Un numero insormontabile di dispositivi, che si tratti del tuo smartphone, dell'auricolare VR o delle telecamere di sicurezza esterne, si connettono a una sola volta alle reti di telecomunicazioni. Ciò si traduce in un rapido aumento del traffico di dati nel tempo, con miglioramenti della larghezza di banda che diventano la necessità dell'ora. Ciò di cui tutti abbiamo bisogno sono alte velocità di trasmissione dati, no? Come prevede il gigante cinese delle telecomunicazioni Huawei, l'anno 2021 sarà testimone di un aumento settimo del traffico dati mobile globale rispetto al 2016. Inoltre, ha aggiunto che le richieste di dati per un individuo raggiungeranno una media di 15 GB al mese nei prossimi cinque anni. Stiamo ancora assistendo all'avvento delle reti 4G LTE in paesi come l'India, ma gli operatori di telecomunicazioni di tutto il mondo hanno iniziato a sperimentare tecnologie ancora più complesse e robuste per massimizzare la potenza del segnale, la capacità dell'utente e la velocità dei dati. Stanno usando una tecnologia di antenna intelligente chiamata Massive MIMO (Multiple Input, Multiple Output) che costituirà la base per la nostra tecnologia cellulare di quinta generazione (5G). È ancora nelle fasi nascenti dello sviluppo, ma presto ci si aspetta che acquisisca risalto. Quindi, se ti stai chiedendo cosa sia un MIMO massiccio, ecco tutto quello che devi sapere sul MIMO massiccio:
Che cos'è Massimo MIMO e la sua relazione con 5G?
Massive MIMO (Multiple Input, Multiple Output), noto anche come Large Antenna Systems, è la spina dorsale per l'evoluzione della comunicazione wireless. Ci si aspetta che la tecnologia MIMO si riveli immensamente utile per supportare più utenti mobili, fornendo velocità più elevate e servizi di rete più affidabili nel lungo periodo.
Attualmente, la maggior parte delle infrastrutture di rete 4G LTE abilita il posizionamento di 8 antenne (trasmettitore + ricevitore) alla stazione base, il che non è sufficiente per soddisfare le crescenti esigenze degli utenti mobili. Ciò fornisce una larghezza di banda limitata, che influisce sulla velocità dei dati e sul numero di utenti che possono connettersi a questa stazione.
È qui che entra in gioco MIMO e consente di utilizzare due o più trasmettitori e ricevitori simultaneamente per scambiare dati sullo stesso canale radio. La tecnologia è già stata implementata in alcune stazioni di rete 4G avanzate sotto forma di MIMO 4 x 4 e viene attualmente esplorata da alcuni operatori anche in India.
Ma espandere questo concetto per ospitare quasi 100 antenne in un singolo array alla stazione base (torre cellulare) è ciò che costituirà la base per le prossime reti 5G. L 'aumento del numero totale di antenne si aggiunge a più trasmettitori / ricevitori in un luogo, portando ad un aumento dei possibili percorsi di segnale e migliori prestazioni in termini di velocità dei dati e affidabilità dei collegamenti. Massive MIMO può indurre un miglioramento fino a quattro volte in termini di velocità e un'espansione molte volte maggiore della capacità della rete.
La collezione di sistemi di antenne in una rete MIMO massiccia non forma fasci simili a mongolfiere visti nella maggior parte dei sistemi di rete precedenti e attuali. Invece, la natura ortogonale dei segnali emessi dalla collezione di antenne forma fasci individuali, che si adattano ad una o più stazioni mobili (gli utenti) in un istante. Poiché Massive MIMO fa uso di numerose tecnologie complesse, il modo più semplice per spiegare il funzionamento del suo sistema di antenne è attraverso lo schema allegato sotto.
Ciò significa che consente agli operatori di servire un più ampio set di dispositivi mobili in un'area implementando la tecnologia Massive MIMO. E lo stesso è ulteriormente scalabile in quanto gli operatori possono aggiungere ancora più antenne all'attuale configurazione per aumentare i possibili percorsi del segnale e migliorare l'efficienza senza ostacolare lo spettro esistente.
Vantaggi di Massive MIMO su Current 4G Networks
Dato che un numero maggiore di antenne di input e output viene utilizzato nel sistema Massive MIMO (5G), aiuterà gli operatori di telecomunicazioni a migliorare in gran parte la copertura e la velocità dei dati. Ciò sarà reso possibile grazie all'elevata efficienza spettrale ed energetica, che aumenta a causa di un grande multiplexing, così come il guadagno dell'array di antenne combinato. Ecco i principali vantaggi dei sistemi di antenna MIMO MIMO (M-MIMO) rispetto ai sistemi 4G attuali:
1. Copertura migliorata e velocità più elevate
Grazie all'utilizzo della tecnologia Massive MIMO, eventualmente combinata con gli spettri a frequenze più elevate, le aziende di telecomunicazioni saranno in grado di soddisfare le esigenze di una più ampia varietà di dispositivi in futuro. Non solo, la potenza del segnale all'interno sarebbe estremamente forte e fuori dai grafici.
