Det kan vara en obehaglig tanke för dem som fortfarande inte kan få en adekvat 4G-signal där de bor eller arbetar, men de första kommersiella 5G-tjänsterna kommer att fortsätta att leva senare i år i USA.

Asien, Europa och Storbritannien kommer att följa 2019 och 2020, kickstarting en ny generation av mobilteknologi, som kan ha ultrasnabb hastighet, större kapacitet och extremt låg latens.

Dessa egenskaper kommer att möjliggöra förbättrat mobilt bredband och möjligheten till nya tillämpningar inom områdena Dells Internet, Artificial Intelligence (AI) och Virtual Reality (VR), förändra hur vi jobbar och spelar.

Men vid kanten av polcirkeln i norra Finland arbetar en grupp forskare redan med att generera tjänster utöver det, utan att det är övertygat om att 5G kommer att kunna leva upp till de otroligt höga förväntningarna som dess förespråkare har skapat.

  • Vad är 5G? Allt du behöver veta

Vägen till 6G

Uleåborgs stad är hemma för en blomstrande teknikscen med start och stora tekniska företag som vill dra nytta av ingenjörs talang kvar utan jobb efter Nokias dramatiska fall från nåd på mobilmarknaden.

Det säger inte att Nokia inte har en närvaro här. Fabriken för telekommunikationsutrustning och FoU-center arbetar med 5G-teknik och anläggningen faktureras som "radionätet" på grund av dess roll i utvecklingen av varje signifikant generation av cellulära anslutningar. Och det är angeläget att detta fortsätter med 6G.

Företaget är en av 60 organisationer som deltar i Uleåborgs 5G Test Network (5GTN), som täcker universitetsområdet och delar av staden. 5GTN kan så småningom ligga till grund för världens första 6G-nätverk, med 6Genesis-projektet som tar ledningen.

6Genesis är ett åttaårsprogram med 251 miljoner euro i finansiering, som syftar till att undersöka den trådlösa kommunikationstekniken som så småningom kommer att omfatta 6G-nätverk.

Finlands Akademi är den enskilt största sponsorn, med Uleåls universitets elektronik- och kommunikationsingenjörsavdelning som ägnar sig åt alla sina resurser till projektet. Andra deltagare är företags sponsorer som Nokia, samt Aalto University och det statliga forskningscentret VTT.

“Uleåborgs universitet är starkt med 5G och med detta program hoppas vi vara starka med 6G,” säger Ari Pouttu, 6Genesis samarbetsprojektledare. “Vår långsiktiga ambition är att 5GTN ska bli världens första 6G-nätverk, så vi ständigt uppgraderar det.

“Universitetets roll är att se vad som kommer att hända under de kommande tio åren. Självklart ska vi göra forskning för en kortare tidsram, men det mesta av vårt arbete täcker en längre period.”

Levererar 5G-löftet

Pouttu säger att det finns en motvilja inom industrin att kalla något "6G" på det här steget, men säger att det är tradition för de jämntalade generationerna att leverera löftet för de udda numren. Till exempel levererade 4G den datavolution som antyddes vid 3G och 6G kommer att leverera låg latens och arkitektonisk skift som 5G lovar.

Det enklaste åtagandet för 5G att leverera är snabbare hastigheter eftersom det hanterar spektrum mer effektivt. Tidiga 5G-nätverk som använder 3,4GHz kommer inte att vara alltför olika från LTE men användningen av millimetervåg (mmWave) frekvenser längre upp i spektrumet kommer att vara dess äkta arv.

Dessa frekvenser har traditionellt ansetts olämpliga för mobil kommunikation, men kommer att vara en nyckelkomponent i 5G-nätverk. Och 6G har för avsikt att bygga på detta arv genom att använda airwaves ännu högre i spektret.

Men nackdelen med denna bandbredd är att signalerna har en låg penetreringshastighet, vilket innebär att nätverk måste förtätas med hjälp av mikroinfrastruktur som små celler, som kompletterar traditionella master. Forskarna tror att det kommer att ta betydande tid och kapital för att uppnå den nödvändiga densiteten.

“Det finns redan en teori som kommer att behöva vara 1000-tal av radio per person,” lägger till Pouttu.

Under tiden kan den extremt låga latens som utlovas av 5G endast uppnås genom att arkitekturutrustad cellulärt nätverk.

