Felfoghatatlan számú eszköz, legyen az okostelefon, a VR fejhallgató vagy a házon kívüli biztonsági kamerák, egyszerre csatlakoznak a távközlési hálózatokhoz. Ez növeli az adatforgalom gyors növekedését az idő múlásával, és a sávszélesség javulása az óra szükségességévé válik. Amire mindannyiunknak szüksége van nagy adatsebességre, ugye? A Huawei kínai távközlési óriás előrejelzése szerint a 2021-es év a globális mobil adatforgalom 7-szeres növekedését fogja tapasztalni 2016-hoz képest. Továbbá hozzátette, hogy az egyénre vonatkozó adatok iránti kereslet az elkövetkező öt évben átlagosan 15 GB-ot fog elérni havonta. Még mindig tanúi vagyunk a 4G LTE hálózatok megjelenésének az országokban, mint India, de a távközlési szolgáltatók a világ minden táján még komplexebb és robusztusabb technológiákkal kísérleteztek a jelerősség, a felhasználói kapacitás és az adatsebesség maximalizálása érdekében. Olyan intelligens antenna technológiát használnak, amelyet Massive MIMO-nak (Multiple Input, Multiple Output) hívnak, amely az ötödik generációs (5G) cellás technológia alapja lesz. Még mindig a fejlődő szakaszokban van, de hamarosan várhatóan kiemelkedő lesz. Tehát, ha kíváncsi volt arra, hogy mi a hatalmas MIMO, itt mindent meg kell tudni a masszív MIMO-ról:
Mi a Massive MIMO és az 5G-hez való viszonya?
A Massive MIMO (Multiple Input, Multiple Output, többszörös kimenet), más néven nagyméretű antennarendszerek, a vezeték nélküli kommunikáció fejlődésének gerincét képezi. A MIMO technológia várhatóan rendkívül hasznos lesz a mobil felhasználók támogatása érdekében, gyorsabb sebességet és megbízhatóbb hálózati szolgáltatásokat nyújtva hosszú távon.
Jelenleg a legtöbb 4G LTE hálózati infrastruktúra csak 8 antennát (adó + vevő) tesz lehetővé a bázisállomáson, ami nem elégséges a mobil felhasználók növekvő igényeinek kielégítésére. Ez korlátozott sávszélességet biztosít, ami befolyásolja az adatátviteli sebességet és azon felhasználók számát, akik csatlakozhatnak az állomáshoz.
Ez az, ahol a MIMO lép fel, és lehetővé teszi, hogy két vagy több adót és vevőt egyidejűleg használhasson az adatok cseréjére ugyanazon a rádiócsatornán. A technológia már megvalósult néhány fejlett 4G hálózati állomáson 4 x 4 MIMO formában, és jelenleg néhány indiai szolgáltató is vizsgálja.
Az említett koncepció kiterjesztése a közel 100 antennára egy tömbben a bázisállomáson (celluláris torony) az, ami a következő 5G hálózatok alapja lesz. Az antennák teljes számának növekedése több adót / vevőt ad hozzá egy olyan helyen, ami növeli a lehetséges jelutakat és jobb teljesítményt nyújt mind az adatsebesség, mind a kapcsolat megbízhatósága tekintetében. A Massive MIMO akár négyszeres javulást is okozhat a sebességek és a hálózati kapacitás többszörös bővítésében.
Az antennarendszerek összegyűjtése a Massive MIMO hálózatban nem képez pontos ballonszerű gerendákat a legtöbb korábbi és aktuális hálózati rendszerben. Ehelyett az antennák gyűjtése által kibocsátott jelek ortogonális jellege egyedi gerendákat képez, egy vagy több mobil állomás (a felhasználók) egy pillanatra történő ellátása. Mivel a Massive MIMO számos komplex technológiát alkalmaz, az antenna rendszerének működésének legegyszerűbb módja az alatta látható diagramon keresztül.
Ez azt jelenti, hogy lehetővé teszi a kezelők számára, hogy nagyobb tömegű mobileszközöket tudjanak kiszolgálni egy területen a Massive MIMO technológia bevezetésével. Ez ugyanúgy skálázható, mivel az operátorok még több antennát adhatnak hozzá az aktuális beállításhoz, hogy növeljék a lehetséges jelutakat és javítsák a hatékonyságot a meglévő spektrum megzavarása nélkül.
A Massive MIMO előnyei a jelenlegi 4G hálózatokon
Mivel a Massive MIMO (5G) rendszerben nagyobb számú bemeneti és kimeneti antennát használnak, ez segíti a távközlési szolgáltatókat nagyrészt a lefedettség és az adatsebesség javításában. Ez a nagy spektrális és energiahatékonyság miatt lehetséges, ami a nagy multiplexelés, valamint az antennarendszer-nyereség együttes hatására nő. Íme a Massive MIMO (M-MIMO) antennarendszerek elsődleges előnyei a jelenlegi 4G rendszereken:
1. Javított lefedettség és nagyobb sebességek
A Massive MIMO technológiának köszönhetően a távközlési vállalatok a nagyobb frekvenciájú spektrumokkal kombinálva képesek lesznek ellátni a jövőben nagyobb eszközök széles választékát. Nemcsak ez, a beltéri jelerősség rendkívül erős lenne, és a diagramoktól eltekintve.
