Por qué 5G cambiará todo en la red

Hay mucho debate, hasta me atrevería a decir revuelo publicitario, en el mercado hoy en día con motivo del inminente advenimiento de las redes móviles 5G. ¿Cómo es que funcionarán? ¿Cuáles deben ser nuestras expectativas? ¿Hacia dónde vamos con 5G? En nuestro artículo de hoy vamos a adentrarnos a profundidad en el venidero mundo de 5G y separar la realidad de la ficción.

¿Qué es 5G?

Muy bien, aparte del hecho de ser la próxima generación de redes móviles que le sigue a 4G, nadie lo sabe con certeza. Y la razón es que 5G aún no se ha estandarizado, y probablemente no lo será por algún tiempo. Pero somos gente muy optimista, por lo que nuestro sector no ha dejado de predecir, o soñar, con las mejoras en desempeño que proporcionará esta nueva generación de infraestructura de redes móviles.

Hay dos formas de ver 5G: desde la perspectiva de servicios, o desde la perspectiva de la red. A los efectos de este artículo, vamos a enfocarnos en la segunda.

Los diferentes participantes en el sector de redes inalámbricas, desde los proveedores de equipos hasta los operadores de redes móviles (MNO) pasando por los analistas, tienen una amplia diversidad de visiones con respecto a las redes móviles 5G. Las siguientes son sólo algunas de las mejoras de rendimiento que se esperan en el panorama móvil:

  • Un aumento de hasta 1000 veces en el ancho de banda, por área de unidad
  • Hasta 100 veces más dispositivos conectados
  • Velocidad de conexión de hasta 10 Gbps hacia los dispositivos móviles en campo
  • Percepción de disponibilidad de red del 99.999 por ciento
  • Percepción de cobertura de red del 100 por ciento
  • Un máximo de 1ms de retardo en el trayecto extremo a extremo ida y vuelta (latencia)
  • Una reducción de hasta el 90 por ciento en la utilización de energía para la red

Como pueden ver, 5G es mucho más que únicamente el aumento del ancho de banda; aunque eso es lo que la mayoría de los suscriptores de servicios móviles anhelan, dada nuestra continua afinidad por el consumo de vídeos móviles. Algunas de estas grandiosas expectativas podrían terminar por atemperarse, mientras nos esforzamos por mantener el equilibrio entre funcionamiento esencial y costo, pero otras son más agresivas. No obstante, tenemos que aspirar a lo máximo para esta próxima generación de infraestructura crítica de red, ¿verdad? Tenemos que atrevernos a soñar en grande, si es que nos disponemos a alcanzar grandes cosas.

“Grande” es un término muy subjetivo, ¿no es cierto?

Entonces, ¿cómo construimos una red que soporte 5G?

¿Cómo conseguimos enormes mejoras de rendimiento en cuanto a velocidad, latencia y cobertura? Mediante la arquitectura de una red heterogénea (o HetNet, como se le llama comúnmente) compuesta por diferentes tipos de células, incluyendo Wi-Fi, celdas pequeñas y las venerables macro celdas. Es la utilización inteligente de estos tipos de celdas, siempre y cuando tenga sentido desde los puntos de vista técnico y económico, lo que redundará en una arquitectura de red móvil 5G altamente flexible; optimizada para lograr mejoras significativas en el rendimiento general.

La evolución hacia redes 5G afectará a toda la infraestructura de red de extremo a extremo, desde la virtualización de la Radio Access Network (RAN) y el Evolved Packet Core (EPC), hasta la actualización de las interfaces de radio y aire, pasando por los segmentos de interconexión de redes basadas en el aire y basadas en tierra: la Red de Backhaul Móvil (MBH). Las significativas mejoras de rendimiento en cuanto a capacidad, disponibilidad y latencia que se espera de la 5G se impondrán, en última instancia, a las redes MBH en distintos niveles.

¿Cómo se abordarán estas demandas de capacidad?

El crecimiento de las demandas de capacidad se abordará mediante el aprovechamiento de las velocidades de Ethernet de 1GbE a 100 GbE (y 400GbE dentro de unos pocos años), donde la velocidad elegida dependerá de la demanda del tráfico proyectado para cada Wi-Fi, celda pequeña o macro celda o nodo central que agrega el tráfico de un grupo de diferentes sitios celulares. Esto último impulsará de forma considerable un mayor tráfico hacia la red core y hasta los gigantescos centros de datos donde se aloja el contenido.

El crecimiento del ancho de banda de la red de core se atenderá mediante el aprovechamiento de las tasas DWDM coherentes de 100G, 200G, y más allá, lo cual ya es un hecho hoy en día con el aumento de la adopción de 4G. En resumen, el aumento de las velocidades de acceso impulsa el rendimiento en toda la red global.

