A verdadeira revolução virá com a tecnologia 6G, afirma a Nokia

A Nokia publicou um artigo em seu site onde explica a sua visão sobre a tecnologia 6G e como ela impactará o mundo, mais ainda do que o 5G. Segundo o texto, a cada geração de tecnologia de comunicação, o foco da rede muda. As eras 2G e 3G centraram-se na comunicação entre humanos através de voz e texto. O 4G anunciou uma mudança fundamental para o consumo massivo de dados, enquanto a era 5G mudou seu foco para conectar a Internet das Coisas (IoT) e sistemas de automação industrial.

“Na era 6G, o mundo digital, físico e humano se fundirão perfeitamente para desencadear experiências extra-sensoriais. Os sistemas de conhecimento inteligente serão combinados com recursos de computação robustos para tornar os humanos infinitamente mais eficientes e redefinir como vivemos, trabalhamos e cuidamos do planeta. Embora ainda haja muita inovação no 5G com o lançamento de novos padrões 5G-Advanced, a Nokia Bell Labs já iniciou o trabalho de pesquisa sobre o 6G para torná-lo disponível comercialmente até 2030”, diz o artigo, que não é assinado.

“O papel das redes de próxima geração é a unificação de nossa experiência no mundo físico, digital e humano”, disse Harish Viswanathan, chefe de pesquisa de sistemas de rádio do Nokia Bell Labs. “Assim como os aplicativos de hoje são construídos na base da multimídia, imaginamos aplicativos futuros para usar mundos digitais como estrutura. Os mundos gêmeos digitais dinâmicos seriam representações precisas e de alta resolução do mundo físico e / ou representações de mundos virtuais ”, acrescenta.

Como a era 6G nos beneficiará?

Literalmente, cada melhoria na conectividade de rede que o 5G trará ao usuário final será ainda mais aperfeiçoada com o 6G. Quer se trate de cidades inteligentes, fazendas ou fábricas e robótica, o 6G o levará para o próximo nível. Muito disso será facilitado pelo 5G-Advanced, o próximo aprimoramento padrão do 5G. Ele vem com eficiência aprimorada, recursos estendidos e experiência do usuário aprimorada.

Olhando para o passado, fica claro que cada geração otimiza os casos de uso da geração anterior e apresenta novos. Isso continuará a ser o caso. O 6G se baseará no 5G em termos de muitos dos aspectos tecnológicos e de caso de uso, conduzindo sua adoção em escala por meio da otimização e redução de custos. Ao mesmo tempo, o 6G possibilitará novos casos de uso.

“Vamos conectar o mundo físico ao nosso próprio mundo humano, graças à implementação em grande escala de sensores e Inteligência Artificial e Machine Learning (IA/ML) com modelos de Gêmeos Digitais (Digital Twins) e atualizações síncronas em tempo real. Esses modelos de Gêmeos Digitais são cruciais, pois permitem analisar o que está acontecendo no mundo físico, simular resultados possíveis, antecipar necessidades e, então, realizar ações produtivas de volta ao mundo físico.

Modelos de Gêmeos Digitais já estão sendo usados ​​com 5G. Com 6G, espera-se que essas tecnologias operem em uma escala muito maior. Gêmeos Digitais serão encontrados não apenas em fábricas, mas também em redes de áreas amplas de cidades e até mesmo Gêmeos Digitais de humanos, o que terá um grande impacto na arquitetura da rede.

Embora o smartphone continue a ser um dispositivo-chave na era 6G, as novas interfaces homem-máquina o tornarão mais conveniente para consumir e controlar as informações. A digitação na tela sensível ao toque será gradualmente substituída por gestos e controle de voz. Os dispositivos virão embutidos nas roupas e até mesmo se transformarão em adesivos de pele. A saúde será um benfeitor importante, pois os wearables facilitam o monitoramento 24 horas por dia, 7 dias por semana dos parâmetros vitais.

O amadurecimento da IA ​​e da visão de máquina e sua capacidade de reconhecer pessoas e objetos transformarão as câmeras sem fio em sensores universais. O rádio e outras modalidades de sensoriamento, como a acústica, coletarão informações sobre o meio ambiente. Dinheiro digital e chaves podem se tornar a norma. Podemos até começar a contar com sensores cerebrais para acionar as máquinas.

