Gadgetshowto
Nie do pokonania liczba urządzeń, czy to smartfon, zestaw VR czy kamery bezpieczeństwa na zewnątrz domu, łączy się jednocześnie z sieciami telekomunikacyjnymi. Daje to w sumie szybki wzrost ruchu danych w czasie, a poprawa przepustowości staje się potrzebą godziny. To, czego wszyscy potrzebujemy, to duże prędkości danych, prawda? Jak przewiduje chiński gigant telekomunikacyjny Huawei, w roku 2021 nastąpi siedmiokrotny wzrost globalnego ruchu danych mobilnych w porównaniu z 2016 r. Dodał ponadto, że zapotrzebowanie na dane dla osoby fizycznej osiągnie średnio 15 GB miesięcznie w ciągu najbliższych pięciu lat. Nadal jesteśmy świadkami pojawienia się sieci 4G LTE w krajach takich jak Indie, ale operatorzy telekomunikacyjni na całym świecie zaczęli eksperymentować z jeszcze bardziej złożonymi i niezawodnymi technologiami, aby zmaksymalizować siłę sygnału, pojemność użytkowników i prędkość transmisji danych. Korzystają z technologii inteligentnej anteny o nazwie Massive MIMO (Multiple Input, Multiple Output), która będzie stanowić podstawę naszej technologii komórkowej piątej generacji (5G). Jest wciąż w początkowej fazie rozwoju, ale wkrótce oczekuje się, że zyska na znaczeniu. Tak więc, jeśli zastanawiałeś się, czym jest ogromne MIMO, oto wszystko, co musisz wiedzieć o ogromnym MIMO:
Co to jest Massive MIMO i jego związek z 5G?
Masywne MIMO (wiele wejść, wiele wyjść), również znane jako systemy antenowe o dużej skali, jest podstawą ewolucji komunikacji bezprzewodowej. Oczekuje się, że technologia MIMO przyniesie ogromne korzyści w zakresie obsługi większej liczby użytkowników mobilnych, zapewniając większe prędkości i bardziej niezawodne usługi sieciowe w dłuższej perspektywie.
Obecnie większość infrastruktur sieci 4G LTE umożliwia jedynie umieszczenie 8 anten (nadajnik + odbiornik) w stacji bazowej, co nie jest wystarczające, aby sprostać rosnącym potrzebom użytkowników mobilnych. Zapewnia to ograniczoną przepustowość, wpływając na szybkość transmisji danych i liczbę użytkowników, którzy mogą łączyć się z tą stacją.
Tutaj wkracza MIMO i umożliwia jednoczesne użycie dwóch lub więcej nadajników i odbiorników do wymiany danych w tym samym kanale radiowym. Technologia ma zostały już wdrożone w niektórych zaawansowanych stacjach sieci 4G w postaci 4 x 4 MIMO i jest obecnie badany przez kilku operatorów również w Indiach. 
Ale rozszerzenie wspomnianej koncepcji, aby pomieścić blisko 100 anten w pojedynczym układzie w stacji bazowej (wieża komórkowa), będzie tym, co stworzy podstawę dla nadchodzących sieci 5G. Wzrost całkowitej liczby anten oznacza więcej nadajników / odbiorników w danym miejscu, co prowadzi do zwiększenia możliwych ścieżek sygnału i lepszej wydajności zarówno pod względem szybkości transmisji danych, jak i niezawodności łącza. Masywne MIMO mogą wywołać nawet czterokrotną poprawę prędkości i kilkakrotnie większą rozbudowę przepustowości sieci.
Zbiór systemów antenowych w sieci Massive MIMO nie tworzy dokładnie podobnych do balonów wiązek widocznych w większości poprzednich i obecnych systemów sieciowych. Zamiast tego, ortogonalny charakter sygnałów emitowanych przez zbiór anten tworzy pojedyncze wiązki, które w jednej chwili obsługują jedną lub więcej stacji ruchomych (użytkowników). Ponieważ Massive MIMO wykorzystuje wiele złożonych technologii, najprostszym sposobem wyjaśnienia działania jego systemu antenowego jest poniższy schemat.. 
