¿Qué es 5G y cómo funciona?

5G es la quinta generación inalámbrica para celulares, y sus principales características fueron reveladas a finales de 2017. Y como bien sabemos, los estándares son las bases, más no necesariamente el cómo va a funcionar, ni el que tipo de aplicaciones se le va a dar.

La “G” en 5G significa generación de tecnología inalámbrica. Y si bien en la práctica las generaciones se han definido principalmente por la velocidad en la transmisión de datos, también cada una han ido marcadas por su manera en que se codifican estos, lo cual los hace incompatibles con la generación previa.

1G era la versión analogía de la telefonía celular y solamente era capaz de transmitir voz y pequeños mensajes de texto (los que conocemos como SMS). 2G fueron tecnologías como CDMA GSM y TDMA que fueron la primera generación de tecnologías digitales celulares, y en esta red ya era posible transmitir datos, aunque muy lentos y con un costo exagerado. 3G fue lo que conocimos como EVDO, HSPA y UMTS que nos trajeron velocidades de 200kbps y un poco mayores a un precio mucho más razonable. 4G es WiMAX y LTE, que fueron el siguiente salto en incompatibilidad donde la velocidad es ahora de cientos de megabits y en teoría hasta gigabits por segundo.

5G promete 3 aspectos: Mayor velocidad, menor latencia y la habilidad de poder conectar más dispositivos al mismo tiempo.

Los sistemas de radio 5G, conocidos como 5G-NR, no son compatibles con 4G, así que de inicio todos los dispositivos 5G necesitarán también contar con un radio 4G para poder operar en las zonas en que no esté disponible el 5G.

¿Cómo funciona?

Como cualquier otra red celular, 5G usan antenas celulares que dividen el territorio en sectores y que envían datos a través de ondas de radio. 5G utiliza una codificación llamada OFDM que en el papel es bastante similar a la que utiliza el estándar 4G LTE, pero con algunas mejoras especialmente en el aspecto de la latencia.

Las redes 5G necesitan ser mucho más inteligentes que las anteriores ya que utilizan antenas mucho más pequeñas y en mucho mayor densidad que las generaciones anteriores.

De manera práctica podríamos comparar a 4G y generaciones anteriores como una sombrilla en la que el mango de la sombrilla es la antena y el cuerpo de la sombrilla es el área de cobertura de la red. 5G funciona más como una malla de tela en la que los cruces entre las fibras representarían una antena, y el espacio entre cada cruce es el área de cobertura.

¿Y cómo para qué hacen esto?

5G principalmente tiene beneficios arriba de la frecuencia de 6GHz. Las frecuencias menores, como la de 5GHz que actualmente tienen la mayoría de los dispositivos tienen una mayor cobertura, aunque son más susceptibles a interferencia.

Si tomamos como analogía los radios que tenemos en nuestro automóvil o en casa, sabemos que podemos disfrutar de sus servicios incluso cuando vamos conduciendo debajo de un puente o cuando estamos en el rincón más alejado de nuestra casa, debido a que la frecuencia de las ondas de radio es muy baja, tradicionalmente desde los 80 y hasta los 110 MHz conforme aumenta la frecuencia aumenta también la velocidad, pero a cuenta de una menor distancia de cobertura.

Así que la mayor innovación para 5G está en frecuencias más altas, también conocidas como ondas milimétricas. Generalmente vemos en nuestros radios, siguiendo con el ejemplo que usábamos, que cuando nos acercamos a una fuente de transmisión mayor la señal y la calidad de esta empieza a sobreponerse a la que estamos escuchando, lo que tradicionalmente llamamos como “interferencia”, y esto se debe a que ese espectro de frecuencias se encuentra muy saturado, pero conforme aumenta la frecuencia, el espectro se encuentra mucho más desocupado, lo cual permite tener canales mucho más amplios y más rápidos.

A cambio, y como mencionábamos, la ondas milimétricas se debilitan mucho más rápido que las ondas de menor frecuencia, así que los proveedores de servicios celulares necesitaran instalar muchas más antenas, aunque estas deberían también ser mucho más pequeñas que aquellas que utilizamos en la actualidad.

Pero 5G tiene otra ventaja que no tiene 4G y es la gran capacidad en ese espectro de bandas. Las empresas de telecomunicaciones no podrían ofrecer un servicio de internet de 4G en hogares de una velocidad razonable, ya que las antenas celulares que tenemos no tienen la capacidad para procesar los cientos de Gigabytes de información que usamos actualmente en nuestros hogares. Lo cual podría crear una mayor competencia entre compañías de comunicación, lo cual significaría un probable menor precio y mayor velocidad para los usuarios.

Para las empresas de telecomunicaciones también habría un beneficio en costos ya que es mucho más económico instalar pequeñas antenas 5G cada cierto número de calles, que el excavar en todas las calles para instalar fibra óptica.

Pero si con la velocidad que ya tengo puedo hacerlo todo, ¿Para qué quiero más velocidad?

Conforme la velocidad aumenta las posibilidades se vuelven más interesantes, imaginemos un escenario ideal que tenga una alta velocidad y una muy baja latencia como promete el 5G, en este escenario no es imposible el pensar en teléfonos celulares varias órdenes de magnitud más delgados y potentes ya que todo el procesamiento que requieren ahorita, lo podría realizar algún servidor, lo mismo sucedería con las plataformas de videojuegos que ahora se encuentran limitadas al procesamiento que pueden tener una vez que se diseñó la terminal (consola), y no hay forma de mejorar su desempeño conforme nuevos juegos se desarrollan, en el futuro el procesamiento del videojuego lo podrían realizar servidores con varias órdenes de magnitud en potencia que lo que tiene una consola actual, y conforme la necesidad de procesamiento aumente, quedaría la responsabilidad de aumentar la capacidad en el proveedor del servicio y no en el consumidor.

Un uso más allá en el futuro serían los automóviles autónomos que requieren de millones de puntos de datos cada segundo para tomar decisiones de cómo llevarnos seguros a nuestro destino, ya que necesitan de estar en contacto con todo lo que se encuentren en el camino.

Otra posible ventaja de 5G es que debido a su tamaño cada ruteador que tengamos en casa podría servir como un punto más de cobertura en la malla como hacíamos la analogía

Esperemos pronto comiencen las pruebas a mayor escala de esta tecnología y conforme se vaya expandiendo su uso, los beneficios cada vez serán mayores y mucho más interesantes que antes.

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