Sítě 5G se blíží rychleji, než myslíte

Významně urychlit nástup mobilní sítě 5G může pomoci nenápadný, miniaturní kousek křemíku. O co jde?

Sítě 5G se blíží rychleji, než myslíte


IBM Research a Ericsson společně vyvinuly kompaktní anténové soustavy, schopné zamířit vysokofrekvenční rádiové signály na mobilní zařízení a poslat je tak dál než by bylo standardně možné, jak vysvětlují obě společnosti. Integrace křemíku činí anténu tenkou a energeticky úspornou, což je komerčně výhodné.

Mobilní operátoři očekávají od sítě 5G přenosové rychlosti v řádu gigabitů za sekundu, tedy mnohem rychlejší, než jaké jsou dnes skrze LTE možné. Zároveň očekávají benefity typu nižší spotřeba baterie, lepší odezva a schopnost fungovat na mnohem více zařízeních najednou.

Než však tyto sítě vybudují, operátoři budou potřebovat vybavení, které pro ně bude finančně dostupné a výhodné -- a podle IBM a Ericssonu je řešením právě jejich soustava 64 antén.

Ve dvouletém společném projektu spojili výzkumníci obou firem všechny potřebné komponenty antény, jako je kupříkladu zesilovač, do jediného integrovaného obvodu. Zkombinováním čtyř integrovaných obvodů a 64 miniaturních pevných křemíkových antén dosáhli velmi malého balíčku, měřícího necelých 7 centimetrů z každé strany.

Velikost modulu diktovala sama fyzika, neboť antény zkrátka nemohou být menší. Integrování ostatních komponentů do integrovaného obvodu však soustavu ztenčilo a učinilo ji efektivnější, vysvětluje Hakan Andersson, produktový manažer pro sítě 5G v Ericssonu.

Soustavy tohoto typu se ocitnou v malých základních stanicích, které využívají frekvenci 28GHz pásma, jednoho z několika pásem, na kterých má v budoucnu síť 5G běžet. Tyto „milimetrové vlny“ se nehodí do každého prostředí, využití se předpokládá především v hustě zalidněných městských oblastech a vnitřních prostorách.

Vysokofrekvenční signály obvykle nelze přenášet na větší vzdálenosti, inovativní technologie však umožňuji pokrok i v této oblasti. O podobnou věc usiluje právě součástka vyvinutá Ericssonem a IBM: signály soustřeďuje do paprsků a ty pak zaměří na uživatelova zařízení.

Podle obou firem jde o nejpřesnější systém svého druhu. Je navíc dostatečně rychlý na to, aby zvládl držet krok se zařízeními přenášenými uživatelem a dokonce i automobily jedoucími dálniční rychlostí, popisují společnosti.

5G smartphony a jiná mobilní zařízení s největší pravděpodobností nedostanou 64 antén, menší množství však může ve spojení s jinými technologiemi stačit, myslí si Andersson.

Soustava IBM a Ericssonu zvládne změnit směr do 200 mikrosekund a využívá duální polarizaci pro rozeslání signálů do dvou směrů zároveň, čímž dosáhne na vícero zařízení najednou. V systému však nejsou žádné pohyblivé části: elektronicky se mění fáze každé antény, čímž se dosáhne změny směru, popisuje Alberto Valdes-Garcia, člen týmu IBM Research a manažer skupiny RF Circuits and Systems.

Až doteď mobilní sítě nikdy nepoužily frekvenci nad 6 GHz. Některá vyšší pásma, včetně několika mezi 24-27 GHz, 38 GHz, 70 GHz a 28 GHz mají větší šířku vlnového pásma než současná nízkofrekvenční mobilní pásma. To znamená více kapacity, tedy více zařízení s vyšší rychlostí. Princip využívaný při vývoji nových integrovaných obvodů půjde aplikovat i na jiné milimetrové frekvence, říká Valdes-Garcia.

Technologii firmy oznámily na mezinárodní konferenci International Solid State Circuits Conference v San Franciscu. Soustavy 28 GHz se budou testovat už ke konci letošního roku.

Úvodní foto: IBM










Komentáře