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Fabulix Service Manage (FSM)Tecnología - 1 de diciembre de 2020
5G ha estado en las noticias desde hace bastante tiempo. La gente ha estado visualizando 5G como el próximo avance en la tecnología de comunicación celular que puede ofrecer una velocidad de operador móvil ultrarrápida. Como sugiere el nombre, 5G es el sistema de red móvil de quinta generación. El sucesor de las redes 4G LTE de hoy. 5G se ha creado para cumplir con los requisitos de datos grandes junto con una conectividad sólida. El alcance de la conectividad ahora se ha expandido de los teléfonos celulares a los dispositivos conectados por Internet de las cosas (IoT). 5G operará inicialmente junto con 4G antes de evolucionar para operar solo a medida que se expande en términos de expansión de velocidad y cobertura.
La latencia se define como el tiempo que tardan los dispositivos en responder entre sí a través de la red inalámbrica. Hablando de tiempo de respuesta, las redes 3G tuvieron un tiempo de respuesta de 100 milisegundos, 4G es de aproximadamente 30 milisegundos y una vez operativo, el tiempo de respuesta de 5G será tan bajo como 1 milisegundo. Esto cambiará las reglas del juego en el mundo de las aplicaciones conectadas.
En muchos países, los servicios 5G ya se han arraigado; aunque solo se espera una disponibilidad generalizada de 5G para 2025. Ya se han lanzado las primeras aplicaciones que utilizan servicios 5G como teléfonos móviles, tabletas, módems inalámbricos, etc. Los principales beneficios de los dispositivos 5G incluyen una mayor velocidad de acceso, descarga y transmisión; y mejorar la potencia informática y la baja latencia, lo que garantiza que los dispositivos se conecten a las redes al instante.
5G puede permitir la conectividad inmediata a miles de millones de dispositivos conectados a través de Internet de las cosas (IoT). La red de quinta generación tiene el potencial de proporcionar velocidad, permitir baja latencia y conectividad para permitir una nueva generación de aplicaciones, servicios y oportunidades comerciales.
a. Para las sociedades, 5G puede conectar miles de millones de dispositivos en ciudades, escuelas y hogares inteligentes; proporcionando un lugar más seguro y eficiente para vivir.
b. Para las empresas, la IoT impulsada por 5G puede facilitar una gran cantidad de datos, lo que les permite obtener mejores conocimientos sobre sus operaciones. Las decisiones clave de las empresas están impulsadas por los datos y la IoT permitirá ahorros de costos, una mejor experiencia del cliente y un crecimiento a largo plazo.
c. Las tecnologías emergentes avanzadas, como la realidad aumentada y la realidad virtual, ampliarán su alcance al proporcionar una experiencia conectada intuitiva. 5G y VR pueden permitirle ver partidos deportivos en vivo, inspeccionar bienes raíces, recorrer cualquier ciudad del mundo, con la sensación de estar conectado a tierra.
Comunicaciones de máquina a máquina (M2M)
- también conocido como Internet de las cosas (IoT) que incluye la conexión de miles de millones de dispositivos sin intervención humana a una escala enorme. Esto tiene el potencial de transformar los procedimientos y aplicaciones industriales modernas.
Comunicaciones de baja latencia
- Control en tiempo real de robótica, dispositivos industriales, electrodomésticos, sistemas de seguridad, etc. Las comunicaciones de baja latencia también hacen posible la atención y los tratamientos médicos a distancia.
Banda ancha móvil
- Velocidad de datos más rápida y capacidad mejorada. Las nuevas aplicaciones consistirán en Internet inalámbrico fijo en interiores, sistemas de transmisión al aire libre, eliminando así la necesidad de camionetas de transmisión. En general, las promesas de 5G brindan una mayor conectividad para las personas en movimiento.
Inicialmente, los operadores integrarán las redes 5G con las redes 4G existentes. De esta manera, se puede garantizar una conexión continua. Veamos cómo funciona el sistema 5G:
Una red móvil consta de dos componentes clave, "red de acceso por radio" y "red central".
Red de acceso por radio: incluye instalaciones como pequeñas celdas, torres, mástiles, etc. que conectan a los usuarios y dispositivos inalámbricos a la red principal.
Una característica importante de las redes 5G serían las celdas pequeñas, principalmente las celdas pequeñas que se ejecutan en las nuevas frecuencias de onda milimétrica (onda mm). Aquí, el rango de conexión sería muy corto y para garantizar que la conexión permanezca continua, las celdas pequeñas estarían disponibles en clústeres y su densidad dependerá de dónde los usuarios necesiten conexión.
Macrocélulas 5G con antenas MMO (entrada múltiple, salida múltiple) que consta de muchos elementos o conexiones para enviar y recibir datos. Los usuarios se benefician de que la conexión sea espontánea y se mantenga un alto rendimiento. Las antenas MIMO generalmente constan de varios elementos de antena. De hecho, a menudo se denominan "MIMO masivo". Sin embargo, su tamaño es similar al de las antenas de estaciones base 3G y 4G existentes.
Red principal se compone de la red de datos e intercambio móvil que maneja todas las conexiones móviles de voz, datos e Internet. En el caso de 5G, la 'red central' se rediseñará para integrarse mejor con la red mundial y la nube. Esto también incluiría servidores distribuidos a través de la red. De esta forma, se mejorará el tiempo de respuesta, incluida la latencia.
Muchas de las funciones de vanguardia de 5G, como la virtualización y la red, se
administrarán en la red central. La división de red es una función que permite la
segmentación de la nueva obra para una industria, negocio o aplicación específica.
Por ejemplo, los servicios de emergencia de una empresa pueden operar en un segmento
de red que sería independiente de otros usuarios.