Le capacità di formazione del fascio dei sistemi Massive MIMO consentiranno agli operatori di telecomunicazioni di diffondere rapidamente la copertura ad alta velocità anche nelle aree rurali . Una linea di vista diretta funziona bene con frequenze più alte, fornendo quindi velocità ancora maggiori.
L'obiettivo principale di un aggiornamento è anche quello di aumentare la velocità dei dati e gli esperti si aspettano velocità minime di 1 Gbps, raggiungendo fino a 10 Gbps. Questo è già stato dimostrato in alcuni esperimenti con demo di Gigabit LTE mostrati dal colosso cinese ZTE al CES all'inizio di quest'anno.
2. Costi ridotti dell'infrastruttura e dei componenti
Dal momento che la maggior parte dei giganti delle telecomunicazioni globali sta aggiornando costantemente la propria infrastruttura per supportare ora le reti 4G ad alta velocità (con velocità pre-5G), l'aggiornamento completo a 5G sarebbe una guida fluida. I sistemi 4G esistenti stanno già impiegando tecniche MIMO che devono essere ridimensionate quando una tecnologia 5G plausibile si concretizza.
I nuovi sistemi di antenna Massive MIMO non avranno solo un gran numero di antenne ma saranno anche scalabili. Sarà più facile per i giganti delle telecomunicazioni aggiungere nuove antenne a questo sistema per aggiungere velocità e base utenti esistenti. Inoltre, il gran numero di antenne comporterà la formazione di una rete robusta, che non sarà influenzata da un singolo guasto nel loro sistema di antenne.
3. Supporto per connessioni con vincoli temporali
Benché le reti 5G con Massive MIMO abilitate forniscano una copertura e una velocità dei dati migliorate, riduce il tempo impiegato dai segnali per viaggiare tra il trasmettitore e il ricevitore. Questo è noto come latenza e le prossime reti 5G contribuiranno a ridurne lo stesso per facilitare ulteriormente l'uso di queste reti per VR / AR, auto-guida e altri servizi controllati da AI o ML .
Sfide nella massiccia installazione di antenne MIMO
Mentre i ricercatori hanno sperimentato i test delle antenne MIMO Massive negli ultimi anni, i sistemi che sono arrivati sul mercato hanno ancora antenne minori rispetto alle società delle telecomunicazioni per l'avvento delle reti 5G. Ciò è dovuto ai limiti che abbiamo riscontrato nell'implementazione della tecnologia. Ecco le sfide che devono affrontare nel loro spiegamento diffuso:
1. Complessità di elaborazione del segnale
Questa è una delle più importanti difficoltà incontrate nella creazione delle stazioni di base Massive MIMO. L' aumento del numero di antenne e delle frequenze in una posizione singolare comporta maggiori possibilità di interferenze . Questo problema può tuttavia essere risolto adottando uno spettro più ampio e una tecnologia di precisione a guasto zero che taglierà l'interferenza tra i canali tra i siti. Mentre l'elevato numero di antenne si aggiunge alla complessità su tutta la linea, rende la rete ancora più resistente ai guasti.
2. Disponibilità limitata dello spettro
Come forse avrete già sentito, la distribuzione di uno spettro di frequenza è controllata dall'organo di governo e gli operatori di telecomunicazioni devono effettuare offerte al fine di garantire una sezione di quel particolare spettro.
Ora, il problema di base sta nel fatto che lo spettro 3GHz prevalente nei tempi attuali è già disordinato a causa del sovraccarico di nuove connessioni dati. Inoltre, è difficile utilizzare onde millimetriche ad alta frequenza (3 GHz - 300 GHz) per costruire stazioni di base MIMO massive, poiché le onde non penetrano nei materiali solidi e sono assorbite dagli alberi o dalle nuvole di pioggia.
Ma giganti della tecnologia e operatori di telecomunicazioni stanno lavorando mano nella mano per aumentare il guadagno del segnale rendendo più antenne (MIMO) i segnali radio concentrati in un fascio direzionale stretto senza aumentare la loro potenza di trasmissione. Samsung R & D e Huawei hanno assaporato il successo negli esperimenti, ma questi raggi stretti sono estremamente sensibili ai cambiamenti di allineamento.
Ricerca continua e implementazione di massicce reti MIMO
Il già citato sistema di rete non è un prototipo ma è già stato implementato su scala ridotta nello scenario 4G esistente. Huawei ha lavorato con operatori di telecomunicazioni locali come China Mobile e Japan's SoftBank per oltre un paio di anni per sperimentare commercialmente le sue configurazioni Massive MIMO.
