Высокоскоростной доступ к сети Интернет приобрел решающее значение в мире, где общение в школе, на работе, в личной жизни и в чрезвычайных ситуациях все чаще осуществляется с помощью мобильных устройств. Однако на удивление большая часть территории США до сих пор не имеет достаточной скорости широкополосного или сотового соединения. Одним из возможных решений может стать сеть сотовой связи шестого поколения, которая, по мнению экспертов, добавит к наземным вариантам покрытия еще и космическую систему. Такая сеть 6G в перспективе сможет обеспечить высокоскоростной связью всю страну, но ее разработка пока находится на ранней стадии.

Такие действия, как участие в видеосовещаниях и передача видео высокой четкости, требуют скорости загрузки 25 мегабит в секунду. Однако в 2019 году такие скорости были недоступны для 4,4% американцев, согласно последнему отчету Федеральной комиссии по связи США о развитии широкополосной связи. В сельских районах (17%) и на территориях племен (21%) этот показатель примерно в четыре-пять раз выше, что способствует возникновению цифрового неравенства, которое оказывает непропорционально сильное влияние на и без того недостаточно охваченные сетью районы.

Летом этого года федеральное правительство предприняло шаги по расширению существующей инфраструктуры широкополосной связи. В конце июня администрация Байдена объявила о выделении 42,45 млрд. долл. на реализацию программы "Равный, доступный и развернутый широкополосный доступ" (Broadband Equity, Access, and Deployment, BEAD) – федеральной инициативы, направленной на обеспечение всех жителей США надежным высокоскоростным доступом в Интернет. В рамках проекта особое внимание уделяется широкополосному подключению, однако некоторые исследователи полагают, что более мощная сотовая связь в перспективе может избавить от необходимости использования проводного Интернета.

Сеть 6G находится на столь ранней стадии разработки, что пока даже не ясно, насколько быстрой она будет. Каждое новое поколение беспроводных технологий определяется Международным союзом электросвязи ООН (International Telecommunication Union, ITU) как имеющее определенный диапазон скоростей загрузки и выгрузки данных. Для 6G эти стандарты еще не определены – скорее всего, ITU сделает это в конце следующего года, – но отраслевые эксперты ожидают, что она будет от 10 до 1000 раз быстрее, чем нынешние сети 5G. Это будет достигнуто за счет использования более высокочастотных радиоволн, чем у предшественников. Это обеспечит более быстрое соединение с меньшими задержками в сети.

По мнению ведущего исследователя 6G и профессора электротехники и вычислительной техники в Virginia Tech Лингджии Лю (Lingjia Liu), независимо от того, насколько быстрой окажется новая сеть, она может позволить использовать футуристичные технологии. "Wi-Fi обеспечивает хороший сервис, но 6G разрабатывается для того, чтобы предоставлять даже лучший сервис, чем ваш домашний маршрутизатор, особенно в части задержек, для решения проблемы растущего количества удаленной рабочей силы, – говорит Лю. Это, вероятно, приведет к появлению целой волны новых приложений, которые были недостижимы при нынешних скоростях сети. Например, ваш телефон может служить маршрутизатором, самоуправляемые автомобили смогут практически мгновенно связываться друг с другом, а мобильные устройства станут полностью беспроводными". "Скорость 6G позволит реализовать приложения, которые сегодня мы даже не можем себе представить. Задача отрасли – обеспечить глобальное покрытие и поддержку для этих приложений, когда они появятся", – говорит Лю.

Хотя теоретическая скорость 6G кажется невероятно высокой, предшествующая ей сеть 5G также претендовала на молниеносную скорость соединения. Однако во многих частях света до сих пор нет доступа к инфраструктуре 5G; даже устройства, созданные для использования преимуществ 5G, должны предусматривать возможность возврата к 4G и 3G, если эти более медленные сети окажутся единственным доступным вариантом. "В настоящее время зона покрытия сотовой сети 5G составляет лишь около 10% поверхности Земли, – говорит Джеффри Эндрюс (Jeffrey Andrews), директор 6G@UT, исследовательского центра при Техасском университете в Остине, который работает над базовыми технологиями для поддержки сотовых сетей 6G в ближайшем будущем. По словам Эндрюса, в эпоху 6G зона покрытия может кардинально измениться, поскольку новое поколение сетей будет частично базироваться в космосе, что позволит им покрывать гораздо большую часть планеты, чем их наземные предшественники. "Я думаю, что использование космических систем для обеспечения глобального покрытия станет революционным аспектом эры 6G", – говорит Эндрюс.

