Opinión

¿Cómo será la Quinta Generación (5G) de comunicaciones móviles?

La 5G será una generación con millones de dispositivos conectados donde las redes se harán más complejas en el sentido de que se desarrollen para poder manejar múltiples bandas de espectro y múltiples tecnologías. ¿Estamos listos?

15-02-2018, 12:51:44 PM
5G

La comunicación es el paso de información de un punto a otro y generalmente se da en dos direcciones, hablamos y escuchamos. En un siguiente nivel se crea la comunicación a distancia de la voz humana, que tuvo mucho auge con la invención del teléfono por permitir a dos o más personas hablar desde puntos distantes, a varios metros o miles de kilómetros, lo que de manera natural no sería posible. Las líneas telefónicas como las que tenemos en casa están conectadas por un cable o un alambre, pero también han evolucionado para comunicar sin este medio, de una manera “inalámbrica”. Sin embargo, esta comunicación necesita pasar por un medio, por lo que se transmite por “aire”.

El aire, el mismo que respiramos, además de proveernos de oxígeno también es usado por aves o aviones, está lleno de contaminantes o permite que se trasladen algunos gérmenes, y muchas otras cosas. Pero por él también viajan ondas, que se miden en frecuencias, es decir, en ciclos por segundo, y para lo cual se usa la unidad Hert (en honor al científico alemán Heinrich Hertz). Recordemos a partir de ahora que un Hert es un ciclo por segundo. Ahora bien, si un Hert es un ciclo por segundo, un Kilo Hert (KHz) es 1000 ciclos por segundo, un Mega Hert (MHz) es 1000 KHz (un millón de ciclos por segundo), un Giga Hert (GHz) oscila a 1000 MHz, y así sucesivamente, multiplicando por mil, siguen: Tera, Peta, Yota y otros más.

Por otra parte, la luz se transmite por ondas a ciertas frecuencias, y nuestro ojo es capaz de detectar un rango limitado de estas ondas; el sonido también se transmite por el aire a ciertas frecuencias, y nuestro oído es capaz de escuchar un cierto rango de estas frecuencias. Todas estas frecuencias están en espacio finito y definido, al cual le llamamos “espectro”. Cuando hablamos del espectro radioeléctrico, éstas son ondas generadas por algún tipo de dispositivo electrónico denominado radio, porque hace el efecto de “radiar”, es decir, emitir señales que pueden incluir audio, video, voz o datos.

Por lo tanto, el espectro es un rango de frecuencias, y si lo dividimos para usos específicos, estos “pedazos” de espectro los conocemos como “bandas”, las cuales están reguladas por organismos internacionales y nacionales. Cada banda tiene un uso específico, así que hay una banda para radio, televisión o comunicaciones por satélite; pero también hay un espectro y bandas definidas para comunicaciones móviles, lo que nos es útil para hacer llamadas por nuestro celular o móvil.

En México, la Primera Generación de comunicaciones móviles utilizó el espectro en la banda de 850 MHz, con el uso de antenas en torres no muy diferentes a las que vemos hoy en día. Estas antenas se llaman celdas o del inglés cells, porque para su diseño y para cubrir una cierta área se utilizaron hexágonos; esto por su capacidad para entrelazarse entre ellos y la flexibilidad de entrelazar hexágonos de distintos tamaños, formando grandes áreas, como un panal de abejas. En pocas palabras, cada hexágono daba servicio a un área determinada, y el dispositivo móvil que podía conectarse a esta torre o antena se denominó un cell-phone, de ahí el término en español “celular”.

Los primeros equipos eran tan grandes que sólo podían conectarse en un auto o eran del tamaño de un portafolio, y aunque evolucionaron un poco seguían siendo equipos muy grandes comparados con lo que tenemos ahora. Hoy solemos decir que eran “ladrillos”, porque literalmente eran del tamaño y casi del peso de un ladrillo que se usa en construcción convencional. Además, el uso del espectro se dividía en canales, uno para hablar y otro para escuchar, y la capacidad de la red móvil era de unos pocos usuarios móviles por celda.

La Segunda Generación empezó a usar técnicas para poder poner más móviles en el mismo espectro. Se tomaron en cuenta algunos principios como el de que al hablar hacemos pausas y por lo tanto pueden incluirse en el mismo canal más usuarios. Es así como empezamos a hablar de tecnología “digital”, es decir, convertir señales en bits, en unos y ceros, y de “modular” (envolver señales dentro de otras) para poder identificarlas, con el fin de enviar la mayor cantidad de información. Por lo tanto, los teléfonos empezaron a disminuir en tamaño, iniciaron los servicios de mensajería de texto (que al inicio sólo eran en una dirección, sólo se podían recibir mensajes), y emergieron otros servicios y sistemas complejos como los de pre-pago. Un gran avance de esta generación fue la capacidad de trasferir datos, aunque a bajas velocidades.

Más tarde, el espectro entre la Segunda y Tercera Generación empezó a saturarse. El número de usuarios aumentó considerablemente, por lo que a nivel internacional se permitió asignar más espectro (diferentes frecuencias o bandas). En México se puso a disposición, con su respectivo pago al gobierno, la banda de 1900 MHz, conocida también como PCS (Personal Comunication Services, en español Sistemas Personales de Comunicación). Recordemos a los operadores que utilizaron las siglas PCS en algún lugar para promocionar su marca, fue porque adquirieron y usaron este espectro.

