Tipos de 5G: ¿Cuál es el adecuado para su organización?

La tecnología 5G no es una solución única que pueda permitir la transformación digital con sólo pulsar un botón. Existen tres tipos de 5G, cada uno con sus propios casos de uso y capacidades específicas, que los líderes empresariales deben comprender.

La tecnología inalámbrica 5G se divide en tres tipos: banda baja, media y alta, denominadas así por el espectro de frecuencias de radio que admiten.

• La banda baja 5G transmite datos en frecuencias entre 600 y 900 MHz
• El 5G de banda media transmite entre 1 y 6 GHz
• La banda alta 5G transmite de 24 a 47 GHz.

Todos los principales operadores norteamericanos, incluidos AT&T, Verizon y Google (y la mayoría de los operadores de todo el mundo) ofrecen las tres bandas. Antes de entrar en las capacidades que ofrece cada banda, veamos más de cerca la tecnología 5G en sí, cómo funciona y por qué las empresas de todo el mundo están interesadas en su potencial.

5G, o tecnología móvil de quinta generación, es una nueva especificación para redes inalámbricas desarrollada en 2018 por el Proyecto de Asociación de Tercera Generación (3DPP) para guiar el desarrollo de dispositivos, incluidos teléfonos inteligentes, PC, tablets y más, que están diseñados para funcionar en redes 5G.

Al igual que los estándares de tecnología inalámbrica anteriores, como 3G, 4G y 4G LTE, 5G envía y recibe datos en ondas de radio. Sin embargo, debido a las mejoras en la latencia y el ancho de banda, las redes 5G son capaces de velocidades de carga y descarga mucho más rápidas. Las velocidades de descarga de algunas redes 5G pueden alcanzar hasta 10 gigabits por segundo (Gbps), lo que las hace ideales para nuevas tecnologías como la inteligencia artificial (IA), el machine learning (ML) y el Internet de las cosas (IoT).

A medida que aumentan los casos de uso de 5G, también aumenta la demanda de redes que puedan soportar los dispositivos que funcionan en él. Solo en Norteamérica, más de 200 millones de hogares tienen actualmente acceso a velocidades de conexión 5G (enlace externo a ibm.com) y se espera que ese número se duplique en los próximos cuatro años.

Al igual que otros tipos de redes inalámbricas, la tecnología 5G funciona sobre un área geográfica de cobertura que se divide en "células". Dentro de cada célula, un dispositivo como un teléfono 5G, un PC o un sensor IoT puede conectarse a Internet a través de ondas de radio. Este mismo método de establecer conexiones se utilizaba en generaciones anteriores de redes inalámbricas, pero con la 5G, las mejoras tecnológicas han permitido velocidades mucho más rápidas.

Nuevo estándar RAT

El estándar 5G NR (New Radio) para redes celulares establecido por 3DPP en 2018 define la próxima generación de especificaciones de tecnología de acceso de radio (RAT) para todas las redes móviles 5G. Un aspecto crítico es que la nueva RAT lanzada en 2018 abre el espectro 5G por encima de los 6 GHz, bandas de frecuencia que antes no utilizaban los dispositivos celulares.

Segmentación de la red

Otro desarrollo clave del despliegue de 5G en 2018 fue la incorporación de la segmentación de red. 5G ofrece a los proveedores de telecomunicaciones la capacidad de implementar redes virtuales independientes además de redes públicas utilizando la misma infraestructura 5G. Esta característica, exclusiva de 5G, ofrece a los usuarios más funcionalidades cuando trabajan de forma remota, al tiempo que permite un alto nivel de seguridad.

Redes privadas

Las empresas habilitadas para 5G pueden crear redes totalmente privadas con características de personalización y seguridad que permiten un mayor control y movilidad para sus empleados en una amplia gama de casos de uso.

El 5G ha sido elogiado por su potencial transformador en una serie de sectores, en gran parte debido a las frecuencias más altas que utiliza y sus nuevas capacidades en torno a la transferencia rápida y segura de grandes volúmenes de datos. Desde que la tecnología de banda ancha se implementó por primera vez a principios de la década de 2000, la cantidad de datos generados por los dispositivos inalámbricos ha aumentado exponencialmente. Hoy en día, las tecnologías punta como la IA y el ML requieren demasiados datos para ejecutarse en redes más antiguas. Los dispositivos 5G, en cambio, son perfectos para aplicaciones con grandes necesidades de datos. Estas son algunas de las principales diferencias entre el 5G y sus predecesores.

