El futuro del 5G, según Qualcomm

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2020 será el año del gran despliegue de la quinta generación de comunicaciones móviles. Pero irá mucho más allá de los smartphones: el aumento de la velocidad transferencia es solo la punta del iceberg.

Qualcomm celebró hace unos días el evento “The Future of 5G”  donde mostró en su sede de San Diego importantes detalles de su visión y estrategia sobre la quinta generación de comunicaciones móviles. Silicon estuvo allí para acercar a los lectores los principales mensajes de una tecnología que revolucionará el mundo tal y como lo conocemos.

Es cierto que el mensaje más comercial que puede proporcionar el 5G es el aumento de la velocidad de transferencia de los datos en nuestros smartphones, tanto de subida como de bajada, pero esta característica es tan solo una más. Es la punta de un iceberg que irá creciendo con el paso de los años hasta que se produzca un despliegue masivo de los servicios basados en 5G. Igual de cierto es que el negocio alrededor de los teléfonos inteligentes le permite a Qualcomm seguir con el desarrollo de las telecomunicaciones móviles en otros ámbitos como el Internet de las Cosas, uno de los que reportarán más beneficios en el futuro. Según sus cálculos, desde su fundación en 1985 ya ha invertido en I+D la friolera de 50.000 millones de dólares.  

Por otra parte, la adopción del 5G viene aparejada a otras tecnologías que se han estado desarrollando de forma paralela y que en su conjunto proporcionan experiencias totalmente innovadoras. Es el caso de las nubes en el extremo de las redes y la inteligencia artificial, que han sido tenidas muy en cuenta desde los desarrollos iniciales de esta quinta generación de comunicaciones, no así con el 4G, que tuvo que adaptarse paulatinamente a dichas tendencias a medida que se ponían en práctica.

A partir de ahora no habrá parches para conjuntar el 5G, la IA y el Edge Computing porque forman parte de una gran arquitectura donde todo y todos están conectados de forma inteligente: desde los contenidos y entretenimiento para dispositivos móviles a la realidad aumentada, pasando por la gestión de entornos congestionados, la movilidad de alta velocidad, las experiencias inmersivas, los vehículos conectados… y un largo etcétera de escenarios.

El aumento de la velocidad de subida y bajada a niveles de Gigabit no es la única ni la más importante característica del 5G

Para conseguirlo, era necesario poder contar con una conectividad futurista, capaz de proporcionar de forma inalámbrica velocidades como la que ofrece la fibra óptica, muy por encima del Gigabit por segundo. Pero además con muy bajas latencias para poder interactuar en tiempo real y con garantías. Hace unos años, poder equiparar la velocidad inalámbrica con la que se consigue a través de cable era una utopía, pero con el 5G se va a convertir en una realidad, tanto en smartphones como en hogares, oficinas y entornos industriales.

5G e Inteligencia Artificial

Como adelantábamos, 5G se ha desarrollado teniendo en mente otras innovaciones como la inteligencia artificial, hasta hace poco exclusiva de los centros de datos debido a que consumía grandes recursos en computación. La tendencia en los últimos años ha sido mover determinados procesos de IA a los dispositivos móviles gracias a la mejora del rendimiento de estos, incluso a la implementación de Unidades de Procesamiento Neuronal (NPU) a nivel de hardware. Se trata de núcleos con una arquitectura basada en el funcionamiento del cerebro, mucho más eficiente para tomar determinadas decisiones en base a una gran cantidad de datos y variables. Esto permite que los dispositivos procesen la información más eficientemente y no consuman demasiados recursos energéticos, algo de vital importancia para aquellos que no están conectados continuamente a una fuente de alimentación. Hasta ahora siguen existiendo limitaciones de proceso, de tal forma que los smartphones solamente se ocupan de una parte, mientras que el resto de esa computación se envía a la nube para que devuelva los resultados deseados. A día de hoy, se puede decir que se trata de una distribución de las tareas relacionadas con la IA entre la nube (a nivel de aprendizaje de IA) y el dispositivo (a nivel de inferencia): se ahorra energía, se reduce la transferencia de datos y se aumenta la velocidad de proceso: todos ganamos.

No obstante, el siguiente paso para Qualcomm será una distribución completa de las capacidades de IA: los procesos de aprendizaje y machine learning también se podrán realizar a nivel de dispositivo y no en la nube como hasta ahora. Este hecho también supondrá un importante avance en tareas de misión crítica, donde la fiabilidad y la instantaneidad son claves. Pero para ello será necesario seguir desarrollando arquitecturas y procesos de fabricación complejos.

