KDDI a Kyocera našli „recept“ na mmWave. Výrazne to posilní 5G konektivitu

Japonský telekomunikačný operátor KDDI v spolupráci so spoločnosťou Kyocera vyvinul technológiu bezdrôtových relé, ktorá „dramaticky rozširuje pokrytie“ technológiou rádiových prístupových sietí (RAN) v pásme milimetrových vĺn (mmWave). V zásade sa to týka mobilných sietí 5G, ktoré sú navrhnuté aj pre oblasť mmWave a práve na týchto frekvenciách dokážu dosiahnuť najvyššie rýchlosti.

V teste, ktorý uskutočnil sieťový operátor KDDI v tokijskej štvrti Nishi-Shinjuku, umožnilo použitie technológie RAN s malými opakovačmi vytvoriť reléovú rádiovú sieť v pásme mmWave (28 GHz), ktorá zlepšuje pokrytie až trojnásobne. O milimetrových vlnách je známe, že sa šíria mimoriadne obtiažne a potrebná je priama viditeľnosť medzi vysielačom a prijímačom. Spojenie výrazne zhoršuje hmla, hustý dážď, ale aj listy stromov, nehovoriac o budovách. Aj preto je trochu zvláštny pokrik „rádio-alarmistov“, ktorí varujú pred 5G sieťami aj kvôli mmWave. Ale to je trochu iný príbeh.

Spoločnosti KDDI a Kyocera oznámili 16. decembra 2024 spustenie testu technológie bezdrôtových relé, ktorá efektívne rozširuje komunikačnú oblasť milimetrových vĺn v pásme 28 GHz a účinne zlepšuje využívanie vysokofrekvenčných pásiem v sieťach 5G a budúcich 6G. Ide údajne o svetové prvenstvo v tejto oblasti. Po nasadení opakovačov v tokijskej štvrti Nishi-Shinjuku sa miera pokrytia ciest výrazne zvýšila z 33 % na 99 % v porovnaní s existujúcim pokrytím milimetrovými vlnami.

Technológia by mala priniesť rýchlejšie a stabilnejšie komunikačné služby v centrálnych oblastiach Tokia, na železničných staniciach, štadiónoch a v ďalších lokalitách, kde sa v budúcnosti očakáva vysoká koncentrácia dopravy. Táto technológia umožňuje vytvoriť autonómnu a súvislú oblasť v spolupráci so základňovými stanicami milimetrových vĺn a bude využiteľná aj v budúcich sieťach 6G, ktoré budú operovať v ešte vyšších frekvenčných pásmach.

Keďže pásmo milimetrových vĺn umožňuje rýchlejšiu komunikáciu ako pásma pod 6 GHz, vysielače sa často inštalujú na miestach s vysokou koncentráciou ľudí, ako sú nástupištia staníc, štadióny a podobne. Keďže však vyžaduje priamu viditeľnosť a tlmia ho budovy a stromy, komunikačná oblasť je rozptýlená na malej ploche. Na spoľahlivé pokrytie mmWave sú preto potrebné veľké investície do základňových staníc. Okrem toho je nutné  zabezpečiť inštaláciu optiky pre chrbticovú sieť (backhaul). Na druhej strane, keďže sa očakáva, že prevádzka v mobilných sieťach sa bude naďalej zvyšovať, používanie milimetrových vĺn je nevyhnutné.

Technológia KDDI a Kyocery využíva opakovače, ktoré autonómne vytvárajú reléovú sieť rádiových vĺn z prijímanej základňovej stanice mmWave a efektívne rozširujú oblasť milimetrových vĺn. Opakovače vybavené touto technológiou sú navzájom prepojené do siete v tvare mriežky. Zariadenia navyše pracujú iba s napájacím zdrojom a nevyžadujú backhaulové vedenie, čo nielen zjednodušuje inštaláciu, ale aj výrazne znižuje prevádzkové náklady. Zároveň sa podarilo podstatne zmenšiť veľkosť a hmotnosť opakovača, ktorý má rozmery iba 216 mm x 216 mm x 246 mm (H x Š x V) a hmotnosť 4,9 kg. To umožňuje jeho inštaláciu na stĺpy pouličného osvetlenia.

Tradičný opakovač pre mm vlny (hore) a nový opakovač pre mriežkovú sieť, ktorý testujú KDDI a Kyocera (dole). Každá anténa v novom opakovači má prijímaciu, aj vysielaciu funkciu a dynamicky ich prepína.  

Za účelom potvrdenia výkonnosti tejto technológie v testovanej oblasti tokijská metropolitná vláda podporuje rozvojovú politiku „Connected Tokyo“. Celkovo bolo nainštalovaných 22 opakovačov pri pouličných osvetleniach a podzemných vchodoch a východoch vo vlastníctve metropolitnej vlády Tokia a štvrte Shinjuku. Testy potrvajú do 31. marca 2025 s cieľom komercializovať technológiu vo fiškálnom roku 2025.