Las redes móviles 5G se están convirtiendo rápidamente en una realidad. De hecho, la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), un organismo especializado de las Naciones Unidas responsable de las cuestiones relacionadas con las tecnologías de la información y la comunicación, se ha fijado el objetivo de terminar muchos de los diseños técnicos necesarios para finales de 2020. Este artículo le ayudará a comprender tanto la necesidad como el propósito de las redes móviles 5G, y le dará un conocimiento de alto nivel del diseño y las tecnologías que hay detrás de la 5G.
La necesidad de la próxima generación inalámbrica
Una razón clave para la introducción de las tecnologías 5G es que las redes LTE simplemente no pueden manejar la creciente dependencia móvil actual. Para los consumidores, no es raro tener tres o más dispositivos conectados a una red móvil. Además, el contenido que comparten estos dispositivos -fotos y vídeos de alta calidad- requiere cada vez más datos.
Más allá del comportamiento de los consumidores, varios avances tecnológicos también requieren redes 5G. Los coches que se conducen solos necesitan acceso a una red de baja latencia que sea capaz de priorizar el tráfico de red de forma más inteligente. Otra área general a la que debe servir el 5G es el despliegue de dispositivos del Internet de las cosas (IoT) en la sanidad, la fabricación y otros sectores verticales. A menudo, estos dispositivos se despliegan a gran escala. Piense en sensores y controladores en una planta de fabricación, algo que las redes LTE no pueden acomodar.
Una última deficiencia de las redes LTE es su dependencia de los puntos de presencia regionales, o POP. En resumen, los datos celulares tienen que recorrer un largo camino para ofrecer Internet. El Internet servido a través de WiFi tiene una latencia menor, ya que el tráfico se procesa a través de un ISP local. Para que la 5G logre una baja latencia, los datos celulares no pueden depender de un POP regional.
Conociendo algunas de las deficiencias de LTE, ¿puede predecir los objetivos de diseño de 5G? La UIT ha trazado cuatro grandes objetivos:
1. Conocimiento del servicio
Este es el componente técnico de la 5G. En él se describen los requisitos de velocidad y latencia, la seguridad, el crecimiento y la eficiencia energética, entre otras cosas.
2. Conciencia de los datos
Se refiere a la gran cantidad de datos creados por el usuario final, incluyendo cosas como imágenes, películas o datos de sensores, así como los datos disponibles en una red local o en Internet. Disponer de un acceso de alta velocidad, baja latencia y alta fiabilidad a estos datos es fundamental para que la tecnología de próxima generación funcione correctamente.
3. Conciencia medioambiental
Se centra en la eficiencia energética y la optimización de la tecnología. (La alimentación de un emplazamiento celular es costosa, y se pueden conseguir enormes ahorros de costes con un uso más eficiente de la energía).
4. Conciencia social y económica
El acceso a Internet es fundamental para el éxito de un individuo o una cultura. Las organizaciones deben proporcionar una red que sea accesible al mayor número de personas posible, a un coste que no sea prohibitivo para su uso.
Objetivos de diseño técnico de la 5G
Junto a los objetivos de diseño establecidos por la UIT hay una serie de objetivos e hitos de diseño técnico realistas creados por el proyecto de la Asociación de Tercera Generación (PP 3G) que tratan de alinearse con lo que los fabricantes de hardware pueden construir realmente.
1. Velocidad y latencia para las redes 5G
Las redes 5G deben permitir a los usuarios disfrutar de una velocidad de descarga de datos de 100 mbps. Además, la latencia en las redes 5G debe ser inferior a 20 ms. Otras aplicaciones que requieren la menor latencia, como los coches de autoconducción, necesitarán menos de un milisegundo de latencia. Los sistemas de autoconducción y otros necesitarán velocidades de comunicación de más de un gigabit por segundo.
2. Comunicaciones seguras y fiables
Debido a los nuevos usos de las redes 5G, como los vehículos de autoconducción y los dispositivos IoT, es primordial que se mantenga la integridad de los datos transmitidos por la red. La manipulación de los datos en una red 5G tiene el potencial de causar consecuencias catastróficas.
3. Crecimiento futuro
Para que el 5G sea más sostenible y omnipresente, los proveedores empezarán por desplegarlo sobre la tecnología LTE existente. Después, la red migrará a la tecnología 5G autónoma que no requiere ningún uso de LTE. Dar un salto de gigante y empezar con tecnologías totalmente nuevas es caro y poco realista en base al hardware actual.
4. Eficiencia energética
Como ya se ha mencionado, alimentar un emplazamiento celular que permita alcanzar los objetivos de velocidad y latencia podría resultar caro, especialmente a medida que aumente el uso. Los ingenieros que diseñan el hardware harán uso de varias tecnologías para reducir la huella energética para suministrar redes 5G.
Implementación técnica del 5G
Los objetivos y las metas están fijados, pero ¿qué tecnologías impulsarán realmente la 5G? Aunque no cabe duda de que hay muchas innovaciones en este ámbito, hay cinco que son las más importantes: las ondas milimétricas, los despliegues de células pequeñas, el MIMO masivo, la formación de haces y la comunicación full-duplex.
Todas las comunicaciones inalámbricas utilizan una parte del espectro electromagnético. Los organismos reguladores dividen ese espectro en canales y cobran a las redes una tarifa por utilizarlos. En la actualidad, las compañías utilizan bandas de microondas. La 5G, sin embargo, utilizará ondas milimétricas, que caen