¿Qué es 5G? Características y usos

El término «5G» se refiere a la «quinta generación» de comunicación celular. La «G» se utiliza para describir las generaciones actuales y futuras de tecnologías de comunicación celular. 

5G es capaz de funcionar en onda milimétrica (un espectro de frecuencia muy alta entre 24 y 100 GHz), y el ancho del espectro disponible para 5G significa que los datos pueden transferirse mucho más rápido que con las tecnologías actuales.

5G
foto Lisa Fotios de Pexel

5G es, como su acrónimo sugiere, la quinta generación de estándares de telefonía móvil.

Sucederá a la 4G, que se sigue desplegando en Francia en 2019. Para decirlo sin rodeos, este estándar traerá velocidades aún más altas, pero también una latencia mucho más baja que la actual, y será capaz de soportar un enorme número de conexiones simultáneas.

Pero 5G no debe ser visto como una simple evolución de 4G. De hecho, es una tecnología de vanguardia. 

Se «diferencia de las generaciones anteriores en que pretende, desde su concepción, integrar un número sin precedentes de casos de uso«.

¿Qué tan rápido es 5G?

El uso generalizado de la tecnología 5G y la fenomenal aceleración que conlleva significa que hay una transición sin problemas de un viaje en diligencia a otro en avión.

Los operadores que realizaron pruebas de flujo de 5G informaron de flujos de hasta 70 Gbit/s. 

Las simulaciones solicitadas por los actores de la industria también han producido resultados impresionantes, con tasas de datos que han aumentado de 71 Mbit/s para usuarios de 4G a 1,4 Gbit/s para usuarios de 5G en el espectro de ondas milimétricas.

La mejora del rendimiento va acompañada de una drástica reducción de la latencia.

Este es un factor importante para las nuevas tecnologías, como los vehículos autónomos y la cirugía robótica «virtual», que dependen de la comunicación instantánea. 

Con 5G, es posible una latencia del orden de un milisegundo (ms), mientras que es de unos 20 ms para 4G.

Alcance de la 5G

Mientras que el 5G proporciona un mayor rendimiento en frecuencias de ondas milimétricas, sufre de su alcance limitado. 

Las pruebas de alcance de los 5G en la banda de ondas milimétricas dieron resultados del orden de 500 m alrededor de la torre. Esto significa que se requeriría una instalación masiva de antenas MIMO sólo para el despliegue autónomo de 5G. 

Además, la incapacidad de las señales de ondas milimétricas para penetrar en los obstáculos limita aún más el alcance, ya que esos obstáculos deberán tenerse en cuenta en el diseño de las redes para usuarios de telefonía móvil. 

Las limitaciones de alcance han favorecido las arquitecturas de red 5G más flexibles, descomponiendo la estación base en nuevos elementos lógicos. 

Éstas facilitan un despliegue más flexible de las redes utilizando los bienes inmuebles disponibles, agrupando localmente, y con un mínimo de requisitos de espacio, ciertas características y otros requisitos para los emplazamientos de radio en los que el espacio es limitado.

Teniendo en cuenta estas cuestiones futuras, el anclaje con LTE o 5G de baja frecuencia podría seguir siendo un componente de las redes de 5G a corto plazo, y sólo los usuarios situados cerca de las antenas se beneficiarían plenamente de las 5G.

La tecnología de células pequeñas y otras alternativas creativas a las antenas de estaciones base tradicionales pueden utilizarse eficazmente para hacer viables las redes autónomas de 5G. 

¿Qué es 5G (y qué no) y cuál es la diferencia entre 4G LTE y 5G?

La red inalámbrica de próxima generación (la quinta) se ocupará de la evolución más allá de la Internet móvil hasta la IO (Internet de las Cosas) para el año 2020. 

La principal evolución de los actuales 4G y 4,5G (LTE Advanced) es que, además de la mejora de la velocidad de transmisión de datos, los nuevos usos de la IO y las comunicaciones de misión crítica requerirán nuevos tipos de rendimiento mejorado. 

Por ejemplo, la «baja latencia», una característica que permite la interactividad en tiempo real de los servicios basados en la nube, es fundamental para el éxito de los automóviles sin conductor. 

Del mismo modo, el bajo consumo de energía permitirá que los objetos conectados funcionen durante meses o años sin ayuda humana.

A diferencia de los servicios actuales de IO que optan por compensaciones de rendimiento para aprovechar al máximo las tecnologías inalámbricas actuales (3G, 4G, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, etc.), las redes de 5G se diseñarán para proporcionar el nivel de rendimiento necesario para una IO masiva. Esta tecnología permitirá ofrecer un mundo perfectamente conectado.

