Cercetătorii arată cum ar putea fi construită infrastructura 5G+
Infrastructura 5G+ (sau 5G/Dincolo de 5G) este segmentul cu cea mai rapidă creștere și singura oportunitate semnificativă de creștere a investițiilor pe piața infrastructurii de rețele wireless, conform ultimei prognoze a Gartner, Inc.
Dar în prezent tehnologiile 5G+ se bazează pe rețele mari de antene care sunt de obicei voluminoase și vin doar în dimensiuni foarte limitate, ceea ce le face dificil de transportat și costisitor de personalizat.
Cercetătorii de la Colegiul de Inginerie din cadrul Institutului de Tehnologia din Georgia, SUA (Georgia Tech) au dezvoltat o soluție nouă și flexibilă pentru infrastructura 5G+.
Infrastructura 5G+ devine tot mai accesibilă
Abordarea lor bazată pe plăci poate construi la cerere matrice de învelișuri inteligente 5G+, foarte scalabile, cu potențialul de a face ca aproape orice suprafață sau obiect să devină „inteligente”.
Studiul, publicat recent în Scientific Reports, descrie abordarea, care nu numai că este mult mai ușor de scalat și de personalizat decât practicile curente, dar nu prezintă nicio degradare a performanței indiferent de numărul de plăci.
„De obicei, există o mulțime de sisteme de rețea fără fir mai mici care lucrează împreună, dar nu sunt scalabile. Cu tehnicile actuale, nu putem crește, reduce sau direcționa lățimea de bandă, în special pentru zone foarte mari”, a spus profesorul Tentzeris, de la Georgia Tech.
„Capabilitatea de a utiliza și scala această nouă abordare bazată pe plăci face acest lucru posibil”, a continuat profesorul.
Comunicații mai rapide
Tentzeris spune că aplicația modulară a echipei sale, echipată cu capacitate 5G+, are potențialul de a avea un impact imediat, la scară largă, deoarece industria telecomunicațiilor continuă să treacă rapid la standarde pentru comunicații mai rapide, cu capacitate mai mare și cu latență mai mică.
În noua abordare a Georgia Tech, plăcile flexibile și fabricate aditiv sunt asamblate pe un singur strat de bază flexibil.
Acest lucru permite atașarea plăcilor pe o multitudine de suprafețe. Arhitectura permite, de asemenea, o instalare foarte simplă pentru infrastructura 5G+. Potrivit lui Tentzeris, atașarea unei matrice de plăci la un vehicul aerian fără pilot (UAV) este chiar o posibilitate de a crește capacitatea de bandă largă în zonele cu acoperire scăzută.
Prototipul
În cadrul studiului, echipa a fabricat un prototip de matrice de plăci flexibilă de 5 × 5 centimetri și a înfășurat-o pe o rază de curbură de 3,5 centimetri.
Fiecare placă include un subansamblu de antene și un circuit integrat pe un strat de plăci pentru a crea un înveliș inteligent care poate interconecta fără probleme plăcile în rețele foarte mari de antene cu intrări și ieșiri multiple (MIMO).
Infrastructura 5G+ anterioară
Arhitecturile de matrice bazate pe plăci pe suprafețe rigide cu elemente de antenă au fost cercetate anterior, dar nu includ modularitatea, fabricarea aditivă sau implementarea flexibilă a designului Georgia Tech.
Această abordare înseamnă că plăcile de dimensiuni identice pot fi fabricate în cantități mari și sunt ușor de înlocuit, reducând costurile de personalizare și de reparații. În esență, această abordare combină elemente detașabile, modularitate, scalabilitate masivă, costuri reduse și flexibilitate într-un singur sistem, scrie Tech Xplore.
În timp ce arhitectura de plăci a demonstrat capacitatea de a îmbunătăți considerabil infrastructura 5G+, combinația sa de capabilități flexibile și conforme îi conferă potențialul de a fi aplicată în numeroase alte medii, spune echipa Georgia Tech.
„Forma și caracteristicile fiecărei plăci pot fi singulare și pot găzdui diferite benzi de frecvență și niveluri de putere. Una ar putea avea capacități de comunicații, alta capabilități de detectare și o a treia ar putea fi un colector de energie pentru energie solară, termică sau RF ambientală. Aplicarea cadrului de plăci nu se limitează la comunicații”, a spus Tentzeris.
Aplicații
Internetul lucrurilor, realitatea virtuală, precum și producția inteligentă/Industria 4.0 (o abordare bazată pe tehnologie care utilizează utilaje „inteligente” conectate la internet pentru a monitoriza și automatiza complet procesul de producție) sunt domenii suplimentare de aplicare pe care echipa este încântată să le exploreze.
„Scalabilitatea în masă a arhitecturii cu plăci face ca aplicațiile sale să fie deosebit de diverse și practic omniprezente. De la structuri de dimensiunea unor baraje și clădiri, la utilaje sau automobile, până la articolele purtabile individuale de monitorizare a sănătății”, a spus Tentzeris.
„Ne îndreptăm într-o direcție în care totul va fi acoperit de un tip de ‘piele’ inteligentă fără fir, care cuprinde un sistem de comunicații sau o antenă care permite o monitorizare eficientă”, a spus profesorul.
Echipa așteaptă acum cu nerăbdare să testeze abordarea în afara laboratorului pe structuri mari, din lumea reală. În prezent, aceștia lucrează la fabricarea de rețele de plăci mult mai mari, imprimate complet cu jet de cerneală (256+ elemente), care vor fi prezentate la viitorul International Microwave Symposium (IEEE IMS 2022).
La IMS va fi prezetată o nouă versiune de arhitectură de suprafață mare bazată pe plăci, care va permite asamblarea de matrice de plăci personalizabile într-un mod rapid și cu costuri reduse pentru numeroase platforme și aplicații activate 5G+.
Vă recomandăm să citiți și:
Bitcoin ajută piața criptomonedelor să depășească 2 trilioane de dolari
Elon Musk vrea să-și facă propria platformă social media