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5G, la próxima revolución del cambio

By Sam Darwish, Sales Manager Telecoms, Microlease (Now part of Electro Rent Corporation)

2019 es el año cuando 5G comienza a cumplir con algunas de sus promesas. Ya hay servicios disponibles en algunas ciudades de los EE. UU. y otros 80 operadores en 46 países están planeando lanzar 5G antes de 2022. 5G ahora está disponible en el Reino Unido y todos los operadores de redes móviles actuales están anunciando que empezarán a usar redes 5G este mismo año. Corea del Sur, China y Japón están planeando lanzar el servicio en 2019 y la mayoría de operadores europeos esperan lanzar 5G antes de 2020, con al menos 37 redes programadas para empezar con 5G.

5G promete transformar nuestras vidas personales y profesionales, permitiendo una amplia gama de aplicaciones que incluyen la realidad aumentada, ciudades inteligentes y vehículos autónomos, además de respaldar la conexión de miles de millones de sensores y dispositivos del Internet de las Cosas (IoT). El gran cambio que 5G aportará en los niveles de rendimiento de las redes promete ofrecer aplicaciones y usos no vistos hasta ahora que tendrán un impacto fundamental en la economía global.

Pero ¿qué es 5G? ¿Por qué aportará tantos cambios a nuestras vidas y cuándo podemos esperar que lleguen? Echemos un vistazo.

5G… ¿Por qué, qué y cuándo?

 

¿Por qué?

En 2015, cuando quedó patente que las redes celulares inalámbricas existentes no podrían hacer frente al gran aumento de la demanda de banda ancha, tal y como predijeron muchos analistas, la International Telecommunications Union (ITU) publicó las especificaciones para las redes de comunicación móvil 5G de la próxima generación.

Los exigentes requisitos definidos en IMT2020 incluyen ratios de datos pico de hasta 20 GB/s (de 10 a 20 veces más rápidos que 4G), latencias ultra bajas de 1 mSeg, (c.f.30 – 50 mSeg para 4G) y densidades de conexión de 1000 dispositivos por kilómetro cuadrado (100 veces más que 4G).

Desde el lanzamiento de 2015, 3GPP, el organismo de estándares global, ha estado trabajando en los estándares para 5G, lanzándolos en fases y permitiendo una transición de 4G/LTE a 5G. Este trabajo está previsto que finalice a finales de 2019, con Release 16, a tiempo para cumplir con el plazo límite de 2020 de la ITU.

¿Qué?

A diferencia de los otros pasos revolucionarios anteriores entre generaciones de redes, 5G representa una revolución del diseño de la red inalámbrica, empleando una gama de tecnologías innovadoras para ofrecer los niveles de rendimiento requeridos por IMT2020:

Uso de espectros de radio

5G está diseñada para respaldar los requisitos de las aplicaciones que van desde unos ratios de pocos datos y poca energía a una alta banda ancha con respuesta en tiempo real. Para hacerlo, las redes 5G utilizarán una amplia gama de espectros, desde 1 GHz hasta 30 GHz y más… Frecuencias mmWave que permitirán unos ratios de datos altos y unas bajas latencias. La interfaz de 5G NR (New Radio) transmite utilizando Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) que utiliza espectros de radio de una forma realmente eficiente.

Formación de haz y MU-MIMO

Con la formación de haz, la señal transmitida desde la estación base de 5G se dirige a un único dispositivo móvil de usuario final que permite que la energía de transmisión pueda optimizarse frente a las interferencias con dispositivos móviles cercanos.

Multi-User-MIMO (MU-MIMO) utiliza un gran número (de hasta 64) de antenas en la estación base para comunicarse con múltiples dispositivos de forma concurrente e independiente.

Al utilizar la formación de haz y MU MIMO en conjunto, imagen 1, 5G puede respaldar una orden de gran magnitud, (>1000) más dispositivos conectados que 4G, transmitiendo datos de baja latencia y gran velocidad a muchos más usuarios.

Imagen 1: MIMO masivo y formación de haz

(Fuente: Ericsson)

Recortes de redes

Los recortes de redes crean múltiples redes virtuales en una infraestructura física común utilizando redes definidas de software (SDN) y técnicas de virtualización de funciones de red (NFV). Las redes virtuales resultantes pueden personalizarse para cumplir con las necesidades específicas de aplicaciones, servicios, dispositivos, clientes u operadores.

¿Cuándo?

Sin duda, 5G ofrece grandes oportunidades para los operadores de redes pero, a su vez, debe equilibrar las inversiones requeridas frente a los flujos de efectivo existentes. El programa de lanzamiento de 5G de 3GPP reconoce esto y respalda una transición ágil dando prioridad al desarrollo de especificaciones 5G no autónoma (non-stand-alone, NSA). 5G NSA permite a los operadores aprovechar las inversiones existentes en redes 4G/LTE, ofreciendo servicios 5G de banda baja a media. Los operadores también pueden minimizar sus inversiones iniciales reutilizando espectros liberados con servicios 2G/3G obsoletos y actualizando infraestructuras existentes con MIMO masivo. La adopción de estas estrategias permite una generación temprana de los ingresos, demorando a su vez la creación de unas redes más densas requeridas por los servicios de bandas más altas.