La tecnología 5G se basa en 8 requisitos técnicos

  • Hasta 10 Gbit/s de velocidad de datos – > 10 a 100 veces más rápido que las redes 4G y 4.5G 
  • Latencia de 1 milisegundo
  • 1.000 veces más ancho de banda por unidad de superficie
  • Hasta 100 veces más dispositivos conectados por unidad de área (en comparación con 4G LTE)
  • 99,999% de disponibilidad 
  • 100% de cobertura 
  • 90% de reducción en el uso de la energía de la red 
  • Hasta 10 años de duración de la batería para los dispositivos IO de baja potencia

¿Cuáles son los casos concretos de uso del 5G?

Cada red inalámbrica de próxima generación tiene un nuevo conjunto de usos. La futura tecnología 5G no será una excepción, centrada en la IO y en las aplicaciones de comunicaciones de misión crítica.

  • Las redes 5G amplían los servicios de banda ancha inalámbrica más allá de la Internet móvil a la IO y a los segmentos de comunicaciones críticas
  • Red 4.5G (LTE Advanced) han duplicado las velocidades de transmisión de datos en comparación con las 4G.
  • Red 4G han introducido todos los servicios IP (voz y datos), una experiencia de Internet de alta velocidad, con arquitecturas y protocolos de red unificados.
  • 3,5G han hecho universal el uso de Internet móvil y están impulsando el éxito de los ecosistemas de aplicaciones móviles.
  • Las redes de tercera generación han mejorado la experiencia de la Internet móvil, pero con un éxito limitado en cuanto a la adopción masiva de servicios de datos.
  • 2,5G han aportado una ligera mejora a los servicios de datos con Edge
  • 2G se han caracterizado por la aparición de servicios celulares digitales y servicios básicos de datos (SMS, GPRS), así como servicios de itinerancia en las redes de 2G.
  • Las redes 1G han permitido que los servicios telefónicos analógicos se beneficien de la movilidad
Algunas aplicaciones de misión crítica, como el coche sin conductor, requieren una latencia muy agresiva (tiempo de respuesta rápido), mientras que no requieren velocidades rápidas de datos.

Por el contrario, los servicios empresariales basados en la nube con análisis de datos masivos se centran en la velocidad sobre la latencia.

Redes virtuales (5G Slicing) adaptadas a cada uso:

El 5G soportará todas las necesidades de comunicación, desde las redes de área local (LAN) (como las redes domésticas) hasta las redes de área amplia (WAN), con los parámetros de latencia/velocidad adecuados.

La forma de satisfacer esta necesidad hoy en día es agrupando un gran número de redes de comunicación (WiFi, Z-Wave, LoRa, 3G, 4G, etc.).

5G está diseñado para permitir configuraciones de red virtual simples para lograr una mejor alineación de los costos de la red con las necesidades de la aplicación.

Este nuevo enfoque permitirá a los operadores de redes móviles 5G captar una mayor cuota del mercado de IO y, al mismo tiempo, ofrecer soluciones rentables para aplicaciones de bajo ancho de banda y baja potencia. 

¿La tecnología 5G será segura?

Las redes 4G de hoy en día utilizan la aplicación USIM para realizar una autenticación fuerte mutua entre el usuario y su dispositivo y redes conectadas.

La entidad que alberga la aplicación de la USIM puede ser una tarjeta SIM extraíble o un chip UICC incorporado. Esta autenticación fuerte y recíproca es crucial para posibilitar la prestación de servicios fiables.

Las soluciones de seguridad actuales ya son una combinación de seguridad en el borde (el dispositivo) y seguridad en el núcleo (la red).

Es posible que en el futuro coexistan varios marcos de seguridad y es probable que en 5G se reutilicen las soluciones existentes que se utilizan hoy en día para las redes 4G y la nube (OS, HSM, certificación, aprovisionamiento de OTA y KMS).

La norma de autenticación fuerte mutua para las redes de 5G aún no está terminada. La necesidad de seguridad, privacidad y confianza será tan fuerte como en el caso de 4G y aún más fuerte con el creciente impacto de los servicios de IO.

Los sistemas operativos de los dispositivos locales no sólo pueden asegurar el acceso a la red, sino también apoyar servicios seguros como la gestión de llamadas de emergencia y redes virtuales para IO.

¿Qué consecuencias tendrá 5G para los consumidores?

Para los consumidores, 5G no sólo significa Internet móvil más rápido, sino también más objetos conectados. El coche y la casa son dos ejemplos de la gran revolución de IO que se avecina, apoyada por las redes 5G.

¿Cómo acelerará la tecnología 5G la comercialización de los dispositivos de IO basados en la tecnología celular en lugar de la tecnología Wi-Fi?

Wi-Fi es una tecnología LAN inalámbrica, limitada en su rango de operación y muy limitada en velocidad y latencia.

Muchos servicios de IO requieren más presencia, más movilidad y más rendimiento en términos de velocidad y tiempo de respuesta. 5G permitirá un verdadero ecosistema de IO.

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