Современные исследования и разработки в области 6G направлены на создание внеземных сетей, состоящих из низкоорбитальных (low-Earth orbit, LEO) спутников и беспилотных летательных аппаратов. Ожидается, что стоимость таких сетей будет в разы меньше, чем у 5G, которая в основном опирается на наземные волоконно-оптические кабели и вышки сотовой связи. По мнению Эндрюса, опираясь на уже создаваемые спутниковые системы LEO, 6G сможет обеспечить более дешевую связь по сравнению с 5G, которая требует времени и средств для прокладки оптоволокна по всей стране, в том числе в местах с относительно небольшим количеством жителей.

Эти малонаселенные районы являются основной целью программы BEAD – так что если BEAD подключит всю страну к существующим широкополосным сетям, то потребуется ли вообще глобальное покрытие 6G? Хотя инвестиции в программу BEAD – это шаг к преодолению цифрового неравенства, некоторые эксперты ставят под сомнение ее потенциал. Программа BEAD выделяет средства каждому штату и территории США на основе карты широкополосного доступа Федеральной комиссии по связи (Federal Communications Commission, FCC), которая подверглась тщательному анализу со стороны телекоммуникационной отрасли из-за различных неточностей. Одна из ранних версий карты была оспорена более чем в четырех миллионах населенных пунктов.

"Я не могу преуменьшить, что то, как принимались решения по данным при создании этой карты, будет иметь последствия для многих поколений", – говорит Алексис Шруббе (Alexis Schrubbe), директор проекта Internet Equity Initiative (Инициатива по обеспечению равенства в Интернете) в Институте науки о данных Чикагского университета. "Эта карта, вероятно, является самым высокостатусным продуктом данных, когда-либо созданным федеральным правительством". Это делает ее недостатки чрезвычайно значимыми. По словам Шруббе, алгоритмы, использовавшиеся для определения мест, пригодных для обслуживания широкополосного доступа, часто допускали ошибки при анализе земель коренных американцев и сельских районов – ярких примеров тех мест, где так остро необходимо расширение возможностей подключения.

Несмотря на то, что FCC продолжает разрабатывать карту широкополосной связи, чтобы лучше понять, где необходимо покрытие, проблемы карты означают, что 6G в конечном итоге сможет быстрее и дешевле подключить каждое устройство в США. Шруббе считает, что эти два типа технологий дополняют друг друга. "Они работают согласованно друг с другом", – говорит она. – Не обязательно, что одна технология конкурирует с другой, скорее, если у нас будет более развитая информационно-транспортная система по всей территории США, то это откроет возможности для еще большего расцвета этих технологий".

По мнению Хариша Вишванатана (Harish Viswanathan), руководителя отдела исследований радиосистем в Nokia Bell Labs, еще одним способом улучшения 6G по сравнению с предыдущими поколениями является использование искусственного интеллекта. "Я думаю, что мы увидим множество применений искусственного интеллекта в 6G, гораздо больше, чем в 5G", – прогнозирует Вишванатан. ИИ поможет существующим сетям экономить энергию за счет анализа использования данных в режиме реального времени, а также сыграет решающую роль в скорости обработки и загрузки данных. "Машинное обучение, в частности глубокое обучение, которое мы называем искусственным интеллектом, добилось значительных успехов в других областях", – говорит Вишванатан. "Теперь эти инструменты актуальны для нас в беспроводной связи".

Технология связи шестого поколения может предложить революционные перспективы, но она не сможет заменить существующие сети в течение некоторого времени: ранее в этом году ITU оценил, что 6G станет доступной для потребителей не ранее 2030 года.

Тайлер Кэрролл