El 5G transformará las telecomunicaciones tal y como las conocemos

Como en su día lo fue el 4G, el 5G está a punto de convertirse en una realidad masiva. Y del mismo modo que el anterior estándar nos dio velocidades de conexión mucho mayores que el 3G (2Mbps a 105 Mbps), más la posibilidad de un Internet más rápido con más objetos conectados, el 5G ayudará a la expansión del IoT y del ecosistema digital gracias a una velocidad pico en torno a 10 Gbps.

Para poder aprovechar al máximo esta nueva tecnología, legisladores, fabricantes de antenas y diseñadores de terminales móviles trabajan en estándares comunes mientras las operadoras planifican sobre el mapa sus estaciones base de telefonía móvil. ¿Sabes cómo se diseñan?

La capacidad que tendrán las redes 5G, y la explosión del IoT

Se estima que dentro de apenas tres años, para 2020, haya unos cuatro dispositivos conectados a Internet por cada persona, rondando los 25.000 millones de objetos conectados al Internet of Things. En Occidente hace tiempo que hemos alcanzado cifras similares en algunos núcleos urbanos (ordenador del trabajo más el personal, smartphone, reloj inteligente…) pero la verdadera revolución se dará cita fuera de nuestras fronteras.

Se estima que en 2020 habrá unos 25.000 millones de objetos del IoT, todos usando datos

También es cierto que en este cálculo no solo cuentan los objetos relacionados directamente con una única persona. Las máquinas de compra de billete del metro son, desde hace mucho, un objeto del IoT, así como los tornos. Sin salir del suburbano, las cámaras de seguridad de pasillos y vagones, los sensores de presencia de coches en túneles o andenes, o los carteles de seguridad, son algunos ejemplos más, aunque todos estos elementos suelen ir cableados y no depender de antenas móviles, que podemos ver recogidas en este mapa.

Donde estos objetos IoT van a ser más útiles es en áreas públicas como oficinas de atención al ciudadano, en las que bandas inteligentes contarán flujos de personas y ayudarán a dar un mejor servicio, o donde máquinas de petición de turno y gestión rápida permiten ya resolver trámites rápidos de última hora evitando largas esperas.

También en los bolsillos de los ciudadanos. El objeto IoT por excelencia es el smartphone, y terminales como los teléfonos inteligentes de Asus ayudan a tomar mejores decisiones de todo tipo, manteniéndonos informados y en línea mientras aportan datos en segundo plano con los que mejorar la red de telefonía y otros servicios. Las "Horas puntas" de Google Maps, por ejemplo, registran la actividad de los smartphone como un nodo móvil del IoT y nos ayuda a saber cuándo ir a un lugar sin congestión.

La gestión urbana, con sensores de presión en contenedores de desechos, como lleva instalando desde 2009 la ciudad de Santander; o cámaras inteligentes en semáforos para redirigir el tráfico y evitar atascos, como en Nueva York, ayudan a aliviar la vida en la ciudad, pero cargan a la red móvil con un tráfico más denso de datos constantes, del mismo modo que lo hacen los teléfonos.

La presión de estos objetos del IoT hace que los emplazamientos de telefonía móvil (BTS) estén siempre trabajando

Hace unos años, cuando los móviles se convirtieron en smartphones pero las aplicaciones todavía estaban a la vuelta de la esquina, Internet funcionaba mediante 2G (GSM 900) bajo demanda: un usuario usaba tu terminal para acceder a Internet, pero los datos no empezaban a descargarse o enviarse hasta que uno no entraba en Internet.

Hoy día, una gran nube de aplicaciones de nuestro terminal demanda un tráfico constante de datos que, aunque no es muy elevado (unos cuantos KB por segundo de media no es un tráfico excesivo) aumenta mucho la presión sobre los emplazamientos de telefonía móvil. En ciudades densamente pobladas hay antenas que trabajan siempre en la parte superior de su régimen de trabajo, de ahí que busquemos nuevas tecnologías que ayuden a tramitar más datos por segundo, como el 5G.

La velocidad que alcanzará el 5G no deja de cambiar con cada experimento de las compañías. Hay algunas que marcan el pico en los 10 Gbps y otras que "solo" alcanzarán los 1,7 Gbps. La diferencia tiene trampa: no están medidas en las mismas condiciones.

La intensidad de la señal depende de muchos factores: la capacidad de la antena de telecomunicaciones, su cercanía, nuestra velocidad relativa, la banda de frecuencia en la que emite, la capacidad de la antena de nuestro teléfono móvil, la meteorología local, la temperatura, el número de dispositivos conectados, así como otros dispositivos que hagan uso de frecuencias locales que ocupen canales cercanos al que tratamos de usar, entre muchos otros.

¿Cómo se diseña la red de telecomunicaciones de un operador?

