Redes moviles 6G de 1Tb y latencia de microsegundos
Prepárese para las redes móviles 6G velocidades de 1Tbps latencia de microsegundos y optimización de AI
Puede ser una idea desagradable para aquellos que aún no pueden obtener una señal 4G adecuada donde viven o trabajan, pero los primeros servicios 5G comerciales comenzarán a funcionar más adelante este año en los EEUU.
Asia, Europa y el Reino Unido seguirán en 2019 y 2020, impulsando una nueva generación de tecnología móvil, capaz de velocidades ultrarrápidas, mayor capacidad y latencia ultrabaja.
Estas características permitirán mejorar la banda ancha móvil y la posibilidad de nuevas aplicaciones en los campos de Internet de las cosas (IIoT), inteligencia artificial (AI) y realidad virtual (VR), cambiando la forma en que trabajamos y jugamos.
Pero al borde del Círculo Polar Ártico en el norte de Finlandia, un grupo de investigadores ya está trabajando en la generación de servicios más allá de eso, sin estar convencidos de que 5G pueda cumplir con las expectativas imposiblemente altas que sus proponentes han generado.
La ciudad de Oulu es el hogar de una próspera escena tecnológica, con startups y grandes empresas de tecnología que buscan aprovechar el talento de ingeniería que queda sin empleo luego de la dramática caída de Nokia en el mercado de la telefonía móvil.
Eso no quiere decir que Nokia no tiene presencia aquí. Su fábrica de equipos de telecomunicaciones y su centro de I + D están trabajando en la tecnología 5G y la instalación se anuncia como el "hogar de la radio", debido a su papel en el desarrollo de cada generación significativa de conectividad celular. Y está deseoso de que esto continúe con 6G.
La compañía es una de las 60 organizaciones que participan en la Red de pruebas 5G de la Universidad de Oulu (5GTN), que cubre el campus universitario y partes de la ciudad. El 5GTN podría ser la base de la primera red 6G del mundo, con el proyecto 6Genesis a la cabeza.
6Genesis es un programa de ocho años con un financiamiento de € 251 millones, con la tarea de investigar las tecnologías de comunicaciones inalámbricas que eventualmente comprenderán las redes 6G.
La Academia de Finlandia es el mayor patrocinador individual, y el departamento de Ingeniería de Electrónica y Comunicaciones de la Universidad de Oulu dedica todos sus recursos al proyecto. Otros participantes incluyen patrocinadores corporativos como Nokia, así como la Universidad Aalto y el centro de investigación estatal VTT.
"La Universidad de Oulu es fuerte con 5G y con este programa esperamos ser fuertes con 6G", dice Ari Pouttu, el líder de proyectos colaborativos de 6Genesis. "Nuestra ambición a largo plazo es que la 5GTN sea la primera red 6G del mundo, por lo que estamos actualizándola constantemente.
"El papel de la universidad es mirar lo que sucederá en los próximos diez años. Por supuesto, investigaremos por un tiempo más corto, pero la mayor parte de nuestro trabajo abarca un período más largo ".
Pouttu dice que hay una reticencia dentro de la industria para llamar a cualquier cosa '6G' en esta etapa, pero dice que es tradición que las generaciones pares cumplan la promesa de las impares. Por ejemplo, 4G entregó la revolución de los datos apuntada por 3G y 6G entregará la baja latencia y el cambio arquitectónico que 5G es prometedor.
El compromiso más fácil para 5G es ofrecer velocidades más rápidas porque maneja el espectro de manera más eficiente. Las redes 5G tempranas que usan 3.4GHz no serán muy diferentes de LTE, pero el uso de frecuencias de onda milimétrica (mmWave) más arriba en el espectro será su verdadero legado.
Tradicionalmente, estas frecuencias se han considerado inadecuadas para las comunicaciones móviles, pero serán un componente clave de las redes 5G. Y 6G tiene la intención de aprovechar este legado mediante el uso de ondas de radio incluso más altas en el espectro.
Pero la desventaja de este ancho de banda es que las señales tienen una baja tasa de penetración, lo que significa que las redes tendrán que densificarse utilizando microinfraestructura, como celdas pequeñas, que complementarán los mástiles tradicionales. Los investigadores creen que tomará una cantidad considerable de tiempo y capital para alcanzar la densidad requerida.
