Il più delle volte nessuno deve pensare a come funzionano le reti mobili su cui tutti facciamo affidamento. Ma non sorprenderà molti nel sentire che, come spesso accade con le infrastrutture, alcuni pezzi sono l’ultima tecnologia e altri non sono cambiati da decenni. Eridan è una startup ben finanziata che mira a sostituire una di queste ultime con un approccio hardware fondamentalmente diverso che potrebbe rendere le reti mobili di un ordine di grandezza più efficienti.
Ovunque guardi, o più probabilmente, appena sopra dove guardi, ci sono ripetitori cellulari che collegano il tuo telefono a Internet in generale. Si può pensare che questi siano costituiti da tre grandi pezzi: il modem, che scambia i dati con il resto della rete; l’antenna, che emette il segnale radio in sincronia con decine o centinaia di dispositivi nelle vicinanze; e il ricetrasmettitore, che si trova in mezzo e converte i dati digitali del modem nel segnale RF effettivo emesso dall’antenna.
Ovviamente il modem deve cambiare con i tempi e aumentare la capacità, e così è stato. Allo stesso modo, l’antenna deve cambiare per riflettere fette di spettro nuove e riproposte utilizzate per i dati mobili. Ma il ricetrasmettitore è una specie di convertitore da digitale ad analogico in quanto il suo lavoro non è cambiato molto: dati in entrata, segnale in uscita.
Di recente, tuttavia, abbiamo iniziato a sondare i limiti di quella punta di mezzo, che è un dinosauro in termini tecnologici.
“Il modo in cui quel ricetrasmettitore ha alimentato l’antenna non è cambiato negli ultimi 70 anni”, ha affermato il co-fondatore di Eridan Doug Kirkpatrick. “Si chiama amplificatore lineare e quel dispositivo, quell’approccio all’architettura del circuito è letteralmente al limite con quello che è oggi il 5G”.
Questi amplificatori sono essenzialmente dispositivi analogici e, a causa della loro natura fondamentale, più potenza ci metti, meno efficienti sono. E negli anni la potenza utilizzata è solo aumentata con l’aumentare del numero e della complessità dei segnali; I ricetrasmettitori 5G sono efficienti circa la metà di quelli 4G, che erano efficienti la metà del 3G, ma a causa delle limitazioni dello spettro e della crescente domanda, avremo bisogno di molte più celle 5G. Anche se la differenza è solo di una manciata di watt, si somma molto rapidamente se prevedi di coprire tutte le aree popolate più le autostrade.
“Se vuoi arrivare ovunque, sono come 20 volte più radio, e anche con l’efficienza che diminuisce, stai parlando di prendere il 50% dell’elettricità degli Stati Uniti”, ha detto Kirkpatrick. “Questo cane non caccia.”
“Quello che abbiamo fatto è qualcosa che l’industria cerca da forse 30 anni, e qualcosa che ogni azienda wireless ha perseguito, spendendo miliardi. Se vuoi che tutti abbiano il 5G senza sciogliere il pianeta, siamo l’unico modo in cui ciò avvenga”, ha continuato.
Dimensioni di una cella standard basata su un palo e una che utilizza la tecnologia di Eridan. Crediti immagine: Da suo marito
E cosa ha fatto esattamente Eridan? Ho accennato al mio scetticismo sul fatto che una startup con mezzi limitati potrebbe scavalcare decenni di ricerca da parte di alcune delle aziende più ricche del pianeta.
“Beh, abbiamo imbrogliato”, ammise Kirkpatrick. Uno dei fondatori dell’azienda, Earl McCune, purtroppo scomparso due anni fa durante il processo di sviluppo, è stato tra coloro che hanno svolto la ricerca in quelle grandi società di telecomunicazioni, dove il suo approccio non è mai decollato. Per non dire che ha portato con sé segreti commerciali, ovviamente: hanno semplicemente trovato un modo per trasformare la teoria in realtà al di fuori della struttura aziendale.
Dopo essersi incontrati durante un’assunzione fallita per svolgere lavori correlati per una grande azienda, i fondatori hanno deciso che si piacevano abbastanza da perseguire il concetto in modo indipendente.
“Abbiamo fatto quello che avresti fatto tu, ci siamo seduti con un tovagliolo da bar e una birra”, ha ricordato, e dopo aver riempito un po’ i think tank, “è stata una di quelle epifanie. Tutti hanno alzato le sopracciglia e hanno detto: “È un’idea folle… ma potrebbe funzionare”. Poi letteralmente la prima volta che l’abbiamo acceso, è stato il segnale più perfetto che tu abbia mai visto. Abbiamo detto, ‘come diavolo spiegheremo questo a qualcuno?'”
Come potrebbe apparire un’unità Eridan su un palo informe, nel vuoto. Crediti immagine: Da suo marito
Il progresso è per certi versi semplice, come passare dalle valvole a vuoto ai transistor.
“Un amplificatore lineare è un amplificatore analogico; dal momento che si preoccupano dei costi e dell’efficienza, hanno fatto il meglio di un pessimo affare: quanto sporco [i.e., how noisy] puoi fare il segnale ed essere ancora efficiente? Questo è fondamentale per ciò che fanno gli amplificatori lineari”, ha spiegato. “Siamo un interruttore digitale: inviamo un segnale ultra pulito. È cento volte più piccolo e cento volte più economico».
