Massive MIMO en redes 5G
Esta última década ha estado marcada por un crecimiento espectacular de la industria de redes inalámbricas que se han convertido en un medio indispensable de nuestra vida diaria. Según las previsiones anuales del “Visual Networking Index” de Cisco, el tráfico IP global se triplicará entre 2017 y 2022, y alcanzara los 4,8 Zettabytes anuales. El número de dispositivos conectados será más de tres veces la población mundial estimada en 2022 (7,9 millardos de habitantes).
A día de hoy, los servicios ofrecidos para estos dispositivos inteligentes ya no se limitan solo a la transmisión de voz y la navegación y transferencia de datos a través de Internet. Nuevas tendencias han surgido como:
- Internet de las cosas (IoT) para industria, transporte y servicios públicos
- Realidad aumentada (AR) y realidad virtual (VR)
- Internet Gaming
- Inteligencia artificial como base para mejorar los servicios
- Big Data
- Data Mining
- Hogares y ciudades inteligentes
- Conexiones entre máquinas (M2M)
La explosión de los dispositivos conectados simultáneamente y el alto volumen de tráfico de datos transportados por las redes inalámbricas, provocara un aumento exponencial en la creciente demanda de conectividad vinculada a las diferentes tecnologías enumeradas anteriormente. Evidentemente, esto requerirá el cumplimiento de características tan importantes como el incremento en velocidades de transferencia de las operaciones de subida y bajada de datos, la cobertura, la fiabilidad y la estabilidad de las comunicaciones inalámbricas.
Para satisfacer estas imparables demandas, una nueva generación de redes inalámbricas ha visto la luz, estandarizada como Quinta Generación (5G) de redes móviles. Sin embargo, el diseño de estas nuevas redes debe tener en cuenta, además de la limitación del espectro de frecuencia disponible, el estado muy variable (en tiempo, frecuencia y espacio) del canal de comunicación de cada dispositivo conectado. La información enviada a través de este canal resulta, inevitablemente, deteriorada. Algunas de las causas de este deterioro están relacionadas a la atenuación debida a la pérdida de potencia que una señal de ciertas características sufre cuando se propaga por un ambiente geográfico determinado, y además, se presentan otros fenómenos como el ensombrecimiento, desvanecimiento por multitrayectoria, desvanecimiento por efectos atmosféricos, difracción y refracción, retardos, otras atenuaciones, interferencias y ruido.
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Qué es la tecnología MIMO
MIMO es el acrónimo de Multiple-input Multiple-output. En español lo podríamos difinir como Múltiple entrada y múltiple salida. Es una tecnología que ayuda a mejorar las redes inalámbricas, ya que permite una mayor cobertura debido a que emitimos señal inalámbrica simultáneamente con varias antenas que tiene el router o punto de acceso WiFi, gracias a la tecnologia MIMO, conseguiremos más de cobertura que si solamente tuviéramos una antena.
Con el fin de afrontar todos estos obstáculos, la red 5G cuenta con una combinación de tecnologías responsables que harán que cualquier dispositivo inteligente sea capaz de enviar y recibir datos de forma más rápida. Una de las más relevantes es Massive MIMO, siglas de Multiple-Input Multiple-Output, que tiene la capacidad de aumentar las conexiones inalámbricas simultaneas en función del número de antenas en el mismo ancho de banda explotando la diversidad espacial (SDMA) ofrecida, con el objetivo de incrementar drásticamente la velocidad total de transmisión y satisfacer la calidad de servicio.
¿Qué estándar se beneficia de la tecnología MIMO?
La introducción de la misma se produjo con la llegada del estándar 802.11n, más conocido como WiFI N, y está presente en todos los routers compatibles éste, aunque no es una tecnología exclusiva ya que también podemos beneficiarnos de ella en los routers compatibles con el nuevo estándar 802.11ac, también conocido como WiFI AC.
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Tecnología MU-MIMO
Hemos visto qué es la tecnología MIMO y cómo funciona para mejorar las conexiones inalámbricas. Hemos mencionado que llegó con el estándar 802.11 n y que lleva muchos años en el mercado. Sin embargo, más reciente es la tecnología MU-MIMO, que es la tecnología que se originó en Wi-Fi 5 y se ha democratizado con Wi-Fi 6. MU-MIMO significa que varios dispositivos podrán recibir diferentes flujos de datos al mismo tiempo, aumentando así la velocidad y el rendimiento de toda la red de forma global. MU-MIMO forma parte del estándar Wi-Fi 5, pero también está disponible de forma nativa en Wi-Fi 6.
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La tecnologia Massive MIMO
La tecnología Massive MIMO utiliza varias decenas de antenas en emisión y recepción en vez de solo a unas pocas como en la tecnología MIMO. El hecho de recurrir a más antena mimo que nos permite sacar más partido al canal de transmisión sin necesidad de incrementar el espectro de frecuencia ya que este último es un recurso limitado y está dividido entre los operadores de telecomunicaciones. Para poder disfrutar de esta tecnología multi-antena es necesario que los dispositivos involucrados tengan múltiples antenas. Algunos fabricantes de equipos de comunicaciones, como Huawei o Ericsson, ya han puesto a punto equipos Massive MIMO como es el caso de estaciones base que utilizan hasta 128 antenas. Algunos de los terminales que ya tienen la tecnología MIMO 4×4 son el Galaxy S10 de Samsung, el Pixel 3 de Google, el Mate 20 Pro de Huawei, el OnePlus 6T o el iPhone XS, entre muchos otros. La tecnología mimo también es adoptada por Vodafone y Huawei que llevan trabajando desde tiempo en y han podido lograr velocidades de descarga alcanzando los 2,8 Gbps. Otras compañías como Samsung, O2, Ericsson también se han sumado a esta carrera y están obteniendo buenos resultados.
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