Recomandat, 2021

Alegerea Editorului

Ce este Massive MIMO și cum o pavăză calea pentru adoptarea 5G?

Un număr insurmontabil de dispozitive, fie că este vorba de telefonul dvs. smartphone, setul cu cască VR sau camerele de supraveghere din afara casei dvs., se conectează la rețeaua de telecomunicații odată. Acest lucru contribuie la o creștere rapidă a traficului de date în timp, îmbunătățirea lățimii de bandă devenind necesitatea orarului. Avem nevoie de viteze mari de date, nu-i așa? După cum prognozează Huawei, gigantul telecomunicațiilor din China, anul 2021 va consemna o creștere de șapte ori a traficului global de date mobile comparativ cu anul 2016. El a mai adăugat că cererile de date pentru o persoană vor atinge o medie de 15 GB pe lună în următorii cinci ani. Încă suntem martorii apariției rețelelor 4G LTE în țări precum India, însă operatorii de telecomunicații din întreaga lume au început să experimenteze tehnologii și mai complexe și mai robuste pentru a maximiza puterea semnalului, capacitatea utilizatorilor și viteza datelor. Folosesc o tehnologie inteligentă a antenei numită Massive MIMO (Multiple Input, Multiple Output) care va forma baza tehnologiei celulare de generația a cincea (5G). Se află încă în stadii de dezvoltare în curs de dezvoltare, dar se așteaptă în curând să câștige importanță. Deci, dacă v-ați întrebat ce este MIMO masiv, iată tot ce trebuie să știți despre MIMO masiv:

Ce este Massive MIMO și relația sa cu 5G?

Masivul MIMO (intrare multiplă, ieșire multiplă), cunoscut și sub denumirea de sisteme de antene pe scară largă, reprezintă coloana vertebrală a evoluției comunicațiilor fără fir. Tehnologia MIMO este de așteptat să se dovedească extrem de benefică pentru sprijinirea mai multor utilizatori mobili, oferind viteze mai rapide și servicii de rețea mai fiabile pe termen lung.

În prezent, majoritatea infrastructurilor de rețea LTE 4G permit numai amplasarea a 8 antene (transmițător + receptor) la stația de bază, ceea ce nu dovedește suficient pentru a satisface nevoile în creștere ale utilizatorilor de dispozitive mobile. Aceasta oferă o lățime de bandă limitată, care afectează viteza datelor și numărul de utilizatori care se pot conecta la această stație.

Aici intră MIMO și vă permite să utilizați simultan două sau mai multe emițătoare și receptoare pentru a schimba date pe același canal radio. Tehnologia a fost deja implementată în unele stații avansate de rețea 4G, sub forma a 4 MIMO 4x și este în prezent explorată de câțiva operatori din India.

Protocolul masiv al antenei MIMO de sistem (Imagine courtesy: National Instruments)

Dar, extinderea conceptului menționat pentru a acomoda aproape 100 de antene într-o singură matrice de la stația de bază (turnul celular) este ceea ce va constitui baza pentru viitoarele rețele de 5G. Creșterea numărului total de antene se adaugă la mai multe transmițătoare / receptoare într-un loc, ceea ce duce la o creștere a posibilelor căi de semnal și la o performanță mai bună atât în ​​ceea ce privește viteza datelor, cât și fiabilitatea legăturilor. Massive MIMO pot induce până la patru ori îmbunătățirea vitezei și de câteva ori mai multă extindere a capacității rețelei.

Colectarea sistemelor de antene într-o rețea MIMO masivă nu formează grinzi precise cu baloane, observate în majoritatea sistemelor de rețea anterioare și actuale. În schimb, natura ortogonală a semnalelor emise de colectarea antenelor formează grinzi individuale, alimentând una sau mai multe stații mobile (utilizatorii) într-o clipă. Deoarece Massive MIMO utilizează numeroase tehnologii complexe, cea mai simplă modalitate de a explica funcționarea sistemului de antene este prin diagrama atașată dedesubt.

Evolutia unei retele 4G in retea MIMO de 5G MAssive (Image Courtesy: Mitsubshi)

Aceasta înseamnă că permite operatorilor să poată servi un set mai mare de dispozitive mobile într-o zonă prin implementarea tehnologiei MIMO masive. Și același lucru este mai scalabil, deoarece operatorii pot adăuga chiar mai multe antene la configurația curentă pentru a crește căile posibile de semnal și pentru a îmbunătăți eficiența fără a împiedica spectrul existent.

Avantajele MIMO masive pe retelele actuale 4G

Deoarece un număr mai mare de antene de intrare și ieșire sunt utilizate în sistemul MIMO (5G) masiv, acesta va ajuta operatorii de telecomunicații să îmbunătățească în mare măsură acoperirea și vitezele de date. Acest lucru va fi posibil din cauza eficienței înalte a spectrului și a energiei, care se mărește datorită unei multiplexări mari, precum și a câștigului matricei antenei combinate. Iată principalele avantaje ale sistemelor de antene masive MIMO (M-MIMO) pe sistemele actuale 4G:

1. Acoperire îmbunătățită și viteze mai mari

Datorită utilizării tehnologiei MIMO masive, eventual combinată cu spectre de frecvență mai ridicate, companiile de telecomunicații vor putea satisface nevoile unei game mai variate de dispozitive în viitor. Nu numai aceasta, puterea semnalului din interior ar fi extrem de puternică și de pe grafice.

