En telecomunicaciones, 5G son las siglas utilizadas para referirse a la quinta generación de tecnologías de telefonía móvil. Es la sucesora de la tecnología 4G la cual le provee conectividad a la mayoría de teléfonos móviles actuales. De acuerdo a la Asociación GSM, para 2025, se prevé que las redes 5G contarán con más de 1.7 mil de millones de subscriptores en el mundo. Como su predecesor, las redes 5G son redes de celdas, cuya área de servicio está dividida en pequeñas regiones geográficas que llevan como nombre celdas. Todos los dispositivos 5G inalámbricos en una celda están conectados a Internet y a la red telefónica por ondas de radio mediante una antena de la celda.
La ventaja más destacable de esta tecnología es que soportará mayor ancho de banda lo cual se traducirá en mayores velocidades de descarga, que pueden superar 10 gigabits por segundo (Gbit/s). Debido al mencionado incremento, se espera que estas redes no solo sean utilizadas por teléfonos como ocurre con las redes de telefonía actuales, sino que además puedan ser empleadas para uso general en ordenadores de escritorio o portátiles. Por esta misma razón se esperan nuevas aplicaciones en áreas como el internet de las cosas (IoT) y máquina a máquina. Los celulares 4G no soportarán las nuevas redes, los cuales necesitarán soporte para 5G.
Mediante el uso de ondas de radio de altas frecuencias se logra el aumento sustancial de la velocidad. Sin embargo, existe un inconveniente al utilizar estas, y es que tienen muy poco rango físico, lo que hace necesario el uso de más celdas en comparación a las que se requieren en 4G. Las redes 5G operan en 3 bandas de frecuencias: baja, media y alta. Una red 5G estará constituida por hasta 3 tipos de celdas, cada una con un tipo de antena diferente. Estas antenas, proveerán diferentes relaciones entre velocidad de descarga vs distancias y área de servicio.
La banda baja de 5G usa el mismo rango de frecuencia que un terminal 4G, es decir 600-850 MHZ, garantizando una velocidad superior a la de 4G: 30-250 megabits por segundo(Mbit/s). Como cabría esperar, una torre celular de banda baja tiene un rango y cobertura similar a la de una torre 4G. Por otra parte, la banda media de 5G, el nivel de servicio más utilizado, usa ondas de radio comprendidas entre los 2.5 y 3.7 GHz, permitiendo velocidades de 100-900 Mbits/s, en donde cada torre celular provee servicio a varios kilómetros de su radio. Finalmente, la banda alta de 5G, que es la que se espera utilizar en un futuro cercano, funciona con frecuencias comprendidas entre los 25 y los 39 GHz, para así alcanzar velocidades de descarga en el rango de los gigabit por segundo(Gbit/s), que es una cantidad comparable a la que alcanza el Internet por cable. El inconveniente de esta banda, es su límite rango que hace que se requieran muchas más celdas para garantizar calidad de servicio. El inconveniente de las ondas de alta frecuencia, es que experimentan problemas en atravesar algunos materiales como paredes o ventanas. Por motivos de costos, se planea utilizar estas celdas en sitios concurridos como estadios o coliseos, así como también en entornos urbanos densamente poblados. Las velocidades mencionadas previamente fueron los resultados extraídos de pruebas realizadas en 2020.
El consorcio de la industria responsable de los estándares de 5G es Proyecto Asociación de Tercera Generación (3GPP) y define cualquier sistema que utilice software 5G NR como “5G”, una definición que se popularizó a finales de 2018. Estándares mínimos son reglamentados por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU). Anteriormente, se reservaba el nombre 5G para sistemas que garantizaran descargas de 20 Gbit/s como lo especificó la ITU en el documento IMT-2020.
Actualmente está disponible su primera versión estandarizada (Release 15 - Stand Alone) aunque las empresas de telecomunicaciones continúan investigando nuevas tecnologías para posteriores versiones. Aunque a 2019 se lanzaron las primeras redes comerciales, se prevé que su uso se extienda exponencialmente desde 2020.
Las velocidades en 5G fluctuan entre los ~50 Mbit/s y 4 gigabit/s. Las velocidades más altas son alcanzadas gracias a la banda milimetrica(mmWave). En marzo de 2021, por el uso de esta, se alcanzaba una velocidad máxima de 3.6 Gbit/s, cuando se pobró en una red 5G Ultra WideBand de Verizon Wireless.
Sub-6 GHz 5G (5G de Banda media), permitirá velocidades comprendidas entre los 100 y los 400 Mbit/s, aunque se espera que con la banda milimétrica y en exteriores, los resultados sean mucho más prometedores.
Aunque el espectro de banda baja ofrezca un mayor rango y, por tanto, mayor cobertura, ofrece velocidades menores a las del resto de espectros.
La velocidad de 5G NR (New Radio) en bandas de menos de 6 GHz puede ser ligeramente superior a la de 4G con una cantidad similar de espectro y antenas, sin embargo, algunas redes 3GPP 5G serán más lentas que algunas redes 4G avanzadas, como por ejemplo la red LTE/LAA de T-Mobile, que alcanza más de 500 Mbit/s en Manhattan y Chicago. Los parecidos en términos de rendimiento entre 4G y 5G en las bandas existentes es que 4G se aproxima al límite de Shannon. Las velocidades en 5G, por su parte, en la banda milimétrica, con su mayor ancho de banda pero su menor rango de alcance, es significativamente mayor a la de su antecesor.
La compañía sueca Ericsson fue la primera en alcanzar velocidades 5G, con demostraciones en directo del estándar previo a la tecnología de red (preestándar) 5G. En noviembre de 2014, Huawei anunció la firma de un acuerdo con la operadora móvil rusa MegaFon para estandarizar y desarrollar redes 5G de prueba, en vistas a la Copa Mundial de Fútbol de 2018.En febrero de 2017, la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) dependiente de Naciones Unidas reveló alguna de las especificaciones de la tecnología 5G; entre ellas se incluyen velocidades teóricas de 20 Gbps de descarga y 10 Gbps de subida, y una latencia de 4 ms. Se pretende optimizar los dispositivos para hacerlo lo más eficiente posible para el Internet de las cosas (IoT, por sus siglas en inglés)[1]. Está previsto que todo el mundo utilice esa conectividad en 2025.
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