Nepobjediv broj uređaja, bilo da se radi o pametnom telefonu, VR slušalicama ili sigurnosnim kamerama izvan vaše kuće, jednom se povezuju s telekomunikacijskim mrežama. To doprinosi brzom porastu podatkovnog prometa tijekom vremena, s poboljšanjima u propusnosti koja postaju potreba sata. Ono što nam je potrebno su velike brzine podataka, zar ne? Kao što kineski telekomunikacijski div Huawei predviđa, godina 2021. bit će sedam puta veća u globalnom mobilnom podatkovnom prometu u odnosu na 2016. godinu. Nadalje je dodala da će zahtjevi za podacima za pojedinca dosegnuti prosječno 15 GB mjesečno u sljedećih pet godina. Još uvijek smo svjedoci pojavljivanja 4G LTE mreža u zemljama poput Indije, ali telekom operateri diljem svijeta počeli su eksperimentirati s još složenijim i robusnijim tehnologijama kako bi maksimizirali snagu signala, kapacitet korisnika i brzinu prijenosa podataka. Koriste tehnologiju pametne antene pod nazivom Massive MIMO (Multiple Input, Multiple Output) koja će činiti osnovu za našu petu generaciju (5G) mobilne tehnologije. Još je u početnoj fazi razvoja, ali se uskoro očekuje da će dobiti istaknutost. Dakle, ako ste se pitali što je masivni MIMO, evo svega što trebate znati o masivnom MIMO:
Što je Massive MIMO i njegova povezanost s 5G?
Masivni MIMO (višestruki ulaz, višestruki izlaz), također poznat kao veliki sustavi antena, je okosnica evolucije bežične komunikacije. Očekuje se da će MIMO tehnologija biti izuzetno korisna za podršku mobilnim korisnicima, pružajući brže brzine i pouzdanije mrežne usluge na duge staze.
Trenutno, većina 4G LTE mrežnih infrastruktura omogućuje samo postavljanje 8 antena (odašiljač + prijemnik) na baznu stanicu, što se ne dokazuje dovoljno da zadovolji rastuće potrebe mobilnih korisnika. To osigurava ograničenu propusnost, utječe na brzinu podataka i broj korisnika koji se mogu povezati s ovom stanicom.
Ovdje stupa MIMO i omogućuje vam da istovremeno koristite dva ili više odašiljača i prijemnika za razmjenu podataka preko istog radijskog kanala. Tehnologija je već implementirana u nekim naprednim 4G mrežnim postajama u obliku 4 x 4 MIMO-a i trenutno ih istražuje nekoliko operatora u Indiji.
No, proširenje spomenutog koncepta kako bi se smjestilo blizu 100 antena u jednom nizu u baznoj stanici (stanični toranj) je ono što će činiti osnovu za nadolazeće 5G mreže. Povećanje ukupnog broja antena povećava broj odašiljača / prijemnika na jednom mjestu, što dovodi do povećanja mogućih putova signala i boljih performansi u pogledu brzina prijenosa podataka i pouzdanosti veze. Masivni MIMO može potaknuti do četiri puta poboljšanje u brzinama i nekoliko puta više proširenja mrežnog kapaciteta.
Zbirka antenskih sustava u Massive MIMO mreži ne tvori precizne grede nalik balonu vidljivim u većini prethodnih i trenutnih mrežnih sustava. Umjesto toga, ortogonalna priroda signala koje emitira zbirka antena tvori pojedinačne grede, koje se pružaju jednoj ili više mobilnih stanica (korisnici) u trenutku. Budući da Massive MIMO koristi brojne složene tehnologije, najjednostavniji način da se objasni funkcioniranje njegovog antenskog sustava je dijagram koji se nalazi ispod.
To znači da operaterima omogućuje posluživanje većeg skupa mobilnih uređaja u području uvođenjem Massive MIMO tehnologije. Isto je dodatno skalabilno jer operateri mogu dodati još više antena trenutnom postavu kako bi se povećali mogući putovi signala i poboljšala učinkovitost bez ometanja postojećeg spektra.
Prednosti Massive MIMO nad Current 4G Networks
Budući da se u sustavu Massive MIMO (5G) koristi veći broj ulaznih i izlaznih antena, to će pomoći telekomunikacijskim operatorima u velikoj mjeri poboljšati pokrivenost i brzine prijenosa podataka. To će biti moguće zbog visoke spektralne i energetske učinkovitosti, koja se povećava zbog velikog multipleksiranja, kao i kombinacije pojačanja antenskog polja. Ovdje su glavne prednosti Massive MIMO (M-MIMO) antenskih sustava u odnosu na trenutne 4G sustave:
1. Poboljšano pokrivanje i veće brzine
Zahvaljujući korištenju Massive MIMO tehnologije, možda u kombinaciji s višim frekvencijskim spektrima, telekomunikacijske tvrtke moći će u budućnosti zadovoljiti potrebe većeg broja uređaja. Ne samo to, jačina signala u zatvorenom prostoru bila bi iznimno snažna i bila bi izvan grafikona.
