La mayoría de las veces nadie tiene que pensar en cómo funcionan las redes móviles de las que todos dependemos. Pero no sorprenderá a muchos escuchar que, como suele ser el caso con la infraestructura, algunas piezas son de última tecnología y otras no han cambiado en décadas. Eridan es una startup bien financiada que pretende reemplazar una de estas últimas con un enfoque de hardware fundamentalmente diferente que podría hacer que las redes móviles sean mucho más eficientes.
Dondequiera que mire, o más probablemente, justo encima de donde mire, hay torres de telefonía celular que conectan su teléfono a Internet en general. Puede pensar en estos como si estuvieran compuestos por tres grandes piezas: el módem, que intercambia datos con el resto de la red; la antena, que emite la señal de radio en sincronía con docenas o cientos de dispositivos cercanos; y el transceptor, que se encuentra en el medio y convierte los datos digitales del módem en la señal de RF real que emite la antena.
Evidentemente el módem debe cambiar con los tiempos y aumentar la capacidad, y así lo ha hecho. Del mismo modo, la antena debe cambiar para reflejar segmentos de espectro nuevos y reutilizados que se utilizan para datos móviles. Pero el transceptor es algo así como un convertidor de digital a analógico en el sentido de que su trabajo realmente no ha cambiado mucho: entrada de datos, salida de señal.
Recientemente, sin embargo, hemos comenzado a sondear los límites de ese bit medio, que es un dinosaurio en términos tecnológicos.
“La forma en que ese transceptor ha alimentado la antena no ha cambiado en los últimos 70 años”, dijo el cofundador de Eridan, Doug Kirkpatrick. “Se llama amplificador lineal, y ese dispositivo, ese enfoque de arquitectura de circuito está literalmente al límite con lo que es 5G hoy”.
Estos amplificadores son esencialmente dispositivos analógicos y, debido a su naturaleza fundamental, cuanto más potencia les pones, menos eficientes son. Y a lo largo de los años, la potencia utilizada solo ha aumentado a medida que ha crecido el número y la complejidad de las señales; Los transceptores 5G son aproximadamente la mitad de eficientes que los 4G, que eran la mitad de eficientes que los 3G; sin embargo, debido a las limitaciones de espectro y la creciente demanda, necesitaremos muchas más celdas 5G. Incluso si la diferencia es solo un puñado de vatios, se acumula muy rápidamente si planea cubrir todas las áreas pobladas más las autopistas.
“Si quieres llegar a todas partes, son como 20 veces más radios, y con la eficiencia bajando también, estás hablando de consumir el 50% de la electricidad de los EE. UU.”, dijo Kirkpatrick. “Este perro no caza.”
“Lo que hemos hecho es algo que la industria ha estado buscando durante quizás 30 años, y algo que todas las empresas inalámbricas han buscado, gastando miles de millones. Si desea que todos tengan 5G sin derretir el planeta, somos la única manera absoluta de que esto suceda”, continuó.
Tamaño de una celda estándar basada en un poste y una que usa la tecnología de Eridan. Créditos de imagen: Eridan
¿Y qué es exactamente lo que ha hecho Eridan? Insinué mi escepticismo de que una startup con medios limitados podría saltarse décadas de investigación por parte de algunas de las empresas más ricas del planeta.
“Bueno, hicimos trampa”, admitió Kirkpatrick. Uno de los fundadores de la empresa, Earl McCune, que lamentablemente falleció hace dos años durante el proceso de desarrollo, estaba entre los que investigaban en esas grandes empresas de telecomunicaciones, donde su enfoque nunca despegó. No quiere decir que se llevara secretos comerciales con él, por supuesto, solo encontraron una manera de hacer realidad la teoría fuera de la estructura corporativa.
Después de conocerse durante un reclutamiento fallido para hacer un trabajo relacionado para una gran empresa, los fundadores decidieron que se gustaban lo suficiente como para seguir el concepto de forma independiente.
“Hicimos lo que tú harías, nos sentamos con una servilleta de bar y una cerveza”, recordó, y después de llenar un poco los think tanks, “fue una de esas epifanías. Las cejas de todos se levantaron y dijeron, ‘esa es una idea loca… pero podría funcionar’. Luego, literalmente, la primera vez que lo encendimos, fue la señal más perfecta que jamás hayas visto. Dijimos, ‘¿cómo diablos le vamos a explicar esto a alguien?’”.
Cómo se vería una unidad de Eridan en un poste monótono, en el vacío. Créditos de imagen: Eridan
El avance es en cierto modo simple, como pasar de los tubos de vacío a los transistores.
“Un amplificador lineal es un amplificador analógico; como se preocupan por el costo y la eficiencia, sacaron lo mejor de un mal trato: qué sucio [i.e., how noisy] ¿Puedes hacer la señal y seguir siendo eficiente? Esto es fundamental para lo que hacen los amplificadores lineales”, explicó. “Somos un interruptor digital: enviamos una señal ultra limpia. Es cien veces más pequeño y cien veces más barato”.
