Επανάσταση της συνδεσιμότητας: Από το 5G στο 6G

Σε ταινίες επιστημονικής φαντασίας ίσως κανείς να αναζητήσει προβλεφθεί ότι είχαν οδήγησε από την πρώτη γενιά αναλογικών δικτύων επικοινωνίας 1G στα τέλη της δεκαετίας του 1970 και αρχές του 80, στο σήμερα και στα δίκτυα ψηφιακών πλέον επικοινωνιών 5G. Οι δηλώσεις όμως δεν σταματούν εδώ.

Όπως αναφέρεται στο Ericsson Mobility Report για το 2024 που δόθηκε στη δημοσιότητα, ενώ το πρώτο κύμα της ανάπτυξης δικτύων 5G οδεύει προς ολοκλήρωση σε ορισμένες περιοχές του κόσμου, που θεωρούνται τεχνολογικές πρωτοπόρες, αρκετά κύματα αναβαθμίσεων και περαιτέρω ανάπτυξη των δικτύων αναμένονται ανά το υφήλιο.

Σημαντικοί παράγοντες για την επιτάχυνση και την επιτυχία της υλοποίησης των δικτύων 5G Stand Alone είναι η ανάπτυξη του ραδιοδικτύου στις συχνότητες (TDD Mid-Band) για να επιτευχθούν οι υπερυψηλές ταχύτητες και η αυξημένη χωρητικότητα του δικτύου, καθώς και οι περισσότερες συσκευές που υποστηρίζουν τα δίκτυα 5G Stand-Alone ειδικά στις ίες και πιο οικονομικές κατηγορίες μεσαίων συσκευών, που απευθύνονται στο μεγαλύτερο μέρος των συνδρομητών.

Παράλληλα, όμως η βιομηχανία των Τεχνολογιών Πληροφορικής και Επικοινωνιών (ICT), η ακαδημαϊκή κοινότητα έχει ήδη ξεκινήσει να συζητούν και να επενδύσουν σε τεχνολογίες που θα οδηγήσουν τη νέα γενιά συσκευών πέρα ​​από το 5G και το 5G Advanced: το 6G.

Όπως επισημαίνεται στην έκθεση της Ericsson, μακροπρόθεσμα, οι δυνατότητες του 6G θα κάνουν πραγματικότητα το όραμα της ελευθερίας κίνησης στον «κυβερνοφυσικό κόσμο» Θα πραγματοποιήσει ένα κρίσιμο βήμα που θα γεφυρώσει το χάσμα μεταξύ του φυσικού κόσμου – των αισθήσεων, των ενεργειών και των εμπειριών – και της ψηφιακής αναπαράστασης του.

– Ο κυβερνοφυσικός κόσμος (cyber-physical world) του 6G δε θα περιγραφεί στις σημερινές εφαρμογές επαυξημένης και εικονικής πραγματικότητας (AR/VR) ή στα «ψηφιακά δίδυμα» (digital twins), αλλά επεκτείνεται περαιτέρω, προσφέροντας μια πιο στενή σύνδεση με την πραγματικότητα .

– Ψηφιακά αντικείμενα που προβάλλονται πάνω σε φυσικά αντικείμενα που αναπαρίστανται ψηφιακά, δημιουργώντας ένα «μικτό περιβάλλον» που θα ενισχύει την πραγματική ζωή.

– Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα που είναι οι ολογραφικές κλήσεις όπου ένα άτομο που εκπροσωπείται σε έναν φυσικό χώρο. Για να γίνουν κατανοητές της λογιστικής επικοινωνίας, πρέπει να δούμε τις πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο. Όπως αναφέρεται μεταξύ άλλων σε σχετικό άρθρο της Ericsson 6G spectrum – future mobile life after 2030, πρέπει να μεταφερθούν εικόνες υψηλής ανάλυσης από όλα τα αντικείμενα στον χώρο με ελάχιστη καθυστέρηση. Μία ένδειξη των απαιτήσεων δίνεται από το γεγονός πως για κάθε χρήστη που συμμετέχει σε μια ολογραφική επικοινωνία υψηλής ευκρίνειας, απαιτούνται ταχύτητες αποστολής και λήψη δεδομένων 1 Gbit/s και 100 Mbit/s, αντίστοιχα. Με τη βιομηχανία τεχνολογιών 6ης γενιάς, αυξημένη διείσδυση των ολογραφικών εφαρμογών σε συσκευασίες, γεγονός που θα αυξήσει περαιτέρω τις ρυθμίσεις του δικτύου.