Capacitățile de formare a fasciculului de sisteme MIMO masive vor permite operatorilor de telecomunicații să răspândească rapid acoperirea de mare viteză și în zonele rurale . O linie directă de vedere funcționează bine cu frecvențe mai mari, oferind astfel viteze și mai mari.

Scopul principal al unui upgrade este, de asemenea, creșterea vitezei de date, iar experții așteaptă viteze minime de 1 Gbps, ajungând până la 10 Gbps. Acest lucru a fost deja dovedit în unele experimente cu demo-uri Gigabit LTE prezentate de gigantul chinez de rețea ZTE la CES la începutul acestui an.

2. Costuri scăzute de infrastructură și componente

Deoarece majoritatea giganților din domeniul telecomunicațiilor globale își perfecționează în mod constant infrastructura pentru a susține acum rețele de 4G de mare viteză (cu viteze pre-5G), upgrade-ul complet la 5G ar fi o plimbare netedă. Sistemele existente 4G utilizează deja tehnici MIMO care urmează să fie scalate atunci când o tehnologie plauzibilă 5G ajunge la fructificare.

Noile sisteme de antene MIMO masive nu vor avea doar un număr mare de antene, ci vor fi și scalabile. Va fi mai ușor pentru giganți telecom să adauge noi antene la acest sistem pentru a adăuga viteze existente și baza de utilizatori. De asemenea, numărul mare de antene va conduce la formarea unei rețele robuste, care nu va fi afectată de o defecțiune individuală în sistemul de antenă.

3. Sprijin pentru conexiunile constrânse în timp

În timp ce rețelele 5G cu masive MIMO oferă o acoperire îmbunătățită și viteză de date, reduce timpul necesar pentru ca semnalele să circule între emițător și receptor. Aceasta este cunoscută sub denumirea de latență, iar viitoarele rețele de 5G vor contribui la reducerea acestora pentru a facilita utilizarea acestor rețele pentru VR / AR, auto-conducere și alte servicii controlate de AI sau ML .

Provocări în implementarea masivă a antenei MIMO

În timp ce cercetătorii au experimentat testele de antene masive MIMO pentru ultimii ani, sistemele care au făcut-o pe piață au încă antene mai mici decât dorințele companiilor de telecomunicații pentru apariția rețelelor 5G. Acest lucru se datorează limitărilor pe care le-am întâlnit în implementarea tehnologiei. Iată provocările întâmpinate în desfășurarea pe scară largă:

1. Complexitatea procesării semnalelor

Aceasta este una dintre cele mai proeminente dificultăți întâmpinate în stabilirea stațiilor de bază masive MIMO. Numărul crescut de antene și frecvențele într-o singură locație conduc la creșterea șanselor de interferență . Această problemă poate fi totuși rezolvată prin adoptarea unei tehnologii mai largi de spectru și a unei defecțiuni la zero, care va reduce interferențele canalului inter-sit. În timp ce numărul mare de antene se va adăuga complexității peste tot, rețeaua devine și mai rezistentă la defecțiuni.

2. Disponibilitatea limitată a spectrului

Așa cum ați auzit deja, distribuția unui spectru de frecvență este controlată de organul de conducere, iar operatorii de telecomunicații trebuie să plaseze oferte pentru a securiza o secțiune a spectrului respectiv.

Problema de bază constă în faptul că spectrul de frecvențe 3GHz, predominant în timpurile actuale, este deja aglomerat datorită supraîncărcării conexiunilor de date noi. Și se dovedește a fi o provocare să se utilizeze valuri de milimetru cu frecvență mai mare (3 GHz - 300 GHz) pentru a construi stații de bază MIMO masive, deoarece undele nu penetrează materiale solide și nu sunt absorbite de copaci sau de nori de ploaie.

Frecvența spectrului (imaginea de la Courtesy: UT Austin)

Dar, giganții tehnologici și operatorii de telecomunicații lucrează manual pentru a crește câștigul de semnal, făcând ca mai multe antene (MIMO) să concentreze semnalele radio într-un fascicul de direcționare îngust, fără a crește puterea lor de transmisie. Samsung R & D și Huawei au avut succes în experimente, dar aceste fascicule înguste sunt extrem de sensibile la schimbările de aliniere.

Cercetarea în desfășurare și desfășurarea rețelelor MIMO masive

Sistemul de rețea menționat anterior nu este un prototip, dar a fost deja implementat la scară mai mică în scenariul 4G existent. Huawei a colaborat cu operatorii locali de telecomunicații, cum ar fi China Mobile și SoftBank din Japonia, de peste câțiva ani pentru a-și experimenta comercial setările MIMO masive.