Es así como surgió la Tercera Generación, bajo la demanda de más velocidad de datos. Ahora, por ejemplo, las cámaras en los teléfonos hacen posible compartir fotos por mensajes multimedia, y aparecen los teléfonos inteligentes o multitareas, que demandan aún más capacidad de datos para el correo electrónico, la navegación por internet y los servicios de localización por GPS (satélites). El cambio fue tan drástico que todavía hoy en día un 3G es símbolo de alta tecnología. Para ello, en esta ocasión se asignó más espectro en la banda, de 1700/2100 MHz, para poder soportar tan alta demanda de datos y usuarios.

A esto le sigue la Cuarta Generación, liderada por una tecnología que ya vemos en México y que se denomina LTE, que viene del inglés Long Term Evolution (Evolución a Largo Plazo); en el teléfono celular se puede ver como aparece 4G LTE en la pantalla, con cualquier operador. Esta nueva generación surge por el crecimiento exponencial de usuarios móviles, así como el uso y la demanda: acceso a internet, redes sociales, video bajo demanda en línea, selfies, mensajería instantánea y muchas “aplicaciones móviles” más como juegos en línea u operaciones financieras, a lo que se suma una conexión permanente entre dispositivos. La tecnología 4G LTE usa avanzados esquemas de modulación y codificación para hacer más eficiente el uso de espectro; esto es, que en el mismo espectro o canal se puedan transmitir o recibir una mayor cantidad de bits. Para ello, se usan complejos esquemas de antenas, y se reduce la complejidad de las redes.

Hoy en día hay más teléfonos móviles que líneas fijas. La Asociación GSMA (Groupe Speciale Mobile Association), organismo internacional que colabora con fabricantes de teléfonos, operadores, gobiernos y otros entes de la industria de comunicaciones inalámbricas móviles, indica que al 2014 había 3.6 billones de suscriptores únicos. Se refiere a únicos, porque a nivel mundial todos tenemos más de un dispositivo móvil, ya sea dos teléfonos, un teléfono y una tableta, un punto de acceso móvil (hotspot para tener WiFi) y/o un wearable o dispositivo que no es teléfono y tiene conectividad tal como un smartwatch o reloj inteligente que monitorean al hacer ejercicio o una conexión móvil en el auto, entre otros.

Actualmente, la 4G LTE ya está evolucionando en diversas partes del mundo como Europa, Asia y Estados Unidos, y en pruebas en América Latina. A ello se le conoce como LTE-A (de LTE Advanced o LTE Avanzado), que ya permite juntar canales de distintas frecuencias para poder hacer un canal más grande, y así dar más datos y servicios. A lo que se suma la integración con otras tecnologías como WiFi y mucho más.

Entonces ¿qué esperamos de una 5G?

La 5G será una generación con millones de dispositivos conectados, las redes cambiarán para poder manejar esta cantidad de dispositivos, y se harán más complejas en el sentido de que se desarrollen para poder manejar múltiples bandas de espectro y múltiples tecnologías. Todo se convertirá en datos, y la voz será simplemente una de las miles de aplicaciones, que a su vez requerirán enormes capacidades de datos.

Las redes evolucionarán de tal manera que manejarán conexiones desde unos cuantos centímetros, y se utilizarán para redes personales compuestas por sensores. Habrá redes locales pequeñas, como en una casa, donde se podrán conectar todos los dispositivos tales como televisiones, cámaras, puertas, luces, lavadora, etcétera; redes locales corporativas, donde se compartirán recursos, redes privadas, archivos, entre otros;  y redes macro, que mantendrán ciudades y hasta países conectados en exteriores, incluyendo carreteras, trenes, aviones y túneles, entre otros, incluso autos  completamente autónomos que se comuniquen entre ellos y con la infraestructura. Una verdadera conexión de todo en todos lados.

Todas estas redes y nuevas tecnologías se unificarán para una gran conexión permanente. Lo que quiere decir que podremos pasar de una red celular LTE-A a una red WiFi sin darse cuenta y podremos estar recibiendo datos de ambas redes simultáneamente. Esto porque el espectro se utilizará en muchas bandas, por debajo de 1GHZ para aplicaciones que requieren pocos datos, y un espectro por encima de los 60 GHz para mayor capacidad de datos.

Por lo tanto, los dispositivos móviles también evolucionarán de la misma manera, con múltiples bandas, diversas tecnologías, cada vez más poderosos; y serán más pequeños o más grandes, al gusto de los consumidores y las necesidades del dispositivo y del usuario. Habrá conexiones entre dispositivos de manera segura, imperceptible, dispositivos con baterías que durarán años y dispositivos que hoy en día usamos, pero con la capacidad de estar siempre conectados.

5G es el Internet de las cosas en su máxima expresión, un sinfín de dispositivos conectados en todo momento y en todo lugar.

¿Estamos listos?

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* Ricardo Anaya es  Staff Manager, Product Marketing for Latin America, en Qualcomm.

Nota del editor: Este texto pertenece a nuestra sección de Opinión y refleja la visión del autor, no necesariamente el punto de vista de Alto Nivel.

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