Explorando o 6G: O Futuro da Conectividade Ultra-Rápida

Explorando o 6G: O Futuro da Conectividade Ultra-Rápida

• 6G é a tecnologia sem fio de sexta geração para redes celulares digitais.
• 6G utilizará os limites superiores do espectro de rádio e suportará velocidades de 1 Tbps (terabytes por segundo).
• Reduzirá a latência de comunicação para um microssegundo — 1.000 vezes mais rápido que latências do 5G.

A implementação de serviços 5G iniciou uma onda de competição global, mas mais importante, desencadeou uma corrida para desenvolver o 6G, o próximo passo no mundo da conectividade móvel.

Parece cedo demais para falar de 6G, mas várias corporações e universidades já começaram a trabalhar nessa ideia. Isso mostra quão rápido a tecnologia avança: conseguimos progredir de 1G a 5G em apenas quatro décadas, então o 6G é outra progressão natural rumo a telecomunicações digitais aprimoradas.

O Que é 6G?

6G é a tecnologia sem fio de sexta geração para redes celulares digitais. Sendo sucessora das redes 5G, irá além da comunicação personalizada rumo à completa realização do paradigma da Internet das Coisas, conectando não apenas pessoas, mas também veículos autônomos, agentes robóticos e recursos computacionais.

Redes 6G usarão frequências mais altas que redes 5G, e assim oferecerão capacidade muito maior e latência menor. Um dos principais objetivos da Internet 6G será reduzir a latência de comunicação para um microssegundo — 1.000 vezes mais rápido que latências do 5G.

Neste momento, 6G (ou como for eventualmente chamado) não é uma tecnologia funcional; na verdade, está longe da realidade. Como está em sua infância, é cedo demais para dizer exatamente o que 6G poderia ser ou que tipo de tecnologias aprimoraria.

Quão Rápido Será o 6G?

Segundo o Ministério Chinês de Ciência e Tecnologia, o 6G pode suportar velocidades de 1 Tbps (terabytes por segundo), aproximadamente 8.000 vezes mais altas que as velocidades atuais do 5G.

Além de fornecer throughput muito maior, as frequências mais altas do 6G permitirão taxas de amostragem significativamente mais rápidas. Isso aprimorará ainda mais o desempenho de aplicações 5G e desbloqueará o potencial de aplicações cada vez mais famintas por dados nos domínios de imagem e sensoriamento sem fio.

Redes 6G também devem fornecer extensão extrema de cobertura (incluindo cobertura subaquática, em alta altitude e no espaço) consumindo baixa potência. No entanto, isso exigirá um redesenho completo da rede central.

Quando Esperar?

A cada década ou mais, um novo padrão de rede móvel assume o destaque. Isso significa que o 6G pode ser introduzido no início da década de 2030, ou pelo menos é quando a maioria dos fabricantes de smartphones provocará celulares compatíveis com 6G, e veremos empresas de telecom rodando testes de 6G.

O ministério chinês está determinado a estabelecer as bases para construir tecnologia 6G. Segundo o vice-ministro do ministério da ciência, o 6G deve ser considerado prioridade para o desenvolvimento da nação. O ministério criará em breve um roteiro para desenvolver 6G e explorar suas possíveis aplicações.

A NTT DoCoMo do Japão publicou um white paper explicando casos de uso e evolução tecnológica do 6G, bem como a visão de mundo na década de 2030 quando o 6G será implantado. O documento também lança luz sobre como a tecnologia de rede móvel evoluiu nas últimas décadas, com 3G no início dos anos 2000, 4G em 2010 e 5G em 2020.

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Benefícios do 6G

A distinção mais clara entre 5G e 6G será velocidade e latência. Os mesmos parâmetros separam 4G e 5G em termos de desempenho, então podemos esperar que futuros serviços 6G atendam às rigorosas demandas de rede da década de 2030.

Evolução das redes celulares, com aplicações representativas para cada geração

Soluções de sensoriamento sem fio 6G podem utilizar diferentes frequências para determinar absorção e configurar frequências de acordo. Enquanto a tecnologia 5G usa altas frequências de rádio variando de 24 GHz a 72 GHz, o 6G usará os limites superiores do espectro de rádio (300 GHz) e pode até se aproximar de faixas terahertz. Quanto maior o espectro de rádio, mais dados ele pode transportar.

