IBM y Ericsson anuncian un importante avance tecnológico para el desarrollo del 5G

El circuito de ondas milimétricas (mmWave) opera en la frecuencia de 28 GHz y puede acelerar el lanzamiento de las redes comerciales de la siguiente generación. Las bandas de ondas milimétricas son diez veces superiores a las usadas en los actuales dispositivos móviles.

IBM y 爱立信 han anunciado un importante avance tecnológico que podría acelerar el lanzamiento de las redes de comunicaciones 5G y dar soporte a nuevas experiencias para las comunicaciones móviles de las empresas y los usuarios, con velocidades de transmisión muy altas, incluyendo Internet de las Cosas, vehículos conectados y realidad virtual inmersiva.

Ambas compañías han creado un circuito integrado de antenas en fase con base de silicio, compacto y de ondas milimétricas (mmWave), que opera en la frecuencia de 28 GHz y se ha probado en un módulo de antenas en fase diseñado para su uso en las futuras estaciones base de 5G.

A lo largo de este año numerosos países y gobiernos están abriendo nuevas porciones de frecuencia del espectro electromagnético, conocidas como bandas de ondas milimétricas, 10 veces superiores a las usadas en los actuales dispositivos móviles, y que ofrecen una nueva fuente de banda ancha para redes móviles que se están poniendo a disposición de las redes 5G.

Este éxito de los investigadores de IBM Research y Ericsson es fruto del acuerdo de colaboración por dos años firmado con el objetivo de desarrollar diseños de antenas en fase para 5G. La experiencia de IBM en soluciones altamente integradas de circuitos mmWave de antenas en fase, junto con el diseño de sistemas y circuitos para comunicaciones móviles de Ericsson, ha ayudado al equipo a alcanzar nuevos hitos tecnológicos.

Thomas Noren, director del área de Productos de Red de Ericsson, ha afirmado que “el año pasado asistimos a un progreso muy esperanzador en la estandarización de 5G, incluyendo el comienzo de pruebas de campo en tiempo real. Para ello, los grandes esfuerzos en investigación y desarrollo son clave y nuestra colaboración con IBM Research en antenas en fase puede ayudar a los operadores a desplegar la infraestructura de acceso de radio necesaria para dar soporte a un futuro 5G. Los nuevos casos de uso y aplicaciones que cubren la interacción hombre-máquina, la realidad virtual, dispositivos inteligentes para el hogar y coches conectados dependerán de tecnologías innovadoras que hagan realidad las promesas de transferencias de datos más rápidas, ancho de banda ampliado y mayor duración de la batería”.

“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.