Dopo una rigorosa sperimentazione, SoftBank è stata nominata proprio operatore di telecomunicazioni per il debutto della sua rete commerciale Massive MIMO verso la fine del 2016 . Anche altri operatori come China Mobile, Vodafone e T-Mobile hanno iniziato a diffondere questa tecnologia a un numero limitato di utenti nei rispettivi paesi.
Se la domanda più grande che ti assilla in fondo alla mente è, i nostri attuali smartphone saranno compatibili con queste reti Massive MIMO? Quindi, la semplice risposta è principalmente sì . Un gran numero di dispositivi esistenti può sfruttare le reti 4G MIMO, fornendo velocità Gigabit senza alcun inconveniente.
Distribuzioni First-ever 5G in India
Mentre numerosi operatori di telecomunicazioni globali, in collaborazione con giganti dell'hardware, hanno già sperimentato Massive MIMO sulle loro reti, l'India ha recentemente aderito anche alla 5G unità futuristica con l'implementazione della sua prima rete.
Il principale gigante delle telecomunicazioni del paese, Airtel, ha fatto scalpore quando ha annunciato di essere diventato il primo a realizzare questa impresa. Il lancio della prima tecnologia M-MIMO (Massive Multiple-Input Multiple-Output, in India, è stato avviato con Bengaluru e Kolkata, ma si prevede che il processo si espanderà in altre parti del paese nei prossimi mesi.
Airtel ha implementato la nuova tecnologia 5G come parte del loro programma di trasformazione della rete in corso denominato Project Leap . Si aspetta che la tecnologia Massive MIMO migliori sette volte la capacità di rete esistente mentre utilizza lo stesso spettro che già possiede. Crede che la stessa velocità fornirà anche due volte migliori velocità sulla loro attuale distribuzione 4G.
Inoltre, il gigante cinese del networking ZTE ha annunciato che parteciperà agli esperimenti del MIMO Massive pre-5G in collaborazione con operatori noti come Vodafone e Reliance Jio. Considerando che Huawei è il volto dietro lo spiegamento di Airtel nel paese, come affermato in una dichiarazione ufficiale.
Se visto dal punto di vista dello stato attuale dell'industria delle telecomunicazioni in India, questo è un tentativo su queste parti del gigante delle telecomunicazioni di mantenere una fortezza nel paese. Recentemente sono stati svegliati con una sorpresa sorprendente dal loro nuovo concorrente più feroce, cioè Reliance Jio, che ora è riuscita a calpestarli con il lancio della rete 4G LTE entro un anno.
Atteso diffusione diffusa
La maggior parte dei rapporti rilasciati da giganti del networking come Ericsson o Nokia suggeriscono attualmente che la tecnologia di rete 5G sarà testimone di una svolta e raggiungerà le masse entro il 2020 . Questa non è una linea temporale rigida, ma è in linea con il modello operativo del settore, che vede l'introduzione di una tecnologia aggiornata entro un decennio.
La tecnologia di rete 3G è stata introdotta per la prima volta nell'ottobre 2001, mentre la 4G LTE ha visto un'adozione diffusa dopo un decennio intorno al 2011. Pertanto, è possibile ipotizzare che gli sforzi massicci del MIMO possano giungere a buon fine entro la fine di questo decennio. Si possono vedere le implementazioni pre-5G della tecnologia, sia sul consumatore che sull'operatore, nei prossimi due anni. La folla ai Giochi olimpici invernali del 2018 potrebbe essere la prima a testimoniare questa innovazione, seguita dalla Coppa del Mondo FIFA 2018 . Anche il produttore di chip Qualcomm ha dichiarato che prevede di implementare dispositivi compatibili con 5G (Gigabit) lungo una linea temporale simile.
Potremmo essere stati testimoni di una prolungata diffusione dei servizi 4G LTE in India, qualcosa che è ancora in corso. Ma i colossi delle telecomunicazioni del paese non vogliono più trascinarsi dietro la corsa per adottare le ultime tecnologie a causa della concorrenza incombente e del consolidamento all'interno del paese stesso.
Massive MIMO: una gara tecnologica per l'adozione 5G
Una visione dall'alto degli sviluppi di Massive MIMO mostra anche che l'India sta ulteriormente sviluppando la sua immagine trasformativa di essere una potenza tecnologica. Il governo sta ora intraprendendo i passi necessari per dare il via all'evoluzione della tecnologia cellulare.
Il governo ha già istituito un forum di alto livello per valutare lo scenario corrente e approvare i piani di azione per il lancio tempestivo dei servizi 5G. Ha stanziato un massiccio corpus di crore da $ 500 per scopi di ricerca e sviluppo 5G, che ci colloca sulla mappa globale, insieme ai paesi che hanno guidato l'adozione di tali progressi tecnologici. Non esiste una vera rete "5G" definita al momento e dovremo essere alla ricerca dello stesso nei prossimi anni.
