5G, la tecnología habilitadora

¿Qué es la tecnología 5G? ¿Qué velocidad ofrece la tecnología 5G? ¿Cuál es su rango?

El acrónimo 5G hace referencia a la quinta generación de la comunicación móvil. La “G” se emplea para designar las distintas generaciones de la tecnología de comunicación para dispositivos móviles que se han introducido o se introducirán. La tecnología 5G es capaz de funcionar en la onda milimétrica (un espectro de frecuencias superaltas que abarca desde los 24 hasta los 100 GHz), de manera que la cantidad de espectro disponible para la tecnología 5G hace que los datos se puedan transferir mucho más rápido de lo que es posible actualmente.

Entre los demás elementos clave de la tecnología 5G, se incluyen el uso ampliado de sistemas de antenas MIMO (del inglés Multiple Input, Multiple Output [múltiple entrada, múltiple salida]), una implementación sofisticada de la tecnología de conformación de haces para transmitir señales a los usuarios finales de una forma más directa, y la segmentación de redes, que consiste en la división inteligente de recursos en base al servicio o la aplicación que se proporcione. La amplia diversidad de cambios tecnológicos y de infraestructura inherentes a la implementación de la tecnología 5G brinda enormes ventajas, así como posibles desafíos para cada uno de los usuarios, negocios y proveedores de servicios.

¿Qué velocidad ofrece la tecnología 5G?

La conversión a la tecnología 5G y el avance en términos de velocidad que esta supone vendría a ser como pasar de un carromato a un avión de pasajeros transcontinental de un salto.

Los operadores que han llevado a cabo pruebas de velocidad con la tecnología 5G han registrado velocidades de hasta 70 Gbps. En simulaciones patrocinadas por el sector, también se han obtenido resultados impresionantes, con velocidades de datos que se han incrementado de 71 Mbps para los usuarios de la tecnología 4G a 1,4 Gbps para los usuarios de la tecnología 5G en la onda milimétrica.

Este aumento significativo de la velocidad con la tecnología 5G viene acompañado de una enorme disminución de latencia. Este factor es de gran importancia en el caso de tecnologías emergentes como los coches autónomos y la cirugía robótica “virtual”, que dependen de la comunicación instantánea. Con la tecnología 5G, cabe esperar una latencia de un rango de un milisegundo (ms), mientras que la tecnología 4G suele tener una latencia de 20 ms.

Rango de la tecnología 5G

La contrapartida de la velocidad a las frecuencias de la onda milimétrica es el rango limitado. En las pruebas del rango de servicio de la tecnología 5G en la onda milimétrica se han obtenido resultados a aproximadamente 500 metros de la torre, lo que significa que se requeriría una propagación muy extensa de los sistemas de antenas MIMO para realizar una verdadera implementación independiente de la tecnología 5G. Además, la imposibilidad de las señales de onda milimétrica de atravesar los obstáculos limita aún más el potencial del rango, ya que estos obstáculos se tendrían que tener en cuenta en el diseño de las redes para los usuarios móviles.

Las limitaciones de rango de la tecnología 5G han promovido una tendencia hacia arquitecturas más flexibles en esta tecnología, con la descomposición de la estación base en nuevos elementos lógicos. Esto facilita una implementación flexible de la red con los bienes inmuebles disponibles mediante la adición local de algunas funciones que ocupan un espacio mínimo y otros requisitos necesarios para emplazamientos radioeléctricos donde existen limitaciones.

Si tenemos en cuenta esta profética problemática en términos de rango, el anclaje con LTE o la tecnología 5G de banda baja podrían seguir formando parte de las redes 5G en un futuro inmediato, de manera que solo los usuarios cerca de las antenas se beneficiarían de todas las ventajas. La tecnología de small cells y otras ingeniosas alternativas a la típica estación base se pueden emplear de forma eficaz para hacer que las redes 5G independientes sean viables.

Repercusiones de la tecnología 5G para los consumidores y las empresas

Aunque la necesidad de la tecnología 5G se ha visto impulsada por la continua demanda de los consumidores y las empresas de una mayor velocidad, una seguridad mejorada y más aplicaciones, muchos usuarios siguen sin ser conscientes de cómo afectará a sus vidas la tecnología 5G en los próximos años.

El resultado más evidente e inmediato para el consumidor es la capacidad exponencial de permitir transmisiones más rápidas. Los sistemas Wi-Fi domésticos tradicionales conectados a Internet por conductor o cable podrán, en algunos casos, conectarse a conexiones 5G directas, ya que las velocidades estarán al mismo nivel que la mayoría de las redes de fibra óptica.

