Probablemente haya oído hablar de 5G y su capacidad para ofrecer velocidades de Internet muy rápidas con baja latencia, pero lo que quizás no sepa es cómo 5G se convierte en realidad. 5G, como 4G, se compone de muchas tecnologías diferentes, todas trabajando juntas para brindarle una excelente experiencia de navegación, dondequiera que esté. Una de esas tecnologías que da vida a 5G es mmWave.
La próxima generación de comunicación inalámbrica 5G está impulsada por esta nueva tecnología conocida como onda milimétrica - mmWave. Los operadores telefónicos estadounidenses están interesados en la tecnología y es probable que se utilice en todo el mundo.
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¿Qué es la tecnología de ondas milimétricas mmWave que se utiliza en las redes 5G?
MmWave y 5G se usan casi como sinónimos, pero existen diferencias importantes entre los dos. La tecnología mmWave es solo una parte de la tecnología utilizada por las redes 5G.
Es posible que también haya oído hablar de las frecuencias de "banda baja" y "sub-6 GHz", que también serán parte del estándar y, cuando se combinen, ofrecerán velocidades de datos mucho más rápidas para los consumidores, entre otros beneficios.
El espectro de ondas milimétricas es el rango de espectro entre 30 GHz y 300 GHz donde está disponible un total de aproximadamente 250 GHz de ancho de banda. Enclavado entre las ondas de microondas e infrarrojas, este espectro se puede utilizar para comunicaciones inalámbricas de alta velocidad, como se ve con el último estándar Wi-Fi 802.11ad (que funciona a 60 GHz).
La organización de estándares y los investigadores lo están considerando como una forma de asignar más ancho de banda a 5G y, por lo tanto, hacerlo aún más rápido y con mejor calidad. Las generaciones anteriores de cobertura móvil a menudo han operado en muchas frecuencias diferentes, todas trabajando juntas sin problemas para garantizar una experiencia fantástica con gran cobertura y velocidad, ya sea que esté utilizando la conexión en un edificio, una estación de tren o en la calle.
5G es muy similar en el sentido de que hay muchas tecnologías de frecuencia diferentes que trabajan juntas, dispuestas en capas, para ofrecer su potencial de alta velocidad, baja latencia y alta capacidad a todos nuestros consumidores.
¿Cómo funciona mmWave?
La mayor frecuencia de mmWave significa que puede ofrecer mucha capacidad y ancho de banda en un rango más corto. Si bien 700MHz puede ser útil para difundir 5G en lugares rurales, no es adecuado para brindar la conectividad confiable que se necesita en una ubicación urbana concurrida.
mmWave es fundamental para que 5G funcione en áreas urbanas densas donde se necesita una alta capacidad; en otras palabras, hay muchos dispositivos.
En resumen, las bandas de frecuencias más bajas cubren distancias mucho mayores pero ofrecen velocidades de datos más lentas, mientras que las bandas de frecuencias más altas cubren áreas mucho más pequeñas pero pueden transportar muchos más datos.
Posibles escenarios de implementación de 5G mmWave
Al delinear los requisitos para 5G, la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) identificó tres categorías principales para la arquitectura 5G NR;
- Banda ancha móvil mejorada (eMBB): mayor capacidad móvil,
- Comunicaciones ultra confiables y de baja latencia (uRLLC): servicios de misión crítica
- Comunicaciones de tipo de máquina masiva (mMTC): una gran cantidad de dispositivos de bajo costo y bajo consumo de energía (Internet de las cosas).
Estas amplias áreas brindan muchas posibilidades de implementación para 5G mmWave:
- Acceso a Internet Inalámbrico Fijo: Las velocidades de datos 5G mmWave Gigabit podrían reemplazar por completo una serie de tecnologías de acceso a Internet con redes híbridas de fibra e inalámbricas que conectan los hogares. Si bien no es realmente un sistema móvil, podría competir con los sistemas Wi-Fi existentes.
- Pequeñas celdas exteriores urbanas/suburbanas: Una posibilidad de desplegar mmWave en redes 5G sería dotar de mayor capacidad en espacios públicos y lugares de alta demanda. Con tamaños de celda de alrededor de 100 m, se pueden colocar pequeños puntos de acceso de 5G mmWave en postes o edificios para proporcionar la cobertura necesaria.
- Aplicaciones de control de misión crítica: Los vehículos autónomos, las comunicaciones de vehículo a vehículo, las comunicaciones de drones y otras aplicaciones sensibles a la latencia y de alta confiabilidad brindan otros posibles escenarios de implementación para 5G mmWave, con una latencia de red proyectada de menos de un milisegundo.
- Células de punto de acceso interior: Los centros comerciales, las oficinas y otras áreas interiores requieren una alta densidad de microceldas de 5G mmWave. Estas celdas pequeñas admitirán potencialmente velocidades de descarga de hasta 20 Gbps, brindando un acceso continuo a los datos de la nube y la capacidad de admitir múltiples aplicaciones, así como diversas formas de entretenimiento y multimedia.
- Internet de las Cosas: La conectividad general de objetos, sensores, aparatos y otros dispositivos para la recolección, control y análisis de datos. Potencialmente, podría cubrir aplicaciones de hogares inteligentes, seguridad, gestión de energía, logística y seguimiento, atención médica y una multitud de otras operaciones industriales.
Posibles problemas con la tecnología mmWave
Sin embargo, mmWave tiene sus desafíos. Las señales no llegan tan lejos debido a sus longitudes de onda cortas y estrechas, además de que son susceptibles a las condiciones atmosféricas.
El efecto de la lluvia en la propagación de ondas milimétricas hace que la precipitación absorba la señal de radio y cause interrupciones. Y también ha habido preocupaciones sobre los peligros de 5G por el uso de nuevos espectros, pero estos se han desmitificado en gran medida.
Quizás el problema más común con las redes 5G es que la mayoría de los materiales de construcción, como el cemento y el ladrillo, atenúan y reflejan señales de muy alta frecuencia con una pérdida lo suficientemente grande como para que no se obtenga una señal muy buena.
Incluso el aire produce pérdida de señal, lo que limita las frecuencias por encima de 28 GHz a aproximadamente un kilómetro. La madera y el vidrio atenúan las señales de alta frecuencia en menor grado.
Sin embargo, las redes 5G utilizarán la formación de haces para dirigir las ondas hacia afuera y alrededor de los obstáculos en su teléfono inteligente. Esto funciona en parte porque el equipo 5G usa múltiples antenas para enviar y recibir señales, combinando los datos de múltiples flujos para fortalecer la señal general y aumentar el ancho de banda, tanto en exteriores, reflejando señales de edificios, como en interiores, reflejando señales en paredes.
Además, las señales de frecuencia 5G no llegan muy lejos y no hacen una transición muy buena del interior al exterior. Sin embargo, aunque las ondas mmWave no pueden penetrar en los edificios, los rodearán para garantizar que llegue la señal.
En interiores, es probable que el equipo necesite usar señales sub-6GHz y LTE para conectarse a Internet.