O 6G também promoverá a sustentabilidade de várias maneiras. Ao permitir uma conectividade mais rápida e com custo mais baixo por bit, seria capaz de oferecer suporte à coleta de dados e ao controle de loop fechado de vários dispositivos. Os dados podem ser analisados ​​usando ferramentas sofisticadas para melhorar a eficiência energética nas indústrias. A telepresença multissensorial avançada que é criada com taxas de dados muito altas reduzirá a necessidade de viagens por meio da introdução da telepresença multimodal de realidade mista e colaboração remota.

O 6G será significativamente mais eficiente em termos de energia, desligando componentes e reduzindo a capacidade quando a demanda é menor. A eficiência energética será o principal critério de design em 6G junto com outras métricas, como capacidade, taxa de pico de dados, latência e confiabilidade.

A rede 6G

O 6G exigirá uma mudança na forma como as redes de comunicação são projetadas. Múltiplos requisitos-chave devem ser conciliados: atender ao tráfego em crescimento maciço e ao número explosivo de dispositivos e mercados, ao mesmo tempo que atinge os mais altos padrões possíveis em relação ao desempenho, eficiência energética e forte segurança, permitindo um crescimento sustentável de forma confiável.

“Identificamos vetores de pesquisa que causarão interrupção para 6G, mas cada uma dessas áreas já terá precursores iniciais no 5G-Advanced e haverá evoluções importantes que podemos seguir em termos de ondas de rede”, diz Peter Vetter, presidente da Bell Labs Core Research, Nokia.

“O 5G-Advanced é um ponto de partida importante para alguns dos recursos que queremos habilitar em uma escala maior em 6G. Ele desenvolverá ainda mais o 5G em todas as suas capacidades na próxima meia década. Na era 5G-Advanced, como as redes são arquitetadas, projetadas e implementadas exigirá um novo nível de inteligência, que pode ser gerenciado em uma rede desagregada e alimentado por IA e Automação de Loop Fechado para lidar com o crescimento do tráfego. A evolução para o 5G-Advanced também exigirá suporte ideal para aplicativos de rede críticos, seja por meio de Provedores de Serviços de Comunicação (CSPs) ou como redes sem fio privadas de nível industrial”, diz o artigo.

De acordo com o Nokia Bell Labs, existem seis áreas de tecnologia que caracterizarão o 6G.

Inteligência artificial e Machine Learning – as técnicas de IA/ML, especialmente o aprendizado profundo, avançaram rapidamente na última década e já foram implementadas em vários domínios que envolvem classificação de imagens e visão computacional, desde redes sociais até segurança. O 5G irá liberar o verdadeiro potencial dessas tecnologias e, com as abordagens do 5G-Advanced, a IA/ML será apresentada a muitas partes da rede em muitas camadas e em muitas funções. Desde a otimização da formação do feixe na camada de rádio até o agendamento no local da célula com redes de auto-otimização, todos usando IA/ML para obter melhor desempenho com menor complexidade.

Bandas de espectro – o espectro é um elemento crucial no fornecimento de conectividade de rádio. Cada nova geração móvel requer algum novo espectro pioneiro que ajude a explorar totalmente os benefícios de uma nova tecnologia. O refarming do espectro de comunicação móvel existente da tecnologia legada para a nova geração também se tornará essencial. Espera-se que os novos blocos de espectro pioneiros para 6G estejam em bandas médias de 7 a 20 GHz para células urbanas externas, permitindo maior capacidade por meio de MIMO extremo, bandas baixas de 460 a 694 MHz para cobertura extrema e sub-THz para taxas de dados de pico superiores a 100 Gbps .

Uma rede que pode sentir – O aspecto mais notável do 6G seria sua capacidade de sentir o ambiente, as pessoas e os objetos. A rede se torna uma fonte de informações situacionais, reunindo sinais que estão ricocheteando em objetos e determinando o tipo e a forma, a localização relativa, a velocidade e talvez até as propriedades dos materiais. Tal modo de detecção pode ajudar a criar um “espelho” ou Gêmeo Digital do mundo físico em combinação com outras modalidades de detecção, estendendo assim os sentidos a todos os pontos em que a rede toca. Combinar essas informações com IA/ML fornecerá novos insights do mundo físico, tornando a rede mais cognitiva.

