Развитие экосистемы 6G в России

СМЕНА ПОКОЛЕНИЙ

Мобильная связь является стабильным драйвером развития ИКТ сектора на протяжении последних 10 лет, а переход к сетям 5G/IMT-2020 и внедрение технологий интернета вещей расширит сферу применения широкополосной передачи данных в различных сферах экономики и позволит операторам связи увеличить свои доходы от предоставления новых услуг.

В современном мире мобильный телефон перестал быть просто средством коммуникации, де-факто он является связующим звеном со всеми сферами нашей повседневной жизнедеятельности. Это голосовая связь и различные мессенджеры, электронная почта и банкинг, различные госуслуги, онлайновые покупки и т. д.

Важно отметить, что уже в 2017 году количество пользователей интернета на мобильных устройствах превысило количество пользователей, имеющих доступ в сеть со стационарных компьютеров и ноутбуков. Сегодня доля мобильных пользователей интернета в России уже превышает 73%, их число достигло почти 90 млн и продолжает расти со скоростью около 10% в год. Отмечается высокий уровень косвенного вклада мобильных технологий в национальную экономику (за счет оптимизации процессов) и высокие темпы роста этого вклада. Прямой вклад технологий подвижной связи в ВВП составляет всего 1%, тогда как косвенный эффект в других отраслях экономики страны достиг уже около 3 трлн руб. (почти 3% ВВП).

При эволюционном развитии сетей технологии сменяют друг друга почти каждые 10 лет, и сейчас как раз происходит процесс зарождения нового телекоммуникационного стандарта.

В 2020—2021 гг. количество международных исследовательских проектов, направленных на развитие систем связи 6G, возросло в несколько раз. Если в 2019 году можно было выделить всего несколько крупных проектов (например, проект 6G Финского университета в г. Оулу и работа фокус-группы сектора Стандартизации Международного союза электросвязи (МСЭ-Т), а также начало исследований производителей телекоммуникационного оборудования), то сейчас для исследований в области 6G объединяются основные мировые производители телеком-оборудования (вендоры), крупные операторы и исследовательские организации. Дополнительно к совместным проектам многие вендоры и национальные администрации связи объявили о старте собственных исследований (Китай, США, Германия, Япония, Apple, Samsung, Huawei, мобильный оператор Orange и т. д.).

Согласно исследованиям, проведенных Google по просьбе проекта 6GWorld, в течение 2021 года интерес к 6G, выражаемый в количестве запросов по ключевым словам, увеличился на 98% по сравнению с 2020 годом, причем больше всего запросов на поиск информации, связанной с 6G, делают пользователи Китая, Тайваня, Гонконга и Южной Кореи [1].

6G И НОВЫЕ УСЛУГИ

В чем же принципиальное отличие 6G от предыдущих поколений связи? Прежде всего, это увеличивающееся многообразие услуг для большего количества абонентов и устройств. В сетях 6G ожидается появление принципиально новых сервисов, таких как голографическая связь (цифровая передача трехмерных реалистичных изображений самого человека и его движений в реальном времени), тактильные коммуникации (передача данных на уровне ощущений, что необходимо, в частности, для дистанционной хирургии и удаленного управления механизмами) и создание «цифровых двойников» (воспроизведение виртуальных копий физических объектов, включая людей, устройства, системы и фрагменты местности).

Так, один из телеком-вендоров в своем документе [2] делает ставку на три основные новые услуги, которые появятся в рамках 6G: иммерсионная расширенная реальность, «цифровые двойники» и высоконадежная голографическая подвижная связь.

Кроме того, предполагается развитие человеко-центричных услуг (или связи «человек-машина»), межмашинного взаимодействия нового типа (со сверхмалыми задержками и высокими требованиями к надежности и безопасности связи), повсеместное предоставление мобильной широкополосной связи, в том числе за счет использования нового подхода к архитектуре сети, включающего интеграцию наземного и аэрокосмического сегментов.

Для всех типов услуг в сетях 6G для улучшения производительности предполагается использование технологии искусственного интеллекта, например, для определения оптимального местоположения базовых станций, снижения энергопотребления сетей, обнаружения и устранения аномальных сбоев в работе сетей и т. д.