Al llegar a la virtualización, la virtualización de funciones de red (NVF) es una característica que le permite iniciar funciones de red en cualquier ubicación deseada. La única condición es que la ubicación debe estar dentro de la plataforma en la nube del proveedor. Las funciones de red que solían ejecutarse en hardware especializado ahora pueden operar en una máquina virtual. NVF es vital para permitir que la velocidad, la eficiencia y la destreza respalden. De esta manera, las nuevas aplicaciones y tecnologías comerciales podrían estar listas para un núcleo 5G.
Cuando se establece un enlace 5G, el dispositivo se conectará a las redes 4G y 5G. La red 4G proporcionará señalización de control y red 5G para permitir una conexión de datos rápida al complementar la capacidad 4G existente.
Cuando haya una cobertura 5G inadecuada, los datos se pasarán a la red 4G para garantizar una conexión continua. En resumen, la red 5G complementa la red 4G existente.
Las redes 5G están diseñadas para funcionar en conjunto con las redes 4G utilizando una gama de células macro y pequeñas, decididas en sistemas domésticos. Las celdas pequeñas son mini postes de base planificados para una cobertura localizada (10-100 m) que facilitan el relleno para una mayor red macro. Las celdas pequeñas son indispensables para las redes 5G ya que las frecuencias mmWave tienen un rango de conexión limitado.
Espectro aumentado: en varios países, las bandas de frecuencia 5G iniciales están por debajo de 6 GHz (principalmente en las bandas de 3,3-3,8 GHz). El espectro móvil agregado por encima de la frecuencia de 6 GHz, contando las bandas de 26-28 GHz, brindará una capacidad mejorada en comparación con las tecnologías de red actuales. El espectro adicional y la capacidad mejorada admitirán más usuarios, más datos y conexiones más rápidas. También se cree que se utilizará el espectro de banda baja existente para 5G en el futuro. Esto se debe a que habrá una disminución en el uso de redes heredadas.
El espectro mejorado en la banda mmWave facilitará la cobertura localizada ya que solo opera en distancias pequeñas. Las implementaciones futuras de 5G pueden aprovechar las frecuencias mmW en ys hasta 86 GHz y el espectro móvil con un rango de radiofrecuencia de 3 a 100 GHz y un nuevo espectro de 5G, por encima de los 6 GHz.
El tamaño físico de las enormes antenas 5G MIMO será idéntico al 4G; Sin embargo, con una mayor frecuencia, el tamaño del elemento de antena individual se reducirá, permitiendo un mayor número de activos en el mismo caso físico. Los equipos de usuario 5G, incluidos teléfonos móviles y otros dispositivos, también tendrán tecnología de antena MIMO incorporada en el dispositivo para las frecuencias mmWave.
Además, el sector 4G y las estaciones base 5G tendrán un conjunto de antenas MIMO masivas de varias partes. Además, se espera que la antena de la estación base 5G sea similar a una antena de la estación base 4G en términos de tamaño físico.
MIMO - Beam Steering: Beam Steering es una tecnología que permite que las antenas de la estación base MIMO manejan la señal de radio con los usuarios y dispositivos. La tecnología de dirección de haz utiliza algoritmos de procesamiento de señales innovadores para regular la mejor ruta para que la señal de radio llegue al manipulador. Esto mejora la eficiencia ya que conduce a la reducción de la interferencia que son señales de radio no deseadas.
Menor latencia: la menor latencia con 5G se logra a través de importantes avances en tecnología móvil y arquitectura de red.
Tecnología | Response time (milliseconds) |
4G - Sistemas LTE |
20-30 ms |
5G: banda ancha móvil mejorada | 4-5 ms |
5G - URLLC, expandido como sistemas de comunicaciones de baja latencia ultra confiables |
1 ms |
Para ofrecer baja latencia, se requieren cambios significativos en la red central (Core) y la red de acceso de radio (RAN) de la red 5G: se requiere la arquitectura de la red móvil.
La red central varía con los cambios en el diseño de la red central, lo que indica a los servidores. Un tributo clave es acercar los datos al usuario final y acortar la ruta entre dispositivos para aplicaciones críticas. Algunos ejemplos clave son los servicios de transmisión de video como Netflix, donde los usuarios pueden almacenar una copia o 'caché' de contenido popular en servidores locales. Esto les permite acceder rápidamente al contenido.
La red de acceso de radio varía para lograr una baja latencia. Para hacer eso, se requiere que la red de acceso por radio (RAN) esté personalizada de una manera que sea altamente flexible y configurable. De esta manera, la instalación puede admitir varios tipos de servicios que promueve el sistema 5G.
Para minimizar las demoras de tiempo, se requeriría una baja latencia y una alta confiabilidad a través de la interfaz aérea. Para lograr un mayor grado de confiabilidad, también son imprescindibles menos TTI (intervalos de transmisión de tiempo) junto con la robustez y las mejoras de codificación. La implementación de una RAN virtual, activa y configurable permite que la red funcione con una latencia muy baja y un alto rendimiento. No obstante, también permite que la red celular se ajuste a los cambios en el tráfico del operador, fallas de la red y nuevos requisitos de topología.
5G es el próximo avance en tecnología celular móvil. Además de ofrecer conexiones más rápidas y una mejor capacidad, una ventaja destacada de 5G es el tiempo de respuesta rápido. Hablando de arquitectura y diseño, que se trata de manera destacada en el blog, la nueva arquitectura 5G existirá como un RAN dividido 4G / 5G donde el 5G existiría como plano de usuario y 4G existiría como plano de control. Esto significa la separación del hardware habitual y el hardware de red avanzado. La funcionalidad del hardware o nodos habitual / de propósito general es apropiada para la virtualización de funciones de red (NFV), donde el hardware avanzado / especializado en la RAN será automáticamente configurable.
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