Más allá del uso de la IA en los smartphones para esas tareas, lo cierto es que el 5G también se beneficia de otros procesos avanzados (gestión, orquestación de los recursos) a nivel de centros de datos, de redes de telecomunicaciones, de antenas… Hay que tener en cuenta que esta generación ofrece una gran versatilidad y elasticidad a los proveedores de telecomunicaciones, que pueden configurar las conexiones a los dispositivos en tiempo real y de forma dinámica. Eso es exactamente lo que aporta la inteligencia artificial en este campo. Es decir, dependiendo de cada caso, se le podrá asignar una u otra velocidad al dispositivo, pero pudiendo variarla de forma inteligente y transparente para los usuarios. Básicamente, se trata de un balanceo de tráfico a niveles insospechados: los operadores podrán aprovechar el espectro de radio como nunca antes y asignar o quitar recursos en cada momento, de forma automatizada sin necesidad de intervención humana.

eMBB o los primeros casos de uso del 5G

La quinta generación de comunicaciones móviles ha sido diseñada para soportar una gran escalabilidad con el paso del tiempo y poder dar cobertura a futuras necesidades que en muchos casos aún no conocemos o no sabemos si terminarán siendo adoptadas por la industria. Así, la asociación 3GPP, responsable del desarrollo y la estandarización de las distintas generaciones de comunicaciones móviles, definió tres etapas principales en el despliegue del 5G: eMBB (Enhanced Mobile Broad Band), URLLC (Comunicaciones Ultraconfiables y de Baja Latencia) y MMIoT (Internet de las Cosas masiva).

Se podría decir que en la actualidad nos encontramos en la primera etapa de despliegue, principalmente en los smartphones, pero también en los ordenadores portátiles. En las próximas generaciones de notebooks será cada vez más habitual contar con ranuras para tarjetas SIM (incluso veremos la adopción de la eSIM). Asimismo, la banda ancha fija en los hogares será otro de los casos más habituales y donde el 5G tendrá un papel fundamental, especialmente en aquellas ubicaciones donde no llega la fibra óptica y es más rentable para las operadoras desplegar antenas y estaciones base basadas en este estándar.

Muchos hogares, por tanto, se verán beneficiados por este despliegue durante los próximos dos años.

En el segmento del automóvil también veremos cómo el 5G ayuda en el despliegue de nuevos servicios para los coches conectados, si bien es cierto que la modalidad de coche autónomo tardará aún en hacerse realidad debido a otras pesquisas como una legislación exclusiva para dichos entornos.

Por último pero no menos importante, el 5G será uno de los grandes precursores (por fin) de la industria de la realidad extendida móvil (XR) en los videojuegos, que no termina de arrancar precisamente por los problemas de latencia del anterior estándar.

La expansión a nuevas industrias tendrá que esperar

Las dos siguientes etapas, URLLC y MMIoT, tienen aún camino por recorrer y no las veremos hasta dentro de algunos años de forma masiva como parte de nuestras vidas. La tecnología está preparada en muchos casos, pero la puesta en marcha de proyectos avanzados requerirá una mayor madurez por parte de las distintas industrias y un cambio cultural por nuestra parte. Durante nuestra estancia en el campus de Qualcomm en San Diego tuvimos la oportunidad contemplar diversas demostraciones, como es el caso de los coches autónomos conectados a las redes 5G. La compañía apostará por la tecnología C-V2X, capaz de reducir el tiempo de los viajes hasta un 19% y la energía consumida hasta un 14%. Asimismo, los cálculos de Qualcomm sitúan una mejora de la seguridad en torno al 191% si se comparan con la conducción tradicional.

Según Qualcomm, los coches autónomos prometen mejorar la fiabilidad y la seguridad mientras se reduce el tiempo de conducción y el consumo energético

De la misma forma, la Industria 4.0 comenzará a implementar sistemas complejos de sensores por todas las instalaciones que aumentarán exponencialmente las capacidades de automatización y seguridad. En este sentido, Qualcomm está trabajando en soluciones que aumenten la fiabilidad en entornos de fabricación gracias a la implementación conjuntos de emisores y receptores de radio para el denominado IoT industrial, donde se utilizarán redes privadas basadas en 5G que puedan trabajar dentro de los espectros con licencia (aquellos gestionados por las operadoras de telecomunicaciones) pero también sin licencia.

Efectivamente, con 5G cualquier compañía podrá desplegar sus propios sistemas usando espectros de radio privados siempre y cuando cumplan con los estándares marcados: Es en estos escenarios donde entrarán en juego comunicaciones de ultra baja latencia y con poca distancia entre los dispositivos y las antenas que emiten y reciben los datos.

Algo similar ocurrirá con la evolución de la tecnología mmWave, que podrá ser desplegada por las empresas en interiores como oficinas o cualquier otro tipo de instalación.

Por último, es destacable la evolución de la emisión de programas de Televisión y series a través del 5G gracias a tecnologías que probablemente llegarán antes que las anteriormente comentadas. El potencial que tiene es enorme: aquí los clientes serán millones de usuarios finales esperando a que esté disponible el último capítulo de su serie favorita sin tener que esperar a llegar a casa. Todo disponible en alta definición desde sus móviles.

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