5G: La quinta generación de redes móviles y sus beneficios y desafíos

Con la llegada de la adopción generalizada de Internet de las Cosas en aplicaciones empresariales, incluyendo manufacturing, agricultura, salud y más — junto con una dependencia cada vez mayor de los smartphones y computadoras siempre conectadas — las limitaciones de la tecnología 4G LTE llevaron a los operadores de redes móviles a embarcarse en una implementación acelerada de las comunicaciones 5G para mantenerse al ritmo de las demandas actuales y futuras de la red.

Esta guía es una introducción a las redes móviles 5G, así como sus beneficios y desafíos. El artículo se actualizará periódicamente a medida que se estandaricen nuevas tecnologías 5G y los operadores de redes móviles implementen redes 5G en todo el mundo.

¿Qué es el 5G?

El 5G se refiere a la quinta generación de redes móviles. Es un estándar para la transmisión de datos, mientras que las llamadas y mensajes de texto aún se realizan a través de redes 3G o 4G.

Desde la introducción de la primera red de telefonía móvil estandarizada en 1982, se han adoptado y desplegado sucesivos estándares aproximadamente cada nueve años. GSM, la red inalámbrica de segunda generación, se implementó por primera vez en 1992, mientras que una variedad de estándares 3G competidores comenzaron a implementarse en 2001. La tecnología inalámbrica 4G LTE fue implementada por los proveedores de servicios en 2010.

Ahora, las empresas de tecnología y los operadores de redes móviles han implementado activamente redes celulares 5G en todo el mundo para nuevos dispositivos móviles. Estos despliegues de 5G acompañan a las tecnologías de transición de LTE, como LTE Advanced y LTE Advanced Pro, que son utilizadas por los operadores de redes para proporcionar velocidades más rápidas en dispositivos móviles.

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¿Qué tan rápido es el 5G y cuál es la diferencia entre el 5G y el 4G?

El 5G puede ser significativamente más rápido que el 4G, ofreciendo velocidades de datos de hasta 20 gigabits por segundo (Gbps) en picos y velocidades promedio de 100+ megabits por segundo (Mbps). El 5G tiene más capacidad que el 4G y está diseñado para admitir un aumento del 100 veces en la capacidad de tráfico y eficiencia de la red.

Es importante recordar que el 5G no es una actualización incremental o compatible hacia atrás de los estándares existentes de comunicaciones móviles. No se superpone con los estándares 4G como LTE o WiMAX y no se puede implementar en los teléfonos, tabletas o módems inalámbricos existentes mediante mejoras en las torres de telecomunicaciones o actualizaciones de software, a pesar de los intentos de AT&T de utilizar LTE Advanced como "5G E". Si bien las mejoras en la infraestructura de LTE existente son valiosas y representan avances bienvenidos, estas tecnologías son en última instancia tecnologías de transición 4G y no ofrecen la gama completa de beneficios del 5G NR.

¿Cuál es el mejor operador de redes móviles 5G?

En agosto de 2022, Rootmetrics.com publicó un informe en el que otorgaba a T-Mobile el título de la mejor red 5G de Estados Unidos en términos de velocidad y disponibilidad. También indicó que Verizon y AT&T han mejorado sus ofertas.

¿Cuáles son los problemas de rendimiento relacionados con el 5G?

Las cosas han mejorado desde el inicio del 5G en términos de consumo de energía por parte de los dispositivos. Visermark.com estima que el uso de redes 5G consume aproximadamente un 10% más de duración de la batería que el 4G. 9to5Mac.com proporciona un gráfico que muestra el consumo de energía en varios modelos de iPhone utilizando 5G versus 4G, lo cual coincide con la estimación de Visermark.

Como Apple presenta un sistema cerrado en comparación con el entorno abierto basado en Android, el consumo de batería 5G variará en los teléfonos Android según el fabricante, modelo, calidad de la conexión y las aplicaciones en ejecución.

Si estás interesado en probar el consumo de batería entre 5G y 4G, carga tu teléfono al 100% y luego cambia entre las dos opciones, generalmente en Configuración / Red e Internet (o Conexiones) y luego la opción relacionada con Redes Móviles. Usa el teléfono en una de las redes durante dos horas y compara el consumo de batería.