Conectividade extrema – O serviço Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC) que começou com 5G será refinado e melhorado em 6G para atender aos requisitos extremos de conectividade, incluindo latência abaixo de um milissegundo. A confiabilidade da rede pode ser ampliada por meio de transmissão simultânea, vários saltos sem fio, conexões de dispositivo a dispositivo e IA/ML. Banda larga móvel aprimorada combinada com latência mais baixa e confiabilidade aprimorada irão melhorar a experiência de comunicações de vídeo em tempo real, experiências holográficas ou até modelos de Gêmeos Digitais atualizados em tempo real por meio de sensores de vídeo.

Novas arquiteturas de rede – 5G é o primeiro sistema projetado para operar no ambiente corporativo/industrial, substituindo a conectividade com fio. À medida que a demanda e a pressão sobre a rede aumentam, os setores exigirão arquiteturas ainda mais avançadas que possam suportar maior flexibilidade e especialização. O 5G está introduzindo arquitetura baseada em serviços nas implementações de núcleo e Nuvem nativas que serão estendidas a partes da RAN, e a rede será implementada em ambientes de Nuvem heterogêneos envolvendo uma mistura de Nuvens privadas, públicas e híbridas. Além disso, conforme o núcleo se torna mais distribuído e as camadas mais altas do RAN se tornam mais centralizadas, haverá oportunidades para reduzir custos por funções convergentes. Novas soluções de orquestração de rede e serviço que exploram os avanços em IA/ML resultarão em um nível sem precedentes de automação de rede que reduzirá os custos operacionais.

Segurança e confiança – Redes de todos os tipos estão se tornando cada vez mais alvos de ataques cibernéticos. A natureza dinâmica das ameaças torna imperativo implantar mecanismos de segurança robustos. As redes 6G serão projetadas para proteger contra ameaças como interferência. As questões de privacidade precisarão ser consideradas quando novos mundos de realidade mista combinando representações digitais de objetos reais e virtuais forem criados.

Indústria 5.0

Nas últimas décadas, uma série de melhorias tecnológicas impulsionou o surgimento de fábricas inteligentes. A conectividade, no entanto, continua sendo um grande problema. O 5G impulsionou a quarta revolução industrial com uma série de tecnologias modernas. A marcha em direção à Indústria 5.0 receberá mais impulso com a adoção generalizada do 6G.

O co-design de comunicação e controle permitirá um custo menor e uma taxa de dados mais alta e aumentará o número de casos de uso. A rede 6G como um sensor permitirá a comunicação conjunta, detecção e localização que atenderá às necessidades das indústrias com um único sistema, reduzindo assim os custos.

Novos dispositivos com energia zero ou sem bateria podem ser habilitados em 6G usando comunicações de retroespalhamento que permitirão um dimensionamento massivo da coleta de dados para análise e controle de loop fechado. Haverá amplo uso de enxames de robôs móveis e drones em vários setores, como hospitalidade, hospitais, depósitos e entrega de pacotes.

Nokia traz 6G adiante

A Nokia espera que os sistemas 6G sejam lançados comercialmente em 2030, seguindo o ciclo típico de 10 anos entre gerações. A fase 1 de padronização provavelmente começará em 2026 como parte do 3GPP Release 20.

Enquanto isso, o 5G será aprimorado pelo 5G-Advanced, que será o foco principal do 3GPP na versão 18 em diante e das redes comerciais de energia a partir de 2025, bem antes da chegada do 6G no final da década.

Impulsionada por pesquisas de renome mundial da Nokia Bell Labs, a Nokia foi a precursora na definição de tecnologias fundamentais para a era 5G e além. Para tornar o 6G uma realidade antes de 2030, a Nokia está liderando o Hexa-X, a principal iniciativa 6G da Comissão Europeia para a pesquisa da próxima geração de redes sem fio. Além de vários projetos de pesquisa 6G em todo o mundo, a Nokia também é membro fundador da Next G Alliance, uma iniciativa para promover a liderança em tecnologia móvel na América do Norte, e RINGS, uma iniciativa liderada pela NSF nos EUA que irá acelerar a pesquisa em áreas com impacto potencialmente significativo nos sistemas de rede e computação da próxima geração (NextG).

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