¿Debes haber escuchado mucho sobre la tecnología de red 5G y todas las maravillosas promesas, verdad? Pero, ¿qué es exactamente el 5G?
Actualmente, el 'revuelo' en torno al 5G es extremadamente alto; grandes fabricantes como Ericsson, Nokia, Huawei están haciendo esfuerzos significativos para presentar soluciones, garantizar contratos y que los operadores lancen las primeras redes, según comunicados de prensa.
De hecho, la red 5G tiene muchos beneficios: desde velocidades de acceso Gigabit, latencia en región 1ms, virtualización o infraestructura de red 'slicing', hasta ofrecer niveles de servicio diferenciados para el uso de aplicaciones.
Además, hay multitud de aplicaciones inusuales en comparación con el modelo básico actual Voz + Data, como la densificación de fibra óptica, nuevas tecnologías de radio y NFV ya famosa.
¿Qué esperar del futuro 5G?
Esta es otra oportunidad para que la industria de las telecomunicaciones intente reinventarse. La promesa es una reorganización completa de los servicios móviles y la infraestructura de banda ancha esta vez.
Lo que llamamos 5G hoy es un exceso creciente de tecnologías añadidas por 3GPP (3rd Generation Partnership Project) en sus nuevas versiones de estandarización 'Release 15' y 'Release 16'.
Esta estandarización tiene como objetivo permitir que los operadores móviles utilicen tecnologías modernas para mejorar eficazmente productos, expandiendo la cobertura geográfica, velocidades y características disponibles para los clientes. Y más que eso, sirve a aplicaciones de nueva generación como IoT y M2M, entre otras.
Los operadores móviles esperan que esta tecnología les permita hacer frente al creciente uso de banda ancha con FTTH + Wi-Fi, el cual ha estado aumentando a un ritmo acelerado y acaparando parte del mercado previamente ocupado por ellos.
¿Qué nuevos servicios introduciría 5G?
Los operadores de red planean incluir una gama de nuevos servicios en los productos 5G para recuperar márgenes que han disminuido en años recientes y expandir mercados previamente sin explotar. Estos son algunos servicios:
Banda Ancha Móvil: Conexión de banda ancha de alta velocidad, capacidad mejorada de 1 Gigabit per second, utilizando antenas distribuidas geográficamente en la red cerca del usuario final.
Computación Distribuida: También se conoce como Edge Computing – trae la posibilidad de distribuir potencia informática en la red de borde, cerca del suscriptor, ya sea una red cliente o de sensores. Comparado con los servicios centralizados en la nube, la latencia es radicalmente menor.
Servicios M2M: Conexión de máquinas con baja latencia y bajo ancho de banda, como robots, sensores e IoT.
¿Se requiere nueva infraestructura para la red 5G?
Como se indicó anteriormente, 5G establece una arquitectura de red distribuida, más eficiente y moderna con nuevas tecnologías. Los principales requisitos de estas tecnologías modernas son:
Eficiencia Energética: Quizás este es el principal obstáculo para el crecimiento de las redes de telecomunicaciones, tanto fijas como móviles. Los esfuerzos de investigación y desarrollo de la industria de Telecom aseguran evoluciones significativas en el uso de energía con el objetivo de reducir eficazmente los costos de refrigeración, uno de los costos operativos más críticos para los operadores hoy en día.
Eficiencia Espectral: Uso mejorado de frecuencias actualmente disponibles utilizando nuevas bandas desocupadas, lo que permite la agregación de espectro para una velocidad de alcance superior. En este sentido, los gobiernos desempeñan un papel crucial en la evaluación del reúso del espectro de nuevas subastas.
¿Qué es el network slicing (segmentación de red) en 5G?
Con 5G, los operadores pueden “segmentar” la infraestructura de red para permitir un nivel de servicio diferenciado a cada aplicación, sin incurrir en costos por construir redes separadas, utilizando cada “segmento” para servicios como:
Banda Ancha Móvil: También conocido como eMBB (Enhanced Mobile Broadband), destinado a servir velocidades altas en áreas metropolitanas de 1 Gigabit per second en regiones de alta densidad y 300 Megabits per second mejores en ubicaciones remotas.
Para cumplir con el requisito, se instalarán nuevas antenas de muy alta frecuencia, conocidas como mmWave (onda milimétrica), en entornos como hogares, oficinas, farolas, azoteas de edificios, torres e incluso autobuses públicos.
Dado que cada antena cubre un área muy restringida, se necesitarán decenas o cientos para cubrir áreas metropolitanas densamente pobladas. Y en zonas rurales o menos densas, se utilizarán frecuencias de cobertura superior de alcance, limitando las velocidades a algo entre 100 y 300 Mbps.
M2M: Una aplicación que no está extendida hoy pero que tiende a crecer es la comunicación de Máquina a Máquina (M2M), también conocida como Internet de las Cosas (IoT). Estas aplicaciones exigen un nivel de servicio diferenciado, diferente al de banda ancha móvil.
Las aplicaciones M2M e IoT funcionarían mejor con tecnologías de segunda generación (2G). Sin embargo, el enfoque de los operadores se ha desplazado hacia el crecimiento de la banda ancha, y los servicios que requerían poco ancho de banda no aparecieron en los radares.
Con 5G, las aplicaciones que recuperan atención presentarán servicios de infraestructura de “segmento” que permiten una latencia inferior a 10ms y velocidades entre 64 y 128 kilobits per second (común en tiempos de internet dial-up).