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¿Cuáles son los pros de las redes 5G?

Como se mencionó anteriormente, la velocidad y el mayor ancho de banda son los principales beneficios, junto con una menor latencia y una mayor capacidad cuando la infraestructura del operador es suficiente. Además, el 5G ofrece la capacidad de conectarse con una amplia gama de dispositivos, como drones y sensores, y puede impulsar servicios interactivos como la inteligencia artificial, el aprendizaje automático y la realidad aumentada o virtual.

¿Cuáles son los contras de las redes 5G?

Además del aumento en el consumo de energía de la batería, la popularidad del 5G está produciendo algunos problemas de latencia. La empresa de investigación JD Power encontró recientemente que la disminución de la calidad de la red se debe a la gran cantidad de dispositivos que operan en las redes 5G. Los problemas más comunes encontrados son la operación lenta y los retrasos en la carga de contenido.

Si bien esto no es tanto una limitación del 5G en sí, sino más bien de la infraestructura detrás de él, la solución sería cambiar a Wi-Fi o 4G para tareas menos importantes y que los operadores mejoren su capacidad para soportar el creciente número de usuarios de 5G.

Un giro extraño en la saga del 5G implica afirmaciones de que las ondas electromagnéticas en las que se basa pueden dañar el cuerpo humano y provocar cáncer u otros problemas de salud. Forbes abordó estas preocupaciones a principios de este año, presentando ambos lados del argumento y señalando que "La Organización Mundial de la Salud y la FDA declaran que el 5G es seguro".

Además, si bien el 5G ha avanzado mucho, todavía hay áreas en todo el mundo donde necesita expandirse o mejorar su capacidad existente. El 5G no se transmite tan lejos como el 4G y puede ser interferido por estructuras construidas por el hombre o naturales.

¿A quién beneficia el 5G?

Trabajadores Remotos y Ubicaciones de Trabajo Fuera de la Oficina

Uno de los principales enfoques del 5G es la capacidad de utilizar redes inalámbricas para reemplazar las conexiones por cable tradicionales aumentando el ancho de banda disponible para los dispositivos y minimizando la latencia. Para los trabajadores remotos, esto aumenta considerablemente la flexibilidad en los lugares de trabajo, permitiendo una comunicación rentable con la oficina sin tener que estar atado a un escritorio en una oficina en casa con una conexión por cable.

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Para situaciones que involucran ubicaciones de trabajo fuera de la oficina que cambian con frecuencia, como rodajes de películas o sitios de construcción, los requisitos técnicos más bajos para la implementación del 5G permiten que los dispositivos existentes se conecten a un enrutador 5G a través de Wi-Fi. Para las escenas de noticias de última hora, se pueden utilizar tecnologías 5G para reemplazar la tradicional unidad móvil satelital utilizada para transmitir audio y video de regreso a la sala de redacción. El espectro anteriormente asignado a enlaces satelitales de microondas de alta velocidad ha sido reutilizado para la comunicación 5G NR.

Dispositivos y Redes de Internet de las Cosas (IoT)

Una prioridad para el diseño de las redes 5G es reducir las barreras para la conectividad de las dispositivos de IoT. Si bien algunos dispositivos de IoT tienen capacidades LTE, las limitaciones prácticas del tamaño de la batería que se pueden incluir en dispositivos portables y los requisitos de energía relativamente altos de LTE limitan la utilidad de la conectividad a redes móviles en estas situaciones. Las propuestas para las redes 5G se centran en reducir los requisitos de energía y el uso de frecuencias de menor potencia, como los 600 MHz, para hacer más factible la conexión de dispositivos de IoT.

El Lanzamiento 16 de 3GPP incluyó sus estándares 5G para la Industria 4.0, que describen cómo se puede utilizar el 5G, estandarizado por 3GPP, en entornos industriales de IoT en colaboración con los estándares de redes de tiempo sincronizado de IEEE para construir mejores redes de IIoT.

