Tehnologia 6G Plus Digital Twin va accelera dezvoltarea ambelor

Chiar dacă implementările rețelelor celulare 5G continuă să crească în SUA și în întreaga lume, programele academice majore, institutele de cercetare și operațiunile comerciale de cercetare și dezvoltare își îndreaptă atenția către investigații mai profunde asupra promisiunii și realizării tehnologiei 6G. Au avut loc deja investiții guvernamentale semnificative și se așteaptă ca acestea să crească dramatic în următorii câțiva ani. Națiunile fac joc pentru o poziție de lider în 6G atât pentru cazurile de utilizare comercială, cât și pentru cele militare și lansează explorări timpurii în tehnologie și aplicații.¹

Expansiunile semnificative anticipate în toate valorile obișnuite ale comunicațiilor celulare, inclusiv capacitatea, latența, densitatea dispozitivului, fiabilitatea conexiunii și alți indicatori de creștere a tehnologiei, sunt bine documentate.² De asemenea, este de remarcat creșterea în plină expansiune a numărului și diversității dispozitivelor care vin online prin intermediul IoT în expansiune rapidă.

Desigur, pentru a numi câteva domenii de creștere substanțială, acestea vor necesita descoperiri tehnologice semnificative în designul chipset-urilor, tehnologia antenei, rețelele încorporate în ML și învățarea automată în timp real.

Cu toate acestea, dintr-o perspectivă largă de afaceri și consumatori, impactul major al 6G este de așteptat să fie în proiectarea, implementarea și adoptarea pe scară largă a unui grup de aplicații noi care exploatează aceste descoperiri tehnologice substanțiale. (Vezi figura). Unele dintre aplicațiile discutate includ teleprezența holografică, chirurgia la distanță, desfășurarea unei flote autonome de vehicule fără pilot și explorarea spațiului adânc sau a oceanului adânc.³

Revoluția tehnologiei 6G va trebui să îndeplinească un set consistent, previzibil și solicitant de acorduri de nivel de serviciu (SLA) pentru a susține astfel de aplicații diverse, adaptându-se în același timp la un nivel fără precedent de dinamică a sistemului într-o manieră consecventă.

Lucrări pre-standarde

Deși se așteaptă ca standardele inițiale 6G să fie lansate de 3GPP abia în jurul anului 2028, eforturile de explorare, proiectare și integrare a tehnologiei de către cei mai importanți furnizori de chipset, echipamente de rețea și dispozitive, precum și furnizorii de servicii sunt de așteptat să demareze considerabil mai devreme. Aceasta conduce la o întrebare importantă: Cum testăm impactul inovațiilor tehnologice la nivel de sistem end-to-end și impactul lor eventual asupra furnizării SLA-urilor la nivel de aplicație?⁴

O preocupare asociată este înțelegerea și atenuarea oricăror probleme de interoperabilitate cu infrastructurile vechi 5G și poate chiar LTE. Se așteaptă ca aspectele de securitate să fie incluse în multe dintre aceste inovații – cum pot fi abordate acestea dintr-o perspectivă de sistem de sisteme, mai degrabă decât dintr-o perspectivă la nivel de componentă?

Ingineria digitală în general, și în special gemenii digitali, oferă o oportunitate unică de a evalua impactul combinat al acestor inovații în etapele anterioare ale ciclului de viață al produsului, poate înainte ca investițiile semnificative să fie făcute pentru a le fabrica, integra și implementa în sistemele 6G. Utilizarea gemenilor digitali și potențialul ingineriei digitale de a scurta ciclurile de viață de dezvoltare și implementare a produselor au câștigat o atenție sporită.

De ce Digital Twins?

Propun conceptul unui banc de testare digital-twin integrat 6G, ca un compus de gemeni digitali ai componentei, dispozitivului, subsistemului și elementelor de rețea, construit la diferite niveluri de fidelitate și interfațat folosind API-uri standard. Putem distinge un astfel de banc de testare de alte bancuri de testare 6G existente și propuse prin concentrarea sa finală pe evaluarea performanței aplicației end-to-end în diverse condiții de operare.

Accentul unui astfel de banc de testare este mai puțin pe evaluarea performanței sau a conformității cu specificațiile componentelor individuale. Mai degrabă, este vorba de stabilirea modului în care componenta, atunci când este integrată în implementarea la nivel de sistem, va ajuta la furnizarea de SLA-uri end-to-end.

O întrebare obișnuită care se pune este în ce măsură gemenii digitali diferă de modelele de simulare sau emulare? Un discriminator cheie este dinamic natura modelului reprezentată de un geamăn digital, care se referă la capacitatea sa de a-și actualiza starea periodic pentru a o imita pe cea a sistemului fizic corespunzător pe care îl modelează.

De exemplu, în cazul unui geamăn digital de rețea, modelul poate actualiza periodic fluxul de trafic modelat sau mediul de propagare a semnalului, sau poziția radio-urilor transceiver, din sistemul fizic. Actualizările pot proveni, de asemenea, de la un sistem AI sau ML care actualizează periodic atributele modelului digital-gem pe baza cunoașterii evenimentelor istorice sau chiar a unei agregari de rulări pentru a sintetiza comportamentul așteptat.

Pe măsură ce mai mulți senzori continuă să vină online prin intermediul IoT industrial (IIoT), aceștia vor oferi un flux de date robust care poate fi extras în mod inteligent pentru a actualiza continuu gemenii digitali și pentru a îmbunătăți acuratețea predicțiilor sale.

Astfel de bancuri de testare vor permite comunității 6G largi să răspundă la o varietate de întrebări critice pe parcursul ciclului său de viață de dezvoltare - de la prioritizarea domeniilor tehnologice la compromisuri arhitecturale, planificarea implementării, obstacole de interoperabilitate și atenuări, până la evaluări de reziliență cibernetică la nivel de sistem.

Citește povestea completă aici ...