espera-se que aumentem dramaticamente nos próximos anos. As nações estão disputando uma posição de liderança em 6G para casos de uso comercial e militar e semeando explorações iniciais em tecnologia e aplicativos.¹

As expansões significativas previstas em todas as métricas usuais de comunicação celular, incluindo capacidade, latência, densidade do dispositivo, confiabilidade da conexão e outros marcadores de crescimento tecnológico, estão bem documentadas.² Também digno de nota é o crescente crescimento no número e na diversidade de dispositivos que entram online por meio da IoT em rápida expansão.

Obviamente, para citar algumas áreas de crescimento substancial, elas exigirão avanços tecnológicos significativos em design de chipset, tecnologia de antena, rede incorporada a ML e aprendizado de máquina em tempo real.

No entanto, de uma perspectiva ampla de negócios e consumidores, espera-se que o maior impacto do 6G seja no design, implantação e adoção generalizada de um bando de novos aplicativos que exploram esses avanços tecnológicos substanciais. (Veja a figura). Algumas das aplicações discutidas incluem telepresença holográfica, cirurgia remota, implantação de uma frota autônoma de veículos não tripulados e espaço profundo ou exploração oceânica profunda.³

O avanço da tecnologia 6G precisará atender a um conjunto consistente, previsível e exigente de acordos de nível de serviço (SLAs) para oferecer suporte a aplicativos tão diversos enquanto se adapta a um nível sem precedentes de dinâmica do sistema de maneira consistente.

Trabalho Pré-Padrões

Embora os padrões 6G iniciais devam ser lançados pelo 3GPP apenas por volta de 2028, espera-se que os esforços de exploração, design e integração de tecnologia dos principais fornecedores de chipset, equipamentos de rede e dispositivos, bem como provedores de serviços, comecem consideravelmente mais cedo. Isso leva a uma pergunta importante: como testamos o impacto das inovações tecnológicas no nível do sistema de ponta a ponta e seu eventual impacto no provisionamento dos SLAs no nível do aplicativo?⁴

Uma preocupação relacionada é entender e mitigar quaisquer problemas de interoperabilidade com infraestruturas 5G herdadas e talvez até mesmo LTE. Espera-se que os aspectos de segurança sejam incorporados a muitas dessas inovações - como eles podem ser abordados a partir de um sistema de sistemas em vez de uma perspectiva de nível de componente?

A engenharia digital em geral, e especificamente os gêmeos digitais, oferecem uma oportunidade única para avaliar o impacto combinado dessas inovações nos estágios iniciais do ciclo de vida do produto, talvez antes que investimentos significativos sejam feitos para fabricá-los, integrá-los e implantá-los em sistemas 6G. O uso de gêmeos digitais e o potencial da engenharia digital para encurtar o desenvolvimento de produtos e os ciclos de vida de implantação ganharam maior atenção.

Por que gêmeos digitais?

Proponho o conceito de um testbed digital-twin integrado 6G, como uma composição de gêmeos digitais do componente, dispositivo, subsistema e elementos de rede, construídos em vários níveis de fidelidade e interfaceados usando APIs padrão. Podemos distinguir esse testbed de outros testbeds 6G existentes e propostos por seu foco final na avaliação do desempenho de aplicativos de ponta a ponta sob diversas condições operacionais.

O foco de tal testbed é menos na avaliação do desempenho ou conformidade com a especificação de componentes individuais. Em vez disso, é estabelecer como o componente, quando integrado à implantação no nível do sistema, ajudará no provisionamento de SLAs de ponta a ponta.

Uma pergunta comum que surge é como os gêmeos digitais diferem dos modelos de simulação ou emulação? Um discriminador chave é o dinâmico natureza do modelo conforme representado por um gêmeo digital, que se refere à sua capacidade de atualizar seu estado periodicamente para imitar o sistema físico correspondente que ele modela.

Por exemplo, no caso de um gêmeo digital de rede, o modelo pode atualizar periodicamente o fluxo de tráfego modelado ou o ambiente de propagação do sinal, ou a posição dos rádios transceptores, do sistema físico. As atualizações também podem vir de um sistema AI ou ML que atualiza periodicamente os atributos do modelo digital-twin com base no conhecimento de eventos históricos ou até mesmo uma agregação de execuções para sintetizar o comportamento esperado.

À medida que mais sensores continuarem a ficar online por meio da IoT industrial (IIoT), eles fornecerão um fluxo de dados robusto que pode ser extraído de forma inteligente para atualizar continuamente os gêmeos digitais e aprimorar a precisão de suas previsões.

Esses testbeds permitirão que a ampla comunidade 6G responda a uma variedade de questões críticas ao longo de seu ciclo de vida de desenvolvimento – desde a priorização de áreas de tecnologia até compensações arquitetônicas, planejamento de implantação, obstáculos e mitigações de interoperabilidade, até avaliações de resiliência cibernética em nível de sistema.

Leia a história completa aqui…