Развитие цифровой экономики — это, прежде всего, развитие сквозных цифровых технологий, в том числе, на базе коммуникационных систем новых поколений.

Рассмотрим перспективы развития цифровой экономики в разрезе коммуникационных систем шестого поколения (6G). Немного истории развития сетей от первого аналогового стандарта сотовой связи до сверхвысокопроизводительных 5G/6G.
Какие технологии поддерживали разные поколения сетей и какие приложения использовались индустрией?

Как все началось

Первый стандарт сотовый связи имел по современным меркам микроскопическую скорость передачи данных не более 2.4 кбит/с и одно приложение в виде голосовых вызовов. Затем появились сети уже с цифровой передачей сигнала второго поколения (2G), позволяющие помимо голоса передавать и пакеты данных.

Сергей Гатауллин

Декан Факультета цифровой экономики и массовых коммуникаций Московского технического университета связи и информатики

Здесь же можно упомянуть улучшенные технологии 2.5G (GPRS — General Packet Radio Service), 2.75G (EDGE — Enhanced Data for Global Evolution), при которых скорость передачи данных возросла до 200 Кбит/с.

В начале 2000-х начинают развиваться сети третьего поколения (3G) со скоростью передачи данных на уровне 0.3-30 МБит/с. К этому поколению относятся и 3.25G (HSDPA — High-Speed Downlink Packet Access), 3.5G (HSUPA — High-Speed Uplink Packet Access), 3.75G (HSPA — High Speed Packet Access). К первым двум приложениям добавляются видеозвонки.

Спустя десять лет появляется четвертое поколение коммуникационных систем LTE-A (Long Term Evolution Advanced) со скоростью передачи данных 0.07-1 Гбит/с. Приложения — цифровое телевидение и видеочаты, телевидение высокой четкости и мобильное телевидение.

Сети пятого поколения

Скорость передачи данных возрастает до более чем 20 Гбит/с, поддержка мобильности на уровне 500 км/ч. Отдельно следует обратить внимание на показатели латентности сети — время подготовки к передаче информации по каналу связи, включающее в себя время перехода абонентского оборудования из режима ожидания в активный режим передачи данных (Control plane latency – C-plane) равное 0.5 мсек, и время, через которое данные от абонентского оборудования поступят на базовую станцию (User plane latency – U-plane) равное 10 мсек.

Новые приложения — технологии виртуальной, дополненной реальности, мультимедиа 360⁰, телевидение сверхвысокой четкости, беспилотный транспорт (V2X - Vehicle-to-everything), интернет вещей и промышленный интернет, умные города, предприятия и дома, телемедицина и носимые устройства (wearable devices).

Как видно из перечня технологий, любая может изменить ландшафт целой отрасли экономики или создать новую.

5G обеспечивает новый тип сети, предназначенный для соединения практически всего со всем, включая машины, объекты и устройства.

Беспроводная технология 5G предназначена для обеспечения более высокой пиковой скорости передачи данных в несколько Гбит/с, сверхнизкой задержки, высокого уровня надежности, большой пропускной способности сети, повышенной доступности и более унифицированного пользовательского интерфейса для большей части пользователей.

Более высокая производительность и повышенная эффективность расширяют возможности пользователей и объединяют новые отрасли. Большинство технологий 5G только начали развиваться и имеют годы и десятилетия для развития своего потенциала, однако продолжим движение к сетям нового шестого поколения 6G.

Сети 6G

Какими характеристиками обладают сети 6G?

1. Скорость передачи данных превышает 1 Тбит/сек.

2. C-plane latency менее 1 мсек.

3. U-plane latency менее 0.1 мсек.

4. Поддержка мобильности свыше 1000 км/ч.

5. Спектральная эффективность на уровне 100 бит/с/Гц.

Какие новые технологии мы получаем при таких возможностях сети?

К приложениям сетей пятого поколения добавляются трехмерные интегрированные коммуникации (Three Dimensional Integrated Communications), тактильный интернет (Tactile/Haptic Internet), полносенсорное цифровое восприятие и реальность (Full-Sensory Digital Sensing and Reality), полностью автономные транспортные системы (Fully Automated Driving), индустриальный интернет и интернет нанобиовещей (Industrial Internet and Internet of bio-nano-things).

Что касается субтехнологий 6G, то это, безусловно, развитие технологий искусственного интеллекта, терагерцовая связь, оптическая беспроводная связь, блокчейн, аналитика больших данных.

Какие вызовы несет в себе 6G?

Медленный переход от старого поколения средств связи и потребность в очень больших инвестициях. Драйверы рынка — экспоненциальный рост числа интернет-пользователей и устройств периферийных вычислений, рост умных технологий, развитие спутниковой связи, реализация в приложениях преимуществ сети с малой задержкой.

Умные города, периферийные устройства, автономные транспортные средства, голографическая связь и спутниковая связь стимулируют развитие поддерживающих технологий 6G, оказывают огромное влияние на рынок 6G.

Основными движущими факторами для отрасли 6G являются растущий акцент на возможности подключения и растущий спрос на связь 6G в недавно разработанных технологиях, таких как IoT и блокчейн.

Коммерциализация подобных технологий, зависящих от количества подключений, получит импульс благодаря высокоскоростному интернету и удаленному подключению, которые являются характеристиками технологий 6G.

Еще одним ключевым фактором, который окажет значительное влияние на рынок, является стремительная урбанизация и связь, которая становится основным правом человека на существование. Большая часть населения уже мигрировала в большие города в поисках новых возможностей и лучшей жизни. Коммуникации и связь сыграли важную роль в этой миграции.

Ожидается, что активизация усилий по продвижению умных городов и увеличению городского населения также окажет значительное влияние на внедрение технологий 6G.

Конкурентная среда на рынке 6G состоит из различных стратегий крупных игроков в телекоммуникационной и электронной отраслях, направленных на раннее присутствие на рынке. Все принятые стратегии, партнерства, сотрудничество и совместные предприятия были наиболее заметными стратегиями, принятыми поставщиками электросвязи и электроники.

Конкурентная среда дает организации возможность понять свою ключевую бизнес-стратегию в отрасли, своих текущих конкурентов и потенциальных будущих конкурентов, которые могли бы пробиться на рынок.

Ключевые игроки на рынке 6G придумывают различные мероприятия по запуску продуктов, чтобы привлечь внимание общественности к новым и предстоящим разработкам, которые приведут к появлению продуктов, поддерживающих технологию.

Каждое последующее поколение коммуникационных систем приносит новые возможности для развития экономики.

Сеть 5G была официально запущена в 2020 году и обладает впечатляющими характеристиками. Однако технология 5G не сможет полностью удовлетворить растущий спрос на беспроводную связь в 2030 году, поэтому следует думать о развертывании коммуникационных систем шестого поколения. Пока это дело ученых и исследователей, однако создавать прочную основу реализации возможностей 6G следует уже сейчас.

Без подготовки квалифицированных кадров освоение потенциала развития цифровой экономики на базе технологии 6G будет невозможно. И в этом огромную роль играет как частно-государственное партнерство, так и партнерство вузов с бизнесом.

Именно от технологических партнеров университетов, таких как производители смартфонов, поставщики полупроводников, разработчики интеллектуальных приложений, должен идти запрос на подготовку специалистов и постановка задачи для R&D-активности (Research and development - прим. ред.).

Фото: Multiply *, Václav Patka, Claire Montagnon, Jérôme BOUTON.

Цифровая экономика в разрезе коммуникационных систем шестого поколения: глобальные вызовы и драйверы развития