La TelefonÃa Móvil 5G: Lo que necesitamos saber.
Últimamente este es el término que se escucha frecuentemente por los locales de los servicios de telefonÃa móvil, pero en si en que consiste el 5G, ¿qué significa? ¿En que nos beneficia?
El 5G es lo último en la evolución de las tecnologÃas inalámbricas móviles, se le establece como la quinta generación de la telefonÃa móvil. El 5G va más allá de 4G LTE (Evolución a Largo Plazo), y se espera que traiga no solo descargas más rápidas de datos, sino que también sea una red mucho más flexible y con capacidad de respuesta que se puede adaptar para permitir diferentes usos y aplicaciones. Los beneficios de las capacidades inalámbricas de la próxima generación se reflejarán en toda la economÃa, por lo que tiene sentido ajustar la regulación para estimular su implementación y uso.
 ¿Por qué hasta ahora llega el 5G?
Las nuevas generaciones de dispositivos móviles vienen en oleadas, por lo que se requieren de cambios sustanciales en toda la red; sÃ, las personas necesitarán nuevos teléfonos para aprovechar al máximo el 5G. Estos avances en la red requieren de mejoras que se derivan en el perfeccionamiento en la electrónica subyacente que son impulsadas por la "ley de Moore". La primera generación de telecomunicaciones móviles se concentró exclusivamente en el servicio de voz básico. La próxima generación, 2G, todavÃa estaba enfocada en la voz, pero hizo el cambio a los estándares digitales. Luego, 3G introdujo los servicios de datos, ampliando la funcionalidad más allá de la voz para incluir multimedia, mensajes de texto y acceso limitado a Internet. No fue hasta 4G que una especificación completa basada en el Protocolo de Internet (IP) permitió la banda ancha móvil funcional, que a su vez sirvió como plataforma para la innovación vertiginosa en las aplicaciones móviles. Estas oleadas de cambios tecnológicos se han producido en ciclos de aproximadamente una década: voz móvil 1G en los años 80, 2G en los 90, datos básicos 3G en los años 2000 y datos 4G LTE en los años 2010 si lo observamos detenidamente.
Si lo llevamos a algo simple, 5G es una nueva conexión hasta 100 veces más rápida y eficiente. Posee ciertas caracterÃsticas propias, como es el caso de la velocidad, pues cuenta con un mayor ancho de banda, hasta 10Gpbs versus los 100Mbps que nos entrega el 4G. Masificará el uso de IoT (Internet de las Cosas), esto significa que no seremos los únicos conectados a la red, sino que serán también los aparatos electrónicos. Todos pasaremos a vivir en las denominadas ciudades inteligentes, no habrá problemas de saturación del tráfico de datos, por ejemplo, ¿qué estamos en una sala de conciertos se caerá el internet en 5G? Con el 5G esto no ocurrirá. Cada antena receptora de señal permitirá cientos de conexiones de miles de conexiones. La latencia que es tiempo que tarda un paquete de datos en ir al servidor y volver, con el 4G el tiempo de respuesta es de 40 milisegundos, pero con el 5G su tiempo se reduce a tan solo 1 milisegundo. Esto permitirá una comunicación en tiempo real con infinidad de cosas. A pesar de que todo estará optimizado para la experiencia del usuario el sistema se basa en ondas de altas frecuencias conocidas como ondas milimétricas, las cuales no tienen la capacidad para atravesar obstáculos, una muralla o una lluvia intensa podrán dificultar la transmisión de la señal, por lo que es necesario colocar más cantidad de receptores y repetidores, además ha y que considerar adquirir nuevos modelos de teléfonos o accesorios que sean compatibles con el 5G, sin embargo las ventajas llegaran a ser muchos. Por ejemplo, se podrÃa reservar un estacionamiento ya sea en la calle, en tu lugar de trabajo o sitio público, y asà no tendrás que perder tiempo buscando uno.