Ciudades Inteligentes, Edificios de Oficinas, Arenas y Estadios

Las mismas características que hacen que las tecnologías 5G sean adecuadas para los dispositivos de IoT también se pueden utilizar para mejorar la calidad del servicio en situaciones en las que un gran número de dispositos conectados hacen un uso extensivo de la red móvil en áreas densamente pobladas. Estos beneficios se pueden lograr fácilmente en situaciones con tráfico variable, como los estadios y arenas, que generalmente solo están ocupados durante eventos deportivos, conciertos de música y otras convenciones. Las grandes torres de oficinas, como la Torre Mori de 54 pisos en el distrito Roppongi Hills de Tokio, albergan a miles de empleados durante la semana. Además, los centros de las ciudades densamente poblados pueden beneficiarse de la capacidad de las redes 5G para ofrecer servicio a más dispositivos en espacios físicamente más pequeños.

Clientes de ISP

El 5G de alta frecuencia, mencionado anteriormente como ondas milimétricas, tiene sus limitaciones, pero su velocidad es increíble en comparación incluso con el 5G de frecuencia media y baja. Debido a que solo tiene un alcance de 1,500 pies, no es práctico para su uso con dispositivos móviles, pero podría convertirse en una solución inalámbrica para Internet en hogares y oficinas que elimina la necesidad de cablear los cables de telecomunicaciones hasta los hogares.

¿Qué tan seguras son las redes 5G?

Los algoritmos de seguridad de transporte de 5G son más robustos que sus predecesores de 4G. Se utiliza encriptación para proteger los datos en general. Dicho esto, la popularidad del 5G inevitablemente significa que a medida que se conecten más dispositivos, aumentará la probabilidad de ataques cibernéticos. La diversidad de dispositivos, como IoT, drones, sensores y otros, significa que hay una superficie de ataque más amplia para explotar cualquier vulnerabilidad encontrada.

Los riesgos de seguridad que plantean las redes 5G

Eso también se aplica al software relacionado y hardware virtual. A medida que estos componentes se integren con el 5G, también podrían estar expuestos a riesgos. Los dispositivos que operan en 5G también pueden ser una causa de preocupaciones relacionadas con la seguridad, ya que los componentes de hardware podrían verse comprometidos mediante malware por parte de personas maliciosas.

Un white paper de Ericsson.com enumera "las cinco propiedades fundamentales que contribuyen a la confiabilidad del sistema 5G: Resiliencia, seguridad de la comunicación, gestión de identidad, privacidad y garantía de seguridad". Ericsson cree que estas propiedas del sistema 5G contribuyen a crear una plataforma de comunicación confiable que es una base ideal para construir sistemas a gran escala y sensibles a la seguridad, incluidos aquellos utilizados en entornos industriales.

Las empresas también deben analizar el concepto de "network slicing" para crear redes virtuales que alojen aplicaciones específicas o servicios en sus redes 5G.

Al igual que con cualquier software, las aplicaciones de gestión 5G pueden ser vulnerables a ataques si se aprovechan, y es importante tener en cuenta que una infraestructura de un operador o empresa comprometida podría tener un impacto devastador. Las redes 5G privadas son una opción prometedora para las empresas que buscan reducir sus riesgos.

Las empresas deben implementar una división centralizada de operaciones de seguridad y educación para los consumidores para proteger a sus trabajadores que utilizan dispositivos 5G emitidos por la empresa o dispositivos BYOD a través de controles de dispositivos móviles. Parchear dispositivos y las aplicaciones relacionadas es crucial para garantizar la seguridad continua en las operaciones 5G.

El mercado de seguridad global para el 5G está expandiéndose drásticamente, lo que enfatiza las preocupaciones sobre la seguridad de estas redes y los desarrollos relacionados. En agosto de 2022, GlobeNewswire produjo un informe que describe las oportunidades relacionadas con la demanda de redes 5G privadas en empresas, gobiernos y sectores industriales, en el que se afirmaba: "Se prevé que el tamaño del mercado mundial de seguridad 5G crecerá de USD 1.3 mil millones en 2022 a USD 7.2 mil millones en 2027, a una tasa compuesta anual de crecimiento del 41.6% durante el período de pronóstico". Esto muestra la determinación que tienen las empresas de seguridad para garantizar que 5G cumpla con las expectativas de las empresas y los consumidores.

El futuro está aquí: ¡Más de la mitad del mundo tendrá cobertura 5G para 2025!

Nota: Este artículo fue actualizado por Scott Matteson.

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