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Massive multiple-input and multiple-output (MMIMO) è stata una tecnologia in rapida evoluzione. Solo tre anni fa, MMIMO era una nuova soluzione nel mercato delle infrastrutture su cui alcuni attori scommettevano come la tecnologia giusta per far avanzare il 5G. Tuttavia, poche organizzazioni ne avevano esperienza e il settore in generale non era sicuro che fosse la soluzione giusta perché non era stata ancora convalidata.
Oggi MMIMO si è rivelata la tecnologia ottimale per le implementazioni 5G: è diventato il metodo di implementazione predominante (oltre il 50% dei casi) per la macrorete 5G. E sta diventando sempre più essenziale per il futuro delle infrastrutture delle telecomunicazioni, considerando la capacità e le prestazioni necessarie dalla prossima generazione di 5G.
Il tasso di richiesta di dati continua ad aumentare in modo esponenziale; i rapporti stimano che la domanda raddoppia ogni 24-30 mesi. Poiché i requisiti di capacità per la prossima evoluzione del 5G continuano ad espandersi, la dipendenza da MMIMO per trasportare ulteriormente la capacità è in aumento, rafforzando il fatto che MMIMO era la tecnologia giusta su cui investire per il settore.
MMIMO e le sfide del 5G
Poiché MMIMO è così ampiamente adottato, possiamo imparare dalle implementazioni esistenti per capire dove la tecnologia eccelle e come può essere migliorata e continuare ad evolversi. Una sfida è continuare ad espandere la capacità ottimizzando i siti esistenti e diminuendo la necessità di nuovi siti.
L’introduzione di nuovi siti per la copertura rappresenta una spesa enorme per gli operatori: dalle licenze alle normative e ai costi di installazione, ci sono molti requisiti e oneri a carico dell’operatore. Inoltre, con l’implementazione di massa dell’infrastruttura 5G, gli OEM devono servire le stazioni base più velocemente che mai. Ogni implementazione ha anche requisiti diversi per le stazioni base, a seconda dell’operatore.
Affrontare questa sfida richiede un’ampia gamma di opzioni tecnologiche per soddisfare le diverse esigenze, nonché la portata delle operazioni per soddisfare la domanda. Inoltre, gli operatori di telecomunicazioni sono attenti a garantire che tutti gli aspetti dell’hardware funzionino correttamente insieme per prestazioni ottimali.
Un’altra complicazione è che, poiché i siti esistenti vengono caricati con radio più recenti, si verificano più interferenze. Una torre cellulare ha uno spazio limitato da utilizzare per le reti 4G LTE e 5G. Pertanto, è necessario aggiungere hardware radio completamente nuovo per far funzionare le radio 5G autonome in quel sito, creando un problema di ingombro e di spazio in quella torre.
Non solo gli operatori devono garantire che le stazioni base possano stare in alto, ma devono anche affrontare il problema dell’affollamento: più radio che operano su bande diverse creeranno rumore elettrico e interferiranno tra loro, causando una diminuzione dell’efficienza. Anche il carico del vento può rappresentare un problema, in quanto la sicurezza meccanica del sito potrebbe essere compromessa aggiungendo altro hardware.
A frequenze più elevate, MMIMO è la migliore tecnologia per creare copertura con il massimo utilizzo dell’impronta esistente dell’operatore. Le soluzioni per MMIMO possono essere integrate per renderle più efficienti in modo che il design meccanico diventi più piccolo, più compatto e più efficiente dal punto di vista energetico. Ciò consente alle radio cellulari di essere più compatte con lo stesso ingombro (sia fisicamente che termicamente).
Ciò offre anche alcuni vantaggi accessori, inclusa la riduzione del costo dell’installazione. Inoltre, la riduzione delle dimensioni e della complessità consente agli operatori di concentrare più spazio, energia e denaro sulle prestazioni per portare i propri siti al livello successivo.
Questi operatori possono anche permettersi più facilmente di utilizzare nuovo hardware immune alle interferenze fuori banda. Tali soluzioni sono meno influenzate dalla diafonia tra le radio, mentre il loro design specifico le rende più robuste contro i bloccanti fuori banda che sopprimono i segnali RF.
La fase successiva
Negli Stati Uniti, la crescita dei dati sta accelerando. Alcuni nel settore delle telecomunicazioni notano che sarà necessaria una maggiore capacità oltre le attuali implementazioni del 5G. Nei prossimi quattro anni dovremo riflettere su questo problema e introdurre la prossima evoluzione dello standard con un nuovo spettro. Alcuni documenti stanno già esplorando la fattibilità dell’introduzione di un altro spettro tra 7 e 20 GHz.
Per quanto riguarda 6G e 5G A (avanzato), l’industria sta già iniziando a pensare all’evoluzione dello standard stesso.
A causa del rapido ritmo dell’innovazione e dell’elevato tasso di penetrazione nel mercato, questa tecnologia è matura per la rivoluzione e l’ottimizzazione e gli operatori sono ansiosi di spostarsi verso frequenze più elevate e più larghezze di banda. L’attenzione all’integrazione e al consolidamento della complessità, con maggiore efficienza e larghezze di banda più ampie, sarà ancora più importante in questo contesto. Come costruiremmo l’infrastruttura per quel nuovo spettro e come gestiremo una larghezza di banda più ampia e frequenze ancora più elevate per raggiungere l’Ultra Capacità? Per cominciare, avere ancora più radio in un sito significa che dovremo continuare a migliorare l’efficienza e ottenere fattori di forma più piccoli.
Di generazione in generazione, le richieste per questi sistemi di rete riguardano principalmente prestazioni più elevate. I vincoli all’ingombro della rete costringono gli operatori a massimizzare le operazioni e a spingere quante più prestazioni possibile da ciascuna stazione base. Ciò significa nuove tecnologie per migliorare ulteriormente l’efficienza in termini di dimensioni e potenza senza compromettere la velocità o l’affidabilità.
Gli innovatori tecnologici aiuteranno l’industria delle telecomunicazioni a procedere verso il 6G e oltre, continuando ad affrontare la complessità e la sfida dell’integrazione in modo che gli implementatori dell’ecosistema e gli OEM possano spostarsi rapidamente in questi territori inesplorati, affrontando nuovi requisiti di implementazione pur essendo efficienti ed efficaci.
—Tom Valencia è senior manager dell’ingegneria delle applicazioni presso Skyworks.
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