5G, el futur de les xarxes mòbils #MWC17

La tecnologia 5G magnificarà la societat hiperconnectada d’aquí quatre anys

Durant el Mobile World Congress 2016, el 5G va ressonar per tots els pavellons, i també s’espera que ho faci en aquesta edició. Són generalment els smartphones de les grans marques les que acaparen l’atenció mediàtica, però la veritable revolució de les telecomunicacions segueix estant a les xarxes, així ho van recordar durant el passat #MWC16 els presidents mundials dels majors operadors del món (entre ells Telefónica, Vodafone, AT&T, China Mobile, …) en referència al 5G i als requisits tecnològics dels futurs serveis.

Els principals fabricants ja es preparen per fer realitat aquesta nova generació:

  • Nokia va anunciar inversions de 350 milions de dòlars per liderar el 5G, la IoT i la seguretat, després de la seva adquisició d’Alcatel-Lucent. La companyia va presentar també AirScle, un ecosistema de productes preparats per desplegar 5G a tot allò que es pugui considerar com a dispositiu connectat: telèfons, cotxes, llars, etc.
  • Ericsson ha dut a terme proves pilot amb 20 operadors sobre 5G. Entre elles, amb T-Mobile, per desenvolupar un sistema pre-estàndard del 5G i realitzar assaigs de laboratori i de camp als Estats Units. També ha arribat a un acord amb Cisco i Intel per fabricar el primer router 5G. Juntament amb SK Telecom i BMW han aconseguit velocitats en moviment (cotxe connectat) de 3,6 Gbps en la banda de 28 GHz.
  • Huawei ha aconseguit completar juntament amb Optus una prova completa de xarxa 5G, aconseguint les velocitats més ràpides fins al moment en una transmissió d’un usuari (35Gbps sobre banda de 73 GHz). Així mateix, juntament amb NTT DoCoMo, Huawei ha assolit velocitats d’11Gbps a un assaig del 5G al Japó.

Què és, o millor dit, què serà el 5G?

La tecnologia 5G encara es troba en una fase de desenvolupament primerenca i existeixen obstacles significatius que la indústria ha de resoldre.

Encara no hi ha un estàndard però ja s’han definit una sèrie de premisses bàsiques:

  • Ser capaç de proporcionar una transmissió de dades d’1 Gbps (100 vegades més ràpid que el 4G LTE, i 10 respecte el LTE-A).
  • La latència ha de situar-se per sota d’1 milisegon.
  • Hauria de ser més eficient en energia que els seus predecessors.
  • Major suport de dispositius connectats per metre quadrat, pel que s’estudien actualment densitats de fins a 100 dispositius per metre quadrat.
  • Segons Bill Smith, president d’operacions de xarxa d’AT&T, la tecnologia 5G probablement serà definida el 2018, i els estàndards per aquesta tecnologia seran codificats en algun moment el 2019 per la Unió Internacional de Telecomunicacions.

En definitiva, el 5G ofereix un gran potencial tant pels consumidors com per la indústria. No és només més dades en menys temps, sinó que obre un ventall de possibilitats a la internet de les coses (IoT), on serà necessari suportar la interacció de bilions de dispositius.

Alguns encara no tenen 4G i ja estem parlant de 5G, per què?

La tecnologia 4G, també anomenada LTE, és la més ràpida desenvolupada fins ara. Però encara no és una realitat global i no tots els terminals ni totes les targetes SIM són compatibles amb ella.

Tot i que actualment, per molts, el 4G encara és un somni llunyà, fabricants i operadors ja estan mirant més enllà. Tenir internet al mòbil és una necessitat imperiosa. Ja no ens conformem amb navegar per la xarxa: volem fer videotrucades i veure retransmissions en directe amb la major velocitat possible (i sense interrupcions).

Productes de domòtica, vehicles intel·ligents, wearables, infraestructures o dispositius remots requereixen connexions sense fil. A més, les persones, cases i ciutats connectades també ens permeten processar, analitzar i aprofitar la ingent capacitat de dades que l’ésser humà no podria assimilar per si mateix.

Per tant, els 300 Mbps de baixada com a màxim que ens ofereixen a dia d’avui les xarxes 4G semblen no ser suficients per aquestes demandes futures. La indústria vol estar preparada pel proper gran salt:

  • Els consumidors volen més velocitat al connectar-se a internet: experiència de banda ampla a qualsevol lloc, a qualsevol moment.
  • El 2020 s’espera que hi hagi 30.000 milions de dispositius connectats.
  • Telèfons, rellotges, cases o inclús cotxes es connecten cada vegada més a internet, requerint una estabilitat constant.
  • La societat continua evolucionant cap a la transmissió constant de dades i la connectivitat complerta de tots els terminals.

No és només una qüestió de velocitat, també de qualitat i experiència d’usuari.

Una menor latència a les xarxes és clau per millorar les velocitats. O el que és el mateix: com menor sigui la latència, més dades es pot transmetre, pel que el temps de resposta serà crític per oferir noves experiències d’ús:

  • Jocs: es podrà fer streaming de continguts directament als dispositius de realitat virtual. Una latència mínima és clau per comptar amb experiències de joc satisfactòries, en real time.
  • Automoció: contribuirà a respondre de manera suficientment ràpida per coordinar vehicles autònoms, sigui per comunicar-se entre ells o amb una central de control. Igualment, la latència és un requisit indispensable en aquest tipus d’aplicacions, on la reacció d’un vehicle al seu entorn (ex. semàfor en vermell), ha de produir-se immediatament.
  • Telemedicina: permetrà als metges realitzar una operació o cirurgia de manera remota. Els retards en la connexió són tan minúsculs, que els doctors podran fer servir robots per operar a 1,000 quilòmetres de distància.
  • Videoconferències: comunicar-se a través de vídeo en alta resolució. Això és quelcom que avui sembla estar a l’ordre del dia, però el cert és que les xarxes no ofereixen una comunicació precisa en temps real, sempre hi ha un retard i desfasaments que provoquen inconsistències i males experiències d’usuari.

