Prvé experimenty v novom laboratóriu ukazujú, že mobilné siete budúcnosti umožnia vzájomnú komunikáciu výrazne vyššieho počtu zariadení, než je tomu u súčasných sietí 5G. Riešenie založené na hlbokých neurónových sieťach pre riadenie komunikácie v sieťach 6G môžu okrem iného prispieť k vyššej bezpečnosti automobilovej a železničnej dopravy, zefektívnenie práce záchranného systému a ďalšiemu rozvoju inteligentných miest.
Elektrotechnická fakulta (FEL) ČVUT v Prahe 23. októbra 2021 slávnostne otvorila nové laboratórium 6Gmobile RESEARCH LAB, v ktorom budú českí vedci z Katedry telekomunikačnej techniky riešiť radu užitočných problémov, ako je využitie strojového učenia pre pokročilú komunikáciu priamo medzi terminálmi (D2D) či využitie dronov ako lietajúcich základňových staníc. Nové vybavené nezávislé experimentálne laboratórium vedľa komunikácie v sieti 5G umožňuje i výskum a vývoj ďalšej generácie mobilných sietí 6G, ku ktorých spusteniu má dôjsť na prelome 20-tych a 30-tych rokov.
Približne pätnásťčlenný tím vedcov a študentov z FEL ČVUT už v novo vybudovanom laboratóriu úspešne overil výsledky výskumu potenciálnych nových funkcionalít sietí 6G. Ako vysvetlil Zdeněk Bečvář z Katedry telekomunikačnej techniky, ktorý nové výskumné laboratórium vedie: „Prvé experimenty potvrdzujú, že riadenie komunikácie založené na hlbokých neurónových sieťach bude v praxi vhodné pre nasadenie v sieťach s veľmi vysokým počtom komunikačných zariadení, kde už tradičné riešenia používané napr. v sieťach 4G alebo 5G narážajú na svoje limity. Naše navrhnuté riešenie využívajúce hlboké neurónové siete máme patentovo chránené.“
Čo sa týka využitia sietí 6G, možnosti sú otvorené, ale už dnes možno podľa doc. Bečvářa predpoklad, že siete blízkej budúcnosti výrazne zvýšia prenosové rýchlosti a umožnia nové aplikácie ako prenos hologramu v reálnom čase a zároveň zvýši spoľahlivosť komunikácie medzi automobilmi v dopravnej prevádzke a tým aj ich bezpečnosť.
Vďaka 6G sieťam je tiež možné navýšiť dátovú prevádzku na koncertoch či športových stretnutiach, všade tam, kde dochádza k dočasnému preťaženiu siete. Pre tieto účely výskumníci z FEL ČVUT vyvinuli prototyp dronu, ktorý slúži ako základná lietajúca stanica poskytujúce dočasné služby mobilnej siete pri ich krátkodobom výpadku, napríklad pri ich krátkodobom výpadku.
6G mobilné výskumné laboratórium bude spolupracovať so špičkovými pracoviskami z celého sveta
Laboratórium je založené na definovanej sieti, kde je špecifický hardvér mobilných sietí nahradený výkonnými a jednotlivými funkciami mobilných sietí sú realizované softwarovo. Laboratórium využíva otvorený software OpenAirInterface, ktorého vývoj zahájila francúzska univerzita EURECOM a na ktorého vývoji sa teraz podieľajú i predné spoločnosti z oblasti mobilných komunikácii, ako Nokia Bell labs, Qualcomm, či Facebook.
Ako uviedol doc. Zdeněk Bečvář: „Univerzálne mobilné siete založené na softvérovo definovanom riešení využívajúcom napríklad OpenAirInterface sú celosvetovým trendom, keďže vývojár má detailnú kontrolu nad celou technológiou a zároveň môže konfigurovať a upravovať ľubovoľný detail siete, čo špecializované komerčné riešenia neumožňujú. Náklady na vybudovanie takejto siete sú nižšie ako siete založené na bežných špecializovaných produktoch, navyše má sieť dlhšiu životnosť, pretože rozšírenie o nové funkcionality spočíva v úprave otvoreného kódu.“ Vďaka tomu bude nové laboratórium spolupracovať na výskume a vývoji mobilných sietí so špičkovými pracoviskami po celom svete, okrem iného TU v Mníchove či EURECOM.
Laboratórium je vybavené celkom osemnástimi zariadeniami, ktoré môžu byť nakonfigurované buď ako základná stanica alebo mobilné zariadenia na výskumné účely. Overenie funkcionality mobilných sietí 5G a testovania nových aplikácií je však možné komunikovať aj s bežnými telefónmi a modemami. Ďalej je laborátórium vybavené dvomi výkonnými servermi pre edge computing.
Ako uviedol ku konkrétnym experimentom dr. Jan Plachý z Katedry telekomunikačnej techniky FEL ČVUT v Prahe: „Sme radi, že sa nám podarilo úspešne overiť naše teoretické riešenia a výsledky publikované v prestížnom časopise IEEE Transactions on Wireless Communications, kde sme navrhli spôsob predikcie kvality komunikačného kanálu medzi dvoma zariadeniami za pomoci strojového učenia. V laboratóriu sme overili, že náš nový algoritmus funguje na živej sieti podobne merať kvalitu. V laboratóriu sme overili, že náš nový algoritmus funguje na živej sieti obdobne ako v simuláciách a riešenie dolaďujeme pre využitie v praxi.“
O 6G mobilnom výskumnom laboratóriu
Novo otvorené nezávislé laboratórium je vybavené zariadeniami umožňujúcimi emuláciu mobilných sietí 5G plne v súlade s platnými normami. Na rozdiel od obdobných sietí vybavených komerčnými špecializovanými produktmi, umožňuje však nielen testovanie bežných služieb sietí 5G, ale slúži aj k overovaniu nových riešení, optimalizáciu a ladenie parametrov, a to i pre budúce siete 6G.
Zdroj: https://fel.cvut.cz, zverejnené: 25. 10. 2021, autor: rpa