“Earl escribió libros sobre este tipo de arquitectura polar directa; era un experto en este tipo de enfoque”, dijo Kirkpatrick. Su otro cofundador, Dubravko Babiç, es un experto en materiales que se centra en el nitruro de galio, que sin profundizar demasiado en los detalles se utiliza en combinación con el silicio para crear arquitecturas de chips de alta eficiencia. La combinación GaN-silicio aquí les permitió dar un salto de alrededor del 10 % de eficiencia en los dispositivos instalados al 50 %.
Primero obtuvieron un contrato de $5 millones de DARPA, pensando que podría usarse para encoger radios militares, pero pronto se dieron cuenta de que la tecnología iba mucho más allá de la categoría de defensa y la llevó a las telecomunicaciones.
El dispositivo «milagroso» resultante (que, por cierto, parece una placa de circuito impreso normal) es tan diferente de la infraestructura existente que han tenido problemas para que las empresas potenciales entiendan sus cualidades. “Pero hace poco más de un año, los que dudaban obtuvieron todo lo que necesitaban: lo demostramos en la parte superior de un mástil. Puedes dudar de la tecnología todo lo que quieras, pero cuando la enciendes en un mástil, se acabó el juego”, dijo Kirkpatrick.
Aún así, admitió, el mercado de infraestructura es conservador. Estas son compañías que pagan sumas enormes para construir millones de instalaciones para servir a cientos de millones de personas; tienden a elegir lo que saben que funciona incluso si hay un recién llegado que es mejor. y más económico. Pero una prueba piloto en Fort Hood debería mostrar las capacidades de celdas pequeñas 5G de Eridan, que, suponiendo que todo salga bien, debería conducir a implementaciones comerciales a fines de 2023.
El equipo de Eridan y sus dueños. El director ejecutivo Doug Kirkpatrick está en el centro con una camisa rosa. Créditos de imagen: Eridan
Lo que probablemente los convenció, más allá de la amenaza existencial de los amplificadores lineales que alcanzan los límites teóricos de la cantidad de datos que pueden manejar, es la mayor capacidad de expansión de la tecnología de Eridan. Sería suficiente para abaratar y mejorar las implementaciones de 5G, pero ¿qué pasa con la próxima actualización?
Los protocolos de señal más recientes que provienen de las autoridades de datos móviles y los creadores de estándares involucran señales de 8 bits que impulsan 256 QAM; tampoco entraremos en detalles técnicos aquí, pero puede pensar que es equivalente al ancho de banda de Internet doméstico. Esencialmente, cuantos más bits pueda caber en un tramo determinado de señal, más datos podrá entregar, aunque, como siempre ocurre con la tecnología inalámbrica, mayor será el riesgo de que esta señal cada vez más compleja y frágil no llegue intacta.
Como puede imaginar, pasar de la producción analógica a la digital de esa señal tiene un gran efecto en la eficacia de una transmisión. “¿Qué crees que se propaga más lejos, una señal limpia o una señal sucia?” preguntó Kirkpatrick, obviamente retóricamente. El uso de GaN permite que el sistema opere a altos voltajes, eliminando la necesidad de un amplificador, mejorando aún más la señal porque los amplificadores amplifican «la basura junto con lo bueno» en una señal sucia.
Eridan tenía un 1024-QAM experimental de 10 bits lanzado por 3GPP que funcionaba a las pocas horas de su lanzamiento y pasó a demostrar en un entorno de laboratorio que pueden transmitir una señal de 16 bits, 64K (es decir, 65,536)-QAM. (Confíe en que las personas a las que les gustan los protocolos inalámbricos encontrarán ese número muy impresionante).
La promesa de ser una parte importante de la infraestructura que debe construirse durante una década y más ha activado claramente las porciones de emisión de cheques del cerebro de los inversores. Después de los $5 millones de DARPA, Eridan ha recaudado un total de $46 millones entre el anuncio de la ronda B de hoy y una ronda A secreta de $8 millones. La última ronda estuvo liderada por Capricorn Investment Group, Monta Vista Capital y Social Capital (que lideró la ronda A).
El dinero se destinará a contratar y fabricar: “nos estamos preparando para fabricar decenas o cientos de millones de estas cosas”, dijo Kirkpatrick. Aunque no pudo nombrar a los posibles clientes, no es difícil imaginar quiénes se beneficiarían de este hardware. Básicamente, si los ha escuchado gritar sobre 5G en algún momento de los últimos cinco años, probablemente estén en la lista.
Los despliegues comerciales deberían comenzar a aparecer después de las demostraciones oficiales en Ft Hood y en otros lugares el próximo año. Probablemente no notarás nada, pero, de nuevo, ese es el punto.