“Questo tipo di architettura polare diretta, Earl ha scritto libri su di esso – era un esperto di questo tipo di approccio”, ha detto Kirkpatrick. L’altro suo co-fondatore, Dubravko Babic, è un esperto di materiali che si concentra sul nitruro di gallio, che senza approfondire i dettagli viene utilizzato in combinazione con il silicio per creare architetture di chip ad alta efficienza. La combinazione GaN-silicio qui consente loro di fare un salto da circa il 10% di efficienza nei dispositivi installati al 50%.
Inizialmente hanno raccolto un contratto da 5 milioni di dollari dalla DARPA, pensando che potesse essere utilizzato per ridurre le radio militari, ma presto si sono resi conto che la tecnologia andava ben oltre la categoria della difesa e l’ha portata nelle telecomunicazioni.
Il dispositivo “Miracle” risultante (che, tra l’altro, sembra proprio un normale PCB) è così dissimile dall’infrastruttura esistente che hanno avuto difficoltà a convincere le potenziali aziende a comprenderne le qualità. “Ma poco più di un anno fa i dubbiosi hanno ottenuto tutto ciò di cui avevano bisogno: l’abbiamo dimostrato in cima a un albero. Puoi dubitare della tecnologia quanto vuoi, ma quando la accendi su un albero il gioco è finito”, ha detto Kirkpatrick.
Tuttavia, ha ammesso, il mercato delle infrastrutture è conservatore. Queste sono aziende che pagano ingenti somme per costruire milioni di installazioni per servire centinaia di milioni di persone: tendono ad andare con ciò che sanno funzionare anche se c’è un nuovo arrivato là fuori che è meglio e più economico. Ma un test pilota a Fort Hood dovrebbe mostrare le capacità 5G di piccole celle di Eridan, che supponendo che tutto vada bene dovrebbe portare a implementazioni commerciali intorno alla fine del 2023.
Il team Eridan e i loro proprietari. Il CEO Doug Kirkpatrick è al centro con una maglietta rosa. Crediti immagine: Da suo marito
Ciò che probabilmente li ha convinti, al di là della minaccia esistenziale degli amplificatori lineari che raggiungono i limiti teorici della quantità di dati che possono gestire, è l’ulteriore espandibilità della tecnologia di Eridan. Basterebbe per rendere le implementazioni 5G più economiche e migliori, ma per quanto riguarda il prossimo aggiornamento?
Gli ultimi protocolli di segnale provenienti dalle autorità di dati mobili e dai setter standard coinvolgono segnali a 8 bit che spingono 256 QAM: non entreremo nemmeno nei dettagli tecnici qui, ma puoi pensarlo come equivalente alla larghezza di banda Internet domestica. In sostanza, più bit puoi inserire in un dato tratto di segnale, più dati puoi fornire, anche se come sempre accade con il wireless, maggiore è il rischio che questo segnale sempre più complesso e fragile non arrivi intatto.
Come puoi immaginare, passare dalla produzione analogica a quella digitale di quel segnale ha un enorme effetto sull’efficacia di una trasmissione. “Quale pensi si propaghi più lontano, un segnale pulito o un segnale sporco?” chiese Kirkpatrick, ovviamente retoricamente. L’uso del GaN consente al sistema di funzionare ad alte tensioni, eliminando del tutto la necessità di un amplificatore, migliorando ulteriormente il segnale perché gli amplificatori amplificano “il grezzo insieme al buono” in un segnale sporco.
Eridan aveva un 1024-QAM sperimentale a 10 bit rilasciato da 3GPP funzionante entro poche ore dal suo rilascio ed è passato a mostrare in un ambiente di laboratorio che possono trasmettere un segnale a 16 bit, 64K (cioè 65.536)-QAM. (Fidati che le persone a cui piacciono i protocolli wireless troveranno quel numero molto impressionante.)
La promessa di essere una parte importante dell’infrastruttura che deve essere costruita per un decennio e più ha chiaramente attivato le porzioni di assegni del cervello degli investitori. Dopo i 5 milioni di dollari della DARPA, Eridan ha raccolto un totale di 46 milioni di dollari tra l’annuncio del round B di oggi e un round A segreto di 8 milioni di dollari. L’ultimo round è stato guidato da Capricorn Investment Group, Monta Vista Capital e Social Capital (che ha guidato il round A).
I soldi andranno all’assunzione e alla produzione – “stiamo organizzando per produrre decine o centinaia di milioni di queste cose”, ha detto Kirkpatrick. Sebbene non possa nominare i potenziali clienti, non è difficile immaginare chi trarrà vantaggio da questo hardware. Fondamentalmente, se li hai sentiti urlare sul 5G ad un certo punto negli ultimi cinque anni, probabilmente sono nella lista.
Gli schieramenti commerciali dovrebbero iniziare ad apparire dopo le dimostrazioni ufficiali a Ft Hood e altrove il prossimo anno. Probabilmente non noterai nulla, ma ripeto, è proprio questo il punto.
