Januari 2023
3, 4, 5 en daar is 6G
We zijn nog maar nauwelijks klaar met de implementatie van 5G, of 6G is al onderweg. Waarom zouden we dit nodig hebben? Wat heeft 6G meer te bieden? En welke consequenties heeft het? Veel antwoorden hebben we nog niet, maar duidelijk is wel: -alles wordt anders.
Eerst wat informatie over de techniek. Signalen moeten bij 6G in frequentiegebieden worden verzonden boven de millimeterbanden (mmWave) die worden gebruikt voor 5G. Alleen dan kunnen snelheden worden bereikt die verder gaan dan die worden geleverd door 5G-netwerken. De volgende draadloze prestatiegrens na mmWave is TeraHertz (THz). THz-frequenties kunnen enorme hoeveelheden gegevens dragen, maar lijden ook aan wat ook wel ’path loss’ wordt genoemd. Dit is de vermindering van de vermogensdichtheid van een elektromagnetische golf terwijl deze zich door de ruimte voortplant. Die neemt snel af. Anders gezegd: het signaal verzwakt snel.
Door de grote capaciteit van het THz-spectrum en de korte afstanden tussen zenders en ontvangers die mogelijk zijn bij een 6G-verbinding, denken sommige onderzoekers dat er eigenlijk helemaal geen speciaal spectrum nodig is voor 6G. Het klinkt wellicht wat science fiction-achtig, maar een 6G-toepassing zou aan spectrum kunnen gebruiken wat het nodig heeft, wanneer het dat nodig heeft en zou dat stukje spectrum vervolgens weer kunnen opgeven wanneer de toepassing het niet meer nodig heeft. Dat wordt ook wel ‘shared access spectrum’ genoemd. Hierbij kunnen meerdere toepassingen gebruikmaken van hetzelfde stukje spectrum, zonder dat zij elkaar ‘in de weg zitten’.
Niet mensen maar machines
De enorme hoeveelheden aan data die 6G-netwerken straks kunnen verzenden en de snelheden waarmee dit zal gebeuren, liggen ver boven het vermogen van mensen om nog te kunnen verwerken. Hierdoor zullen mensen en computers/machines allebei een andere rol krijgen. 6G zal dan ook in de eerste plaats bedoeld zijn voor het verbinden van machines die betrokken zijn bij complexe taken. Denk aan een medische operatie-op-afstand. De rol van de arts (de mens) wordt dan veel meer gericht op wat we met die operatie willen bereiken in plaats van bezig te zijn met vaak zeer complexe handelingen die met een operatie gepaard gaan. Anders gezegd: de mens bepaalt het doel en houdt toezicht, terwijl de machine de feitelijke handelingen zelfstandig uitvoert. Ander voorbeeld: een 6G-systeem zal volgens analisten straks in staat zijn om binnenkomende vliegtuigen zodanig digitaal onder controle te houden dat zij met tussenpauzes van 10 seconden kunnen landen.
6G is veel meer dan een snellere versie van 5G
Bij 6G gaat het dus niet zozeer om het snel kunnen verzenden van veel gegevens die vervolgens door mensen worden gebruikt. Het gaat daarentegen om toepassingen die enorme hoeveelheden data verzamelen, uitwisselen met andere systemen en op basis daarvan kunnen handelen. Doordat data bij 6G vrijwel onmiddellijk wordt verzonden, betekent dit dat de verwerkingscapaciteit die nodig is om de enorme hoeveelheden data te analyseren zich ook zeer dichtbij de transmissielocatie moeten bevinden. Zeer complexe applicaties kunnen immers niet wachten op gegevens die eerst over langere afstanden heen en weer moeten worden verzonden.
Vergelijking van 4G, 5G en 6G.
Stevige uitdagingen
Het meeste 6G-verkeer zal straks tussen toepassingen en dus intern binnen het netwerk plaatsvinden. Anders gezegd: computers die met computers ‘praten’. Dit in tegenstelling tot de netwerken van vandaag, waar het meeste verkeer naar een gebruiker reist, bijvoorbeeld een mens met een smartphone. Doordat de mens een veel kleinere rol speelt in het aansturen van het netwerk, zal het netwerk dit zelf moeten gaan doen. Bij 6G zal er dus veel intelligentie in het netwerk moeten zitten. Het netwerk bepaalt straks waar data wordt verzameld en geanalyseerd en hoe dit voor elkaar wordt gekregen. Dit gebeurt vrijwel geheel automatisch. Netwerk en softwareapplicaties zullen dus met elkaar integreren. Deze softwareapplicaties worden in de 6G-wereld ‘Distributed Intelligence Systems’ genoemd. Zonder deze intelligente toepassingen zullen we niet volop van de prestaties van 6G kunnen profiteren.
6G vormt een stevige technische uitdaging voor de onderzoekers bij tal van chip-, telecom- en IT-bedrijven. Veel basistechnologie moet nog worden ontwikkeld, om van het creëren van standaarden nog maar te zwijgen. Een bijkomende uitdaging is psychologie: durven mensen een 6G-systeem zodanig te vertrouwen dat deze zelfstandig kunnen opereren? Zelfrijdende auto’s en de vraag of een autopilot nu wel of niet toegestaan is, laten zien dat dit een lastige discussie is. Hoe ontwerpen we bovendien systemen of toepassingen die we wél durven te vertrouwen? Aan welke wetgeving moeten die dan voldoen? En hoe laten we de mens eventueel toch ingrijpen? Lastige vragen, want een ‘panic button’ tijdens bijvoorbeeld een medische operatie zal hoogstwaarschijnlijk niet werken. Maar wat dan wel?
Meer
6G is dus veel meer dan een snellere versie van 5G. Wat 6G juist zo interessant maakt zijn de veranderende rollen van mens en machine die de fantasie zullen gaan prikkelen en tot nieuwe toepassingen zullen gaan leiden. De komst van 6G ligt echter nog wel een flink aantal jaren voor ons. De toepassingsmogelijkheden zullen echter radicaal anders zijn dan we tot nu toe gewend zijn. We zullen die jaren ook hard nodig hebben om ons voor te bereiden op een wereld waarin we te maken krijgen met zelfstandig functionerende softwareapplicaties en netwerken, en waarvan we maar mogen hopen dat zij al die transmissiesnelheden en verwerkingscapaciteit goed zullen gebruiken.
Tekst: Robbert Hoeffnagel
Fotografie: iStock