Los efectos de la tecnología 5G a largo plazo en el mundo empresarial serán enormes. Los fabricantes de chips, módems y teléfonos ya se están equipando para esta conversión inevitable. En otros sectores, como la banca, la automoción y la agricultura, se notarán los efectos de la evolución del Internet de las cosas (IoT). Todo, desde cajeros automáticos hasta equipos de riego, podría acabar formando parte de la gigantesca red de productos “inteligentes”.

El sector sanitario podría ser el que experimentase más repercusiones: miles de millones de dispositivos ponibles transmitiendo datos a médicos y personal sanitario, y una transmisión mejorada de archivos de datos de gran tamaño de un proveedor a otro.

Repercusiones de la tecnología 5G para los proveedores de servicios

Aunque los proveedores se dan mucha prisa para construir la infraestructura necesaria para hacer posible la puesta en marcha de la tecnología 5G, seguramente tengan que esperar después a los fabricantes de teléfonos, retrasados en su despliegue de la tecnología 5G.

Algunos proveedores están sacando partido a la implementación de la tecnología MIMO masiva en las redes existentes como puente entre las tecnologías LTE y 5G. El rango más corto de la tecnología 5G en la onda milimétrica y el número mayor de antenas impulsan entre los proveedores a lo largo de la implementación tanto la competencia como la innovación para recortar costos.

El IoT está cambiando el modo en que los proveedores de servicios interactúan con los clientes. Por ejemplo, algunas aplicaciones podrían requerir un ancho de banda menor en varios dispositivos, lo que significaría que se podría prestar más atención a la calidad de la experiencia (QoE) global en lugar de a cuantificar el uso de datos. En el caso de las aplicaciones industriales como la robótica para fábricas, la confiabilidad del servicio podría ser el factor determinante para los clientes. Las diversas aplicaciones de la tecnología 5G podrían derivar en una oferta de servicios más variada.

Ventajas e inconvenientes de la tecnología 5G

Como ocurre con prácticamente cualquier avance tecnológico importante, las ventajas obvias compensan a veces en parte algunas consecuencias negativas. Aunque se han realizado permanentemente pruebas minuciosas de la tecnología 5G durante varios años, puede que no sea posible cuantificar en su totalidad las verdaderas ventajas y desventajas hasta que la transición esté bastante más avanzada.

Ventajas de la tecnología 5G

Las mejoras en términos de velocidad y latencia que trae consigo la tecnología 5G constituyen una ventaja evidente e importante con respecto a la tecnología 4G, así como a todos los estándares anteriores a este. Otra ventaja de la tecnología 5G es el incremento de la compatibilidad con los dispositivos gracias al menor tamaño y la transmisión más precisa de señales direccionales de los sistemas de antenas MIMO que vienen de la mano de la tecnología 5G.

La arquitectura de red mejorada de la tecnología 5G facilita las transferencias cuando los usuarios pasan de una celda a otra. Esto mejora la experiencia general del usuario al limitar la interrupción de la transferencia de datos y la pérdida de señales.

Inconvenientes tecnológicos y peligros de la tecnología 5G

Al igual que ocurre con las ventajas inherentes a la tecnología 5G, muchos de los claros inconvenientes también derivan del cambio a frecuencias más altas y del comportamiento de las señales de radio en la onda milimétrica. El rango más corto y la mayor sensibilidad a los obstáculos son las desventajas más obvias a este respecto.

Además de los obstáculos, como edificios y árboles, las altas frecuencias son también más susceptibles a la humedad y la lluvia, por lo que el rango ya limitado de por sí se tiene que enfrentar también a las condiciones climatológicas adversas. Si la solución obvia para un rango limitado es un mayor número de antenas, se plantea otro problema: los inconvenientes estéticos y medioambientales asociados a esta proliferación.

La tecnología 5G tiene también otros inconvenientes relacionados con los costos. Los sistemas de antenas suponen solo una parte de los costos de implementación. Estos sistemas de antenas exigen niveles de mantenimiento, reparación y solución de problemas proporcionales al mayor volumen de hardware. Aunque ya se han desarrollado antenas de onda milimétrica para dispositivos, su complejidad podría hacer que las economías de escala resultasen ineficaces a la hora de reducir los precios, lo que se traduce finalmente para los consumidores en teléfonos de mayor costo.

Los conceptos de haces y menor tamaño de celda de la tecnología 5G hacen que la unidad fundamental de cobertura se divida en parcelas mucho más pequeñas en comparación con las tecnologías anteriores. Hay interacciones entre ellas que se deben configurar y optimizar para permitir la cobertura, al tiempo que se tiene que mantener la capacidad y permitir también la movilidad en determinados escenarios.

