5G - Guía rápida

Las tecnologías de radio han evidenciado una evolución rápida y multidireccional con el lanzamiento de los sistemas celulares analógicos en la década de 1980. A partir de entonces, los sistemas de comunicación inalámbrica digitales están constantemente en una misión para satisfacer la creciente necesidad de los seres humanos (1G,… 4G, o ahora 5G).

Por lo tanto, este artículo describe la tecnología 5G haciendo hincapié en sus características destacadas, diseño tecnológico (arquitectura), ventajas, deficiencias, desafíos y alcance futuro.

Características destacadas de 5G

5 ª generación de redes móviles o simplemente 5G es la próxima revolución de la tecnología móvil. Las características y su facilidad de uso están mucho más allá de las expectativas de un ser humano normal. Con su velocidad ultra alta, tiene el potencial suficiente para cambiar el significado de la usabilidad de un teléfono celular.

Con una gran variedad de funciones innovadoras, ahora su teléfono inteligente sería más paralelo a la computadora portátil. Puede utilizar una conexión a Internet de banda ancha; Otras características importantes que fascinan a la gente son más opciones de juegos, opciones multimedia más amplias, conectividad en todas partes, latencia cero, tiempo de respuesta más rápido y sonido de alta calidad y video HD que se puede transferir a otro teléfono celular sin comprometer la calidad del audio y video.

Si miramos hacia atrás, veremos que cada década que viene, una generación avanza en el campo de la tecnología móvil. A partir de la primera generación (1G) en la década de 1980, la segunda generación (2G) en la década de 1990, la tercera generación (3G) en la década de 2000,Fourth Generation (4G) en la década de 2010, y ahora de quinta generación (5G), avanzamos hacia una tecnología cada vez más sofisticada e inteligente.

¿Qué es la tecnología 5G?

Se espera que la tecnología 5G proporcione bandas de frecuencia nuevas (mucho más amplias que las anteriores) junto con un ancho de banda espectral más amplio por canal de frecuencia. A partir de ahora, las tecnologías móviles predecesoras (generaciones) han evidenciado un aumento sustancial en la tasa de bits máxima. Entonces, ¿en qué se diferencia el 5G del anterior (especialmente el 4G)? La respuesta es: no es solo el aumento en la tasa de bits que hace que el 5G sea distinto del 4G, sino que el 5G también es avanzado en términos de:

  • Alta velocidad de bits máxima aumentada
  • Mayor volumen de datos por unidad de área (es decir, alta eficiencia espectral del sistema)
  • Alta capacidad para permitir la conectividad de más dispositivos de forma simultánea e instantánea
  • Menor consumo de batería
  • Mejor conectividad independientemente de la región geográfica en la que se encuentre
  • Mayor número de dispositivos compatibles
  • Menor costo de desarrollo de infraestructura
  • Mayor fiabilidad de las comunicaciones

Como dicen los investigadores, con la amplia gama de canales de radio de ancho de banda, es capaz de soportar la velocidad de hasta 10 Gbps, la tecnología WiFi 5G ofrecerá una cobertura contigua y consistente - "movilidad de área más amplia en el verdadero sentido".

La arquitectura de 5G es muy avanzada, sus elementos de red y varios terminales se actualizan de manera característica para permitir una nueva situación. Asimismo, los proveedores de servicios pueden implementar la tecnología avanzada para adoptar fácilmente los servicios de valor agregado.

Sin embargo, la capacidad de actualización se basa en la tecnología de radio cognitiva que incluye varias características importantes, como la capacidad de los dispositivos para identificar su ubicación geográfica, así como el clima, la temperatura, etc. La tecnología de radio cognitiva actúa como un transceptor (haz) que perceptivamente puede captar y responder radio señales en su entorno operativo. Además, distingue rápidamente los cambios en su entorno y, por lo tanto, responde en consecuencia para brindar un servicio de calidad ininterrumpido.

Arquitectura de 5G

Como se muestra en la siguiente imagen, el modelo de sistema de 5G es completamente IP modelo basado diseñado para las redes inalámbricas y móviles.

El sistema consta de un terminal de usuario principal y luego una serie de tecnologías de acceso por radio independientes y autónomas. Cada una de las tecnologías de radio se considera el enlace IP para el mundo exterior de Internet. La tecnología IP está diseñada exclusivamente para garantizar suficientes datos de control para el enrutamiento apropiado de paquetes IP relacionados con determinadas conexiones de aplicaciones, es decir, sesiones entre aplicaciones cliente y servidores en algún lugar de Internet. Además, para que el enrutamiento de paquetes sea accesible, debe fijarse de acuerdo con las políticas dadas por el usuario (como se muestra en la imagen que se muestra a continuación).

La tecnología Master Core

Como se muestra en la Figura 5, 5G MasterCore es un punto de convergencia para las otras tecnologías, que tienen su propio impacto en la red inalámbrica existente. Curiosamente, su diseño facilita que MasterCore funcione en modo multimodo paralelo, incluido el modo de red IP y el modo de red 5G. En este modo (como se muestra en la imagen que se muestra a continuación), controla todas las tecnologías de red de RAN y diferentes redes de acceso (DAT). Dado que la tecnología es compatible y gestiona todas las nuevas implementaciones (basadas en 5G), es más eficiente, menos complicada y más poderosa.