Lo primero que hay que entender es que las antenas, como las que pueden verse en la imagen de arriba, son paneles verticales que rondan los 1,5 a 3m y que emiten su radiofrecuencia en forma de lóbulo sobre el mapa, por lo que son necesarias tres antenas para cubrir los 360º de círculo de una torre de telecomunicaciones. Arriba podemos ver un mástil urbano con cuatro antenas (derecha arriba) emitiendo en dos direcciones cercanas a 90º.

Estos lóbulos son algo así como, visto desde arriba, un globo alargado que tiene su boquilla "besando" la antena. Un ejemplo muy común de antena usada por los cuatro operadores más extendidos en nuestro país (Telefónica, Yoigo, Orange y Vodafone) es la Kathrein 742265, de la que vemos parte de su hoja de especificaciones abajo:

Esta antena, que cuenta con cuatro puertos en la parte inferior para cables coaxiales que van y vienen de los equipos de telefonía (dos de ida y dos de vuelta) y fue muy común en la implantación del UMTS, en la banda de los 2.100 MHz ( 3G ) en emplazamientos de telefonía que ya contaban con GSM 900 [MHz] y DCS 1.800 [MHz], ambos pertenecientes a la tecnología 2G.

A medida que la tecnología móvil avanza, son necesarias menos antenas en torres o azoteas para dar un servicio equivalente

Tradicionalmente, por cada torre de telecomunicaciones o poste sobre azotea ha habido una antena por tecnología para cada una de las tres orientaciones (la antena más a la izquierda de la imagen de portada solo tiene una banda de frecuencia). Pero, a medida que la tecnología ha avanzado, una misma antena ha sido capaz de recoger un mayor abanico de radiofrecuencias, e incluso operadores de telefonía.

Cada vez es más frecuente que estos, por costes y mejora de la calidad de la señal en antenas de última generación, compartan infraestructuras entre operadores. Del mismo fabricante mencionado, esta vez vista desde abajo, la K800 10798 muestra 12 puertos entre los 800 MHz y los 2.690 MHz:

Las tecnologías más implantadas en nuestro país son el GSM 800, DCS 1.800, UMTS 2.100 y LTE 800, pero también vemos configuraciones como LTE 1.800, LTE 2.600 o UMTS 2.600. En líneas generales, cuanta mayor frecuencia, más energía es necesaria "bombear" por los cables coaxiales y menor rango de cobertura se tendrá sobre el mapa. O más pequeños serán los lóbulos mencionados arriba. Cuando se implante el 5G veremos varios casos distintos:

5G a 700 MHz, necesitaremos muchas menos antenas para cubrir el mapa, ya que como el GSM 800, el "5G 700" cubrirá un enorme rango.

5G a 1.500 MHz, bastará con los emplazamientos actuales, donde el "5G 1.500" podría incluso compartir antenas con tecnologías actuales.

5G a 3.500 MHz, necesitaremos muchas más antenas, especialmente en ciudad, debido a que el rango se señal es mucho menor.

La tecnología de radiocomunicación masiva suele ser modular, haciendo fácil adaptar equipos antiguos a nuevas frecuencias de trabajo

Cualquier tipo de instalación de 5G requiere nuevos equipos de telecomunicaciones o nuevas "tarjetas" en los equipos existentes, tradicionalmente de Ericsson para Telefónica, Yoigo y Orange. En la imagen de abajo puede verse uno de estos equipos, una RBS6201 de Ericsson, con varias tarjetas RUs (Radio Units). La forma de rack permite que nuevas tecnologías puedan usar los mismos equipos cambiando las tarjetas de estos equipos.

Pero Tanto un 5G a 700 MHz como a 3.500 MHz necesitarán algo más difícil y costoso de cambiar: antenas capaces de radiar a estas frecuencias.

Contar con un terminal apropiado para la llegada del 5G

Independientemente de la tecnología que ocupa el aire, necesitamos terminales capaces de captarla

Hemos de ser realistas y, aunque a todos nos encantaría que el 5G estuviese ya presente en nuestra vida para hacer nuestras conexiones más rápidas, todavía quedarán unos cuantos años para que sea una realidad. Para que el 5G llegue a nuestras ciudades han de cumplirse una serie de requisitos, como que todas y cada una de las torres de telecomunicaciones sean adaptadas a una tecnología aún en desarrollo. Como nota, no a toda España ha llegado el 4G, y todavía hay lugares de baja densidad de población en la que el 3G es improbable que llegue en los próximos años, saltando con toda probabilidad de 2G a 5G.

La gama de smartphones de Asus se encuentra siempre a la vanguardia de la velocidad de datos, y para terminales como el ZenFone 4 podemos encontrar un enorme abanico de estándares de red permitidos, para enlazar siempre a la red que más velocidad aporte: TD-LTE, FDD-LTE, WCDMA/HSPA+/DC-HSPA+, GSM/GPRS/EDGE.

Contar con un terminal apropiado para la llegada del 5G nos dará la posibilidad de enlazarnos a la alta velocidad cuando esta nos alcance. En algunas capitales, las primeras pruebas se están realizando como en 2008 se realizaron las de 4G.