• Menor espacio físico: los transmisores 5G son más pequeños que los que se utilizan en las redes 3G, 4G y 4G LTE, y las células pequeñas en las que se dividen las áreas de cobertura requieren menos energía.
• Tasas de error mejoradas: la implementación de 5G se basa en un esquema de modulación y codificación adaptativo (MCS), un esquema para transmitir datos que es mucho más potente que los esquemas utilizados en las redes 3G y 4G. Como resultado, las tasas de error de bloque (BER) de 5G, la frecuencia de errores en sus redes, son mucho menores.
• Mejor ancho de banda: al utilizar una gama más amplia de radiofrecuencias que las anteriores generaciones de redes, la 5G puede soportar más dispositivos en sus redes a la vez.
• Bajas latencias: la menor latencia del 5G, una medida del tiempo que tardan los datos en moverse entre dispositivos en la red, hace que actividades como jugar videojuegos, descargar un archivo o trabajar en la nube sean mucho más rápidas que en otros tipos de redes inalámbricas.

Veamos los tres tipos de redes 5G y por qué las empresas deberían tenerlas en cuenta.

5G de banda baja

El 5G de banda baja opera en frecuencias entre 600 y 900 MHz, muy cerca de las frecuencias de las estaciones de radio y televisión. Aunque no son "ultrarrápidas" ni mucho menos, estas frecuencias siguen siendo considerablemente más rápidas que las velocidades 4G, hasta 10 veces más en algunos casos, y son capaces de recorrer largas distancias y cubrir grandes áreas. Para los usuarios dispuestos a sacrificar la velocidad por el alcance, el 5G de banda baja es una gran opción.

5G de banda media

Aunque es más rápido que la banda baja, el 5G de banda media sigue sin ser capaz de alcanzar las velocidades requeridas por aplicaciones de vanguardia como IA, ML e IoT. El 5G de banda media opera en frecuencias que van de 1 a 6 GHz, lo que le da más capacidad para mover mayores volúmenes de datos, pero no en un área extensa. Una consideración importante para las empresas que buscan aprovechar las redes 5G de banda media es el hecho de que los edificios y otras estructuras sólidas pueden interferir con la conectividad, especialmente en el extremo superior de su ancho de banda.

5G de banda alta

El 5G de banda alta no puede viajar muy lejos, pero es capaz de ofrecer las velocidades ultrarrápidas que exigen las aplicaciones 5G más emocionantes. El 5G de banda ancha establece el patrón oro para muchas tecnologías transformadoras, como los vehículos autónomos, la robótica y las ciudades más inteligentes. Gran parte de esta cacareada velocidad y rendimiento se debe a la tecnología de ondas milimétricas (mmWave) de 5G, un espectro particular entre 30 y 300 GHz.

• Ondas milimétricas (wwWave): los casos de uso de mmWaves son ligeramente diferentes a otros tipos de redes 5G e incluyen centros de datos, transmisión de video y realidad aumentada/virtual (AR/VR) que requieren velocidades y rendimiento más altos que el espectro de banda baja y medio. de banda ancha que pueden ofrecer las redes 5G. Aunque mmWave 5G es superior a otros tipos de 5G en términos de velocidad y rendimiento, sufre las mismas limitaciones cuando se trata de interrupciones en la línea de visión. Por ejemplo, los edificios, el follaje denso e incluso las lluvias torrenciales pueden impedir las conexiones 5G mmWave.
• Uso compartido dinámico del espectro (DSS): para hacer frente a algunos de los problemas de línea de visión que tienen las frecuencias 5G de banda más ancha, algunos operadores utilizan el 5G en las mismas frecuencias que normalmente se utilizan en los teléfonos y dispositivos móviles 4G. El uso compartido dinámico del espectro, o tecnología DSS, como se le conoce, permite a las organizaciones alcanzar velocidades 5G sin reemplazar su infraestructura existente.

Además de su velocidad, la tecnología 5G es más segura y fiable que las generaciones anteriores de redes inalámbricas, lo que permite nuevas funciones y beneficios que las empresas de todo tipo deberían tener en cuenta.

