Mucho se ha dicho sobre cómo el 5G cambiará nuestras vidas. Sin embargo, gran parte de la discusión ha sido poco clara o, en el mejor de los casos, poco sistemática. Explicamos las diferencias clave entre 4G LTE y 5G, además de por qué es importante para usted.
La diferencia entre 4G LTE y 5G es menor latencia, mayor velocidad, mayor densidad (n.º de dispositivos conectados), capacidad adicional (rendimiento de red) y eficiencia energética. Además, hay mejoras en la eficiencia espectral, confiabilidad, movilidad y seguridad en 5G, en comparación con 4G LTE.
Centro Infra proporciona un desglose de cada una de las principales diferencias entre 4G LTE y 5G, así como ejemplos de nuevos casos de uso habilitados por cada una de las mejoras. Además, analizamos la infraestructura que respalda cada una de las diferencias clave entre 4G LTE y 5G, incluidas torres de telefonía móvil, centros de datos y redes de fibra.
5G: Tecnología inalámbrica de quinta generación
Cada generación de tecnología inalámbrica se vuelve más rápida, más confiable y cada “G” ha cambiado nuestras vidas en pequeños y grandes aspectos. 3G trajo Internet y correo electrónico a nuestros teléfonos y 4G LTE permitió cosas como aplicaciones de viajes compartidos y transmisión de video. 4G ha aportado a la sociedad avances significativos desde su lanzamiento en 2010. A continuación se muestran algunos ejemplos de aplicaciones móviles, que utilizan a diario, que dependen de la tecnología 4G LTE:
- Juegos móviles: Candy Crush, Choque de clanes y Pokémon GO
- Mapas: Apple Maps, Waze y Google Maps
- Pagos móviles: PayPal, Venmo y Zelle
- Transmisión de música: Spotify, Apple Music y Amazon Music
- Viaje compartido: Uber, Lyft y Grab
- Videollamadas: Skype, FaceTime y Zoom Video
En última instancia, 5G traerá más avances, yendo más allá de las importantes aplicaciones mencionadas anteriormente. 5G será una de las tecnologías habilitadas críticas que eventualmente nos traerán vehículos y drones autónomos. Sin embargo, los beneficios del 5G van mucho más allá, son más profundos y provocativos.
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¿Cuál es la diferencia entre 4G LTE y 5G?
La diferencia entre 4G LTE y 5G es menor latencia, mayor velocidad, mayor densidad (número de dispositivos conectados), capacidad adicional (rendimiento de red) y eficiencia energética.
La tecnología 5G es una combinación de algoritmos de software, firmware y nuevo hardware. Por tanto, para ejecutar la tecnología 5G se necesita nuevo hardware como un iPhone 13 o un Samsung Galaxy S22.
(1) Menor latencia
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Las redes 5G ofrecen una latencia entre 5 y 10 veces menor que la 4G LTE. Específicamente, 5G proporciona una latencia inalámbrica de 5 milisegundos, una disminución significativa en comparación con las redes 4G LTE, que brindan niveles de latencia de 50 a 100 milisegundos. Esto significa que 5G ofrece redes instantáneas, siempre activas y siempre conectadas.
La baja latencia significa que el período de tiempo entre el inicio de un comando y su ejecución y ser visible para un usuario puede ser casi en tiempo real. Específicamente, es el tiempo de señalización efectiva entre la respuesta de la nube a un teléfono o una respuesta del teléfono a la nube y el momento en que el usuario recibe la señal en la otra dirección.
Casos de uso del consumidor para reducir la latencia
Los casos de uso iniciales para el consumidor con menor latencia serán juegos basados en la nube, transmisión de video en su teléfono, instantáneamente, sin “búfer”, y realidad aumentada y realidad virtual.
La reducción de la latencia es especialmente importante para nuevos casos de uso como la realidad aumentada y la realidad virtual, donde los tiempos de retraso en las señales pueden proporcionar una experiencia literalmente vertiginosa para las personas. Además, los juegos en una consola (por ejemplo, PlayStation o Xbox) se volverán más preferidos con la realidad virtual.
Por ejemplo, los juegos podrán incorporar mejores gestos, en lugar de depender únicamente de los controladores de juego para la entrada del usuario. Cuando un usuario desliza la mano en el aire, querrá un movimiento instantáneo en la pantalla. Para lograr esa reacción, es necesario mejorar la latencia y 5G es capaz de proporcionarla.
Casos de uso empresarial para reducir la latencia
Los casos de uso empresarial iniciales de menor latencia serán en la fabricación inteligente y la robótica. Una latencia más baja permite que cargas de trabajo de maquinaria, sensores y dispositivos se coloquen en la red.
