Axé sur le thème de « la construction d'installations de stations de base pour la 6G », il s'agit toujours d'un concept d'avant-garde dans les domaines mondiaux de la construction et des communications. On s’attend à ce que le réseau sans fil 6G soit mis en service commercialement dans les années 2030. Bien que ses caractéristiques techniques ne soient pas encore complètement fixées, on pense généralement qu’il impliquera des bandes de fréquences plus élevées, telles que le térahertz, une interconnexion intelligente plus dense et une intégration intégrée de l’air, de l’espace et du sol. Cela montre que les bâtiments du futur ne sont pas seulement des espaces physiques, mais aussi des nœuds intelligents qui intègrent profondément la perception, l’informatique et la communication. Cet article abordera l’aspect architectural. Afin de se préparer à la 6G, les bâtiments doivent être planifiés à l’avance et préparés à l’avance pour les infrastructures clés.
Quel type de support architectural sera nécessaire pour les futurs réseaux 6G ?
Le futur réseau 6G s'appuiera sur des débits de transmission de données extrêmement élevés et une latence ultra faible, ce qui impose des exigences sans précédent en matière de qualité de couverture réseau à l'intérieur du bâtiment et de capacité du réseau à l'intérieur du bâtiment. Les systèmes de câblage traditionnels dans les bâtiments peuvent nécessiter une refonte, tout comme les systèmes d'antennes distribuées (DAS). Au début de la conception du bâtiment, des guides d'ondes spéciaux prenant en charge la transmission des ondes térahertz doivent être pris en compte. Dès le début de la conception du bâtiment, la fibre optique jusqu'à la pièce (FTTR) doit également être prise en compte. Dès le début de la conception du bâtiment, les installations intégrées pour la fibre optique jusqu'au bureau (FTTD) doivent être prises en compte.
Dans le même temps, la structure du bâtiment elle-même doit s’adapter au nouvel environnement électromagnétique. Les matériaux des murs doivent avoir des caractéristiques de pénétration électromagnétique réglables pour équilibrer la couverture du signal et les exigences de blindage électromagnétique. Les canalisations internes, les systèmes de ventilation et les dispositions des lignes électriques du bâtiment doivent être intégrées aux lignes de communication pour éviter les interférences mutuelles. Un espace suffisant dans la galerie de canalisations et une capacité électrique doivent être réservés pour d'éventuels ajouts d'équipements de détection et de calcul à l'avenir.
Comment planifier la disposition de l'antenne 6G à l'intérieur du bâtiment
Dans les bandes de fréquences d'ondes millimétriques 6G et térahertz avec une faible pénétration du signal et faciles à bloquer, la couverture intérieure ne peut plus s'appuyer sur des stations de base macro, mais doit s'appuyer sur des antennes micro ou même nanométriques densément distribuées. La planification de la disposition des antennes à l'intérieur du bâtiment deviendra une conception d'infrastructure similaire à l'eau, à l'électricité et au chauffage.
Le principe de base suivi dans la planification est « l'absence de détection et de couverture des angles morts », et ce principe nécessite une collaboration étroite entre les architectes et les ingénieurs en communication. Au cours de la phase de dessin de la conception architecturale, les points d'intégration optimaux des antennes doivent être déterminés avec précision, tels que les plafonds, les murs, les colonnes et même l'intérieur des vitres. Ces antennes seront construites dans une surface intelligente capable d'ajuster dynamiquement la direction du faisceau et de suivre la position de l'équipement utilisateur pour garantir une connexion stable.
Comment les bâtiments intègrent des installations intégrées de détection et de communication
L'intégration de la communication et de la perception dans la vision 6G montre que les stations de base et les terminaux peuvent non seulement transmettre des données, mais aussi détecter l'environnement comme un radar. L'infrastructure du bâtiment doit en être le support physique. Les murs et les plafonds peuvent être intégrés à de nombreuses étiquettes et capteurs radiofréquences peu coûteux, qui peuvent détecter l'occupation de l'espace, le flux de personnel, la température et l'humidité de l'environnement, et même l'état des structures en temps réel.
Ces données sensorielles sont transmises en parallèle du flux de données de communication pour construire un jumeau numérique en temps réel du bâtiment. Par exemple, en analysant la réflexion des ondes radio, le système peut déterminer si une salle de conférence est vide et la densité de personnes dans le couloir, puis ajuster automatiquement les systèmes de climatisation, d'éclairage et de sécurité. Cela nécessite que les câbles intégrés dans le bâtiment aient une bande passante plus élevée et une latence plus faible pour transporter des flux de données sensorielles massifs.