Следует отметить, что в настоящий момент итоговый перечень услуг, которые будут реализованы на сетях 6G, только формируется мировым телеком-сообществом. Окончательный вариант будет определен только после разработки Сектором радиосвязи Международного союза электросвязи (МСЭ-R) новой рекомендации МСЭ-R М. [IMT.Vision 2030 and beyond], в которой будут сформулированы технические характеристики, эксплуатационные аспекты и возможности, связанные с конкретными промышленными и корпоративными приложениями использования сетей 6G. Работы над Рекомендацией планируется завершить в 2023 году [3, 4].

На текущий момент в рамках МСЭ-R сети 6G имеют рабочее название «IMT-2030» по аналогии с сетями 5G NR, которые в Рекомендации МСЭ-R M.2038 обозначены термином «IMT-2020» [5, 6].

6G-КООПЕРАЦИЯ

Совершенно понятно, что развитие сетей связи 6G — это сложная задача, и, несмотря на то, что во всем мире, в том числе и в России, сети 5G только начинаются разворачиваться, для гармоничного развития отрасли уже сейчас важно задумываться о возможных сценариях перехода от сетей 5G к будущим сетям связи (5G beyond и 6G) и перспективам внедрения услуг 6G.

Достижение прорывных результатов может быть получено только путем кооперации компетентных ведомств и организаций. На рисунке как раз представлено видение подобной кооперации, которое позволит:

• обеспечить благоприятные условия для отечественных производителей;
• сформировать единую научно-техническую политику;
• скоординировать работу всех заинтересованных структур для создания перспективных сетей связи 6G.

В качестве основных участников кооперации предлагаются:

• ФГУП НИИР, которое как современное многопрофильное предприятие, обладающее уникальным опытом в области развития инфокоммуникационных технологий, навигации, спутниковых и наземных систем связи и телерадиовещания, может стать Научно-технологическим центром, определяющим развитие экосистемы 6G (включая моделирование и тестирование систем 6G) и осуществляющим поддержку деятельности Администрации связи Российской Федерации в международных исследовательских организациях по вопросу 6G;
• заинтересованные научно-исследовательские организации, ведущие разработки в части развития перспективных технологий и систем связи, способствующих развитию 6G (например, Сколтех, МТУСИ и др.);
• организации, имеющие соответствующие компетенции по производству оборудования, в том числе для беспроводной связи 5G, промышленного интернета вещей и других передовых технологий (например, ООО «Спектр» госкорпорации «Ростех»);
• разработчики и поставщики перспективных сервисов и услуг, представляемых на будущих сетях связи 6G (операторы связи).

УЧАСТИЕ В ГЛОБАЛЬНОМ ПРОЕКТЕ 6G

Первый этап для создания условий развития экосистемы 6G в России — это разработка руководящих документов, таких как стратегия и дорожная карта развития сетей связи 6G в Российской Федерации.

ФГУП НИИР по заказу Минцифры России в 2020 году разработало проект Дорожной карты по основным направлениям развития сетей связи шестого поколения в Российской Федерации.

Проект Дорожной карты отражает начальный этап развития сетей связи 6G, другими словами, этап формирования общего представления о сетях связи 6G, и рассматривает три основных направления, необходимых для создания предпосылок к развертыванию будущих сетей связи 6G на территории Российской Федерации:

• радиочастотное обеспечение сетей связи 6G;
• разработку инновационных услуг и сервисов, предоставляемых на сетях 6G;
• разработку оборудования для сетей связи 6G.

Технологии 6G только начинают исследоваться и разрабатываться мировым сообществом, поэтому очень важно, чтобы Российская Федерация присоединилась к передовым исследованиям на начальных этапах создания новых технологий.

Участие российских специалистов в мировой разработке требований к сетям 6G, разработке архитектуры этих сетей, выборе частотных диапазонов и создании международных стандартов для сетей 6G позволит России отстаивать важные для себя условия развития и применения новых технологий. Благодаря этому можно будет заранее разработать общую стратегию развития 6G в России, включающую план перспективного использования РЧС, будущий облик архитектуры сети, модель трафика сети (радиоподсистема, транспортные сети), а также требования к электронно-компонентной базе для промышленного производства оборудования сетей 6G.