La alta disponibilidad se consigue mediante el aprovechamiento de las capacidades de protección y redundancia ya desplegadas en la mayoría de las redes de los proveedores de servicios. Las opciones de protección de redes, tales como los anillos Ethernet G.8032 , permiten a los operadores de redes garantizar redes de agregación/core altamente disponibles.

Los equipos y las redundancias de energía, tales como las fuentes de alimentación dobles y los respaldos de batería/generador, garantizan que los nodos mismos estén ampliamente disponibles. La inteligencia de red encaminará o conmutará para evitar fallas y/o nodos congestionados, de forma tal que los usuarios de servicios móviles, sean personas o máquinas, perciban una constante disponibilidad de la red, incluso cuando se hayan producido fallas inevitables. Métodos de software, tales como microservicios, también permitirán redes móviles 5G más confiables y escalables.

¿Podremos alcanzar una latencia de 1ms con 5G?

Se espera que la latencia de las redes 5G sea hasta cinco veces menor que la de las redes 4G, con un impresionante objetivo máximo de 1ms en discusión. Sobre la base de lo que conocemos hoy en día, hay leyes fundamentales de la física que no se pueden romper, como la velocidad de la luz. Debido a las propiedades intrínsecas del núcleo de la fibra óptica, la propagación de la luz en el interior de una fibra óptica es aproximadamente dos tercios más lenta que en el vacío.

La red MBH inalámbrica es más rápida, ya que es un medio de comunicación basado en el aire, pero es mucho más limitado en cuanto a su capacidad, alcance y disponibilidad. De todas formas, la red de backhaul inalámbrica tiene, sin lugar a dudas, y seguirá teniendo su lugar en la mayoría de las redes de operadores de telefonía móvil. No se trata de una red MBH basada en óptica o una red MBH inalámbrica, ya que ambas se necesitarán en el futuro.

Para poner las cosas en perspectiva, para un servicio móvil que requiere de 1ms de retardo, la interconexión debe ocurrir a 1 km del usuario móvil; para lograr esta latencia, también se deben utilizar otras técnicas no de redes. El Mobile Edge Computing promueve colocar IT y las correspondientes capacidades de computación en la nube directamente dentro de la propia RAN. Mediante la ubicación del contenido, los servicios, las aplicaciones y las funciones lo más cerca posible de los usuarios de servicios móviles, se logran mejoras considerables en la latencia.

No obstante, dadas las enormes inversiones necesarias para modificar la arquitectura de las redes móviles existentes, algunos especialistas están empezando a preguntarse si el objetivo de 1ms de latencia en realidad formará parte de la norma 5G, se relajará un tanto, o hasta llegue a omitirse por completo. Solo el tiempo dirá; aunque es probable que se mantenga un objetivo de latencia menor al de 4G, estandarizada o no, debido a que una menor latencia permite nuevos servicios y sus correspondientes fuentes de ingresos, junto con la codiciada diferenciación MNO.

¿Qué significa todo esto?

El futuro de 5G va a cambiar todo en cuanto al rendimiento de la red y permitirá una increíble cantidad de nuevos servicios, aunque la forma exacta que adquirirá la nueva red 5G sigue siendo tema de debate. ¡La mayoría de los nuevos servicios innovadores que se anticipan ni siquiera se han imaginado aún!

¿Podrán las vitales redes MBH hacer frente a los objetivos de rendimiento esperados, cualesquiera que estos sean? Creo que sí, como creo firmemente que la mejor manera de lograr un objetivo aparentemente imposible es decirle a la comunidad de investigación y desarrollo (R&D) que no pueden alcanzarlo, y entonces solo hay que esperar y dejar que la naturaleza humana siga su curso.

¿Quién habría pensado hace solo unas décadas atrás que todo el conocimiento de la humanidad estaría al alcance de la mano? En esta nueva era, ya no vamos a la biblioteca; la biblioteca viene a nosotros. La tecnología 5G, evidentemente, lo cambiaría todo, y si bien es un misterio el aspecto exacto de la red, no es ningún misterio el hecho de que los ingenieros de nuestros días enfrentarán el desafío de hacer que 5G se convierta en realidad.

Puede acceder al artículo original en inglés aquí

Brian Lavallée es el Director de Marketing de Soluciones y Tecnología para las soluciones de red de paquetes de Ciena. Brian tiene más de 20 años de experiencia en telecomunicaciones, en áreas tales como línea de productos de Gestión, Ingeniería de Sistemas, Investigación y Desarrollo, y Fabricación. Durante su carrera, ha trabajado en diversas áreas de redes ópticas, incluyendo acceso, metro, regional, a largo plazo, y redes submarinas. Posee una licenciatura en Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Concordia y un MBA en Marketing de la Universidad McGill, ambos ubicados en Montreal, Quebec, Canadá.

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