A Massive MIMO rendszerek fénysugárzó képességei lehetővé teszik a távközlési szolgáltatók számára, hogy gyorsan terjesszék a nagysebességű lefedettséget a vidéki területekre is. Egy közvetlen látóvonal jól működik magasabb frekvenciákkal, így még nagyobb sebességet biztosít.
A frissítés elsődleges célja az adatsebesség növelése is, és a szakértők 1 Gb / s minimális sebességet várnak, akár 10 Gbps-ig. Ezt már bizonyították néhány olyan kísérletben, melyben a GTE ZTE demográfiai bemutatói a CES-nél az idén elindultak.
2. Alacsony infrastrukturális és alkatrészköltségek
Mivel a legtöbb globális távközlési óriások folyamatosan fejlesztik infrastruktúrájukat, hogy támogassák a nagysebességű 4G hálózatokat (5G előtti sebességgel), az 5G-re történő teljes frissítés zökkenőmentes út. A meglévő 4G rendszerek már olyan MIMO technikákat alkalmaznak, amelyeket akkor kell méretezni, ha egy megbízható 5G technológia jön létre.
Az új Massive MIMO antennarendszerek nemcsak nagy számú antennával rendelkeznek, hanem skálázhatóak is. A távközlési óriások számára könnyebb lesz új antennákat hozzáadni a meglévő sebességekhez és a felhasználói bázishoz. Továbbá az antennák nagy száma robusztus hálózat kialakulását eredményezi, amelyre az antennarendszer egyedi meghibásodása nem érinti.
3. Támogatás az időre szabott kapcsolatokhoz
Míg a Massive MIMO-kompatibilis 5G-hálózatok fokozott lefedettséget és adatsebességet biztosítanak, csökkenti azt az időt, amely alatt a jelek továbbítódnak az adó és a vevő között. Ezt nevezik latenciának, és a közelgő 5G hálózatok segítenek csökkenteni azt, hogy megkönnyítsék ezeknek a hálózatoknak a használatát VR / AR, önálló vezetés és más AI vagy ML vezérelt szolgáltatások számára .
A Massive MIMO Antenna Deployment kihívásai
Míg a kutatók az elmúlt években kísérleteztek a Massive MIMO antennakísérletekkel, a piacra került rendszerek még mindig alacsonyabb antennával rendelkeznek, mint a távközlési vállalatok, amelyek az 5G hálózatok megjelenését kívánják. Ez annak a korlátozásnak a következménye, hogy a technológia megvalósítása során szembesültünk. Itt vannak azok a kihívások, amelyekkel széles körben elterjedtek:
1. Jelfeldolgozás komplexitása
Ez az egyik legjelentősebb nehézség a Massive MIMO bázisállomások felállításakor. Az antennák és az egyes helyek frekvenciáinak megnövekedett száma növeli az interferencia esélyét . Ezt a problémát azonban egy szélesebb spektrumú és zéró hibás precíziós technológia alkalmazásával lehet megoldani, amely csökkenti a helyközi csatorna interferenciát. Míg az antennák nagy száma komplexitást biztosít az egész fórumon, a hálózat még jobban ellenáll a hibáknak.
2. Korlátozott spektrum-rendelkezésre állás
Mint már hallottad, a frekvenciaspektrum eloszlását az irányító testület ellenőrzi, és a távközlési szolgáltatóknak ajánlatot kell tenniük annak érdekében, hogy biztosítsák az adott spektrum egy részét.
Most az alapvető probléma abban rejlik, hogy az aktuális időkben elterjedt 3GHz-es spektrum már az új adatkapcsolatok túlterhelése miatt átterjedt. A Massive MIMO bázisállomások felépítéséhez a nagyobb frekvenciájú milliméteres hullámok (3 GHz - 300 GHz) kihasználása bizonyult kihívást jelentőnek, mivel a hullámok nem jutnak be szilárd anyagokba, és a fák vagy az esőfelhők elnyelik őket.
A technológiai óriások és a távközlési szolgáltatók viszont kézzel működnek, hogy több antennát (MIMO) koncentráljanak egy szűk irányú sugárzásban, anélkül, hogy növelnék az átviteli teljesítményüket. A Samsung K + F és a Huawei a kísérletek sikerét kóstolták, de ezek a keskeny gerendák rendkívül érzékenyek a beállítási változásokra.
A Massive MIMO hálózatok folyamatos kutatása és telepítése
A fent említett hálózati rendszer nem prototípus, hanem a már meglévő 4G-es forgatókönyvben már kisebb léptékben valósult meg. A Huawei a helyi távközlési szolgáltatókkal, mint például a China Mobile és a japán SoftBank, már több mint egy éve dolgozik a Massive MIMO telepítésének kísérletezésére.
