Il 5G sta ancora prendendo piede. Stiamo osservando gli operatori che implementano l’infrastruttura, dibattono sulla copertura e si adattano alla realtà della connettività mobile di prossima generazione. Ma mentre aspetti il prossimo segnale, i ricercatori sono già ossessionati da ciò che verrà dopo. L’obiettivo è il 6G.
La promessa è semplice sulla carta. Dati più veloci. Latenza prossima allo zero. Ma per raggiungere questo obiettivo è necessario eliminare le regole. L’arma segreta è la gamma di frequenza terahertz.
“La prossima generazione di telefonia mobile mira a velocità di trasmissione più elevate e ritardi più brevi utilizzando onde portanti nella gamma dei terahertz.”
Questa non è solo una piccola modifica alle torri esistenti. Si tratta di un cambiamento fondamentale nel modo in cui spostiamo i dati. Wolfgang Kellerer, a capo di un grande progetto presso l’Università Tecnica di Monaco (TU München), è alla guida della definizione degli standard per questa futura rete. Il suo lavoro si concentra su come le onde terahertz possano effettivamente funzionare in condizioni reali.
Il problema con le attuali reti 5G è fisico. C’è un limite alla quantità di dati che puoi spremere attraverso le onde radio prima di raggiungere il limite della fisica. Le onde terahertz si trovano tra la radiazione a microonde e la luce infrarossa nello spettro elettromagnetico. Offrono un’enorme larghezza di banda. Ciò significa più dati. Molto di più.
Ma la larghezza di banda è solo metà della battaglia. Il decadimento del segnale è il killer. Le onde terahertz faticano a percorrere lunghe distanze. Vengono assorbiti dall’aria, dalla pioggia e persino dai muri. Per rendere praticabile il 6G, gli ingegneri devono risolvere il problema della propagazione. Non puoi semplicemente costruire torri più alte. Hai bisogno di nuovi tipi di antenne. Hai bisogno di superfici intelligenti. È necessario un ripensamento completo della rete di accesso radio.
Il team di Kellerer sta analizzando nel dettaglio quali standard possano gestire questo caos. Non è solo una questione di velocità. Si tratta di affidabilità. Si tratta di fare una rete che funzioni quando ti muovi, quando piove, quando sei in uno stadio affollato.
La transizione non sarà fluida. Stiamo passando da un mondo di macrocelle a un mondo di microsegmenti e potenzialmente anche a relè basati su droni. Il costo delle infrastrutture sarà elevato. Il consumo energetico sarà elevato. Ma il risultato è una rete che sembra istantanea.
Perché stiamo spingendo per questo? Perché le applicazioni stanno cambiando. Non si tratta solo di streaming video più veloce. Si tratta di Internet tattile. Chirurgia a distanza. Comunicazione olografica. Questi richiedono tempi di risposta che il 5G non può garantire. Chiedono il salto dei terahertz.
Le norme non sono ancora scritte. L’hardware non è prodotto in serie. Ma la ricerca sta accelerando. Se il team di Kellerer trovasse un modo per stabilizzare le onde ad alta frequenza, la definizione di “connessione” cambierebbe per sempre.
Stiamo guardando a un futuro in cui la rete scompare nell’ambiente. Dove i dati scorrono così velocemente sembra una magia. Ma la magia ha un prezzo. Richiede un’ingegneria che sta appena iniziando a prendere forma.
La prossima generazione di funzionalità mobili, 6G, sarà disponibile di più come solo download rapidi. Sie soll Hologramme zur Kommunikation und ferngesteuerte chirurgische Eingriffe ermöglichen. Der Schlüssel dazu liegt in der Nutzung von Terahertz-Frequenzen. Diese Wellenlängen bewegen sich im Spektrum zwischen Mikrowellen und Infrarotstrahlung. Sie sind kürzer als die Frequenzen, die attuali standard di funzionalità mobile nutzen.
