Nokias forskningschef om 6g: ”Nu går utvecklingen in i nästa fas”

Bell Labs är ett anrikt forskningsföretag som funnits i nästan 100 år, och som under alla år legat långt fram på telekomområdet. Men det var först 2016 som företaget blev en del av Nokia.

Peter Vetter är chef för Bell Labs Core Research sedan fem år tillbaka och arbetar till vardags på högkvarteret som ligger i Murray Hill i New Jersey. Han leder flera forskningsteam som är verksamma i olika delar av världen, men vill inte avslöja exakt hur stora resurser som har tilldelats 6g-utvecklingen. Han konstaterar dock att det rör sig om en betydande del av verksamheten och att man kan visa upp konkreta framsteg redan idag.

– Uppdraget för mitt team är att ta fram banbrytande uppfinningar som definierar hur framtidens nätverk ska se ut och som är viktiga för den långsiktiga inriktningen för Nokias kärnverksamhet.

Går in i nästa fas

Peter Vetter beskriver hur man just nu går från en utforskningsfas till en systematiseringsfas när det gäller 6g, där man också börjar förbereda sig inför standardiseringsarbetet. Nokia har även en ledarroll i det europeiska Hexa-X-projektet som nu har gått in i den andra fasen.

Bell Labs Core Research är helt fokuserat på nätverksinfrastruktur dit bland annat mobila nätverk, optiska nätverk och säkerhet räknas. Peter Vetter berättar att man inledde 6g-utvecklingen med att ta fram den grundläggande tekniken men att man nu kan visa upp flera prototyper (first proof of concept) som visar att tekniken verkligen fungerar som den ska.

– Vi har också tagit ledningen i ekosystemet kring 6g. Det är en komplex uppgift eftersom industrin måste samarbeta med den akademiska världen. Samtidigt har vi byggt partnerskap med framtida kunder, så att vi kan få feedback på våra idéer och samstämmighet kring olika användningsområden.

Peter Vetter berättar att den japanska operatören Docomo har valts ut som en av företagets viktigaste partner i 6g-utvecklingen.

– Docomo är en operatör som blickar långt in i framtiden när det gäller kommande teknologier. Vi har samarbetat med dem tidigare i 5g-utvecklingen och dessutom har de tillgång till egen forskningsverksamhet.

– Det är aldrig tillräckligt att ta fram en ny teknik i ett labb och utföra simuleringar. Du måste bygga prototoyper, testa dem på fältet och dra lärdom av detta. Det är därför den här typen av partnerskap med olika operatörer är så viktiga.

Peter Vetter konstaterar att Asien och USA just nu ligger steget före Europa när det gäller 5g-utrullningen. Han ser att ökad kapacitet i mobilnäten efterfrågas även i Europa men att industriell automatisering, som anses vara ett av de viktigaste incitamenten för att gå över till 5g, inte genomförs i riktigt den takt som man förväntat sig

Men han är tydlig med att det inte får utgöra något hinder för fortsatta investeringar i forskning kring nästa generations mobilnät. Han pekar på vikten av att leva upp till högre krav på hållbarhet samtidigt som vi tar fram nya usecases och banar väg för ännu högre kapacitet.

När Telekom idag ställer frågan om 6g ställer krav på att helt nya tekniklösningar tas fram, så kommer svaret omedelbart.

– En teknik som kommer att definiera nästa generations mobilnät är artificiell intelligens och nya sätt att använda den tekniken. Tidigare generationer har också dragit nytta av ai, men inte på samma sätt som 6g kommer att göra.

Kan förbättra radiogränssnittet

– Artificiell intelligens kan användas på nya sätt för att automatisera tjänstehanteringen och skräddarsy tjänster åt specifika användare, men tekniken kan också användas på nya sätt för att förbättra radiogränssnittet.

Peter Vetter beskriver hur en basstation och en mobil kan kommunicera för att optimera uppkopplingen utifrån rådande förhållanden.

– Tänk dig att du befinner dig i en bil som förflyttar sig och att reflektionerna från omgivande byggnader förändras. Att med hjälp av artificell intelligens optimera uppkopplingen för bästa tänkbara prestanda är ett mycket lovande användningsområde som vi ser kan ge upp till 30 procent högre kapacitet.