С целью продвижения отечественных разработок ФГУП НИИР готовит проект Приказа об участии российских представителей в консорциуме Партнерского проекта 3GPP, определяющего Регламент взаимодействия объединенной рабочей группы Минцифры и Минпромторга по координации деятельности российских представителей в группах 3GPP.

Предлагаемый Регламент взаимодействия позволит осуществлять координацию между Минцифры, Минпромторгом, другими заинтересованными ФОИВами, операторами связи и производителями оборудования в интересах внедрения и развития перспективных беспроводных технологий связи, а также определения и согласования технических требований к оборудованию и методикам измерений технических параметров. Кооперация с российскими предприятиями радиоэлектронной промышленности на начальных этапах развития технологий 6G позволит начать своевременную разработку отечественного телекоммуникационного оборудования и программного обеспечения для сетей 6G, а также соответствующей электронной компонентной базы. В настоящий момент проект Приказа находится в стадии разработки.

Следующий этап развития экосистемы 6G в России — проведение цикла прикладных исследований. Следует отметить, что максимальный синергический эффект подобных исследований может быть достигнут только в случае координации с разработанными стратегическими документами.

К настоящему моменту ФГУП НИИР выиграло конкурс на проведение научно-исследовательских работ по теме: «Исследования перспективных беспроводных технологий связи, интеллектуальных антенных систем для систем беспроводной связи различного назначения, а также квантовых коммуникаций». Целью данных исследований является создание научно-технического задела и совершенствование необходимой нормативно-правовой базы для развития на территории Российской Федерации перспективных беспроводных технологий связи, включая сети 6G.

Отмечу основные направления, по которым будут проведены исследования:

• работа в МСЭ и региональных организаций в области радиосвязи и стандартизации электросвязи по вопросам исследования сетей связи 6G и подготовке предложений для Ассамблеи радиосвязи 2023 года по программе исследований МСЭ-R на будущий исследовательский период и новым темам исследовательских вопросов.
• совершенствование методов управления использованием радиочастотного спектра на территории Российской Федерации с учетом внедрения сетей связи 6G, разработка соответствующего методического обеспечения для оценки электромагнитной совместимости;
• исследование перспективных телекоммуникационных услуг и сервисов на базе будущих сетей связи 6G, сценариев их предоставления, а также формирование предъявляемых к ним технических требований;
• проведение фундаментальных исследований, например, исследование технологий повышения спектральной эффективности сетей 6G, алгоритмов пространственного мультиплексирования для антенных систем сети 6G, топологии сети 6G и т. д.

Таким образом, выполнение упомянутого комплекса работ позволит создать научно-технический задел и необходимую нормативно-правовую базу для развития в Российской Федерации передовых технологий беспроводной связи, способствующих цифровому развитию всех отраслей экономики.

Надеюсь, что разработанные документы лягут в основу нового цикла исследований и мероприятий, направленных на создание сетей связи 6G в Российской Федерации, и будут способствовать выходу отечественных производителей телеком-оборудования на новый уровень.

 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 

1. Google Searches for 6G Up 80% in the Past Five Years / Официальный сайт проекта 6GWorld.
2. Материалы аналитического отчета компании Samsung «6G The Next Hyper-Connected Experience for All».
3. Материалы Рабочей группы МСЭ-R 5D. Приложение 2.24.3 Отчета председателя «Detailed workplan for the development of preliminary draft new Recommendation ITU-R M.[IMT.Vision 2030 and beyond]».
4. Материалы Рабочей группы МСЭ-R 5D. Приложение 2.24.19 Отчета председателя «Detailed work plan for a preliminary draft new Report ITU-R M.[IMT.Future technology trends].
5. Материалы Рабочей группы МСЭ-R 5D. Приложение 5 Отчета председателя «Draft working document towards a preliminary draft new Report ITU-R M.[IMT.Future technology trendss of terrestrial IMT systems towards 2030 and beyond]».
6. Материалы Рабочей группы МСЭ-R 5D. Приложение 3.7 Отчета председателя «Working document towards preliminary draft new Recommendation ITU-R M.[IMT.Vision 2030 and beyond]».