Oznacza to, że umożliwia operatorom obsługę większego zestawu urządzeń mobilnych na danym obszarze dzięki wdrożeniu technologii Massive MIMO. To samo jest dodatkowo skalowalne, ponieważ operatorzy mogą dodać jeszcze więcej anten do obecnej konfiguracji, aby zwiększyć możliwe ścieżki sygnału i poprawić wydajność bez zakłócania istniejącego widma.
Zalety masywnego MIMO w porównaniu z obecnymi sieciami 4G
Ponieważ w systemie Massive MIMO (5G) wykorzystywana jest większa liczba anten wejściowych i wyjściowych, pomoże to operatorom telekomunikacyjnym w znacznym poprawieniu zasięgu i szybkości transmisji danych. Będzie to możliwe dzięki wysokiej wydajności widmowej i energetycznej, która wzrasta dzięki dużemu multipleksowaniu, a także łącznemu zyskowi szyku antenowego. Oto główne zalety systemów antenowych Massive MIMO (M-MIMO) w porównaniu z obecnymi systemami 4G:
1. Lepsze pokrycie i większe prędkości
Dzięki zastosowaniu technologii Massive MIMO, być może w połączeniu z wyższymi widmami częstotliwości, firmy telekomunikacyjne będą mogły w przyszłości zaspokajać potrzeby większej różnorodności urządzeń. Nie tylko to siła sygnału w pomieszczeniu byłaby niezwykle silna i poza listami przebojów.
Możliwości tworzenia wiązek systemów Massive MIMO umożliwią operatorom telekomunikacyjnym szybko rozprzestrzeniają szybki zasięg na obszarach wiejskich także. Bezpośrednia linia wzroku działa dobrze przy wyższych częstotliwościach, zapewniając tym samym jeszcze większe prędkości.
Głównym celem aktualizacji jest również zwiększenie szybkości transmisji danych, a eksperci oczekują minimalnej prędkości 1 Gb / s, sięgającej nawet 10 Gb / s. Zostało to już udowodnione w niektórych eksperymentach z demonstracjami Gigabit LTE pokazanymi przez chińskiego giganta sieciowego ZTE na CES na początku tego roku.
2. Niskie koszty infrastruktury i komponentów
Ponieważ większość światowych gigantów telekomunikacyjnych stale unowocześnia swoją infrastrukturę, aby obsługiwać teraz szybkie sieci 4G (z prędkościami wcześniejszymi niż 5G), pełna aktualizacja do 5G byłaby płynna. Istniejące systemy 4G już wykorzystują techniki MIMO, które mają zostać skalowane, gdy dojdzie do skutku wiarygodnej technologii 5G.
Nowe systemy anten Massive MIMO będą miały nie tylko dużą liczbę anten, ale będą również skalowalne. To będzie gigantom telekomunikacyjnym łatwiej jest dodawać nowe anteny do tego systemu aby dołączyć istniejące prędkości i bazę użytkowników. Ponadto duża liczba anten spowoduje powstanie solidnej sieci, na którą nie będzie miała wpływu indywidualna awaria ich systemu antenowego.
3. Obsługa połączeń ograniczonych czasowo
Chociaż sieci 5G z obsługą Massive MIMO zapewniają lepszy zasięg i szybkość transmisji danych, skraca to czas potrzebny na przesyłanie sygnałów między nadajnikiem a odbiornikiem. Jest to znane jako opóźnienie, a nadchodzące sieci 5G pomogą zredukować to samo, aby jeszcze bardziej ułatwić korzystanie z tych sieci VR / AR, autonomiczna jazda i inne usługi kontrolowane przez AI lub ML.