L’estalvi energètic, entre els grans beneficis del 5G

Tot i que encara falten uns quants anys per veure fets realitat els miracles que prometen oferir les transmissions de dades 5G, ja hi ha indicis de quins seran els aspectes de millora. A més, la tecnologia 5G pretén contribuir a la sostenibilitat ecològica, reduint el consum d’energia.

Noves freqüències, molt superiors a les actuals

Un dels dubtes més importants, que encara està sense resoldre, és la relacionada amb les bandes de freqüència que farà servir el 5G. La necessitat de comptar amb més amplada de banda requerirà canals una o dues ordres de magnitud per sobre de les actuals xarxes 2G, 3G i 4G.

La idea bàsica és poder tenir com a mínim vàries bandes entre els 6 GHz i els 100 GHz, freqüències molt superiors a les habituals de telefonia mòbil, que no superen els 3 GHz.

L’ús d’aquestes bandes té l’avantatge d’una major velocitat de transmissió, però també seriosos problemes: baix radi de cobertura i escassa penetració. És a dir, un enllaç per sobre de 60 GHz serà efectiu a camp obert, quan anem caminant pel carrer, però difícilment aconseguirà traspassar la paret d’un edifici per donar-nos cobertura a l’interior. D’aquí la necessitat d’utilitzar de forma combinada altres bandes a freqüències inferiors i que el regulador no descarti també les de 3,6, 3,8 o 4,2 GHz.

Per tant, sorgeix la necessitat d’una nova mentalitat a l’hora de col·locar les estacions base: passarem de grans torres i estacions situades a molts quilòmetres a petites estacions base que actuen localment i per pocs usuaris (small cells).

Implicacions per operadors i vendors

Els principals operadors de telecomunicacions i fabricants d’infraestructura i dispositius europeus han presentat un “Manifest pel 5G” en el que exposen les seves recomanacions per assegurar que Europa reprengui el seu lideratge i faci efectiu el desenvolupament de xarxes 5G a partir de 2020.

Els operadors destaquen el paper indiscutible del 5G per atendre les necessitats de la societat connectada i fer realitat la digitalització de l’economia europea. Tot i així, incideixen en què el llançament comercial del 5G implicarà:

  1. Inversions substancials en infraestructures: l’esforç només pot materialitzar-se si s’actualitzen, simplifiquen i harmonitzen les normes que regeixen el sector. Actualment, la normativa en matèria de neutralitat de la xarxa, molt mencionada als MWC, genera incertesa sobre el retorn de la inversió en 5G.
  2. Suficients quantitats d’espectre i noves capacitats: el sector veu fonamental l’harmonització europea en matèria d’espectre a les bandes necessàries per desplegar aquests serveis, com són 700 MHz i 3,2-3,8 GHz, i altres més altes, així com eliminar les restriccions que limiten l’ús de les llicències actuals per l’aprovisionament de 5G.
  3. Col·laboració entre els operadors i les indústries verticals: tots els players involucrats s’han compromès a la realització d’assajos i pilots, assolir la interoperabilitat de les xarxes, desenvolupar casos d’ús durant el període 2018-2020 i difondre els resultats.

Com solucionar els problemes de cobertura i capacitat de penetració?

Per atendre l’augment del trànsit de dades imparable, s’haurà de fer més densa la xarxa d’antenes, desplegant, juntament amb les actuals macro cells (les antenes als terrats), desenes de mils d’smart cells, molt més petites i de menor cobertura, amb l’objectiu d’aconseguir:

  • Augment de la capacitat en àrees amb alta densitat d’usuaris
  • Millorar la cobertura i velocitats de dades disponibles
  • Reducció del consum d’energia

Les anomenades small cells, són nodes intermedis d’accés mòbil, com petites estacions base, que serveixen per connectar terminals mòbils convencionals a la xarxa de telecomunicacions dels operadors. Per fer-ho, utilitzen connexions de banda ampla fixa com fibra òptica, xDSL o cable, integrant-se en l’entorn actual i mantenint la tecnologia de xarxa mòbil existent.

El que sembla que no tindria sentit és que els principals operadors a Espanya, Movistar, Vodafone, Orange i Masmóvil, es dediquin ara a desplegar, pel seu compte, milers de noves antenes pròpies. És raonable pensar, per tant, que els operadors col·laboren més entre si (com uns ja estan fent últimament), aprofitant sinèrgies a partir de dos tipus d’activitats:

  1. Compartició de xarxes entre operadors, o sharing.
  2. Ús de xarxa d’operadors neutrals d’infraestructures, passives com Telxius i Cellnex, o actives com la futura Red Compartida a Mèxic que impulsa ALTÁN.

Informes recomanats:

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-ne més:

Nae treballa amb operadors de telecomunicacions, grans empreses i administracions públiques per anticipar els reptes de creixement i transformació del mercat, millorant la seva estratègia de negoci i la seva eficiència operativa. Amb seus a Barcelona, Madrid, Bogotà i Ciutat de Mèxic, l'equip de Nae està format per més de 200 professionals.