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  4/09/2018

5G: las ondas milimétricas ganan adeptos

Por mucho que algunos se empeñen en ver una progresión lineal en las comunicaciones móviles (2G, 3G, 4G, 5G y escalas intermedias) la  verdad es que esta ha sido siempre una carrera de obstáculos, en la búsqueda de objetivos que en sus inicios parecían imposibles. Es lo que está pasando ahora con la quinta generación: una vez aprobados los estándares y reordenado el espectro radioeléctrico, su puesta en marcha tiene plazos definidos. No faltan  operadores que se cuestionan si es el momento de acelerar o de regular la marcha. Esta crónica se justifica por las últimas noticias sobre las ondas milimétricas, asunto tan complejo que los medios  normalmente prefieren soslayar.

No se trata aquí de discutir la pertinencia de 5G, un debate que está más que superado. Sino del papel que van a jugar las ondas milimétricas de muy alta frecuencia, a partir de los 24 GHz: empieza a ganar adeptos, pese a su escasa capacidad para atravesar paredes y a que, en principio, son proclives a sufrir interferencias. Se coincide en que las ondas milimétricas tienen potencial para transmitir gran volumen de señales, pero también que su desarrollo sería muy arduo y el retorno de la inversión incierto. Por esto, muchos expertos dudan de la idoneidad de invertir en ondas milimétricas en estos momentos, porque podría lastrar la implantación de 5G en zonas del espectro más adecuadas. Pero hay quienes opinan lo contrario.

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No hace tanto que el 5G se veía como una quimera. La estandarización de especificaciones de validez internacional, conocida como llamado 5G Stand Alone New Release (5G (SA) NR) que permiten construir una red 5G completamente nueva, a la vez que compatible con las anteriores. Además, apuntala el calendario previsto hace tres años, que tantas dudas despertaba. De hecho, ya hay prototipos experimentales que funcionan satisfactoriamente.

Este es, pues, el punto de partida. Las diferencias de capacidad, alcance e inmunidad de una señal radioeléctrica según la frecuencia de trabajo, explican que a lo largo de su historia, las  telecomunicaciones hayan sido fruto de un compromiso entre ventajas e inconvenientes difíciles de sopesar, que varían en función de los avances tecnológicos de cada momento; sin contar con las trabas que cada grupo de interés erige para favorecer su estrategia. Visto así, la existencia y funcionamiento de 4G LTE a escala global puede verse como un pequeño milagro. Y si, como es previsible, hacia 2022 habrá redes operativas 5G a nivel mundial, en múltiples zonas del espectro radioeléctrico, el milagro será mayúsculo. Subsisten las dudas habituales acerca de la actitud de los reguladores.

La industria no sólo está empeñada en desarrollar redes 5G cuanto antes para prestar servicios con requerimientos muy distintos –  comunicaciones móviles mejoradas, servicios de misión crítica o datos masivos entre sensores IoT –  sino que también quiere hacerlo en una amplia gama de bandas de frecuencia y para diversos entornos, ya sean  grandes o pequeños, interiores o exteriores, públicos o privados. Todo al mismo tiempo y con distintos modelos de negocio y facturación a la carta.

La premisa es que todo el ecosistema 5G despegará más de prisa si los operadores y desarrolladores tienen a su alcance, prácticamente al mismo tiempo, oportunidades múltiples de generación de negocio en campos muy diversos, a priori difíciles de evaluar con exactitud. Si así fuera, cada uno podría elegir lo que crea más oportuno. Claro está que este modelo plural de desarrollo del negocio presenta peligros, se advierte: tarde o temprano podría retrasarse la optimización de los equipos, componentes y software que deberían hacer posible el funcionamiento eficaz de una o de varias tecnologías. ¿Por qué? Precisamente porque los objetivos de 5G son tan ambiciosos que inquietan a esa corriente de expertos.

Pero la industria presiona. Un caso ilustrativo es el esfuerzo de Qualcomm, pero también de Nokia, Ericsson, Huawei y Samsung, que no quieren quedarse atrás, por si acaso, para llegar a  desarrollar comunicaciones móviles 5G con el uso de ondas milimétricas (por encima de 24GHz) y también de bajas frecuencias (por debajo de 1 GHz) y  medias (de 1 a 6 GHz).

