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¿Qué demonios es 5G?

¿Qué demonios es 5G?

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Un breve repaso técnico sobre lo que son las redes 5G y cómo hemos llegado a este punto de las telecomunicaciones.

¿Qué demonios es 5G? El término se aplica a redes de telecomunicación de quinta generación.

Básicamente, hace alusión directa a la evolución tecnológica que ha tenido la comunicación vía teléfonos celulares y otros dispositivos.

¿Y las cuatro generaciones anteriores? Pues bien, la primera generación (1G) es la de las redes de transmisión análoga de voz por vía inalámbrica. Fueron los primeros pasos de la telefonía celular; si bien la Comisión Federal de Comunicaciones de Estados Unidos (FCC, en inglés) aprobó en 1970 su rango en el espectro de radiación electromagnética, no fue sino hasta 1983 que AT&T lo desplegó a nivel comercial en ese país.

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La segunda generación (2G) hace referencia a las primeras transmisiones inalámbricas digitales. La estandarización de este tipo de redes se dio en Europa en 1982. En ese año se denominó al estándar como ‘Groupe Spécial Mobile’, mejor conocido por las siglas GSM, y este fue el sistema que se comenzó a implementar como estándar común para todo el continente europeo.
Mientras que las redes 1G transmitían en la frecuencia de radio de los 800 y 900 Megahertzios (MHz), las redes 2G transmiten en la frecuencia de 900 y 1800 MHz. Para Estados Unidos, el estándar de estas redes fue la transmisión a 1900 MHz. Es por esto que a los celulares que pueden funcionar en estas tres frecuencias, o tres bandas, se los conoce como tri-banda.

Dicho de otro modo: cuando alguien pregunta si un teléfono puede funcionar en diferentes bandas, se refiere justamente a esto.

Dentro de estas bandas, existen subdivisiones a las que se denomina Canales, y estos son asignados para el envío o recepción de señal de radio (en este caso, las llamadas telefónicas).

Foto: Conatel.gob.ve

Para tener una referencia: la señal de radio AM se transmite en el rango del espectro electromagnético comprendido entre los 540 y los 1 600 Kilohertzios (KHz); en este rango, existe la posibilidad de transmitir señal por 106 canales de 10 kHz de ancho cada una.

Algo similar ocurre con la señal en FM; esta se transmite en el rango comprendido entre 88,1 y 108,1 MHz, y la señal de radio FM se transmite a través de 100 canales con un ancho de 0,2 MHz cada uno.

Para que exista una transmisión de señal efectiva, esta debe ser emitida desde una base, replicada a través de varias antenas repetidoras de señal y posteriormente recibida con un aparato receptor (lo que comúnmente llamamos un radio).

Lo mismo ocurre con los teléfonos celulares: Existe una emisión de señal, que viaja a través de varias antenas y eventualmente es recibida por otro receptor. En este caso, los aparatos emisores y receptores son nuestros teléfonos celulares.

Otro dato adicional: las redes GSM permiten la transmisión de otro tipo de datos, por lo que desde la implementación de estas redes, las operadores de teléfono empezaron a ofrecer el servicio de Mensajes Cortos de Texto (mejor conocidos como SMS, por Short Message Service).

Las redes de tercera generación (3G) incorporan una mejora trascendental para la transmisión de datos: la Conmutación de Paquetes de Datos para su transmisión, y la adopción del estándar para el Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles (Universal Mobile Telecommunications Service - UMTS).

En términos sencillos: cuando hay información muy grande, esta se divide en distintos paquetes para su transmisión. Cada paquete contiene dos tipos de información: los datos a transmitir en sí y la información de transmisión de dichos datos, es decir, información del destino de dichos datos y la concatenación de cada paquete de datos con otros paquetes de datos enviados.

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Gracias a esta información, los paquetes de datos en los que se ha dividido la información para su transmisión, pueden volver a reempaquetarse al momento de la recepción.

Con este tipo de redes se implementó la transmisión de documentos más grandes, Ya no solo hablamos de mensajes cortos de texto, sino de correos electrónicos, o incluso archivos de video o de diferentes tipos.

Este tipo de tecnología ya se vio como un avance de las redes 2G (gracias a las Tasas de Datos Mejoradas para la Evolución del GSM, o Enhanced Data Rates for GSM Evolution - lo que comúnmente se conoce como EDGE), pero no es sino hasta su implementación comercial masiva que se pudo hablar de una verdadera transmisión de paquetes de datos por conmutación.