La utilización de lentes de realidad aumentada pasará a ser un accesorio útil y común, cada vez será menos necesario tener una computadora en casa, nuestra forma de relacionarnos con la tecnologÃa y el internet va a evolucionar. Será el paso definitivo para masificar la inteligencia artificial. Algunos especialistas señalan que esta red podrÃa tener efectos nocivos sobre la salud de las personas debido a su frecuencia y su mayor exposición a ella, no obstante, no hay hasta ahora una posición única y oficial para validar estas afirmaciones.
En el centro de cualquier generación de dispositivos móviles se encuentra la interfaz de radio. La interfaz de radio permite que el dispositivo del usuario final, su teléfono inteligente, se conecte por aire con el resto de la red.
En todo el paÃs, los operadores móviles han desplegado cientos de miles de lo que se llaman estaciones base, generalmente cajas rectangulares blancas de un par de pies de alto ubicadas en torres de telefonÃa móvil o en la parte superior de los edificios.
Estas estaciones base utilizan el espectro electromagnético (ondas de radio) para enviar señales de información codificada a su teléfono inteligente. La mayorÃa de las redes "inalámbricas" están cableadas, y se vuelven inalámbricas en los últimos cientos o miles de pies. La interfaz de la radio es simplemente el idioma en que los teléfonos, tabletas u otros dispositivos se utilizan para comunicarse con la estación base para llegar al resto de Internet.
Para 4G, esta tecnologÃa de interfaz de radio se llama Evolución a Largo Plazo, o LTE. Para 5G, el estándar se llama New Radio, o NR, un nombre apto, si no tan creativo.
El estándar NR es único en su adaptabilidad. Es lo suficientemente flexible para ser aplicado a una variedad de demandas de diferentes aplicaciones y un rango de diferentes bandas de espectro, y puede cambiar comunicaciones particulares a lo largo de una serie de parámetros técnicos para un propósito especÃfico. El 5G ha sido diseñado para lograr tres tipos generales de casos de uso:
(1) Banda ancha móvil mejorada.
(2) Implementaciones masivas de sensores de Internet de las cosas (I oT).
(3) Conexiones seguras muy confiables para aplicaciones crÃticas.
La banda ancha móvil mejorada se enfoca en una mejor experiencia de Internet para los usuarios, brindando descargas mucho más rápidas y una red más receptiva. Este es el caso de uso con el que las personas están más familiarizadas.
El caso de uso de IoT prevé 5G conectando una gran cantidad de sensores que pueden monitorear diversos factores en los entornos construidos y naturales y enviar alertas o sistemas de control directamente. Por ejemplo, los sensores podrÃan colocarse a lo largo de una tuberÃa de agua o lÃnea de gas para monitorear el comienzo de una fuga, alertando a una ciudad sobre la necesidad de reparaciones, consideración muy necesaria en nuestro paÃs. O considere un dispositivo IoT que mide la humedad en un invernadero. Solo necesita enviar un poco de información cada cierta hora. La especificación 5G NR permite que la estación base se registre solo cuando sea necesario y puede usar una codificación simple que no requiere mucha potencia de procesamiento para que el sensor se comunique. Esto permite sensores baratos con una larga duración de la baterÃa, medidos en años, no en dÃas.
El último caso de uso, el de las conexiones crÃticas ultra confiables, es para las comunicaciones que absolutamente deben pasar, y llegar a través de forma muy rápida. Por ejemplo, para seguridad pública, control de robótica industrial o para vehÃculos conectados que se coordinan entre sÃ.
Perspectivas para el progreso continuo
Cuando los servicios de 5G se implementan completamente, el estándar NR se unirá a otros componentes tecnológicos. Un ejemplo destacado es el nuevo equipo que utiliza un espectro de frecuencias extremadamente altas. Para visualizarlo, solo piense en el espectro como ondas de energÃa, la misma energÃa electromagnética que constituye la luz visible y los rayos X. Los ingenieros pueden crear dispositivos que vibren estas ondas de manera cuidadosa para codificar información.