Kürzere Wellen bedeuten jedoch eine physikalische Grenze: die Reichweite. Signale in diesem Bereich verbreiten sich nicht weit. Das zwingt dazu, die Sendemasten deutlich dichter zu platieren. 5G hatte bereits mehr Antennen in kleineren Abständen nötig. 6G treibt dieses Konzept noch einen Schritt weiter.
Der TUM-Forschungsansatz
Wissenschaftler an der Technischen Universität München (TUM) untersuchen derzeit, wie ein solches Netz funktionieren kann. Das Projekt 6G Zukunftslabor Bayern ist das größte universitäre Vorhaben in Deutschland zur sechsten Mobilfunk generation. Il team sta lavorando per sviluppare i principali meccanismi di questa tecnologia. Si tratta di una tabella di marcia per la standardizzazione.
“Es geht in der Forschung weniger um Geschwindigkeitsrekorde als vielmehr um eine Sicherheit von 99,999999999 Prozent.” – Professor Wolfgang Kellerer
Die drei Jahre Laufzeit sind kurz bemessen. Il progetto deve essere compreso, il 6G non è solo una potenza teorica. Es soll die Grundlage für den späteren Standard setzen.
Latenz und künstliche Intelligenz
Warum sollte man sich mit so vielen kleinen Antennen herumplagen? Der Vorteil liegt in der Latenz. Weil die Signale kürzere Wege zurücklegen müssen, erreichen sie das Zielgerät in Bruchteilen von Millisekunden. Questa estrema geschwindigkeit è entscheidend für zeitsensitive Anwendungen.
Autonomes Fahren ist ein Paradebeispiel. Ein autonomes Fahrzeug muss Reaktionen in Echtzeit verarbeiten. Bei 6G würden Daten kaum spürbare Verzögerungen haben. Auch künstliche Intelligenz profitiert davon. Modelle, die auf Cloud-Rechenleistung angewiesen sind, könnten komplexere Aufgaben schneller lösen, wenn die Verbindung nicht zum Flaschenhals wird.
Germania als Vorreiter?
Professor Wolfgang Kellerer, Projektleiter am TUM, sieht Potenzial für eine führende Rolle Deutschlands. Die Frage ist nicht nur, wer die ersten Geräte baut. Sondern erano le infrastrutture definite. Die Sicherheit der Verbindung steht dabei im Vordergrund.
Die geforderte Ausfallwahrscheinlichkeit liegt bei null Punkt null null null null null null null null neun. Das ist eine andere Art von “perfekt”. Es geht nicht um maximalen Durchsatz. Es geht um assoluta Zuverlässigkeit. Wenn eine Roboterhand im Ausland operiert, darf die Verbindung nicht zusammenbrechen. 6G soll diese Stabilität bieten.
Die Forschung konzentriert sich also auf Stabilität. Nicht auf Blitze. Auf Präzision. Auf Dichte.
Ob das Netz in Bayern bereits jetzt die Zukunft vorwegnimmt, bleibt abzuwarten
Il 5G è ancora in fase di diffusione in molte aree. Eppure i ricercatori sono già nelle trincee del 6G. La domanda non è realmente se il 5G sia obsoleto. Riguarda ciò che ciascuno standard consente.
Il 5G rimane fondamentale per l’Industria 4.0. Facilita la comunicazione da macchina a macchina su scala industriale. Il 6G sposta l’attenzione. È incentrato sugli esseri umani e sul loro ambiente immediato.
Oltre lo smartphone: cosa controlla effettivamente il 6G
Quando gli esperti parlano di esseri umani nel 6G, non intendono semplicemente scorrere i feed su un telefono. La tecnologia si integra con una vasta gamma di sistemi embedded. Interagiremo con queste tecnologie in modo naturale, aiutati da mobilità e capacità di sensori superiori.
Immagina robot assistivi in casa. Mappe 3D ad alta risoluzione per veicoli autonomi. Visualizzazioni olografiche che rendono presenti le conversazioni remote. Questi non sono più concetti di fantascienza. Sono obiettivi ingegneristici.