Ultra Baja Latencia: Conocido como ULL (Ultra-low latency), este “segmento” está destinado a satisfacer servicios que requieren un nivel de fiabilidad prominente.
¿Qué soluciones aporta la arquitectura 5G RAN?
Con la implementación de tecnologías modernas y la necesidad de escalar el modelo actual, han surgido desafíos desconocidos; algunas soluciones han comenzado a desarrollarse, tales como:
Costo de infraestructura: Uno de los mayores obstáculos para la expansión de redes de operadores es el costo de energía eléctrica de refrigeración para mantener una extensa infraestructura de antenas distribuidas.
Para desarrollar 5G, los operadores necesitan un nuevo modelo de expansión de red que permita nuevas antenas sin altos costos de refrigeración energética.
Fronthaul: C-RAN (Cloud Radio Access Network) es una nueva solución para los costos de infraestructura. Es una nueva arquitectura Fronthaul para redes móviles, propuesta en 2010 por China Mobile, que tiene la intención de modificar cómo se implementan las estaciones base.
En la arquitectura C-RAN, se utilizan tecnologías como CWDM/DWDM, NFV y la interfaz CPRI, lo que permite la transmisión de señales de larga distancia desde las antenas de las estaciones base, permitiendo así la centralización de estaciones manteniendo las antenas de forma distribuida.
Una fortaleza de esta arquitectura es que optimiza las unidades base (BBU) típicamente instaladas en la base de antenas de torres, a menudo conectadas por cables de cobre de baja eficiencia.
En la arquitectura planificada, el BBU centralizado gestiona y sirve docenas de antenas distribuidas desde un solo punto porque el uso de virtualización (NFV) hace posible acelerar el despliegue de nuevos BBUs en centros de datos perimetrales, que pueden estar hasta 30km de las antenas.
¡Para interconectar estos 30km, aparecen las fibras ópticas!
En las futuras arquitecturas de redes 5G, la densificación con fibras ópticas es el factor principal para una mejor cobertura de calidad. Es posible lograr alta capacidad para cada antena y ahorro energético con fibra de bajo costo. Y si es necesario, es posible multiplexar varios canales en la misma fibra utilizando tecnologías como CWDM/DWDM o incluso GPON.
Optimización de Refrigeración: Al aplicar el concepto C-RAN, es posible eliminar todas las estaciones móviles basadas en equipos. Esto elimina la disipación de calor de fuente primaria, permitiendo que los equipos restantes se enfríen pasivamente – ¡exactamente, enfriamiento al aire libre! Con la eliminación del aire acondicionado, el costo de electricidad se reduce drásticamente más – la infraestructura ocupa menos espacio y los costos de alquiler pueden reducirse.
¿Cómo se beneficiará el Edge Computing de la tecnología 5G?
Edge Computing, o computación distribuida, define una arquitectura que extiende la capacidad informática de las capas de acceso de almacenamiento en la nube y la red.
Y el éxito de la tecnología 5G ha vinculado esta nueva clase de Centros de Datos, donde las Fronthaul BBUs serán alojadas; la potencia informática distribuida en servidores puede realizar muchas funciones, como la gestión de distribución de contenido local para redes.
Los operadores pueden desarrollar nuevos negocios de línea y explorar esta oportunidad. Sin embargo, las empresas emergentes más pequeñas también están invirtiendo en “Edge”, estas compañías dispondrán de una gran cantidad de potencia informática distribuida con latencia infinitamente menor que los centros de datos centralizados de “cloud”.
¿Qué hay del 5G Ultra-Broadband?
Todos los estudios recientes apuntan a un crecimiento exponencial en el consumo de datos en dispositivos móviles. Y para 5G, la palabra móvil no significa necesariamente smartphone como lo conocemos.
La tecnología 5G debe extenderse a muchos dispositivos, no solo a los smartphones. Robots industriales, coches, máquinas, sensores, algunas posibilidades; cada dispositivo tendrá un requisito de comunicación distinto.
Algunos requerirán altas velocidades, otros requerirán uso prolongado de batería y algunos requerirán baja latencia. Por lo tanto, no solo un escenario, las redes deberán adaptarse a los diversos requisitos de dispositivos.
Para satisfacer la demanda de banda ancha, 5G también utilizará frecuencias extremadamente altas – conocidas como mmWave – que operan en el rango de 24Ghz 100Ghz. Estas bandas de frecuencia permiten velocidades 100 veces superiores a las utilizadas hoy en 4G LTE, pero con un alcance mucho menor; un problema resuelto es la “interferencia humana”, ya que la banda de frecuencia mmWave se bloquea al entrar en contacto con la cara, el cuerpo o la palma de su mano.
Este efecto ya conocido: investigadores y tecnologías como beamforming están siendo estudiadas para hacer que la transmisión a dispositivos más pequeños sea más eficiente.
¿Será el 5G algo grande?
Vivimos en un momento crítico para el mercado de telecomunicaciones, donde se definirán nuevos ganadores y nuevos mercados.
La tecnología 5G es una gran apuesta para la industria. Esta oportunidad requerirá sumas de inversión notablemente altas; simplemente aumentar la velocidad de conexión de datos en los smartphones no será suficiente justificación para este empeño.
La verdad es que el aumento en la velocidad es un beneficio secundario de la tecnología aprovechada por los operadores, pero la razón real es que esta nueva ola invierte mucho más y, experimentando 5G.