– Αμέτρητοι αισθητήρες που είναι ενσωματωμένοι στον φυσικό κόσμο, παρέχοντας δεδομένα σε πραγματικό χρόνο για την ενημέρωση της ψηφιακής αναπαράστασης. Ταυτόχρονα, οι λειτουργίες που προγραμματίζονται στο ψηφιακό επίπεδο που εκτελούνται μέσω ενεργειών στον φυσικό κόσμο.

Ο στόχος του δικτύου 6G είναι να παρέχει ευφυΐα, συνεχώς διαθέσιμη συνδεσιμότητα και πλήρη συγχρονισμό σε αυτήν τη νέα πραγματικότητα. Το 6G θα βασιστεί σε ένα αξιόπιστο σύστημα, το οποίο θα είναι πάντα διαθέσιμο, αξιόπιστο, αποτελεσματικό και ικανό να ανακάμψει γρήγορα σε περιπτώσεις διαταραχών ή επιθέσεων. Τα μελλοντικά δίκτυα που αποτελούν θεμελιώδη συνιστώσα σχεδόν κάθε πτυχής της ζωής, συμπεριλαμβανομένης της κοινωνίας και της βιομηχανίας, καλύπτοντας τις επικοινωνιακές ανάγκες τόσο των ανθρώπων όσο και των ευφυών μηχανών.

Καθώς η επιτάχυνση της αυτοματοποίησης και της ψηφιοποίησης συνεχίζεται, ο κυβερνοφυσικός κόσμος που αναδύεται θα βελτιώνει συνεχώς την αποδοτικότητα και θα υποστηρίζει τη βιώσιμη χρήση των πόρων μέσω της ψηφιοποίησης.

Η μετάβαση από το 5G στο 6G

Η πλήρης υλοποίηση του κυβερνοφυσικού κόσμου δεν θα συμβεί σε μία μέρα. Αντίθετα, όπως εκτιμάται στην έκθεση, θα υπάρξει μια σταδιακή μετάβαση, ξεκινώντας από τις πρώτες εγκαταστάσεις του 6G γύρω στο 2030.

Αν και δεν υπάρχει ακόμη ένας λεπτομερής οδικός χάρτης για το 6G, η ερευνητική και προτυποποιητική εργασία έχει ήδη ξεκινήσει. Η έρευνα για τις νέες τεχνολογίες του 6G θα συνεχιστεί παράλληλα με την εξέλιξη του 5G. Τα διδάγματα από τα υπάρχοντα δίκτυα 5G και οι αλληλεπιδράσεις με τα οικοσυστήματα των χρηστών που τροφοδοτούν συνεχώς την έρευνα, την τυποποίηση και την ανάπτυξη του 6G. 

Η εξέλιξη των τεχνολογιών, μαζί με τις προόδους στις δυνατότητες υλικού, θα καθορίσουν πώς θα διαμορφώσουν τα πρότυπα του 6G. Αυτό θα διασφαλίσει την ανάπτυξη νέων και βελτιωμένων δυνατοτήτων δικτύου, ενώ παράλληλα θα προσφέρει αποδοτικές λύσεις και βιώσιμες λύσεις. Το 6G δεν βασιστεί στα θεμέλια του 5G Standalone (SA) και του 5G Advanced, επεκτείνοντας περαιτέρω τις δυνατότητές τους.