O 6G terá grandes impactos em vários campos, como:

Realidade Aumentada/Virtual: Assim como aplicações de vídeo saturaram redes 4G, a proliferação de apps de AR e VR esgotará o espectro 5G e exigirá redes com capacidade acima de 1 Tbps, em vez de apenas 20 Gbps alvo definidos para 5G. A baixa latência (nível micro) do 6G permitirá interação de usuário em tempo real em ambientes imersivos.

Telepresença Holográfica: Um display holográfico 3D com paralaxe completa, cores e 30 fps exigiria taxa de dados superior a 4 Tbps e latência sub-ms. O 6G será capaz de atender tais requisitos: as redes terão largura de banda suficiente para transferir todos os cinco sentidos humanos em forma digital para proporcionar experiência remota imersiva.

Segundo Marcus Weldon, presidente da Nokia Bell Labs, o 6G será uma experiência de sexto sentido para humanos e máquinas onde biologia encontra inteligência artificial.

eHealth: Falta de feedback tátil em tempo real e alto custo são duas grandes limitações de serviços de eHealth. Espera-se que o 6G elimine essas barreiras através de cirurgia remota e otimizações aprimoradas de fluxo de trabalho na saúde. A latência ultra-baixa, alta confiabilidade e inteligência refinada da tecnologia 6G proporcionarão ganho de dez vezes em eficiência espectral.

Conectividade Pervasiva: O número de dispositivos móveis deve ultrapassar 125 bilhões até 2030. O 6G conectará todos esses dispositivos, bem como veículos autônomos e sensores. No entanto, deve ser 10-100 vezes mais eficiente energeticamente que redes 5G para permitir implantações baratas, escaláveis, com melhor cobertura e baixo impacto ambiental.

Robótica e Mobilidade Não Tripulada: Conectar grandes sistemas de transporte autônomo requer baixa latência e níveis sem precedentes de confiabilidade para garantir segurança de passageiros, mesmo em cenários de mobilidade extremamente alta (até 600 milhas/h). Além disso, o crescente número de sensores em veículos e drones exigirá mais dados. A tecnologia 6G pode pavimentar o caminho para esses sistemas conectados através de avanços em software, hardware e novas soluções de conectividade.

Referência: arXiv:1903.12216

Quem Está Trabalhando no 6G?

A tecnologia 6G está a uma década de distância, mas alguns países e empresas de telecom já começaram a trabalhar nela.

A Universidade de Oulu na Finlândia foi a primeira a focar em pesquisa de 6G. Criaram um programa 6G Flagship para explorar várias áreas desafiadoras de pesquisa, como conectividade sem fio ilimitada confiável, computação e inteligência distribuídas, e materiais a serem utilizados em redes futuras.

Em 2019, a Comissão Federal de Comunicações adotou novas regras para acelerar a implantação de novos serviços no espectro acima de 95 GHz.

O Primeiro Relatório e Ordem da Comissão, intitulado "Spectrum Horizon", desenvolve um novo segmento de licença experimental para uso em frequências variando de 95 GHz a 3 THz. Isso permitirá que empreendedores e inovadores acessem prontamente este espectro e desenvolvam/testem novas tecnologias de comunicação.

Pesquisadores da Virginia Tech e empresas como LG e Samsung começaram a trabalhar em tecnologia 6G. Além disso, o Japão está supostamente planejando uma estratégia abrangente para lançar redes 6G até 2030.

Precisamos do 6G?

Embora o 5G seja projetado para melhorar tudo, da saúde ao entretenimento e tornar a Internet mais acessível, o 6G faria sentido se essas áreas tiverem espaço para melhoria além do 5G.

Talvez até 2030, tenhamos desenvolvido melhores técnicas para transmitir grandes volumes de dados ou amplificar sinais fortes o suficiente para que não haja necessidade de instalar torres de célula 6G.

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Eventualmente, seja 5G, 6G ou outro "G", teremos velocidades incríveis e latências ultra-baixas que nenhum tempo de espera ou barras de progresso serão necessários para acessar qualquer quantidade justa de dados, pelo menos pelos padrões de hoje. O que precisarmos estará lá instantaneamente, e não precisaremos inventar novos termos para descrever isso.