En efecto, los planes de implementación de muchos operadores en China, Japón y Europa indican que se trata de un método popular, con los planes iniciales de 5G de compañías como la japonesa KDDI y Softbank así como EE y Vodafone en el Reino Unido, en base a espectros en las bandas 3.5 – 4.5 GHz.

Aplicaciones en demanda

La demanda latente de capacidades 5G está aumentando en las aplicaciones de una gran gama de sectores. La imagen 2 muestra cómo los requisitos de varias aplicaciones llegan a los tres casos de usos amplios definidos en las especificaciones IMT2020 de ITU.

Imagen 2:Escenarios de usos de 5G

(Fuente:ITU)

En el sector automotriz, por ejemplo, la viabilidad del nuevo C-V2X (vehículo celular para todo) que conecta todo en carretera, incluidos vehículos, semáforos, grúas, farolas, etc., dependerá de las velocidades y las latencias de 5G.

En el sector industrial, las redes alámbricas existentes pueden respaldar las necesidades inteligentes de fábrica de Industry 4.0,donde las técnicas de producción versátil, modular y flexible se basan en una combinación de sistemas automáticos y experiencia humana. Las latencias de las redes celulares alámbricas actuales no son adecuadas para muchos procesos de fábrica, que deben reaccionar en tiempo real, y por tanto 5G promete una nueva generación de aplicaciones inteligentes para fábricas.

Desde su base inicial en la línea de producción de fábrica, las aplicaciones robóticas se están ampliando en una serie de sectores que incluyen sanidad, logística, directriz, seguridad, vigilancia, educación y ocio. Asimismo, los avances en la Inteligencia Artificial también están aumentando las capacidades de los robots, sin embargo, para ser rentable, las necesidades de “levantamiento pesado” de uso intensivo de recursos informáticos tienen que descargarse del mismo robot, lo que lleva a la robótica en la nube. 5G promete eliminar la barrera de rendimiento en red que hasta el momento ha evitado el crecimiento de la robótica en la nube, lo que requiere captura de vídeo, codificación de vídeo, transmisión de red, descodificación en la nube e inteligencia artificial visual con una demora de 100 mSeg.

En otros sectores, como el de las ciudades inteligentes y los edificios inteligentes, los sensores del IoT se utilizan en aplicaciones que incluyen sistemas de vigilancia, sistemas de acceso, detección de incendios e iluminación inteligente, entre otros. Muchos de estos sensores son necesarios para operar de forma remota en energía de batería o incluso energía recogida y, por tanto, requieren unos protocolos de red de baja potencia. Asimismo, ya que estas aplicaciones pueden integrar un gran número de sensores dentro de una zona geográfica pequeña, la alta densidad de conexión de 5G es esencial para su rendimiento.

 

5G y Microlease

Todo un nuevo ecosistema está apareciendo para respaldar la implementación de las redes 5G y los operadores tendrán que ponerse al día rápidamente, sin comprometer la calidad y las pruebas eficaces.

La formación de ondas complejas y los anchos de banda de las redes 5G aportan nuevos retos de pruebas para análisis y para la generación de señales 5G. Con el fin de obtener oportunidades de mercado, los innovadores de 5G necesitan soluciones para conseguir un acceso flexible y rápido a equipos sin la necesidad de un gran capital. El alquiler de equipos es un acceso ideal a las últimas novedades.

Como líder del mercado global en equipos de medición y pruebas y ahora parte de la Electro Rent Corporation, Microlease se encuentra en una buena posición para respaldar el desarrollo 5G, con una amplia gama de soluciones de fabricantes líderes como Keysight y Rhode and Schwarz. Al invertir intensamente en su inventario de equipos de pruebas para 5G, garantizan que sus clientes tengan acceso a todos los equipos que necesiten, desde I+D a instalación y encargo.

Como parte de la Electro Rent Corporation con una cartera de miles de artículos de equipos de pruebas y un equipo de 400 especialistas en todo el mundo, Microlease ofrece un nivel excepcional de soporte. Mientras que el alquiler de equipos y sus otras soluciones flexibles ayudan a respetar sus presupuestos.

 

Conclusión

5G está aquí y está aumentando debido a una gran demanda por parte de una gran serie de aplicaciones de casi todos los sectores industriales y comerciales. Aunque la implementación de servicio inicial está ocurriendo ahora, todavía queda mucho trabajo por delante para permitir una capacidad total de las especificaciones IMT2020. La interfaz 5G NR se encuentra en el núcleo de 5G y emplea técnicas de radio frecuencia (RF) innovadoras para activar las capacidades de 5G en un amplio espectro de frecuencia. Las actividades de desarrollo e investigación de 5G requerirán unas soluciones de pruebas actualizadas y Microlease se encuentra bien posicionada para ser un socio de diseñadores y desarrolladores en el ecosistema 5G.

Más información puede ser encontrada en el artículo técnico 5G de Microlease aquí: https://goemail.microlease.com/5G-WP-ES

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