Comment le système électrique du bâtiment répond-il à la consommation énergétique des équipements 6G ?
Après la transformation de l’ère 4G en ère 5G, la densité des équipements de communication dans les bâtiments a connu une tendance à la croissance exponentielle. Depuis les serveurs informatiques de pointe jusqu’aux terminaux IoT massifs et aux surfaces intelligentes, l’énergie est consommée en permanence. Le système de distribution électrique du bâtiment existant sera probablement confronté à des problèmes de capacité et de fiabilité insuffisants. Par conséquent, les bâtiments orientés 6G doivent concevoir des micro-réseaux intelligents avec une capacité plus élevée et plus de flexibilité.
En plus d'augmenter la capacité totale des lignes entrantes, le système de distribution d'énergie doit prendre en charge une gestion plus raffinée de la consommation d'énergie et une planification dynamique. Par exemple, les équipements informatiques hautement prioritaires doivent être équipés de circuits dédiés avec différents points d'arrêt, et des solutions d'alimentation sans fil à haut rendement et à faible consommation d'énergie doivent être conçues pour les capteurs répartis partout. Dans le même temps, les bâtiments doivent maximiser l’intégration des sources d’énergie renouvelables locales telles que l’énergie solaire et être équipés de systèmes de stockage d’énergie pour équilibrer l’énorme nouvelle demande d’énergie, accroître l’autosuffisance énergétique et améliorer la résilience opérationnelle.
Comment les systèmes d'automatisation des bâtiments collaborent avec les réseaux 6G
La plupart des systèmes d'automatisation des bâtiments actuellement existants sont construits sur la base de protocoles fermés ou dédiés à faible vitesse. La 6G peut fournir une base de communication unifiée, à haut débit et à faible latence pour l'interconnexion entre les équipements de construction. À l'avenir, l'architecture du système de contrôle du bâtiment subira des changements fondamentaux et ses contrôleurs, actionneurs (tels que les vannes de climatisation, les interrupteurs d'éclairage, etc.) et les capteurs seront directement connectés à l'Internet des objets industriel 6G.
Ce type de collaboration peut permettre d’obtenir un contrôle raffiné sans précédent. Grâce au réseau 6G, le système peut obtenir des données environnementales de tous les coins en temps réel, puis transmettre instantanément des instructions de contrôle à des équipements spécifiques. Par exemple, sur la base du positionnement précis du personnel et des trajectoires d'activité, des services environnementaux personnalisés peuvent être obtenus, tels que « les lumières s'éteignent lorsque les gens partent et le vent souffle lorsque les gens arrivent ». De plus, l’exploitation et la maintenance des bâtiments passeront également d’inspections régulières à une maintenance prédictive basée sur des données en temps réel.
Quels sont les défis en matière de sécurité et de confidentialité des bâtiments auxquels est confrontée la 6G ?
Si un bâtiment est profondément intégré au réseau 6G, ses risques de sécurité s’étendront de l’espace physique à l’espace numérique et électromagnétique. Premièrement, le nombre massif de périphériques d’accès a considérablement élargi la surface d’attaque du réseau. Même si un seul nœud d’éclairage intelligent est compromis, il peut devenir un tremplin pour une intrusion dans l’ensemble du système de gestion du bâtiment. Deuxièmement, l'infrastructure du bâtiment doit avoir des conceptions de sécurité intégrées, telles que des modules de confiance au niveau matériel et des mécanismes de mise à jour de sécurité du micrologiciel.
Les signaux sans fil sont omniprésents, ce qui peut entraîner de graves problèmes de confidentialité. Ils peuvent par inadvertance devenir des outils de surveillance, collectant des informations biométriques ainsi que des activités sans capteur. La conception architecturale doit suivre le principe de la « confidentialité par », par exemple en utilisant une technologie d'isolation physique et de protection des signaux pour désactiver les fonctions de détection dans les zones sensibles telles que les salles de bains et les bureaux privés, afin d'établir des spécifications strictes d'autorisation des données et de traitement d'anonymisation.
Préparer l’utilisation de la 6G dans les futurs bâtiments ne constitue pas seulement une mise à niveau technique, mais également un changement fondamental dans les concepts de conception et les modèles d’exploitation et de maintenance. Ce à quoi vous pensez est que, dans le processus d'évolution vers des bâtiments intelligents 6G, le plus grand obstacle sera-t-il le coût de la technologie, les normes unifiées ou les préoccupations des utilisateurs en matière de confidentialité et de sécurité ? Bienvenue à partager votre point de vue dans la zone de commentaires. Si cet article vous a inspiré, aimez-le et partagez-le avec d’autres amis intéressés.
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