Η μετάβαση από το 5G στο 6G, τονίζεται στην έκθεση, αντιπροσωπεύει μια τεράστια τεχνολογική πρόοδο που θα αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο οι άνθρωποι και οι μηχανές αλληλοεπιδρούν με τον κόσμο. Το 6G θα αποφέρει πλήρως τη βάση για έναν διασυνδεδεμένο κυβερνοφυσικό κόσμο, ο οποίος θα ενισχύσει τη βιωσιμότητα, την αποδοτικότητα και την ποιότητα ζωής. Παρά τις προκλήσεις που συνοδεύουν αυτήν την πορεία, η επένδυση στην έρευνα και την ανάπτυξη για το 6G αποτελεί ένα σημαντικό βήμα προς ένα πιο ευφυές και βιώσιμο μέλλον.

Τι είναι ο cyber-physical world (κυβερνοφυσικός κόσμος) – Οι ψηφιακοί δίδυμοι και ο ρόλος τους

Με απλά είναι ένας συνδυασμός του φυσικού και του ψηφιακού κόσμου, όπου τα φυσικά αντικείμενα και οι δράσεις συνδέονται και αλληλοεπιδρούν σε πραγματικό χρόνο με τα αντίστοιχα ψηφιακά τους αντίγραφα. Αυτό επιτυγχάνεται με τη χρήση τεχνολογιών όπως αισθητήρες, ψηφιακοί δίδυμοι (digital twins), επαυξημένη πραγματικότητα (AR), εικονική πραγματικότητα (VR) και συστήματα τεχνητής νοημοσύνης (AI).

Βασικές αρχές του Cyber-Physical World αποτελούν:

– η διασύνδεση μέσω του πλήθους αισθητήρων στο φυσικό περιβάλλον που συλλέγουν δεδομένα και τα μεταφέρουν σε ψηφιακά μοντέλα.

– Επίσης η ανάλυση και η πρόβλεψη μέσω της επεξεργασίας δεδομένων επιτρέποντας την πρόβλεψη και τη λήψη αποφάσεων και φυσικά η αλληλεπίδραση και ο συγχρονισμός. Τα δεδομένα και οι λειτουργίες ανανεώνονται σε πραγματικό χρόνο, επιτρέποντας έναν συγχρονισμένο κόσμο.

– Οι πρώτες εφαρμογές έχουν ήδη αναπτυχθεί βασικές σε τεχνολογίες 5ης γενιάς. Τα Παραδείγματα αποτελούν η Βιομηχανία με έξυπνα εργοστάσια που ελέγχουν αυτόνομα διαδικασίες παραγωγής, η υγεία με απομακρυσμένες χειρουργικές επεμβάσεις ή συσκευές υγείας που παρακολουθούν ασθενείς σε πραγματικό χρόνο, καθώς και οι μεταφορές, όπου αυτόνομα οχήματα αλληλεπιδρούν με το περιβάλλον και άλλα οχήματα για ασφαλέστερες μετακινήσεις.

– Η έλευση του 6G δεν μπορεί να οδηγήσει σε εκτεταμένη υιοθέτηση τέτοιων εφαρμογών, καθιστώντας εφικτές τις κυβερνοφυσικές διαδράσεις μέσω διαφοροποιημένης συνδεσιμότητας και αξιοποιώντας τη διάθεση χωροχρονικών δεδομένων και τεχνολογιών τεχνητή νοημοσύνης.

Παράδειγμα του Cyber-Physical World

Ένα από τα πιο χαρακτηριστικά παραδείγματα είναι η χρήση ψηφιακών διδύμων (digital twins). Ένα φυσικό αντικείμενο, όπως ένα εργοστάσιο ή ένα αεροπλάνο, έχει το αντίγραφό του στον ψηφιακό κόσμο, το οποίο μπορεί να προσαρμόσει τη λειτουργία, να αναλύσει προβλήματα και να προβλέπει συντηρήσεις.

Στο μέλλον, με την έλευση του 6G, ο κυβερνοφυσικός κόσμος θα επεκταθεί περαιτέρω, επιτρέποντας ακόμα πιο βαθιά ενσωμάτωση μεταξύ φυσικής και ψηφιακής πραγματικότητας.