Wyzwania związane z masowym wdrażaniem anten MIMO
Podczas gdy naukowcy eksperymentowali z testami anten Massive MIMO od kilku lat, systemy, które trafiły na rynek, nadal mają mniej anten niż te, których oczekują firmy telekomunikacyjne w związku z pojawieniem się sieci 5G. Wynika to z ograniczeń, jakie napotkaliśmy przy wdrażaniu technologii. Oto wyzwania stojące przed ich powszechnym wdrożeniem:
1. Złożoność przetwarzania sygnałów
Jest to jedna z największych trudności napotykanych podczas konfigurowania stacji bazowych Massive MIMO. Plik zwiększona liczba anten i częstotliwości w pojedynczej lokalizacji prowadzą do zwiększonych szans na zakłócenia. Problem ten można jednak rozwiązać poprzez przyjęcie szerszego spektrum i technologii o precyzji zerowej usterki, która ograniczy zakłócenia kanału między lokalizacjami. Chociaż duża liczba anten zwiększy złożoność całej płyty, to sprawia, że sieć jest jeszcze bardziej odporna na awarie.
2. Ograniczona dostępność widma
Jak być może już słyszałeś, dystrybucja widma częstotliwości jest kontrolowana przez organ zarządzający, a operatorzy telekomunikacyjni muszą składać oferty, aby zabezpieczyć część tego konkretnego widma..
Teraz podstawowy problem polega na tym, że widmo 3 GHz, które jest obecne w obecnych czasach, jest już zagracone z powodu przeciążenia nowych połączeń danych. I to udowadnia Trudne jest wykorzystanie fal milimetrowych o wyższej częstotliwości (3 GHz - 300 GHz) do budowy stacji bazowych Massive MIMO ponieważ fale nie wnikają w ciała stałe i nie są pochłaniane przez drzewa lub chmury deszczowe. 
Jednak giganci technologiczni i operatorzy telekomunikacyjni pracują ramię w ramię, aby zwiększyć wzmocnienie sygnału, tworząc wiele anten (MIMO) koncentrujących sygnały radiowe w wąskiej wiązce kierunkowej bez zwiększania mocy transmisji. Dział badawczo-rozwojowy Samsunga i Huawei zasmakowały sukcesu w eksperymentach, ale te wąskie wiązki są niezwykle wrażliwe na zmiany ustawienia.
Ciągłe badania i wdrażanie ogromnych sieci MIMO
Wspomniany system sieciowy nie jest prototypem, ale został już wdrożony na mniejszą skalę w istniejącym scenariuszu 4G. Huawei od ponad kilku lat współpracuje z lokalnymi operatorami telekomunikacyjnymi, takimi jak China Mobile i japoński SoftBank, aby komercyjnie eksperymentować z konfiguracjami Massive MIMO..
Po rygorystycznych eksperymentach, SoftBank został nazwany tym samym operatorem telekomunikacyjnym, który zadebiutował komercyjna sieć Massive MIMO pod koniec 2016 roku. Inni operatorzy, tacy jak China Mobile, Vodafone i T-Mobile, również zaczęli wdrażać tę technologię dla ograniczonej liczby użytkowników w swoich krajach.
Jeśli największym pytaniem nurtującym Cię z tyłu głowy jest to, czy nasze obecne smartfony będą kompatybilne z tymi sieciami Massive MIMO? A później prosta odpowiedź to przeważnie tak. Duża liczba istniejących urządzeń może korzystać z sieci 4G MIMO, zapewniając gigabitowe prędkości bez żadnych problemów.
Pierwsze w historii wdrożenia obsługujące 5G w Indiach
Podczas gdy wielu globalnych graczy telekomunikacyjnych, w połączeniu z gigantami sprzętowymi, eksperymentowało już z Massive MIMO w swoich sieciach, Indie niedawno dołączyły również do futurystycznego napędu 5G, wdrażając swoją pierwszą taką sieć..
Wiodący gigant telekomunikacyjny w kraju, Airtel, trafił na pierwsze strony gazet, gdy ogłosił, że to on osiągnął ten wyczyn. Wdrożenie Uruchomiono pierwszą w Indiach technologię M-MIMO (Massive Multiple-Input Multiple-Output) z Bengaluru i Kalkutą. Oczekuje się jednak, że w nadchodzących miesiącach proces zostanie rozszerzony na inne części kraju.