Sorprendentemente, cualquier modo de servicio se puede abrir en el Nuevo modo de implementación 5G como Modo de servicio combinado mundial (WCSM). WCSM es una característica maravillosa de esta tecnología; por ejemplo, si un profesor escribe en la pizarra en un país, se puede mostrar en otra pizarra en cualquier otra parte del mundo además de la conversación y el video. Además, se pueden agregar fácilmente nuevos servicios a través del servicio multimodo paralelo.

Normalmente, se espera que el período de tiempo requerido para el desarrollo de la tecnología 5G y su implementación sea de unos cinco años más a partir de ahora (para 2020). Pero para que sea utilizable para la gente común en los países en desarrollo, podría ser aún más.

Graph 1 − Showing the Timeline of all previous generation technologies.

Duración prevista

Al considerar la utilidad múltiple y las diversas características destacadas de moda, los investigadores anticipan que esta tecnología estará en uso hasta la década de 2040.

La tecnología 5G está adornada con muchas características distintas, cuya aplicabilidad es útil para una amplia gama de personas independientemente de sus propósitos (como se muestra en la imagen de mweb ).

Aplicaciones de 5G

Algunas de las aplicaciones importantes son:

  • Hará un estándar global unificado para todos.

  • La disponibilidad de la red estará en todas partes y facilitará que las personas usen su computadora y este tipo de dispositivos móviles en cualquier lugar y en cualquier momento.

  • Debido a la tecnología IPv6, la atención de visita de la dirección IP móvil se asignará según la red conectada y la posición geográfica.

  • Su aplicación hará que el mundo sea una zona Wi Fi real.

  • Su tecnología de radio cognitiva facilitará diferentes versiones de tecnologías de radio para compartir el mismo espectro de manera eficiente.

  • Su aplicación también facilitará que las personas aprovechen la señal de radio a mayor altitud.

La aplicación de 5G es muy equivalente a la realización de un sueño. Está integrado con funciones de avance más allá del límite en comparación con las tecnologías anteriores.

Características avanzadas

En comparación con las tecnologías de radio anteriores, 5G tiene el siguiente avance:

  • Prácticamente es posible aprovechar la súper velocidad, es decir, de 1 a 10 Gbps.
  • La latencia será de 1 milisegundo (ida y vuelta de un extremo a otro).
  • Ancho de banda 1,000x por unidad de área.
  • Viabilidad para conectar de 10 a 100 dispositivos.
  • Cobertura mundial.
  • Aproximadamente un 90% de reducción en el uso de energía de la red.
  • La duración de la batería será mucho más larga.
  • El mundo entero estará en la zona wi-fi .

La tecnología de 5ª generación ofrece una amplia gama de características, que son beneficiosas para todo grupo de personas, incluidos estudiantes, profesionales (médicos, ingenieros, profesores, órganos de gobierno, órganos administrativos, etc.) e incluso para un hombre común.

Ventajas importantes

Hay varias ventajas de la tecnología 5G, algunas de las ventajas se han mostrado en la imagen de Ericsson anterior y muchas otras se describen a continuación:

  • Alta resolución y conformación bidireccional de gran ancho de banda.

  • Tecnología para reunir todas las redes en una plataforma.

  • Más eficaz y eficiente.

  • Tecnología para facilitar herramientas de supervisión de abonados para la acción rápida.

  • Lo más probable es que proporcione una enorme transmisión de datos (en Gigabit), que admitirá más de 60.000 conexiones.

  • Fácilmente manejable con las generaciones anteriores.

  • Sonido tecnológico para soportar servicios heterogéneos (incluida la red privada).

  • Es posible proporcionar conectividad uniforme, ininterrumpida y consistente en todo el mundo.

Algunas otras ventajas para la gente común
Múltiples servicios paralelos, como que puede conocer el clima y la ubicación mientras habla con otra persona.
Puede controlar sus PC con teléfonos.
La educación será más fácil: un estudiante sentado en cualquier parte del mundo puede asistir a la clase.
El tratamiento médico será más fácil y frugal: un médico puede tratar al paciente ubicado en una parte remota del mundo.
El monitoreo será más fácil: una organización gubernamental y las ofertas de investigación pueden monitorear cualquier parte del mundo. Posible reducir la tasa de criminalidad.
Será posible visualizar el universo, las galaxias y los planetas.
Posible localizar y registrar a la persona desaparecida.
Posibles desastres naturales, incluidos tsunamis, terremotos, etc., se pueden detectar más rápidamente.

Desventajas de la tecnología 5G

Sin embargo, la tecnología 5G se investiga y conceptualiza para resolver todos los problemas de señales de radio y las dificultades del mundo móvil, pero debido a alguna razón de seguridad y falta de avance tecnológico en la mayoría de las regiones geográficas, tiene las siguientes deficiencias:

  • La tecnología aún está en proceso y se está investigando su viabilidad.

