De onde 6G: informações críticas que você precisa saber

Espera-se que o 6G, em comparação com seu antecessor, ofereça recursos de comunicação significativamente melhores, como taxas de dados de pico no nível de Tbps, latência no nível de microssegundos e confiabilidade de rede de 99.99999%.

Embora o 6G prometa muito, é improvável que o 6G esteja no dia a dia em breve, apesar de várias empresas e nações importantes já terem iniciado pesquisas sobre o 6G, como mostra a figura abaixo, a indústria de telecomunicações precisa resolver vários problemas antes de ver o sucesso do 6G. As dificuldades não estão apenas na tecnologia THz, mas também na identificação de aplicativos que estimularão a adoção de 6G. A IDTechEx pesquisa 5G e 6G há anos. Este artigo discutirá alguns dos obstáculos relacionados ao hardware para a conectividade 6G, bem como possíveis aplicativos que podem impulsionar o 6G

Principais diferenças do 6G. Fonte: IDTechEx – “6G Market 2023-2043: Technology, Trends, Forecasts, Players”

Desafios na tecnologia THz

O 6G usará um espectro acima de 100 GHz e, por fim, atingirá THz. As vantagens de empregar uma frequência tão alta são óbvias: grande largura de banda pode ser usada, permitindo fluxo de dados de pico de Tbps com latência em nível de microssegundos. No entanto, existem várias limitações para empregar tal espectro de alta frequência.

Um dos desafios mais significativos pela frente é que o sinal THz atenua consideravelmente no ar, restringindo o alcance da transmissão e tornando-o facilmente bloqueado por obstruções. Como as leis da física não podem ser ignoradas, o elemento mais importante para a criação de um dispositivo para comunicação de alta frequência é fornecer energia suficiente para atingir um alcance de transmissão razoável, mesmo como parte de um arranjo de antenas.

Escolher os semicondutores certos para aumentar o alcance do link é o mais crítico. Abaixo está uma visão geral das opções de tecnologia de semicondutores operando acima do espectro de 100 GHz. O CMOS pode abranger dispositivos operando abaixo de 150 GHz, especialmente para dispositivos de requisitos de comunicação de curto alcance (para alcance maior, ainda pode ser necessário usar outros semicondutores, como SiGe ou III-V para amplificadores de potência). Quando se trata de frequências acima de 200 GHz, no entanto, uma combinação de CMOS para lógica e transistores III-V para amplificadores de baixo ruído e amplificadores de potência será o caminho a seguir. A tecnologia SiGe BiCMOS oferece atualmente o melhor compromisso em termos de desempenho, baixo custo e simplicidade de integração para frequências que variam de 200 GHz a 500 GHz. O InP pode ser a tecnologia THz definitiva e pode ser adequado em aplicações onde o custo não é a principal preocupação.

Visão geral da escolha da tecnologia de semicondutores para THz RF. Fonte: IDTechEx – “6G Market 2023-2043: Technology, Trends, Forecasts, Players”

Outras áreas ativas de pesquisa e desenvolvimento, além das tecnologias de semicondutores, incluem a necessidade de encontrar materiais de perda ultrabaixa com baixa constante dielétrica e perda de tan para evitar perda significativa de transmissão, desenvolver uma nova metodologia de embalagem que integre firmemente os componentes de RF com antenas e gerencie problemas de energia e térmicos à medida que os dispositivos se tornam mais compactos e complexos. Relatório de pesquisa de mercado 6G da IDTechEx, “Mercado 6G 2023-2043: Tecnologia, Tendências, Previsões, Jogadores“, discute esses desafios em detalhes.

Aplicativos que podem estimular a adoção do 6G

É essencial identificar os principais casos de uso de negócios para estimular a adoção de novas tecnologias. Apesar das operadoras divulgarem o desempenho superior que o 5G mmWave oferece, o mercado mmWave ainda não decolou, apesar dos anos de comercialização do 5G. A grande maioria dos build-outs 5G continua a usar 5G sub-6 GHz. As razões? A única razão que a maioria das pessoas menciona, de acordo com Principais entrevistas da IDTechEx, é a ausência de aplicativos que só podem ser ativados por mmWave e nenhuma outra tecnologia. A mesma pergunta sobre 6G será feita: por que é necessário?

Do ponto de vista do consumidor, ter um link de dados Tbps e latência no nível de microssegundos, mas pagar uma taxa de assinatura mais alta, provavelmente não será atraente se os aplicativos em seus dispositivos móveis forem praticamente os mesmos que eles têm agora. Ouvimos muito sobre os hypes acontecendo no metaverso habilitados por 5G e 6G, mas ainda faltam os casos de uso da vida real que podem levar à adoção generalizada. No entanto, não se deve esquecer que o 6G terá sua capacidade única de detecção, geração de imagens, posicionamento preciso e assim por diante. Essas características abrirão outros casos de uso de negócios e permitirão que o 6G seja usado em áreas além da comunicação móvel, o que pode impulsionar ainda mais a digitalização e a automação avançadas de vários setores. Por exemplo, usando redes 6G para obter percepção precisa e posicionamento em nível de centímetro de robôs móveis, demonstrando a capacidade de controlar remotamente robôs móveis para pegar e carregar vários objetos. Ao mesmo tempo, este link de transmissão também carrega a transmissão sem fio de alta velocidade de vídeo de alta definição em tempo real entre o robô móvel e o controlador, permitindo a integração da sinestesia. Além disso, à medida que o espectro se expande além de 275 GHz, casos de uso interessantes que merecem destaque incluem o uso de conexões THz como links sem fio para substituir a fibra para data centers, permitindo rotas reconfiguráveis ​​e permitindo a redução do tamanho dos racks do servidor/roteador e, é claro, , significativa redução de custos; e criar um ou vários links de comunicação de alta velocidade ponto a ponto dentro de um dispositivo, permitindo um roteamento mais rápido.

Para resumir, os fortes casos de negócios que a IDTechEx vê para 6G estão atualmente centrados em casos de uso business-to-business. No entanto, isso não sugere que o 6G não será essencial nos mercados de comunicação do consumidor; em vez disso, um caso de uso atraente deve ser demonstrado para promover a adoção generalizada nos mercados de consumo.

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