A szigorú kísérletek után a SoftBankot ma már a távközlési szolgáltatónak nevezték el, hogy 2016 végéig debütálja a kereskedelmi Massive MIMO hálózatát . Más operátorok, mint például a China Mobile, a Vodafone és a T-Mobile is elindították ezt a technológiát egy korlátozott számú felhasználó számára az egyes országokban.
Ha az elméd hátulján a legnagyobb kérdés, akkor a jelenlegi okostelefonjaink kompatibilisek lesznek-e a Massive MIMO hálózatokkal? Ezután az egyszerű válasz többnyire igen . A meglévő eszközök nagy száma kihasználhatja a 4G-os MIMO-hálózatok előnyeit, amelyek gigabites sebességet biztosítanak csuklás nélkül.
Először 5G-képes telepítések Indiában
Míg számos globális távközlési játékos, a hardver óriásokkal együtt, már kísérletezett a Massive MIMO-val a hálózataikon, India éppen most csatlakozott az 5G futurisztikus meghajtóhoz az első ilyen hálózat telepítésével.
Az ország vezető távközlési óriása, az Airtel, a főcímekről számolt be, amikor bejelentette, hogy ez lett az, aki ezt a célt érte el. Indiában az első M-MIMO (Massive Multiple-Input Multiple-Output technológiát Bengaluru-val és Kolkata-val indították el) . Az elkövetkező hónapokban azonban várhatóan az ország más részeire is kiterjed.
Az Airtel az új 5G technológiát a Project Leap nevű folyamatos hálózati átalakítási program részeként telepítette. Várja, hogy a Massive MIMO technológia a meglévő hálózati kapacitást 7-szeresére javítsa, miközben ugyanaz a spektrum használja, mint amilyen már. Úgy véli, hogy ugyanez még kétszor jobb sebességet biztosít a meglévő 4G-s telepítésükhöz.
Ezen túlmenően, a kínai ZTE hálózati óriás bejelentette, hogy részt vesz az 5G előtti Massive MIMO kísérletekben, széles körben ismert operátorokkal, mint például a Vodafone és a Reliance Jio. Míg a Huawei az Airtel országban történő telepítésének arca, amint azt egy hivatalos nyilatkozat is mondja.
Az Indiában a távközlési ipar jelenlegi állapotának szemszögéből nézve ez a kísérlet ezen távközlési óriás részei számára, hogy fenntartsák az erődöt az országban. A legutóbbi új versenytársa, vagyis a Reliance Jio, aki mostanában egy éven belül sikerült megragadnia őket a 4G LTE hálózati elterjedésével, mostanában meglepő döbbenettel ébredtek.
Várható széles körű elterjedés
A legtöbb olyan hálózat, amely az Ericsson vagy a Nokia hálózatépítő óriások által megjelent, jelenleg azt sugallja, hogy az 5G hálózati technológia áttörést mutat majd, és 2020-ig eléri a tömegeket . Ez nem merev idővonal, hanem összhangban van az iparág működési mintájával, amely egy korszerűsített technológiát egy évtizeden belül debütál.
A 3G hálózati technológiát először 2001 októberében debütálták, míg a 4G LTE széles körben elterjedt egy évtized után 2011-ben. Így lehetséges, hogy spekulálhatunk, hogy a folyamatban lévő Massive MIMO erőfeszítések az évtized végére megvalósulnak. Láthatjuk az 5G előtti implementációkat a következő években, mind a fogyasztók, mind az üzemeltetők számára. A 2018-as téli olimpia tömege lehet az első, aki tanúja lesz az említett innovációnak, majd a FIFA 2018 világbajnokság . Még a Qualcomm chipmaker is kijelentette, hogy 5G-kompatibilis (Gigabit) eszközöket kíván bevezetni hasonló idővonalon.
Talán tanúi voltunk a 4G LTE-szolgáltatások hosszú távú bevezetésének Indiában, ami még folyamatban van. De az ország távközlési viselkedései már nem akarják elhúzni a versenyt, hogy a legújabb technológiákat az országon belüli fenyegetett verseny és konszolidáció miatt elfogadják.
Massive MIMO: Technológiai verseny az 5G elfogadáshoz
A Massive MIMO fejlesztések madárszemlélete is azt mutatja, hogy India tovább épít a technológiai erőmű átalakulásának. A kormány most megteszi a szükséges lépéseket a celluláris technológia fejlődésének elindításához.
A kormány már létrehozott egy magas szintű fórumot a jelenlegi forgatókönyv értékelésére, és jóváhagyja az 5G-szolgáltatások időben történő bevezetésére vonatkozó cselekvési terveket. Az 5G kutatási és fejlesztési célokra hatalmas ₹ 500 crore corpus-ot osztott fel, amely a globális térképen, az ilyen technológiai fejlesztések elfogadását vezető országok mellett helyezi el. Jelenleg nincs meghatározva az „5G” hálózat, és az elkövetkező években ugyanolyan keresésre lesz szükségünk.