Mogućnosti formiranja greda Massive MIMO sustava omogućit će telekom operatorima da brzo prošire pokrivenost velikim brzinama i na ruralna područja . Izravna linija vida dobro radi s višim frekvencijama, dakle pružajući još veće brzine.
Primarni cilj nadogradnje je i povećanje brzine podataka, a stručnjaci očekuju minimalnu brzinu od 1 Gbps, dostižući i do 10 Gbps. To je već dokazano u nekim eksperimentima s Gigabit LTE demonstracijama koje je kineski mrežni div ZTE na CES-u pokazao ranije ove godine.
2. Niski troškovi infrastrukture i komponenti
Budući da većina globalnih telekomunikacijskih divova konstantno nadograđuje svoju infrastrukturu kako bi sada podržavala 4G mreže velike brzine (s pre-5G brzinama), potpuna nadogradnja na 5G bila bi glatka vožnja. Postojeći 4G sustavi već upotrebljavaju MIMO tehnike koje se trebaju smanjiti kada se ostvaruje uvjerljiva 5G tehnologija.
Novi Massive MIMO antenski sustavi neće imati samo veliki broj antena, već će biti i skalabilan. Telekomunikacijskim divovima bit će lakše dodati nove antene ovom sustavu kako bi dodale postojeće brzine i korisničku bazu. Također, veliki broj antena rezultirat će stvaranjem robusne mreže, koja neće biti pogođena pojedinačnim kvarovima u njihovom antenskom sustavu.
3. Podrška za vremenski ograničene veze
Dok Massive MIMO-omogućene 5G mreže pružaju poboljšanu pokrivenost i brzinu prijenosa podataka, smanjuje vrijeme potrebno da signali putuju između odašiljača i prijemnika. To je poznato kao kašnjenje, a nadolazeće 5G mreže pomoći će u smanjivanju istih kako bi se dodatno olakšalo korištenje tih mreža za VR / AR, samo-vožnju i druge usluge s kontrolom AI ili ML .
Izazovi u masivnoj implementaciji MIMO antene
Iako istraživači već nekoliko godina eksperimentiraju s testovima Massive MIMO antene, sustavi koji su došli na tržište još uvijek imaju manje antene nego što telekomunikacijske tvrtke žele za pojavom 5G mreža. To je zbog ograničenja na koja smo naišli u primjeni tehnologije. Evo izazova s kojima se suočavaju u njihovoj širokoj primjeni:
1. Složenost obrade signala
To je jedna od najistaknutijih poteškoća pri postavljanju Massive MIMO baznih stanica. Povećan broj antena i frekvencija na pojedinačnoj lokaciji dovodi do povećanih šansi interferencije . Međutim, to se pitanje može riješiti usvajanjem šireg spektra i precizne tehnologije s nultom krivnjom koja će smanjiti interferenciju među kanalima. Dok će veliki broj antena doprinijeti složenosti diljem mreže, mreža postaje još otpornija na kvarove.
2. Dostupnost ograničenog spektra
Kao što ste možda već čuli, distribucija frekvencijskog spektra kontrolira vladajuće tijelo, a telekomunikacijski operateri moraju postaviti ponude kako bi osigurali dio tog određenog spektra.
Sada, osnovni problem leži u činjenici da je 3GHz spektar koji prevladava u sadašnjim vremenima već pretrpan zbog preopterećenja novih podatkovnih veza. Pokazalo se da je izazov koristiti milimetarske valove više frekvencije (3 GHz - 300 GHz) za izgradnju Massive MIMO baznih stanica jer valovi ne prodiru u čvrste materijale i apsorbiraju drveće ili kišni oblaci.
Međutim, tehnološki divovi i telekomunikacijski operateri rade ruku pod ruku kako bi povećali dobitak signala tako što su višestruke antene (MIMO) koncentrirale radio signale u uskom usmjerenom snopu bez povećanja njihove prijenosne snage. Samsung R & D i Huawei su okusili uspjeh u eksperimentima, ali ti uski gredi su izuzetno osjetljivi na promjene poravnanja.
Kontinuirano istraživanje i implementacija velikih MIMO mreža
Navedeni mrežni sustav nije prototip već je već implementiran u manjem opsegu u postojećem 4G scenariju. Huawei već nekoliko godina surađuje s lokalnim telekomunikacijskim operatorima poput China Mobilea i japanskog SoftBanka kako bi komercijalno eksperimentirali s Massive MIMO postavkama.
