5G już nie wystarczy. Inżynierowie pokazali gigaszybki modem 6G

Technologie sieciowe dla urządzeń mobilnych rozwijane są od lat 80. XX wieku. Zbiór technologii określany jako 1G działał analogowo i umożliwiał tylko przesyłanie głosu, ale już w latach 90. powstało 2G działające cyfrowo i umożliwiało transfer danych (SMS i MMS). Lata dwutysięczne to domena 3G, a po 2010 rozwijało się 4G. Komercyjne wdrożenie sieci 5G nastąpiło dopiero w 2020 roku i dziś wciąż jeszcze wiele urządzeń nie posiada modemu 5G, który dawałby do niej dostęp. A czym są tak naprawdę te wszystkie "G"?

Nie chodzi o gramy ani stałą grawitacji. W przypadku komórkowej technologii sieciowej "G" oznacza po prostu generacje. Zasadniczo im wyższa, tym internet mobilny jest szybszy. Początkowe technologie pozwalały tylko przesyłać wiadomości tekstowe i mocno skompresowane zdjęcia. Później możliwe stało się przeglądanie internetu, jednak dopiero 4G zapewniło prędkości pozwalające komfortowo odtwarzać strumieniowo wideo w wysokiej rozdzielczości czy grać w gry online. 5G wyniosło te prędkości na jeszcze wyższy poziom, pozwalając choćby obsługiwać wiele urządzeń jednocześnie i zapewniając minimalne opóźnienia (latencję).

Jaki jest dziś najszybszy internet mobilny? Teoretyczna maksymalna granica prędkości dla sieci 5G wynosi 20 Gb/s dla pobierania i 10 Gb/s dla wysyłania danych. Z reguły jednak rozwijane prędkości są niższe. Powstająca tymczasem technologia 6G o wiele rzędów wielkości przekracza te wartości. To prawdziwy przeskok generacyjny. Inżynierowie swój projekt zaprezentowali na łamach prestiżowego czasopisma "Nature".

Jak często bywa w przypadku technologii, aby uzyskać wyższą prędkość, nie wystarczy mocniej wcisnąć pedał gazu. Potrzebna jest nowa architektura. W przypadku sieci 6G taka jeszcze komercyjnie nie istnieje, ale naukowcy z Chin i USA opracowali wyjątkowo obiecujący projekt. Ich fotoniczny system bezprzewodowy oparty na cienkiej warstwie niobianu litu (TFLN) to platforma zdolna do komunikacji bezprzewodowej w rekordowym zakresie częstotliwości ponad 100 GHz (a dokładnie 0,5 GHz do 115 GHz).

Opracowany przez naukowców modem 6G ma wielkość zaledwie 11 na 1,7 mm. Ten niewielki, zintegrowany chip zapewnia jednak ultraszerokopasmowe połączenie z internetem o niespotykanej szybkości - chyba że przez kabel. Inżynierom udało się rozwinąć szybkość połączenia 100 gigabitów na sekundę, czyli 5 razy szybszą niż wynosi teoretyczna maksymalna prędkość pobierania 5G. W rzeczywistości jednak połączenia 5G osiągają średnią prędkość mniej więcej 150-300 megabitów na sekundę. Oznacza to, że 6G oparte na chipie TFLN może działać nawet 667 razy szybciej niż dzisiejsze 5G.

Aby osiągnąć ten przełom, naukowcy wykorzystali elektrooptyczny efekt Pockelsa oraz skalowalność platformy TFLN. "Osiągnęliśmy monolityczną integrację kluczowych elementów funkcjonalnych, w tym modulację pasma podstawowego, szerokopasmową konwersję bezprzewodowo-fotonową oraz generowanie rekonfigurowalnego sygnału nośnego i lokalnego" - wyliczają inżynierowie. Zamiast używać wielu oddzielnych komponentów, udało im się połączyć wszystko w jednym, miniaturowym układzie.

Zostaje jeszcze pytanie, kiedy internet 6G stanie się dostępny komercyjnie, poza kontekstem badawczym. Twórcy układu TFLN opracowali tę technologię z myślą o przyszłości, choć nie tak odległej, jak można by się spodziewać. Nie ma jednak wątpliwości, że ona nadejdzie, bo zapotrzebowanie na szybki internet ciągle rośnie. Prognozy mówią, że technologia 6G zacznie być wdrażana w okolicach 2030 roku. Nie będzie ona działać na istniejących modemach ani nadajnikach 5G, dlatego producenci sprzętu i operatorzy sieci będą musieli rozwinąć i zaimplementować nową infrastrukturę.

A po co komu aż tak szybki internet? Podobnie jak w latach 80. niektórzy sądzili, że 640 KB pamięci powinno wystarczyć każdemu (cytat "640kb is enough for anyone" błędnie przypisywany Billowi Gatesowi), a później teraz okazuje się, że 16 GB to już trochę mało do poważniejszych zastosowań, tak samo jest z internetem. Apetyt rośnie nie tylko w miarę jedzenia, ale też w miarę rozwijania się nowych technologii.

Internet bezprzewodowy 6G będzie w latach 30. XXI wieku zaspokajał potrzeby konsumentów, instytucji i firm korzystających na potęgę z AI, strumieniujących wideo oraz gry w wysokiej rozdzielczości, poruszających się samochodami autonomicznymi, używających internetu rzeczy (IoT), systemów smart home, dronów, robotów chirurgicznych i nie tylko.

Źródło: Tao, Z., Wang, H., Feng, H. et al. Ultrabroadband on-chip photonics for full-spectrum wireless communications. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09451-8