Wherece 6G: información crítica que necesita saber

Se espera que 6G, en comparación con su predecesor, ofrezca capacidades de comunicación significativamente mejores, como velocidades de datos máximas de nivel Tbps, latencia de nivel de microsegundos y confiabilidad de red del 99.99999 %.

Aunque 6G promete mucho, es poco probable que 6G esté pronto en la vida diaria, a pesar de que varias empresas y naciones importantes ya han comenzado la investigación de 6G, como se muestra en la figura a continuación, la industria de las telecomunicaciones debe abordar varios problemas antes de ver el éxito de 6G. Las dificultades no están solo en la tecnología THz, sino también en la identificación de aplicaciones que impulsarán la adopción de 6G. IDTechEx ha estado investigando 5G y 6G durante años. Este artículo discutirá algunos de los obstáculos relacionados con el hardware para la conectividad 6G, así como las posibles aplicaciones que podrían impulsar 6G.

Diferencias clave de 6G. Fuente: IDTechEx - "Mercado 6G 2023-2043: tecnología, tendencias, pronósticos, jugadores"

Desafíos en la tecnología THz

6G utilizará un espectro por encima de los 100 GHz y finalmente alcanzará los THz. Las ventajas de emplear una frecuencia tan alta son obvias: se puede usar un gran ancho de banda, lo que permite un flujo de datos máximo de Tbps con una latencia de nivel de microsegundos. Sin embargo, existen varias limitaciones para emplear un espectro de alta frecuencia de este tipo.

Uno de los desafíos más importantes que se avecinan es que la señal de THz se atenúa considerablemente en el aire, lo que restringe el rango de transmisión y hace que las obstrucciones la bloqueen fácilmente. Debido a que las leyes de la física no se pueden ignorar, el elemento más crucial para crear un dispositivo para la comunicación de alta frecuencia es proporcionar suficiente energía para lograr un rango de transmisión razonable, incluso como parte de un conjunto de antenas.

Elegir los semiconductores correctos para aumentar el rango del enlace es lo más crítico. A continuación se muestra una descripción general de las opciones de tecnología de semiconductores que operan por encima del espectro de 100 GHz. CMOS puede cubrir dispositivos que funcionan por debajo de 150 GHz, especialmente para dispositivos de requisitos de comunicación de corto alcance (para un alcance más largo, es posible que aún se requiera el uso de otros semiconductores como SiGe o III-V para amplificadores de potencia). Sin embargo, cuando se trata de frecuencias superiores a 200 GHz, una combinación de CMOS para lógica y transistores III-V para amplificadores de bajo ruido y amplificadores de potencia será el camino a seguir. La tecnología SiGe BiCMOS ofrece actualmente el mejor compromiso en términos de rendimiento, bajo costo y simplicidad de integración para frecuencias que van desde 200 GHz hasta 500 GHz. InP podría ser la última tecnología de THz y puede ser adecuada en aplicaciones donde el costo no es la principal preocupación.

Descripción general de la elección de tecnología de semiconductores para THz RF. Fuente: IDTechEx - "Mercado 6G 2023-2043: tecnología, tendencias, pronósticos, jugadores"

Otras áreas activas de investigación y desarrollo además de las tecnologías de semiconductores incluyen la necesidad de encontrar materiales de pérdida ultrabaja con una constante dieléctrica baja y pérdida de tangente para evitar pérdidas de transmisión significativas, desarrollar una metodología de empaquetado novedosa que integre estrechamente los componentes de RF con las antenas y gestionar problemas de energía y térmicos a medida que los dispositivos se vuelven más compactos y complejos. Informe de investigación de mercado 6G de IDTechEx, “Mercado 6G 2023-2043: tecnología, tendencias, pronósticos, jugadores“, analiza estos desafíos en detalle.

Aplicaciones que podrían impulsar la adopción de 6G

Es esencial identificar casos de uso comercial clave para estimular la adopción de nuevas tecnologías. A pesar de que los operadores promocionan el rendimiento superior que proporciona 5G mmWave, el mercado de mmWave aún no ha despegado a pesar de los años de comercialización de 5G. La gran mayoría de las construcciones 5G continúan usando 5G sub-6 GHz. ¿Las razones? La única razón que menciona la mayoría de la gente, según Entrevistas principales de IDTechEx, es la ausencia de aplicaciones que solo pueden ser habilitadas por mmWave y ninguna otra tecnología. Se hará la misma pregunta sobre 6G: ¿por qué es necesario?

Desde la perspectiva del consumidor, tener un enlace de datos Tbps y una latencia de nivel de microsegundos, pero pagar una tarifa de suscripción más alta, probablemente no sea atractivo si las aplicaciones en sus dispositivos móviles son prácticamente las mismas que tienen ahora. Hemos escuchado mucho acerca de las exageraciones sobre la habilitación del metaverso por 5G y 6G, sin embargo, aún faltan los casos de uso de la vida real que pueden impulsar la adopción generalizada. Sin embargo, no debe olvidarse que 6G tendrá su capacidad única de detección, generación de imágenes, posicionamiento preciso, etc. Estas características abrirán otros casos de uso comercial y permitirán que 6G se use en áreas más allá de la comunicación móvil, lo que puede impulsar aún más la digitalización avanzada y la automatización de varias industrias. Por ejemplo, el uso de redes 6G para lograr una percepción precisa y un posicionamiento centimétrico de los robots móviles, lo que demuestra la capacidad de controlar de forma remota los robots móviles para recoger y transportar varios objetos. Al mismo tiempo, este enlace de transmisión también transporta la transmisión inalámbrica de alta velocidad de video de alta definición en tiempo real entre el robot móvil y el controlador, lo que permite la integración sinestésica. Además, a medida que el espectro se expande más allá de los 275 GHz, los casos de uso interesantes que vale la pena destacar incluyen el uso de conexiones THz como enlaces inalámbricos para reemplazar la fibra para los centros de datos, lo que permite rutas reconfigurables y permite la reducción del tamaño de los bastidores del servidor/enrutador, y por supuesto , reducción significativa de costos; y crear uno o varios enlaces de comunicación de alta velocidad punto a punto dentro de un dispositivo, lo que permite un enrutamiento más rápido.

En resumen, los sólidos casos comerciales que IDTechEx ve para 6G se centran actualmente en casos de uso de empresa a empresa. Sin embargo, esto no quiere decir que 6G no será esencial en los mercados de comunicación de consumo; más bien, se debe demostrar un caso de uso convincente para promover una adopción generalizada en los mercados de consumo.

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