Lo standard consentirà un posizionamento preciso al millimetro. Ciò consente il funzionamento remoto dei dispositivi medico-chirurgici. Supporta applicazioni in cui la precisione non è negoziabile.
Velocità di terabit e il mito dell'”abbastanza veloce”
Il 6G opera su frequenze più alte. Questo teoricamente supporta velocità di trasmissione di un terabit al secondo. È incredibilmente veloce. Ma la velocità non è l’obiettivo principale della ricerca.
“Siamo meno interessati ai record di velocità. Vogliamo gettare le basi per la massima affidabilità a prova di guasto, periodi di latenza più brevi, la massima efficienza energetica e nuovi metodi per la sicurezza dei dati anche quando si utilizzano computer quantistici.”
L’affidabilità è la vera metrica. Nelle operazioni telementali, l’affidabilità del 99,9% è inaccettabile. Quando è in gioco una vita umana i margini di errore svaniscono. L’obiettivo per le reti 6G è una disponibilità del 99,999999999%.
La latenza è altrettanto critica. La collaborazione uomo-robot richiede un ritardo prossimo allo zero. Se un robot interpreta male un segnale, potrebbe ferire qualcuno o distruggere qualcosa in una frazione di secondo. Il 6G mira a una latenza significativamente inferiore al millisecondo. Queste garanzie devono valere su reti diverse, non solo all’interno dell’infrastruttura di un singolo fornitore. Questa è una sfida architettonica enorme.
Reti intelligenti e gemelli digitali
L’intelligenza in una rete 6G significa auto-ottimizzazione. L’intelligenza artificiale eseguirà calcoli e regolerà le prestazioni in modo dinamico. La rete diventa flessibile. Fornisce energia esattamente dove serve, esattamente quando serve.
Per la prima volta la rete e innumerevoli sensori nei dispositivi collaboreranno. Robot e veicoli autonomi contribuiscono a questo ecosistema. La rete stessa diventa un sensore. Analizzando i segnali radio, può rilevare oggetti tra mittente e ricevitore. L’intelligenza artificiale elabora questi dati per creare un’immagine dell’ambiente circostante l’utente. Quindi adatta la rete di conseguenza.
Sviluppare architetture che ottimizzino le varie proprietà dei sensori è difficile. Questi sistemi devono essere addestrabili. I gemelli digitali sono centrali in questa ricerca. Queste sono repliche virtuali di oggetti fisici. I produttori li utilizzano già per simulare gli impianti di produzione. I ricercatori ora vogliono creare gemelli digitali dei componenti di rete. Utilizzeranno l’apprendimento automatico per ottimizzarli.
Cronologia e sovranità
Lo sviluppo di una nuova generazione di dispositivi mobili richiede in genere dieci anni. Per iniziare con successo all’inizio degli anni ’30, la ricerca è iniziata presto. Questo interrompe il ciclo abituale. La collaborazione con gli altri stakeholder è fondamentale.
La piattaforma Thinknet 6G facilita questo networking. Raccoglie le esigenze dell’economia e della società. Il coinvolgimento precoce garantisce che la tecnologia soddisfi le richieste del mondo reale.
La Germania vede qui una possibilità di leadership. L’obiettivo è creare una base per aziende lungimiranti. Le startup possono emergere. I migliori esperti possono essere formati in programmi accademici. Si tratta di sovranità. Se i componenti si guastano, la possibilità di sostituirli in modo indipendente è essenziale. La dipendenza dalle infrastrutture esterne è un rischio. L’obiettivo è l’autosufficienza.
Il passaggio dalla velocità alla precisione cambia tutto. Non si tratta solo di download più veloci. Si tratta di reti che pensano, si adattano e proteggono. L’infrastruttura necessaria è complessa. La posta in gioco è più alta dei parametri di larghezza di banda.