När radiotekniken förbättras och öppnar upp möjligheter för väsentligt högre prestanda, ställs nya krav på spektrumtillgången. Ett av de hinder som Peter Vetter anser måste undanröjas är tillgången till radiospektrum, allra helst på ett globalt plan, och att vi kan förvänta oss att riktningen tas ut på årets World Radiocommunication Conference som äger rum i november.

Han berättar att det främst är två nya frekvensområden som är intressanta, men att vi också måste lära oss läxan från 5g-utvecklingen.

– Under 5g-forskningsfasen var många entusiastiska över millimetervågspektrumet, ett högt frekvensband med begränsad räckvidd. Det ledde till ett behov av att installera mindre basstationer med så litet som 300 meters avstånd, något som visade sig bli så dyrt att det inte blev något av det.

Siktar på andra frekvensband

I stället är det mellanbandet, med frekvenser kring 3,5 Ghz, som är mest intressant för 5g i praktiken. Peter Vetter menar, att även om forskning bedrivs för att undersöka så höga frekvenser som terahertzbandet så är man från Nokias sida betydligt mer intresserad av frekvensbandet 7-15 Ghz, det man kallar det övre mellanbandet.

Ytterligare ett viktigt steg i 6g-utvecklingen är framtagandet av en standard och att man lyckas ta fram utrustning som lever upp till kraven på interoperabilitet. En smartphone från Samsung eller Nokia, exempelvis, måste kunna kommunicera med basstationer från alla tillverkare, allra helst oavsett var i världen man befinner sig.

Peter Vetter vill, i sin roll som forskare, inte uttala sig om de geopolitiska förhållanden som kan komma att sätta käppar i hjulen för en global standard, men han slår fast att målsättningen är att nå fram till en standard och att Nokia i allra högst grad strävar i den riktningen.

Oavsett hur arbetet med standarden fortskrider så menar Peter Vetter att 6g kommer att vara en bakåtkompatibel lösning, så att operatörer och andra nätägare kan bygga vidare på den utrustning som redan finns på plats i mobilnäten.

Hållbarhet en viktig faktor

Det är ytterligare några begrepp, förutom artifciell intelligens, som återkommer i diskussionerna kring 6g, nämligen hållbarhet och säkerhet. Här ser Peter Vetter en utmaning i att högre kapacitet inte får leda till ökad energiåtgång i mobilnäten.

När vi frågar vilka de viktigaste användningsområdena för 6g väntas bli, känns svaret bekant. Peter Vetter, liksom många andra, talar om en sammansmältning mellan de digitala och de fysiska världarna.

– Varje generation har ett definierande, nytt usecase. För 5g var det industriell automatisering, men när 6g smälter samman digitala och fysiska världar kommer det ge oss omedelbara uppdateringar av digitala tvillingar. En modell av oss själva kan transporteras och återskapas som ett hologram, så att det känns som om vi befinner oss på samma plats.

Han berättar att digitala tvillingar kan användas för att optimera produktionen i fabriker, där man kan ha en tvilling av maskiner, produktionslinjen eller mer komplexa miljöer som en hamn eller stad där man vill optimera flöden av människor och föremål.

– Poängen med 6g är att ge oss tillgång till sensorer i massiv skala som håller de digitala tvillingarna uppdaterade samtidigt som vi har tillgång till ai-förmågor som skapar förståelse för vad som händer i den fysiska världen.

Ska bygga mobilnätverk på månen

Slutligen frågar vi Peter Vetter om det spännande och prestigefyllda uppdrag som Nokia tilldelats av Nasa: att bygga ett trådlöst kommunikationsnätverk på månen. Här blir det dock inte tal om att använda sig av 6g-teknik.

– Nätverket på månen har en hel del utmaningar när det gäller robusthet i samband med uppskjutningen och för att stå emot kosmisk strålning, så vi valde den säkra vägen och det kommer att bli en teknik som baseras på LTE.

Men han säger samtidigt att vi kan förväntas oss att kommande generationers mobila nätverk kommer att användas för kommunikation i rymden och kanske till och med på planeten Mars någon gång i framtiden.