5G, el futuro de las redes móviles #MWC17

La tecnología 5G magnificará la sociedad hiperconectada en cuatro años

Durante el Mobile World Congress 2016, el 5G resonó por todos los pabellones, e igualmente se espera que lo haga en esta edición. Son generalmente los smartphones de las grandes marcas los que acaparan la atención mediática, pero la verdadera revolución de las telecomunicaciones sigue estando en las redes, como así recordaron durante el pasado #MWC16 los presidentes mundiales de los mayores operadores del mundo (entre ellos Telefónica, Vodafone, AT&T, China Mobile, …) en referencia al 5G y a los requerimientos tecnológicos de los futuros servicios.

Los principales fabricantes ya se preparan para hacer realidad esta nueva generación:

  • Nokia anunció inversiones de 350 millones de dólares para liderar el 5G, el IoT y la seguridad, tras su adquisición de Alcatel-Lucent. La compañía presentó igualmente AirScale, un ecosistema de productos preparados para desplegar 5G en todo aquello que se pueda considerar como dispositivo conectado: teléfonos, coches, hogares, etc.
  • Ericsson ha realizado pruebas piloto con 20 operadores sobre 5G. Entre ellas, con T-Mobile, para desarrollar un sistema pre-estándar del 5G y realizar ensayos de laboratorio y de campo en Estados Unidos. También ha llegado a un acuerdo con Cisco e Intel para fabricar el primer router 5G. Junto a SK Telecom y BMW han conseguido velocidades en movimiento (coche conectado) de 3,6 Gbps en la banda de 28 GHz.
  • Huawei ha logrado completar junto a Optus una prueba completa de red 5G, logrando las velocidades más rápidas hasta el momento en una transmisión de un usuario (35Gbps sobre banda de 73 GHz). Asimismo, junto a NTT DoCoMo, Huawei ha alcanzado velocidades de 11Gbps en un ensayo del 5G en Japón.

Qué es, o mejor dicho, qué será el 5G

La tecnología 5G todavía se encuentra en una fase de desarrollo temprana y existen obstáculos significativos que la industria debe resolver.

Todavía no hay un estándar pero ya se han definido una serie de premisas básicas:

  • Ser capaz de proporcionar una transmisión de datos de 1 Gbps (100 veces más rápido que el 4G LTE, y 10 respecto al LTE-A).
  • La latencia debe estar por debajo de 1 milisegundo.
  • Debería ser más eficiente en energía que sus predecesores.
  • Mayor soporte de dispositivos conectados por metro cuadrado, para lo que se barajan actualmente densidades de hasta 100 dispositivos por metro cuadrado.
  • Según Bill Smith, el presidente de operaciones de red de AT&T, la tecnología 5G probablemente será definida en 2018, y los estándares para dicha tecnología serán codificados en algún momento en 2019 por la Unión Internacional de Telecomunicaciones.

En definitiva, el 5G ofrece un gran potencial tanto para los consumidores como para la industria. No es solo más datos en menos tiempo, sino que abre un abanico de posibilidades al internet de las cosas (IoT), donde será necesario soportar la interacción de billones de dispositivos.

Algunos todavía no tienen 4G y ya estamos hablando de 5G, ¿por qué?

La tecnología 4G, también llamada LTE, es la más veloz desarrollada hasta la fecha. Pero todavía no es una realidad global y no todos los terminales ni todas las tarjetas SIM son compatibles con ella.

A pesar de que actualmente, para muchos, el 4G todavía es un sueño lejano, fabricantes y operadores ya están mirando más allá. Tener internet en el móvil es una necesidad imperiosa. Ya no nos basta con navegar por la red: queremos hacer videollamadas y ver retransmisiones en directo con la mayor velocidad posible (y sin interrupciones).

Productos de domótica, vehículos inteligentes, wearables, infraestructuras o dispositivos remotos requieren conexiones inalámbricas. Además, las personas, casas y ciudades conectadas también nos permiten procesar, analizar y aprovechar la ingente capacidad de datos que el ser humano no podría asimilar por sí mismo.

Por lo tanto, los 300 Mbps de bajada como máximo que nos ofrecen a día de hoy las redes 4G parecen no ser suficientes para estas demandas futuras. La industria quiere estar preparada para el próximo gran salto:

  • Los consumidores quieren más velocidad al conectarse a internet: experiencia de banda ancha en cualquier lugar, en cualquier momento.
  • En 2020 se espera que haya 30.000 millones de dispositivos conectados.
  • Teléfonos, relojes, casas e incluso coches se conectan cada vez más a internet, requiriendo una estabilidad constante.
  • La sociedad continúa evolucionando hacia la transmisión constante de datos y la conectividad completa de todos los terminales.

No es solo una cuestión de velocidad, también de calidad y experiencia de usuario

Una menor latencia en las redes es clave para mejorar las velocidades. O lo que es lo mismo: cuanta menor sea la latencia, más datos se puede transmitir, por lo que el tiempo de respuesta será crítico para ofrecer nuevas experiencias de uso:

  • Juegos: se podrá hacer streaming de contenidos directamente en los dispositivos de realidad virtual. Una latencia mínima es clave para contar con experiencias de juego satisfactorias, en real time.
  • Automoción: contribuirá a responder lo suficientemente rápido para coordinar vehículos autónomos, ya sea para comunicarse entre ellos o con una central de control. Igualmente, la latencia es un requisito indispensable en este tipo de aplicaciones, donde la reacción de un vehículo a su entorno (ej. semáforo en rojo), ha de producirse inmediatamente.
  • Telemedicina: permitirá a los médicos realizar una operación o cirugía de manera remota. Los retrasos en la conexión son tan minúsculos, que los doctores podrán usar robots para operar a 1,000 kilómetros de distancia.
  • Videoconferencias: comunicarse a través de video en alta resolución. Esto es algo que hoy parece a la orden del día, pero lo cierto es que las redes no ofrecen una comunicación precisa en tiempo real, siempre hay un retraso y desfases que provocan inconsistencias y malas experiencias de usuario.