"Ya existe una teoría de que tendrá que haber miles de radios por persona", agrega Pouttu.
Mientras tanto, la latencia ultrabaja prometida por 5G solo puede lograrse mediante la reubicación de las redes celulares.
Con la infraestructura de generación actual, los dispositivos móviles usan la red de radio para conectarse a la estación base antes de conectar la red central, con el mismo proceso utilizado para devolver la señal. Sin embargo, este es un proceso demasiado largo para Internet Industrial of Things (IIoT) y algunas otras aplicaciones sensibles a la latencia.
Los operadores móviles están utilizando tecnologías de redes definidas por software (SDN) y virtualización de funciones de red (NFV) para mover las funciones a lo largo de su red, más cerca de los clientes, junto con los centros de datos de borde. Esto reduce la latencia significativamente.
Este cambio puede no ocurrir hasta mediados de la década de 2020, pero Pouttu cree que la latencia seguirá siendo demasiado alta para las aplicaciones industriales: "Será en milisegundos cuando se necesite microsegundo".
¿Qué es exactamente 6G?
Es fácil descartar a 6G como otra palabra de moda en la industria, pero ya existe una idea de lo que constituirán las redes 6G. Pouttu espera que se comercialicen a principios de la década de 2030, ofreciendo velocidades aún más rápidas, incluso una mayor capacidad y una latencia aún menor.
Las primeras redes 6G se basarán en gran medida en la infraestructura 5G, un reconocimiento de que cada generación 'toma prestados' elementos del anterior, y así se beneficiará del mayor número de radios y arquitectura de red descentralizada que tendrá lugar con 5G.
En términos de velocidad, las redes 6G permitirán 1Tbps haciendo uso del espectro sub-1THZ y se enfocarán en conectar los "trillones" de objetos, en lugar de los "miles de millones" de dispositivos móviles.
La latencia se mejorará mediante el uso de Inteligencia Artificial (IA) para determinar la mejor forma de transmitir datos desde el dispositivo a la estación base y a través de la red. También se predice que las organizaciones ajenas a la industria móvil jugarán un papel mucho más importante en la estandarización, lo que significa que se puede adaptar a sus necesidades.
"Se ha hablado mucho acerca de incorporar verticales al desarrollo 5G, pero solo unas pocas compañías en los grupos de estandarización 3GPP provienen de fuera de las TIC", dice Pouttu. "Esto cambiará con 6G".
El ascenso del microoperador
Las frecuencias sub-1THz destinadas a 6G serán incluso más pobres para penetrar en interiores que el espectro mmWave configurado para ser utilizado en 5G, por lo que podría ser que los propietarios del edificio, en lugar de los operadores, construyan las redes.
"En la universidad hemos creado algo llamado modelo de microoperador", explica Pouttu. "
"Cuando un propietario comienza a construir un edificio, como un centro comercial o un estadio de fútbol, decidirá quién construirá la red. A los microoperadores se les asignará la tarea de construir y mantener redes celulares como un host neutral y ofrecer acceso al por mayor.
"Los propios operadores móviles se moverán más arriba [en la cadena] hacia cosas como contenido y contexto, con el mantenimiento de redes móviles externalizadas".
Los primeros pasos del 6G
El camino hacia 6G es largo y las actividades de investigación de 6Genesis apenas están comenzando. Después de que se aseguraron los fondos a principios de este año, hubo un descanso para el verano, y ahora hay un gran apetito por comenzar.
Debido a la contribución de la Academia de Finlandia, algunos elementos de la investigación se adaptarán a las necesidades del país. El enfoque inicial estará en Industria 4.0, servicios de salud personalizados, energía sostenible y transporte autónomo.
Puede haber una definición temprana de velocidades de 5G - 1Tbps, latencia de microsegundos, capacidad infinita y el uso de AI para construir redes y enrutar el tráfico, pero pasará más de una década antes de que sea una realidad.
Es probable que las aplicaciones industriales sean el mayor beneficiario individual, pero ¿realmente los consumidores necesitan una conectividad tan avanzada? Pouttu dice que no está preocupado, afirmando que nadie podría haber predicho el aumento de YouTube y otros servicios de video que hicieron que 4G fuera tan necesario.