La planificación, la implementación, la gestión, el funcionamiento y la optimización de una arquitectura de red más flexible en la infraestructura virtualizada plantean a los operadores nuevos retos de nuevas formas y exigen nuevos conocimientos.

Tecnología 5G de la mano de VIAVI

La tecnología 5G es realmente revolucionaria, así como lo son sus repercusiones para los proveedores de servicios y los usuarios. Para que la puesta en marcha de esta tecnología se realice con éxito, es esencial disponer de soluciones de pruebas que se mantengan al ritmo de estos avances, al tiempo que ofrezcan flexibilidad ante los cambios en los estándares y las estrategias de implementación. Herramientas innovadoras para realizar pruebas en la tecnología 5G pueden tender un puente entre las tecnologías actuales y el nuevo paradigma que plantea la tecnología 5G.

Analizadores de estaciones base

Las soluciones de pruebas para la instalación, la puesta en marcha y el mantenimiento de las estaciones base 5G se han tenido que enfrentar al reto de adaptarse a la complejidad que trae consigo la tecnología 5G. La solución CellAdvisor 5G de VIAVI incluye funciones de análisis, como la validación de haces de la tecnología MIMO masiva y el análisis del espectro de la onda milimétrica en tiempo real, en un conjunto de características completo y versátil con funciones de pruebas de nivel superior para redes de fibra, redes coaxiales y la interfaz aérea, lo que incluye aplicaciones existentes y de la tecnología 5G. La función de análisis de haces 5G caracteriza la identificación de haces individuales, el nivel de potencia y la relación señal-ruido. Las funciones de mapeo de ruta 5G facilitan el mapeo en tiempo real de la intensidad del haz y la verificación de la cobertura.

Desarrollo y optimización de la red

Realizar pruebas rigurosas a lo largo de las fases de diseño y desarrollo de este nuevo entorno es primordial para que las implementaciones comerciales de la tecnología 5G se lleven a cabo con éxito. Cuanto antes se realicen las pruebas, antes se detectarán los problemas. Las pruebas pueden ser complejas, pero no por eso tienen que ser difíciles.

VIAVI proporciona las herramientas necesarias para desarrollar y verificar el rendimiento de la red de modo que se adapte a la cambiante demanda actual de la tecnología 5G. Estas herramientas permiten el análisis, el desarrollo, y la validación del rendimiento y la capacidad de una amplia diversidad de dispositivos y funciones de red, lo que deriva en niveles superiores de seguridad y eficiencia operativa.

El dispositivo TM500 de VIAVI se considera el estándar del sector en lo que respecta al desarrollo de estaciones base y las pruebas a través de radiofrecuencia. Se trata de un sistema de pruebas escalable para validar el rendimiento de la red 5G según lo experimentan los usuarios finales, en diversas celdas y diferentes tecnologías de acceso de radio. Puede medir el rendimiento general de la red, desde el nivel de radiofrecuencia hasta el del núcleo de red de paquetes. El sistema TM500 está acelerando el desarrollo de las redes 5G y continúa siendo esencial para el sector a medida que la densidad de la señal, la proliferación de antenas MIMO y las mayores velocidades de datos siguen trascendiendo los límites. El sistema TM500 está abocado a enfrentarse a la siguiente oleada de retos en las pruebas de la tecnología 5G con condiciones de canal y tráfico configurables que admiten un alto nivel de equipos de usuario para realizar pruebas de capacidad, además de niveles excepcionales de movilidad y escalabilidad.

Emuladores de núcleos de red 5G

TeraVM es una solución de emulación de aplicaciones virtualizadas y de pruebas de rendimiento de seguridad que garantiza que se puedan ofrecer servicios y redes altamente optimizados con un riesgo mínimo. TeraVM se estableció en el sector al introducir en el mercado la primera solución de pruebas de virtualización de las funciones de red (NFV), que ofrecía una amplia cobertura de pruebas para servicios de aplicación, redes cableadas y redes inalámbricas.

TeraVM cuenta con funciones de emulación completas de redes RAN y núcleos de red, por lo que es una solución integral para el desarrollo de redes 5G. Además, cuando se emplea junto con el sistema TM500, TeraVM puede realizar pruebas completas y globales de la tecnología 5G, tanto en el modo independiente como en el no independiente.

El emulador de núcleos de red TeraVM cumple los estándares más recientes que estipula el proyecto 3GPP, con lo que se simplifica el desarrollo de las redes RAN 5G.

La tecnología 5G: ¿Qué promete el futuro del 5G?