El ahorro energético, entre los grandes beneficios del 5G

Aunque todavía faltan unos cuantos años para ver hechos realidad los milagros que prometen ofrecer las transmisiones de datos 5G, ya hay indicios de cuáles serán los aspectos de mejora. Además, la tecnología 5G pretende contribuir a la sostenibilidad ecológica, reduciendo el consumo de energía.

Nuevas frecuencias, muy superiores a las actuales

Una de las dudas más importantes, que todavía está sin resolver, es la relacionada con las bandas de frecuencia que utilizará el 5G. La necesidad de contar con más ancho de banda requerirá de canales una o dos órdenes de magnitud por encima de las actuales redes 2G, 3G y 4G.

La idea básica es poder tener como mínimo varias bandas entre los 6 GHz y los 100 GHz, frecuencias muy superiores a las habituales de telefonía móvil, que no superan los 3 GHz.

La utilización de estas bandas tiene la ventaja de una mayor velocidad de transmisión, pero también serios problemas: bajo radio de cobertura y escasa penetración. Es decir, un enlace por encima de 60 GHz será efectivo en campo abierto, cuando vayamos andando por la calle, pero difícilmente conseguirá traspasar la pared de un edificio para darnos cobertura en el interior. De ahí la necesidad de utilizar de forma combinada otras bandas a frecuencias inferiores y que el regulador no descarte también las de 3,6, 3,8 o 4,2 GHz.

Por lo tanto, surge la necesidad de una nueva mentalidad a la hora de colocar las estaciones base: pasaremos de grandes torres y estaciones situadas a muchos kilómetros a pequeñas estaciones base que actúen localmente y para pocos usuarios (small cells).

Implicaciones para operadores y vendors

Los principales operadores de telecomunicaciones y fabricantes de infraestructura y dispositivos europeos han presentado un “Manifiesto para el 5G” en el que exponen sus recomendaciones para asegurar que Europa retome su liderazgo tecnológico y haga efectivo el desarrollo de redes 5G a partir de 2020.

Los operadores destacan el papel indiscutible del 5G para atender las necesidades de la sociedad conectada y hacer realidad la digitalización de la economía europea. Sin embargo, inciden en que el lanzamiento comercial del 5G implicará:

  1. Inversiones sustanciales en infraestructuras: el esfuerzo solo puede materializarse si se actualizan, simplifican y armonizan las normas que rigen el sector. Actualmente la normativa en materia de neutralidad de la red, muy mencionada en los MWC, genera incertidumbre sobre el retorno de la inversión en 5G.
  2. Suficientes cantidades de espectro y nuevas capacidades: el sector ve fundamental la armonización europea en materia de espectro en las bandas necesarias para desplegar estos servicios, como son 700 MHz y 3,2-3,8 GHz, y otras más altas, así como eliminar las restricciones que limitan el uso de las licencias actuales para la provisión de 5G.
  3. Colaboración entre los operadores y las industrias verticales: todos los players involucrados se han comprometido a la realización de ensayos y pilotos, alcanzar la interoperabilidad de las redes, desarrollar casos de uso durante el periodo 2018-2020 y difundir los resultados.

¿Cómo solucionar los problemas de cobertura y capacidad de penetración?

Para atender el aumento del tráfico de datos imparable, habrá que hacer más densa la red de antenas, desplegando, junto a las actuales macro cells (las antenas en las azoteas), decenas de miles de small cells, mucho más pequeñas y de menor cobertura, con objeto de conseguir:

  • Aumento de la capacidad en áreas con alta densidad de usuarios
  • Mejorar la cobertura y velocidades de datos disponibles
  • Reducción del consumo de energía

Las llamadas small cells, son nodos intermedios de acceso móvil, como pequeñas estaciones base, que sirven para conectar terminales móviles convencionales a la red de telecomunicaciones de los operadores. Hacen uso para ello de conexiones de banda ancha fija como fibra óptica, xDSL o cable, integrándose en el entorno actual y manteniendo la tecnología de red móvil existente.

Lo que parece que no tendría sentido es que los principales operadores en España, Movistar, Vodafone, Orange y Masmóvil, se dediquen ahora desplegar, por su cuenta, miles de nuevas antenas propias. Es razonable pensar, por tanto, que los operadores colaboren más entre sí (como ya vienen haciendo algunos últimamente), aprovechando sinergias a partir de dos tipos de actividades:

  1. Compartición de redes entre operadores, o sharing.
  2. Uso de red de operadores neutros de infraestructuras, pasivas como Telxius y Cellnex, o activas como la futura Red Compartida en México que impulsa ALTÁN.

Informes recomendados:

The 5G era age of boundless connectivity and intelligent automation (GSMA. 2017) [PDF. 4,1MB]

Next Generation Mobile Technologies: A 5G strategy for the UK (GOV.UK)  [PDF. 16,8MB]

Gorka Riocerezo

gorka.riocerezo@nae.es

Saber más:

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