  • La velocidad que afirma esta tecnología parece difícil de lograr (en el futuro, podría serlo) debido al apoyo tecnológico incompetente en la mayor parte del mundo.

  • Muchos de los dispositivos antiguos no serían competentes para 5G, por lo tanto, todos deben ser reemplazados por uno nuevo: un trato costoso.

  • El desarrollo de la infraestructura requiere un alto costo.

  • Problema de seguridad y privacidad aún por resolver.

Los desafíos son la parte inherente del nuevo desarrollo; así que, como todas las tecnologías, 5G también tiene grandes desafíos que enfrentar. Como vemos el pasado, es decir, el desarrollo de la tecnología de radio, encontramos un crecimiento muy rápido. A partir de 1G a 5G, el viaje tiene solo unos 40 años (considerando 1G en la década de 1980 y 5G en la década de 2020). Sin embargo, en este viaje, los desafíos comunes que observamos son la falta de infraestructura, metodología de investigación y costo.

Aún así, hay docenas de países que usan tecnologías 2G y 3G y ni siquiera saben acerca de 4G, en tal condición, las preguntas más importantes en la mente de todos son:

  • How far will 5G be viable?

  • Will it be the technology of some of the developed countries or developing countries will also get benefit of this?

Para comprender estas preguntas, los desafíos de 5G se clasifican en los siguientes dos títulos:

  • Retos tecnológicos
  • Desafíos comunes

Retos tecnológicos

  • Inter-cell Interference- Este es uno de los principales problemas tecnológicos que deben resolverse. Existen variaciones en el tamaño de las macrocélulas tradicionales y las pequeñas celdas simultáneas que provocarán interferencias.

  • Efficient Medium Access Control- En una situación en la que se requiera un despliegue denso de puntos de acceso y terminales de usuario, el rendimiento del usuario será bajo, la latencia será alta y los puntos de acceso no serán competentes para que la tecnología celular proporcione un alto rendimiento. Debe investigarse adecuadamente para optimizar la tecnología.

  • Traffic Management - En comparación con el tráfico tradicional de persona a persona en las redes celulares, una gran cantidad de dispositivos de máquina a máquina (M2M) en una celda pueden causar serios desafíos al sistema, es decir, desafíos a la red de acceso por radio (RAN), que causarán sobrecarga y congestión.

Desafíos comunes

  • Multiple Services- A diferencia de otros servicios de señales de radio, 5G tendría la enorme tarea de ofrecer servicios a redes, tecnologías y dispositivos heterogéneos que operan en diferentes regiones geográficas. Por lo tanto, el desafío es la estandarización para proporcionar servicios inalámbricos dinámicos, universales, centrados en el usuario y ricos en datos para satisfacer las altas expectativas de las personas.

  • Infrastructure - Los investigadores se enfrentan a desafíos tecnológicos de estandarización y aplicación de servicios 5G.

  • Communication, Navigation, & Sensing- Estos servicios dependen en gran medida de la disponibilidad de espectro radioeléctrico a través del cual se transmiten las señales. Aunque la tecnología 5G tiene un gran poder computacional para procesar el enorme volumen de datos que provienen de fuentes diferentes y distintas, necesita un mayor soporte de infraestructura.

  • Security and Privacy- Este es uno de los desafíos más importantes que necesita el 5G para garantizar la protección de los datos personales. 5G tendrá que definir las incertidumbres relacionadas con las amenazas a la seguridad, incluida la confianza, la privacidad y la ciberseguridad, que están creciendo en todo el mundo.

  • Legislation of Cyberlaw- El ciberdelito y otros fraudes también pueden aumentar con la tecnología 5G de alta velocidad y ubicua. Por lo tanto, la legislación del Cyberlaw es también un tema imperativo, que en gran medida es de naturaleza gubernamental y política (tanto nacional como internacional).

Se están llevando a cabo varias investigaciones y discusiones en todo el mundo entre tecnólogos, investigadores, académicos, proveedores, operadores y gobiernos sobre las innovaciones, implementación, viabilidad y preocupaciones de seguridad de 5G.

Como se propone, cargado con múltiples funciones avanzadas que van desde el servicio de Internet de súper alta velocidad hasta el servicio ubicuo sin problemas, 5G resolverá muchos de los problemas. Sin embargo, la pregunta es: en una situación en la que las tecnologías anteriores (4G y 3G) aún están en proceso y en muchas partes aún no se han iniciado; ¿Cuál será el futuro del 5G?

La tecnología de quinta generación está diseñada para proporcionar capacidades de datos increíbles y notables, volúmenes de llamadas sin obstáculos y transmisión de datos inconmensurables dentro del último sistema operativo móvil. De ahí que sea una tecnología más inteligente, que interconectará al mundo entero sin límites. Asimismo, nuestro mundo tendría acceso universal e ininterrumpido a la información, la comunicación y el entretenimiento que abrirán una nueva dimensión a nuestras vidas y cambiarán nuestro estilo de vida de manera significativa.

Además, los gobiernos y los reguladores pueden utilizar esta tecnología como una oportunidad para el buen gobierno y pueden crear entornos más saludables, lo que definitivamente alentará la inversión continua en 5G, la tecnología de próxima generación.