IBM et Ericsson annoncent une avancée technologique importante pour le développement de la 5G

Le circuit à ondes millimétriques (mmWave) fonctionne à la fréquence de 28 GHz et peut accélérer le lancement de réseaux commerciaux de nouvelle génération. Les bandes d’ondes millimétriques sont dix fois supérieures à celles utilisées dans les appareils mobiles actuels.

IBM oui Éricsson ont annoncé une avancée technologique importante qui pourrait accélérer le lancement des réseaux de communication 5G et soutenir de nouvelles expériences de communications mobiles pour les entreprises et les utilisateurs, avec des vitesses de transmission très élevées, y compris l'Internet des objets, les véhicules connectés et la réalité virtuelle immersive.

Les deux sociétés ont créé un circuit intégré à réseau phasé compact à base de silicium à ondes millimétriques (mmWave), fonctionnant à la fréquence de 28 GHz, et a été testé dans un module à réseau phasé conçu pour être utilisé dans les futures stations de base 5G.

Tout au long de cette année, de nombreux pays et gouvernements ouvrent de nouvelles portions de fréquences du spectre électromagnétique, appelées bandes d'ondes millimétriques, 10 fois supérieures à celles utilisées dans les appareils mobiles actuels, et qui offrent une nouvelle source de haut débit pour les réseaux mobiles mis à disposition pour les réseaux 5G.

Ce succès pour les chercheurs d'IBM Research et d'Ericsson est le résultat d'un accord de collaboration de deux ans signé dans le but de développer des conceptions d'antennes par étapes pour la 5G. L'expertise d'IBM dans les solutions de circuits à ondes millimétriques hautement intégrées, ainsi que la conception de circuits et de systèmes d'Ericsson pour les communications mobiles, ont aidé l'équipe à franchir de nouvelles étapes technologiques.

Thomas Noren, responsable des produits réseau chez Ericsson, a déclaré : « L'année dernière, nous avons constaté des progrès très encourageants dans la normalisation de la 5G, y compris le début des essais sur le terrain en temps réel. À cette fin, des efforts approfondis de recherche et de développement sont essentiels et notre collaboration avec IBM Research sur les antennes progressives peut aider les opérateurs à déployer l'infrastructure d'accès radio nécessaire pour prendre en charge un avenir 5G. transferts, bande passante étendue et durée de vie de la batterie plus longue.

“El desarrollo de estas antenas en fase de ondas milimétricas para 5G supone un logro importante, no solo por su tamaño compacto y bajo coste, que la convierten en una solución comercialmente muy atractiva para compañías de equipos de redes y operadores, sino también por su potencial para desarrollar e inspirar nuevas ideas y motivaciones, hasta no imaginadas, que son el reflejo de una sociedad totalmente conectada”, añadió Dario Gil, vicepresidente de Science & Solutions de IBM Research.

Haciendo realidad el 5G

Se espera que el primer lanzamiento de la especificación 3GPP de 5G esté lista para 2017 o 2018, pero ya se ha producido un gran progreso en la industria con pruebas y demostraciones de nuevas experiencias de usuarios y capacidades que han hecho posible el mayor ancho de banda, menor latencia, gran densidad y menor consumo energético de las redes 5G.

Se espera que el 5G soporte velocidades de transferencia superiores a los 10 Gbps en ciertos escenarios. Se han diseñado nuevas capacidades para permitir a los usuarios descargar un largometraje en HD en segundos; ofrecer un ancho de banda muy alto y experiencias en streaming y en directo en entornos de alta densidad como eventos deportivos o conciertos; experimentar tiempos de respuesta en tiempo real para hacer posible la cirugía en remoto o experiencias de realidad virtual totalmente inmersivas; así como prolongar la vida de la batería a 10 años en los dispositivos móviles remotos que formen parte de entornos IoT.

Los componentes

Para que los despliegues de las antenas en fase 5G sean comercialmente viables, el tamaño, peso, coste y rendimiento del componente son factores importantes. El resultado logado por el equipo de IBM y Ericsson, el primer módulo de antenas en fase con base de silicio de ondas milimétricas operando en la frecuencia de 28GHz, es un paso significativo para lograr ese reto. El módulo, compuesto por cuatro circuitos monolíticos integrados y 64 antenas de doble polaridad, mide aproximadamente 2,8 por 2,8 pulgadas, más o menos la mitad de tamaño de un smartphone estándar. Conseguir este tamaño compacto es necesario para facilitar un amplio despliegue de esta tecnología, especialmente en espacios interiores y áreas urbanas de alta densidad.

Otro avance en el rendimiento comunicado por el equipo es la demostración de la operación de doble polaridad simultánea en el modo de transmisión y recepción. Esta capacidad permite que un módulo de antenas en fase forme dos haces simultáneamente, duplicando el número de usuarios atendidos al mismo tiempo y mejorando así el valor y economía conjuntos de la tecnología.

Un desafío importante en el uso de señales de ondas milimétricas en las comunicaciones móviles es lograr una distancia suficiente entre las radios para dar soporte a las aplicaciones deseadas. A 28 GHz, cada antena individual es pequeña y podría soportar individualmente distancias de comunicación cortas, pero combinar múltiples antenas pequeñas no solo incrementa el alcance sino que también permite la orientación de las señales en direcciones específicas. El diseño de antenas en fase de IBM y Ericsson soporta una resolución en la orientación del haz de menos de 1,4 grados, obteniendo un direccionamiento de alta precisión del haz hacia los usuarios.