Xarxes sense fils de nova generació

Les xarxes sense fils d'avui en dia, tenen dificultats per mantenir-se al dia amb la demanda pels dispositius mòbils per oferir majors taxes de dades, suport de serveis multimèdia, i cada vegada més ample de banda. 

Actualment  les dades comencen essent generades pels milions, si no milers de milions,  dispositius que s'espera que necessitin connectivitat i actualment s'anomena la Internet de les coses per tant, l'actual generació de sistemes sense fil seran desafiats com mai abans ho han estat.

És per això que la indústria de les comunicacions està treballant en un sistema sense fils de cinquena generació. En comparació amb 4G i LTE x, els investigadors diuen 5G arribarà 1.000 vegades la capacitat del sistema; 10 vegades l'eficiència d'energia, velocitat de dades, i l'eficiència espectral; i 25 vegades el rendiment mitjà cel·lular mòbil. L'objectiu és oferir la comunicació perfecta i universal entre les persones, arreu, en qualsevol moment per gairebé qualsevol dispositiu sense fils. Les normes pel 5G és probable que es defineix entre 2016 i 2018 però, no s'espera que arribi fins al 2020.

El IEEE Communications Society està ajudant a educar la indústria de les comunicacions i altres amb la publicaicó d'articles i les reunions tècniques i d'investigació per tot el món. L'edició de febrer de la revista IEEE Communications , per exemple, va publicar un informe especial que cobria les perspectives i reptes entorn 5G, i el nombre de maig de IEEE COMSOC Tecnologia (CTN) havien articles sobre el tema, publicat recentment per la societat, incloent una visió sobre la  rapidesa probable que assoleixi el 5G.

A l'abril, la IEEE Communications Society es va associar amb el Brooklyn 5G Cimera, que organitzada per NYU Wireless de l'Escola Politècnica Superior d'Enginyeria de Solucions i Xarxes  i Nokia NYU (NSN) per registrar i transmetre l'esdeveniment de dos dies a través d'IEEE.tv. La Cimera 5G Brooklyn va reunir líders d'opinió de la indústria, el govern i acadèmies que s'estan preparant per establir l'escenari per als serveis  5G.

En un discurs d'obertura, Hussein Moiin, vicepresident executiu de NSN de la tecnologia i la innovació, va declarar: "Tenim el poder d'innovar una tecnologia que tindrà un abast global i possiblement tenir un impacte a tot el món. La nostra força ve de la nostra col·laboració ".

DIFICULTATS

Els sistemes sense fil d'avui dia s'enfronten a seriosos obstacles per poder satisfer les demandes de milions de telèfons intel·ligents els quals es comporten com a devoradors de dades, tauletes digital i altres dispositius.

Els sistemes que avui atenen als dispositius van ser dissenyats i desenvolupats  en una capacitat limitada i per  poder evolucionar sense problemes d'una tecnologia c a l'altre per exemple, de 3G i 4G  a Wi-Fi. Els sistemes sense fils també tenen una cobertura irregular i consumeixen una gran quantitat d'energia també,  s'enfronten a una escassetat d'espectre de freqüència de ràdio.

Les tecnologies que els investigadors diuen que semblen molt prometedores pel 5G, inclouen sistemes d'antena (MIMO)  tant en el transmissor com en el receptor; comunicacions de baix consum; xarxes de ràdio cognitiva; comunicacions de llum visible; i molt petites conegudes com MFemtocells, que seran ideals pels viatgers.

En part, aquestes tecnologies cal resoldre  el problema de la poca cobertura que hi ha a l'interior dels edificis ja que, els dispositius sense fils s'utilitzen en interiors al voltant del 80% del temps, segons els investigadors, però, l'arquitectura cel·lular d'avui es basa només en les estacions base exteriors. 

Això vol dir que els senyals transmesos en interiors han de penetrar parets de construcció que poden donar lloc a les anomenades caigudes de velocitats de transmissió i talls del servei. Els investigadors proposen l'ús de sistemes d'antenes distribuïdes en les estacions base exteriors que es distribueixen al voltant d'un cel·lular i connectats a través de fibres òptiques. Les xarxes d'antenes també es poden instal·lar fora de cada gran edifici per comunicar-se amb les estacions de base exteriors, mentre que estan units per cables als punts d'accés sense fil a l'interior de l'edifici.

Aquestes connexions interiors podrien ajudar els sistemes sense fil per ser més eficients en el consum d'energia, perquè en separar el trànsit interior del trànsit exterior, l'estació base s'enfrontaria a una menor pressió en l'assignació d'espectre radioelèctric i així podien transmetre amb menys potència.

Les xarxes de ràdio cognitiva són vistes com una solució clau per alleujar la congestió en l'espectre de RF. Aquestes xarxes, permeten un sistema secundari per compartir les bandes de l'espectre amb els sistemes primaris autoritzats, ja sigui sobre una base lliure d'interferències o amb caràcter ingerència tolerant.

Una altra solució per ajudar a disminuir l'espectre RF, és la comunicació de llum visible que proporcionen la connectivitat de dades sense fils de banda ampla. Això es pot aconseguir amb LED  blanc fora de la plataforma com a transmissors de senyals i fora de la plataforma de fotodíodes allau com a receptors de senyals. Les velocitats de dades poden ser de 3,5 GB segons s'han registrat en un sol LED.

Font: IEEE