Puede escuchar sobre el espectro de ondas milimétricas u ondas mm que habÃamos explicado anteriormente. Este espectro se llama asà porque su longitud de onda, el tamaño de la onda de energÃa disminuye el tamaño de los milÃmetros o más. Una longitud de onda tan pequeña permite antenas mucho más pequeñas, por lo que muchas antenas individuales pueden caber en un solo dispositivo o en una sola estación base. Con un gran número de antenas pequeñas, los ingenieros esencialmente pueden dividir una comunicación de datos en varios flujos más pequeños y enviarla a través de múltiples antenas diferentes. Estos haces estrechos también pueden ser "dirigidos" para dirigir las ondas de radio solo hacia el dispositivo que están destinados a alcanzar. Con estos avances tecnológicos, el espectro de las ondas mm permitirá que se distribuya un gran ancho de banda a usuarios individuales, lo que permitirá velocidades de gigabit a través de redes inalámbricas.
La desventaja del espectro de las ondas mm es que viene con un costo más alto de implementación. Este espectro de alta frecuencia no se propaga tan lejos como el otro espectro, y con su pequeña longitud de onda es fácilmente bloqueado por edificios, follaje y desorden urbano. Esta breve propagación es la razón por la cual los operadores buscan una nueva arquitectura conocida como celdas pequeñas.
Implicaciones polÃticas
El exitoso despliegue y uso de 5G producirá enormes beneficios económicos, y es de interés nacional estimular una adopción rápida y amplia. Las dos palancas principales para acelerar el despliegue de la implementación de 5G son el despliegue de espectro radioeléctrico e infraestructura. La FCC (Comisión Federal de Comunicaciones) está progresando bien en la asignación de más espectro para 5G, pero una gran cantidad de espectro sigue encerrado con tecnologÃa heredada que no siempre constituye el uso más eficiente.
Ventajas importantes del 5G
Hay varias ventajas de la tecnologÃa 5G, algunas de las ventajas vamos a describirlas a continuación:
- Alta resolución y gran ancho de banda bidireccional.
- TecnologÃa para reunir todas las redes en una plataforma.
- Más eficaz y eficiente que las otras redes.
- TecnologÃa para facilitar las herramientas de supervisión del suscriptor para lograr una acción rápida.
- Lo más probable es que proporcione una gran cantidad de datos de transmisión (en Gigabit), que admitirá más de 60,000 conexiones.
- Fácilmente manejable con las generaciones anteriores.
Desventajas del 5G
Aunque, la tecnologÃa 5G se investiga y se conceptualiza para resolver todos los problemas de señal de radio y las dificultades del mundo móvil, pero debido a alguna razón de seguridad y falta de avances tecnológicos en la mayorÃa de las regiones geográficas, tiene las siguientes deficiencias:
- La tecnologÃa aún está en proceso y se está investigando sobre su viabilidad.
- La velocidad, según afirma esta tecnologÃa, parece difÃcil de lograr (en el futuro podrÃa serlo) debido a la incompetencia del soporte tecnológico en la mayor parte del mundo.
- Muchos de los dispositivos antiguos no serÃan competentes para 5G, por lo tanto, todos ellos deben reemplazarse por uno nuevo.
- El desarrollo de infraestructura necesita de altos costos de inversión.
- La cuestión de la seguridad y la privacidad de los usuarios aún por definirse.
Se prevé que a partir del 2020 está tecnologÃa comience a masificarse de forma progresiva, pero también dependerá de la regulación que pueda ejercer la ASEP (Autoridad de los Servicios Públicos de Panamá). De hecho, ya existen naciones que están realizando pruebas.
El autor es profesor Catedrático del Departamento de Electrónica y Comunicación de la Facultad de Informática, Electrónica y Comunicación