După o experimentare riguroasă, SoftBank a fost acum numit chiar operatorul de telecomunicații pentru a-și debuta rețeaua comercială MIMO masivă către sfârșitul anului 2016 . Alți operatori, cum ar fi China Mobile, Vodafone și T-Mobile, au lansat de asemenea această tehnologie unui număr limitat de utilizatori din toate țările respective.

În cazul în care cea mai mare întrebare la naștere din partea din spate a minții tale este, vor fi smartphone-urile actuale compatibile cu aceste rețele MIMO masive? Apoi, răspunsul direct este în mare parte da . Un număr mare de dispozitive existente pot beneficia de rețele MIMO 4G, oferind viteze Gigabit fără sughițe.

Primul implementare cu capacitate de 5G în India

În timp ce numeroși jucători de telecomunicații globali, în colaborare cu gigantii hardware, au experimentat deja cu MIMO masiv în rețelele lor, India tocmai a aderat recent la unitatea futuristică 5G cu implementarea primei sale rețele.

Gigantul de telecomunicații de vârf al țării, Airtel, a făcut titluri atunci când a anunțat că a devenit cel care a reușit să obțină acest lucru. Dezvoltarea primei tehnologii M-MIMO (tehnologie multiplă de ieșire cu mai multe intrări multiple a fost lansată cu Bengaluru și Kolkata), însă studiul se așteaptă să se extindă în alte părți ale țării în următoarele luni.

Airtel a implementat noua tehnologie 5G ca parte a programului lor de transformare în rețea, numit Project Leap . Se așteaptă ca tehnologia MIMO masivă să îmbunătățească capacitatea rețelei existente de șapte ori în timp ce utilizează același spectru pe care îl deține deja. Se crede că același lucru va oferi chiar și viteze de două ori mai mari pentru implementarea lor existentă 4G.

În plus, gigantul chinez de rețea ZTE a anunțat că participă la experimentele MIMO masive înainte de 5G, în colaborare cu operatori cunoscuți precum Vodafone și Reliance Jio. În timp ce Huawei este persoana care se află în spatele desfășurării companiei Airtel în țară, după cum afirmă într-o declarație oficială.

Dacă este privită din perspectiva stării actuale a industriei de telecomunicații din India, aceasta este o încercare pe aceste părți ale gigantului de telecomunicații de a menține o fortăreață în țară. Ei au fost recent treziti cu o surpriza surprinzatoare de catre noul lor concurent, Reliance Jio, care a reusit acum sa le calce cu 4G LTE in decurs de un an.

Extinderea generalizată preconizată

Cele mai multe rapoarte publicate de gigantii de retea ca Ericsson sau Nokia sugereaza in prezent ca tehnologia de retea 5G va asista la un progres si va ajunge la masuri pana in anii 2020 . Aceasta nu este o linie de timp rigidă, dar se încadrează în modelul de funcționare al industriei, care consideră că o tehnologie modernizată a fost făcută într-un deceniu.

Datorită imaginii: Sam churchill / Flickr

Tehnologia rețelei 3G a fost debutată pentru prima oară în octombrie 2001, în timp ce 4G LTE a văzut adoptarea pe scară largă după un deceniu în jurul anului 2011. Astfel, este posibil să se speculeze că eforturile masive în curs de desfășurare MIMO vor avea loc până la sfârșitul acestui deceniu. Se pot vedea implementările pre-5G ale tehnologiei, atât în ​​ceea ce privește consumatorul, cât și pe cel al operatorului în următorii doi ani. Mulțimea de la Jocurile Olimpice de iarnă din 2018 ar putea fi prima care va fi martora inovării menționate, urmată de Cupa Mondială de la FIFA 2018 . Chiar și chipmaker Qualcomm a declarat că intenționează să introducă dispozitive compatibile cu 5G (Gigabit) de-a lungul unei linii de timp similare.

S-ar putea să fi asistat la o extindere prelungită a serviciilor 4G LTE în India, ceea ce este încă în proces. Dar, beatiile de telecomunicații ale țării nu mai vor să se deplaseze în urmă în cursa pentru a adopta cele mai noi tehnologii din cauza concurenței și a consolidării în țară.

Massive MIMO: o cursă tehnologică pentru adoptarea de 5G

O viziune a păsărilor asupra evoluțiilor masive ale MIMO arată, de asemenea, că India se bazează în continuare pe imaginea sa transformatoare de a fi o forță tehnologică. Guvernul întreprinde acum demersurile necesare pentru a da naștere evoluției tehnologiei celulare.

Guvernul a instituit deja un forum la nivel înalt pentru a evalua scenariul actual și pentru a aproba planurile de acțiune pentru introducerea la timp a serviciilor 5G. El a alocat un corp de masă ₹ 500 crore pentru cercetarea și dezvoltarea de 5G, ceea ce ne pune pe harta globală, alături de țările care au condus la adoptarea unor astfel de progrese tehnologice. Nu există o rețea adevărată "5G" definită în acest moment și va trebui să fim în căutarea acelorași în următorii ani.

Top