Airtel wdrożył nową technologię 5G w ramach trwającego programu transformacji sieci o nazwie Projekt Leap. Oczekuje, że technologia Massive MIMO zwiększy siedmiokrotnie istniejącą przepustowość sieci, wykorzystując to samo widmo, które już posiada. Uważa, że to samo zapewni nawet dwa razy lepsze prędkości w porównaniu z ich obecnym wdrożeniem 4G.
Ponadto chiński gigant sieciowy ZTE ogłosił, że bierze udział w eksperymentach MIMO sprzed 5G Massive we współpracy z szeroko znanymi operatorami, takimi jak Vodafone i Reliance Jio. Podczas gdy Huawei jest twarzą stojącą za wdrożeniem Airtel w kraju, jak stwierdzono w oficjalnym oświadczeniu.
Patrząc z perspektywy obecnego stanu przemysłu telekomunikacyjnego w Indiach, jest to próba utrzymania twierdzy w tym kraju przez części tych gigantów telekomunikacyjnych. Niedawno zostali obudzeni zaskakującym wstrząsem przez ich najgorętszego nowego konkurenta, tj. Reliance Jio, któremu udało się teraz zdeptać ich dzięki wdrożeniu sieci 4G LTE w ciągu roku..
Oczekiwane powszechne wdrożenie
Większość raportów publikowanych przez gigantów sieciowych, takich jak Ericsson czy Nokia, sugeruje obecnie, że technologia sieciowa 5G będzie świadkiem przełomu i dotrze do mas do lat dwudziestych XX wieku. Nie jest to sztywna oś czasu, ale jest zgodna ze schematem operacyjnym w branży, w której ulepszona technologia debiutuje w ciągu dziesięciu lat. 
Technologia sieci 3G zadebiutowała po raz pierwszy w październiku 2001 r., Podczas gdy 4G LTE zostało powszechnie przyjęte po dekadzie około 2011 r. Można więc spekulować, że trwające obecnie wysiłki Massive MIMO przyniosą efekty do końca tej dekady. Można zobaczyć wdrożenia tej technologii przed 5G, zarówno po stronie konsumenta, jak i operatora w ciągu najbliższych kilku lat. Tłum przy ul Zimowe Igrzyska Olimpijskie 2018 mogą być pierwszymi świadkami wspomnianej innowacji, a następnie Mistrzostwa Świata FIFA 2018. Nawet producent chipów Qualcomm oświadczył, że planuje wprowadzić urządzenia kompatybilne z 5G (Gigabit) w podobnym czasie.
Być może byliśmy świadkami przedłużającego się wdrażania usług 4G LTE w Indiach, nad czym wciąż trwają prace. Jednak gigant telekomunikacyjny w tym kraju nie chce już dłużej pozostawać w tyle w wyścigu o przyjęcie najnowszych technologii ze względu na zbliżającą się konkurencję i konsolidację w samym kraju..
ZOBACZ TAKŻE: Co to jest sieć Bluetooth Mesh i jak to działa
Massive MIMO: wyścig technologiczny o adopcję 5G
Spojrzenie z lotu ptaka na rozwój Massive MIMO pokazuje również, że Indie nadal budują swój transformacyjny wizerunek potęgi technologicznej. Rząd podejmuje obecnie niezbędne kroki, aby zapoczątkować ewolucję technologii komórkowej.
Rząd utworzył już forum wysokiego szczebla w celu oceny obecnego scenariusza i zatwierdzenia planów działań dotyczących terminowego wprowadzenia usług 5G. Przeznaczył ogromny korpus o wartości 500 funtów na cele badawczo-rozwojowe 5G, co stawia nas na mapie globalnej, obok krajów wiodących we wdrażaniu takich osiągnięć technologicznych. W tej chwili nie ma zdefiniowanej prawdziwej sieci „5G” i będziemy musieli jej szukać w nadchodzących latach.