El establecimiento de una red UMTS establece la existencia clara de tres elementos: una red de acceso de radio, la red central para la transmisión y la identificación de usuarios por medio de tarjetas con un Módulo de Identificación de Suscriptores (Suscriber Identity Module, o SIM; de ahí es de donde viene el término y la existencia de las tarjetas SIM en los teléfonos).

La adopción comercial de redes 3G comenzó en el Reino Unido y en Italia en el año 2003, por medio de la operadora O2. En Estados Unidos la implementación se inició en 2005.

Luego, tras el paso del tiempo, vino la implementación de las redes de cuarta generación (4G). Estas redes se constituyen en el siguiente paso evolutivo de los estándares aplicados en GSM/EDGE y UMTS.

Son demasiados acrónimos y abreviaturas, lo sé. Pero bueno, al menos una más: las redes 4G también son conocidas como LTE, que son las iniciales de ‘Long Term Evolution’, o Evolución de Largo Plazo.

La principal meta de esta red es la de ampliar la capacidad y la velocidad de transmisión de las redes 3G, y la de simplificar la estructura de las redes en base a una arquitectura de Protocolos de Internet IP, y de paso, abaratar los costos.

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Los primeros pasos hacia las redes 4G se dieron en el año 2005, pero en 2008, la Unión Internacional de Telecomunicaciones estableció algunos parámetros para las comunicaciones de próxima generación.

Entre estos, destacan dos: la red 4G debe usar únicamente conmutación de paquetes de datos a través de protocolos de Internet, y estas redes deben alcanzar velocidades de 100 Mbps para usuarios en movimiento, y de 1 Gbps para usuarios estacionarios.

En los últimos años, a escala global ya se habla de la implementación de la quinta generación de redes de telecomunicaciones: las redes 5G.

Una de las primeras grandes implementaciones de redes de quinta generación (5G) ocurrió durante los juegos olímpicos de Pyeongchang en 2018. Las velocidades de transmisión llegaron a ser de hasta 20 Gigabytes por segundo (Gbps), lo que permitió transmisiones televisivas mucho más rápidas y de más alta calidad.

También la red 5G implicó un despliegue real de lo que se conoce como el Internet de las Cosas. Cientos de dispositivos conectados funcionando de forma autónoma: robots guía en los aeropuertos, autos autónomos para transportación dentro de la villa olímpica, pulseras con posibilidad de realizar pagos electrónicos y más, todos conectados y en tiempo real, sin fallas de comunicación o de conectividad.

Según la Asociación de Operadoras Móviles GSMA:

"La tecnología 5G necesita el espectro dentro de tres rangos de frecuencia clave para brindar una cobertura amplia y admitir todos los casos de uso: Los tres rangos son: Por debajo de 1 GHz, entre 1-6 GHz y por encima de 6 GHz".

La GSMA explica que se necesita espectro por debajo de 1 GHz para extender la cobertura de banda ancha móvil 5G de alta velocidad a zonas urbanas, suburbanas y rurales, y contribuir al soporte de los servicios de Internet de las Cosas.

Los servicios 5G tendrán dificultades para llegar más allá de los centros urbanos y alcanzar los interiores de los edificios, por lo que debería ponerse a disposición una porción del espectro de televisión de frecuencia ultra-alta (UHF) a tal efecto a través del segundo dividendo digital.

El espectro entre 1 y 6 GHz ofrece una buena combinación de cobertura y capacidad para los servicios 5G. Es fundamental, explica la GSMA, que los reguladores asignen tanto espectro contiguo como sea posible en el rango de 3.3-3.8 GHz y que también consideren los rangos de 4.5-5 GHz y 3.8-4.2 GHz para el uso móvil.

La velocidad desplegada en Pyeonchang fue una gran prueba para el 5G, pero pese a haberse realizado en un entorno real, es todavía un entorno óptimo para un despliegue de red. Ya en términos prácticos y cotidianos, se espera que las redes 5G desplegadas puedan dar una velocidad de transferencia de entre 100 y 400 Megabits por segundo (Mbps). Es decir, la red 5G permitirá, al menos en un inicio, una velocidad de conexión ligeramente más rápida respecto a las redes 4G, pero esto iría mejorando con el tiempo y el desarrollo de nueva tecnología.

Se espera que la red 5G también mejore la latencia de la conectividad, es decir, que haya menos interrupciones al momento de estar conectados. Para esto, será necesario el despliegue de más antenas en las ciudades para poder tener una cobertura mayor con señales de menor frecuencia. Las antenas 5G son de menor tamaño, pero su funcionalidad básica es la misma.

A continuación, puedes ver en este video de Platzi un resumen de cómo funcionan las redes 5G.

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