Es bien sabido que cuanto más alta sea la frecuencia (y por tanto más corta la longitud de onda) más información se puede enviar por unidad de tiempo (más gigabit por segundo). Esto se traduce en que las ondas milimétricas (entre 24 y 300 GHz) ocupan una parte del espectro mucho menos saturada que, por ejemplo, la banda de 6 GHz, donde entre otras están las redes Wi-Fi. El motivo es que la tecnología de ondas milimétricas siempre ha sido muy difícil de desarrollar, limitada a usos particulares  como la radioastronomía y los enlaces de comunicaciones fijas por el aire.

Últimamente, la tecnología milimétrica ha evolucionado y empieza a ser rentable su utilización en distintas aplicaciones, como redes inalámbricas en grandes espacios abiertos y concurridos, como campus universitarios o estadios deportivos. Estas redes deben funcionar entre puntos a la vista, porque cualquier obstáculo, aunque sea la hoja de un árbol, provoca una interferencia. El desarrollo de los estándares 802.15.3c, el Wi-Fi 802.11ad y el futuro 802.11ay, que trabajan a 60 GHz, prometen mucho gracias al abaratamiento y fiabilidad de los chipset de inminente lanzamiento. Se contemplan también múltiples soluciones IoT y de redes fijas en base a esta tecnología. La gran baza de las ondas milimétricas es que utilizan una banda de espectro gratuita, que no necesita licencia: mientras las redes Wi-Fi actuales están casi completamente saturadas, las de 60 GHz tienen muy amplia capacidad y casi no se utilizan.

El uso de bandas milimétricas para redes 5G de retorno (backhaul) se ve muy adecuado. No tanto, sin embargo, para su utilización en redes 5G de telefonía móvil, porque la necesidad de que las comunicaciones se hagan entre puntos que se vean entre sí limita mucho las aplicaciones. El tema más conflictivo, por tanto, es la aplicación de ondas milimétricas para el acceso a teléfonos móviles 5G. Algunos experimentos indican que sería una opción válida en lugares con estaciones base cuyo tráfico sea muy denso y tengan posibilidad de enlace con otras al alcance visual. Pero la abundancia de documentación no deja del todo claro la adopción a gran escala de las ondas milimétricas móviles. Dejando de lado el hecho de que no existirán terminales adecuados en bastante tiempo.

En la práctica, las comunicaciones con ondas milimétricas entre estaciones fijas con comunicación visual o en el último tramo entre una torre y un edificio se consideran viables, pero no tanto para comunicaciones entre terminales móviles. Inasequible a las objeciones, Qualcomm predica que son adecuadas para las comunicaciones móviles; a tal fin, anunció a finales de julio un módulo de radiofrecuencia que soporta ondas milimétricas y que será implementado en móviles que van a introducirse a finales de este año o principios de 2019.

Qualcomm es la principal compañía que respalda el uso de ondas milimétricas y lleva muchos años invirtiendo en su desarrollo y pregonando sus ventajas. El anuncio de su  módulo de radiofrecuencia y de una solución de antena 5G milimétrica, apta para integrar en un móvil, ha puesto el tema en el candelero. Hasta ahora, era una cuestión teórica y se pensaba que los terminales 5G aptos para ondas milimétricas deberían llevan una voluminosa antena externa, como ocurría en los móviles de hace tres décadas o en los teléfonos conectados a satélites.

Como en estas cuestiones nunca falta la confusión, varios países preparan y ya han fijado fecha para subastar y conceder licencias de espectro en las bandas milimétricas, con Estados Unidos al frente. Es previsible, por tanto, que se acelere la disponibilidad de terminales móviles 5G que funcionen con estas bandas, en principio en torno a 24 GHz, así como muchos otros servicios 5G en otras bandas (60 GHz).

Actualmente, la duda principal no es si habrá móviles 5G en bandas milimétricas, sino cuántos años después de los móviles 5G en bandas cortas y medias. Hay que tener en cuenta que el verdadero auge del 5G está previsto para 2030, lo que no obsta para que los primeros lanzamientos comerciales tengan lugar a mediados de 2019 o principios de 2020. Una cosa no quita la otra.

[Informe de Lluís Alonso]


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