Med den nuvarande generationsinfrastrukturen använder mobila enheter radionätverket för att ansluta till basstationen innan de ansluter kärnnätet, med samma process som används för att återställa signalen. Detta är emellertid för länge en process för Industrial Things of Things (IIoT) och några andra latentkänsliga tillämpningar.

Mobiloperatörer använder sig av Software Defined Networking (SDN) och Network Functionisation (NFV) -teknologi för att flytta funktioner runt sitt nätverk, närmare kunder, i kombination med kantdatacenter. Detta minskar latens betydligt.

Det här skiftet kan inte hända förrän i mitten av 2020-talet, men Pouttu tror att latens fortfarande är för hög för industriella tillämpningar: “Det kommer att vara millisekund när mikrosekund behövs.”

Vad exakt är 6G?

Det är lätt att avvisa 6G som ett annat industrisymbol, men det finns redan en uppfattning om vilka 6G-nätverk som kommer att utgöra. Pouttu förväntar sig att de kommer att kommersialiseras i början av 2030-talet, och erbjuder ännu snabbare hastigheter, ännu större kapacitet och ännu lägre latens.

Tidiga 6G-nätverk kommer i stor utsträckning att baseras på 5G-infrastruktur, en bekräftelse på att varje generation "lånar" delar från den tidigare och kommer därmed att dra nytta av det ökade antalet radioer och decentraliserade nätverksarkitektur som kommer att ske med 5G.

Med avseende på hastighet kommer 6G-nätverk att tillåta 1Tbps genom att använda sig av sub-1THZ-spektrum och kommer att fokusera på att ansluta “biljoner” av objekt, snarare än “miljarder” av mobila enheter.

Latency kommer att förbättras genom användning av Artificial Intelligence (AI) för att bestämma det bästa sättet att överföra data från enheten till basstationen och via nätverket. Det förutses också att organisationer utanför mobilindustrin kommer att spela en mycket större roll i standardiseringen, vilket innebär att det kan skräddarsys efter deras behov.

“Det har varit mycket prat om att föra vertikaler till 5G-utveckling, men bara ett fåtal företag i 3GPP-standardiseringsgrupperna kommer från utanför IKT,” säger Pouttu. “Detta kommer att förändras med 6G.”

Mikrooperatörens uppkomst

Sub-1THz-frekvenserna öronmärkta för 6G kommer att vara ännu sämre att penetrera inomhus än mmWave-spektret som ska användas i 5G, så det kan vara att byggägare, i stället för operatörer, bygga upp näten.

“På universitetet har vi kommit fram till något som heter mikrooperatörsmodellen,” förklarar Pouttu. “

“När en fastighetsägare börjar bygga en byggnad, till exempel ett köpcentrum eller en fotbollsstadion, bestämmer de vem som ska bygga nätverket. Mikrooperatörer kommer att uppdrag att bygga och upprätthålla mobilnät som en neutral värd och erbjuda tillgång på grossistbasis.

“Mobiloperatörerna själva kommer att gå vidare [kedjan] till saker som innehåll och sammanhang, med underhåll av utlämnade mobilnät.”

De första stegen

Vägen till 6G är en lång och 6Geneses forskningsverksamhet är bara bara igång. Efter finansieringen var säkrad tidigare i år var det en paus för sommaren, och nu finns det en riktig aptit att komma igång.

På grund av Finlands Akademins bidrag kommer vissa delar av forskningen att skräddarsys för landets behov. Initial fokus kommer att vara på Industry 4.0, personlig hälsovård, hållbar energi och autonom transport.

Det kan finnas en tidig definition av 5G - 1Tbps hastigheter, mikrosecond latens, oändlig kapacitet och användningen av AI för att bygga nätverk och färdtrafik - men det kommer att vara mer än ett decennium innan det är en verklighet.

Industriella tillämpningar kommer sannolikt att vara den största enskilda mottagaren, men behöver konsumenterna verkligen en sådan avancerad anslutning? Pouttu säger att han inte är orolig och säger att ingen kunde ha förutsagt uppkomsten av YouTube och andra videotjänster som gjorde 4G så nödvändigt.

“Vi är bara ingenjörer, folk kommer att tänka på applikationerna.”

  • Här är de bästa mobiltelefonen erbjudanden för september 2018