• Comunicaciones ultrafiables de baja latencia: las comunicaciones ultrafiables de baja latencia, o URLLC, son una nueva capacidad de comunicación que se diseñó específicamente para cumplir con los requisitos de latencia y fiabilidad del IoT y otras aplicaciones de alta demanda que se ejecutan en redes 5G. Con URLLC, las velocidades de comunicación son instantáneas sin importar dónde se encuentren físicamente dos partes. URLLC permite realizar tareas tan variadas como la automatización y el funcionamiento remoto de vehículos o jugar con auriculares de RA/RV.
• Banda ancha móvil mejorada: la banda ancha móvil mejorada, o tecnología eMBB, es un nuevo estándar para los servicios 5G que mejora el ancho de banda y disminuye la latencia en comparación con 4G. Desarrolladas por el 3GPP como parte de su norma 5G NR, las directrices eMBB sirven para aumentar las velocidades de datos, el ancho de banda y el rendimiento en las redes 5G, mejorando una amplia gama de servicios multimedia. Las aplicaciones cubiertas por el estándar eMBB incluyen transmisión de video, juegos y operaciones de RA/RV.
• Comunicaciones masivas de tipo máquina: las comunicaciones masivas de tipo máquina, o mMTC, son otro estándar que el 3GPP implementó como parte de sus directrices 5G NR para tratar específicamente con servicios y aplicaciones que utilizan tecnología IoT. El mMTC suele cubrir una arquitectura de red diseñada para comunicaciones de alta velocidad y baja latencia entre un gran número de dispositivos y/o máquinas IoT en una única red. Algunos ejemplos de mMTC son las redes de transporte inteligentes, las fábricas inteligentes y las redes energéticas inteligentes.

Debido a su velocidad, requisitos de latencia y fiabilidad, el 5G se está convirtiendo rápidamente en una de las tecnologías facilitadoras de las que más se habla en la actualidad. Desde coches sin conductor a redes de energía inteligentes o quirófanos remotos, he aquí algunos de los avances más interesantes que el 5G está haciendo posibles:

• Vehículos autónomos: desde taxis y drones hasta aviones sin piloto, el 5G está detrás de algunos de los diseños más avanzados de vehículos autónomos. Hasta el 5G, los coches sin conductor eran una quimera por los requisitos de datos que los estándares de red inalámbrica anteriores no podían cumplir. Hoy en día, las velocidades de conexión de 5G están permitiendo avances en la operación remota o autónoma de automóviles, trenes, aviones y más.
• Fábricas inteligentes: el 5G, junto con la tecnología de IA, ML e IoT, está haciendo que las fábricas sean más seguras, inteligentes y eficientes gracias a los avances en todo, desde el ahorro de combustible y la reparación de equipos hasta las cámaras operadas a distancia que ayudan a prevenir robos y hacer que los lugares de trabajo sean más seguros. Por ejemplo, en un almacén con mucho movimiento, los drones y las cámaras conectadas mediante IoT que operan en una red 5G pueden ayudar a localizar y transportar mercancías de forma más rápida y eficiente que los empleados humanos, y con menos huella de carbono.
• Ciudades inteligentes: los entornos urbanos hiperconectados están empezando a depender de la red 5G para impulsar la innovación en áreas como la aplicación de la ley, la eliminación de residuos y la mitigación de desastres. Algunas ciudades utilizan sensores habilitados para 5G con el fin de rastrear los patrones de tráfico en tiempo real y ajustar las señales para alterar el flujo, minimizar la congestión y mejorar la calidad del aire. Además, las redes eléctricas 5G monitorizan el suministro y la demanda en áreas densamente pobladas e implementan aplicaciones de IA y ML para "aprender" en qué momento la energía tiene una demanda alta o baja.
• Asistencia sanitaria inteligente: el sector sanitario ha sido uno de los mayores y más tempranos beneficiarios de las velocidades de conexión 5G. Un ejemplo es el ámbito de la cirugía a distancia que utiliza robótica y una transmisión en directo de alta definición conectada a Internet a través de una red 5G. Otro es la sanidad móvil, donde el 5G permite a los trabajadores médicos sobre el terreno acceder de forma rápida y segura a los historiales de los pacientes, lo que hace posible tomar decisiones más rápidas e informadas con el potencial de salvar vidas. Por último, durante la pandemia, el rastreo de contactos y la cartografía de los brotes posibilitados por la 5G desempeñaron un gran papel a la hora de mantener a salvo a la población.
• Edge computing: el edge computing, un marco informático que permite realizar cálculos más cerca de las fuentes de datos, se está convirtiendo rápidamente en el estándar para las empresas que consideran el procesamiento de datos como una de sus competencias principales. Según este informe técnico de Gartner (enlace externo a ibm.com), para 2025, el 75 % de los datos empresariales se procesarán en el edge (en comparación con solo el 10 % en la actualidad). Este cambio, impulsado por la conectividad y la velocidad 5G, ahorra tiempo y dinero a las empresas y permite un mejor control de grandes volúmenes de datos.

Antes de que las empresas puedan aprovechar al máximo el 5G, necesitan una plataforma diseñada para ello. IBM Cloud Satellite permite a empresas de todo tipo implementar y ejecutar aplicaciones de forma coherente en entornos locales, de edge computing y de nube pública en una red 5G. Y todo ello gracias a las comunicaciones seguras y auditables de IBM Cloud.