Nakon rigoroznog eksperimentiranja, SoftBank je sada proglašen vrlo telekom operatorom koji će krajem 2016. debitirati na komercijalnoj Massive MIMO mreži . Ostali operateri kao što su China Mobile, Vodafone i T-Mobile također su počeli širiti ovu tehnologiju na ograničen broj svojih korisnika u svojim zemljama.
Ako je najveće pitanje prigovaranje u pozadini vašeg uma, Hoće li naši trenutni smartphone biti kompatibilan s tim Massive MIMO mrežama? Zatim, jednostavan odgovor je uglavnom da . Veliki broj postojećih uređaja može iskoristiti 4G MIMO mreže, pružajući Gigabit brzine bez ikakvih šteta.
Prvo uvrštene mogućnosti za 5G u Indiji
Dok su brojni globalni telekom igrači, zajedno s hardverskim divovima, već eksperimentirali s Massive MIMO na svojim mrežama, Indija se nedavno pridružila i futurističkom pogonu 5G s implementacijom svoje prve takve mreže.
Vodeći telekomunikacijski gigant u zemlji, Airtel, objavio je naslove kada je objavio da je postao taj koji je postigao taj podvig. Uvođenje prvog indijskog M-MIMO-a (tehnologija masivnog višestrukog izlaza s više ulaza pokrenuta je s Bengalururom i Kalkutom. Očekuje se da će se suđenje u narednim mjesecima proširiti i na druge dijelove zemlje.
Airtel je implementirao novu 5G tehnologiju kao dio svog programa za transformaciju mreže pod nazivom Project Leap . Očekuje se da će Massive MIMO tehnologija poboljšati postojeći mrežni kapacitet sedam puta dok koristi isti spektar koji već posjeduje. Vjeruje da će ista čak omogućiti dvostruko bolje brzine na postojećoj 4G implementaciji.
Osim toga, kineski mrežni div ZTE objavio je da sudjeluje u eksperimentima pre 5G Massive MIMO u suradnji s poznatim operaterima kao što su Vodafone i Reliance Jio. Dok je Huawei lice iza Airtelovog raspoređivanja u zemlji, kako je navedeno u službenom priopćenju.
Ako se gleda iz perspektive trenutnog stanja telekomunikacijske industrije u Indiji, ovo je pokušaj da se ovi telekomunikacijski divovi zadrže u zemlji. Nedavno su ih probudili iznenađujući potres njihovog najžešćeg novog konkurenta, tj. Reliance Jio, koji ih je sada uspio gaziti svojom 4G LTE mrežom u roku od godinu dana.
Očekivano široko rasprostranjeno
Većina izvješća koje su objavili mrežni divovi poput Ericssona ili Nokie trenutno ukazuju na to da će tehnologija 5G mreže biti svjedokom napretka i doći do masa do 2020. godine . Ovo nije kruti vremenski okvir, ali je u skladu s operativnim obrascem industrije, koja vidi nadograđenu tehnologiju koja se debitira u desetljeću.
Tehnologija 3G mreže prvi je put debitirala još u listopadu 2001., a 4G LTE je doživio široko prihvaćanje nakon desetljeća oko 2011. godine. Tako je moguće nagađati da će se masovni napori MIMO-a ostvariti do kraja ovog desetljeća. Može se vidjeti pre-5G implementacija tehnologije, kako na potrošačkom tako i na operatorskom kraju u sljedećih nekoliko godina. Publika na Zimskim olimpijskim igrama 2018. mogla bi biti prva koja će svjedočiti spomenutoj inovaciji, nakon čega slijedi Svjetsko nogometno prvenstvo 2018. godine . Čak je i proizvođač čipova Qualcomm izjavio da planira razviti 5G-kompatibilne (Gigabitne) uređaje na sličan način.
Možda smo svjedočili produženom uvođenju 4G LTE usluga u Indiji, što je još uvijek u procesu. Međutim, telekomunikacijski divovi u zemlji više ne žele zaostajati u utrci za usvajanjem najnovijih tehnologija zbog nadmetanja i konsolidacije unutar same zemlje.
Masivni MIMO: Tehnološka utrka za usvajanje 5G
Ptičja perspektiva Massive MIMO razvoja također pokazuje da Indija nastavlja graditi svoju transformativnu sliku tehnološke moći. Vlada sada poduzima potrebne korake kako bi pokrenula evoluciju stanične tehnologije.
Vlada je već uspostavila forum na visokoj razini kako bi procijenila trenutni scenarij i odobrila akcijske planove za pravovremeno uvođenje 5G usluga. Dodijelio je ogroman korpus od 500 kruna za potrebe istraživanja i razvoja 5G, što nas stavlja na globalnu kartu, zajedno sa zemljama koje vode usvajanje takvog tehnološkog napretka. Trenutačno nije definirana prava "5G" mreža i mi ćemo morati biti u potrazi za istim u nadolazećim godinama.