Esta tecnología ofrece muchas ventajas obvias en materia de velocidad, latencia y ancho de banda. Los usuarios podrán descargar contenido con mayor rapidez, sufrir menos demoras en el almacenamiento en memoria intermedia en las redes sociales, jugar videojuegos para dispositivos móviles en resolución 4K y vivir mejores experiencias de realidad virtual.

La tecnología 5G no solo se aplica a casos prácticos relacionados con los usuarios. Se trata de una tecnología inalámbrica que permitirá la transmisión instantánea de enormes cantidades de datos, lo cual creará una conexión casi perfecta entre el mundo digital y el físico.

Transporte

Mediante el uso de la conectividad en tiempo real, la tecnología 5G ayudará a los semáforos a gestionar las intersecciones con mayor eficiencia, ya que permite detectar los coches que se aproximan. Además, gracias a que tendrá mayor acceso a las velocidades de esta generación de tecnología, podrá ofrecer un mejor soporte para los dispositivos del extremo diseñados para ella, como los vehículos autónomos, que se conducen solos y se comunican entre sí.

Medicina

Los médicos podrán utilizar la realidad virtual para tratar a los pacientes que estén en otro lugar. La inteligencia artificial (IA) y el acceso instantáneo a grandes cantidades de datos ayudarán al personal médico a diagnosticar enfermedades e idear tratamientos con mayor rapidez y precisión.

Agricultura

Para 2050, los agricultores deberán poder alimentar a 9800 millones de personas con la misma cantidad de suelo que alimentan a 7800 millones en la actualidad. La tecnología 5G podrá aumentar la eficiencia al guiar a los equipos agrícolas autónomos, como los tractores y las cosechadoras. Además, permitirá utilizar drones para detectar cambios en el estado de las plantas, la calidad del suelo y la humedad, y aplicar la cantidad exacta de pesticida, agua o fertilizante que se necesite.

Servicios públicos

La tecnología 5G puede ayudar a los servicios de emergencia, como el sistema 911 en Estados Unidos, al optimizar la coordinación de los servicios, tales como los departamentos de policía, las ambulancias y los bomberos. La información de localización será mucho más precisa, así que los socorristas podrán identificar los destinos, incluso en las zonas rurales. La respuesta a los desastres será más eficiente, ya que se identificarán las áreas críticas con mayor rapidez y se ofrecerá una asistencia más completa.

5G, la tecnología habilitadora

Los bulos en torno a la tecnología 5G lamentablemente han proliferado sin ningún fundamento científico. La coincidencia en el tiempo de la pandemia COVID-19 y el despliegue de las redes 5G ha llevado a arrojar argumentaciones acerca del supuesto riesgo de las radiaciones electromagnéticas de las redes 5G para la salud humana. Estas afirmaciones han sido completamente desmontadas desde las instituciones científicas.

Todas las redes de telefonía producen campos electromagnéticos (CEM) de radiofrecuencias que se utilizan para transmitir la información. Para todas las frecuencias de radio (0 a 300 GHz) se fijan, a nivel internacional, umbrales máximos para evitar cualquier efecto nocivo sobre la salud. La Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), afirma que “no hay indicios de un mayor riesgo para la salud cuando se exponen a campos electromagnéticos por debajo de los niveles especificados por organismos internacionales” y señala a dos de la principales organizaciones que han publicado directivas sobre la exposición a las radiofrecuencias:

El Instituto de Ingenieros Electricistas y Electrónicos (IEEE)

La Comisión Internacional de Protección contra la Radiación no Iónica (ICNIRP) (Sus recomendaciones han sido ampliamente adoptadas en todo el mundo, incluida la Unión Europea, a través de su Recomendación 1999/519/EC y están respaldadas por la Organización Mundial de la Salud (OMS)).

En España, estos límites se adoptaron a través del Real Decreto 1066/2001 según el Comité Asesor en radiofrecuencia y salud (CARS) en una publicación (de lectura muy recomendable), que además de centrar el tema ofrece una amplia selección de investigaciones que reafirman la plena seguridad de las distintas frecuencias generadas en redes 3G, 4G y 5G.

Pese a ello, siguen surgiendo bulos relacionados con el 5G y la aparición del cáncer, la COVID-19, el control a la población, etc. como los que recoge este artículo. Bulos que el mencionado CCARS ayuda a desmentir con varias herramientas y estudios desde su página web a los que se suman otros portales como el EMF de la Universidad RWTH Aachen, que resume sistemáticamente datos para su conocimiento a partir de investigaciones científicas sobre los efectos de los campos electromagnéticos.