Dado que la latencia en 5G es inferior a 10 milisegundos, las aplicaciones pueden ejecutarse en el dispositivo o en la red. Debido a que es más rentable, las aplicaciones se ejecutarán cada vez más en la red. Al eliminar aplicaciones del dispositivo, permite que los dispositivos sean más baratos, porque no se necesita tanta potencia informática en el propio dispositivo.
(2) Mayor velocidad
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Las velocidades 5G tienen el potencial de alcanzar los 10 gigabits por segundo, lo que en comparación con 4G LTE podría ser 100 veces más rápido. Sin embargo, no todas las implementaciones 5G son iguales. 5G viene en tres capas diferentes, siendo 5G baja, media y alta banda, cada una de las cuales tiene características diferentes. En lo que respecta a la velocidad, cada banda 5G proporciona una mejora en relación con 4G LTE, pero la magnitud de la mejora varía.
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4G LTE
Actualmente, 4G LTE ofrece velocidades de red de 50 a 70 megabits por segundo.
Banda baja (por ejemplo, espectro de 600 MHz)
El 5G de banda baja ofrece sólo mejoras modestas, con velocidades de ~100 megabits por segundo. Los despliegues de este espectro 5G de banda baja tienen finas coberturas. Es por eso que la banda baja puede brindar servicio en todo el país a más de 230 millones de personas en los Estados Unidos.
Banda media (por ejemplo, espectro de 2,5 GHz)
En espectro de banda media, un ejemplo del cual es 2,5 GHz de T-Mobile, actualmente son posibles velocidades máximas de 600 a 700 megabits por segundo. Sin embargo, en promedio, los usuarios experimentarán velocidades de 300 a 400 megabits por segundo usando 2,5 GHz. Inicialmente, T-Mobile implementó este espectro en mercados como Filadelfia, Nueva York, Los Ángeles, Chicago y Houston.
Banda alta (por ejemplo, espectro de 24 GHz, 37 GHz o 39 GHz)
El espectro de banda alta puede ofrecer las velocidades más rápidas, alcanzando actualmente de 1 gigabit por segundo a 2 gigabits por segundo. Además, la banda alta tiene potencial para mejoras adicionales, hasta 10 gigabits por segundo. Ejemplos de marcas de operadores para 5G de banda alta incluyen el servicio Verizon’s 5G Ultra Wideband y el servicio 5G+ de AT&T.
Casos de uso para aumentar la velocidad
La velocidad en un contexto 5G implica acceso instantáneo a servicios y aplicaciones. Velocidades más rápidas permitirán una mayor transmisión de video, incluida una mayor transmisión de video de alta definición (por ejemplo, 4K y 8K). Además, el aumento de las velocidades ofrecerá una mejor transmisión de vídeo en directo desde dispositivos móviles. Finalmente, usando un ejemplo específico, el 5G de banda alta permitirá a los usuarios descargar una temporada de Juego de Tronos en solo 4 segundos.
(3) Mayor densidad (n.º de dispositivos conectados)
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Una mayor densidad significa que 5G tiene la capacidad de admitir 10 veces más dispositivos conectados, por kilómetro cuadrado de red, en comparación con 4G LTE. En una red 4G LTE, sólo 100.000 dispositivos pueden funcionar simultáneamente en un kilómetro cuadrado. Con esto, 4G LTE puede permitir que dispositivos como teléfonos inteligentes, relojes inteligentes y vehículos, todos muy próximos, se conecten al mismo sitio de la torre celular.
En comparación, en una red 5G, 1 millón de dispositivos pueden funcionar simultáneamente en un kilómetro cuadrado. Por tanto, el 5G permite la proliferación del Internet de las Cosas (IoT). En pocas palabras, 5G permite conectar a la red millones de sensores de bajo coste, distribuidos por todas partes.
LEER MÁS: [Casos de uso de 5G en 10 industrias diferentes](/articulos/5g-use-cases-in-10- Different-industries Different-industries/)
Diferencia entre 4G LTE y 5G para mayor densidad
En 4G LTE, hubo un valor de escasez asociado con una conexión a una torre de telefonía celular. Esto se debe a que la tecnología 4G LTE facilite aproximadamente 2.000 conexiones por torre de telefonía móvil. A su vez, esto significa que cada conexión individual a la torre de telefonía celular tiene un valor escaso. Como resultado, esta escasez generó la necesidad de que los operadores (por ejemplo, AT&T, Verizon y T-Mobile) generaran un umbral mínimo de ingresos para cada usuario conectado a sus torres de telefonía celular.
Por el contrario, 5G ofrecerá un aumento de 10.000 veces en el número de conexiones por sitio de torre de telefonía móvil. Por tanto, la conexión en sí se vuelve menos escasa. A su vez, esto permite a los operadores brindar servicio para cada dispositivo conectado, a un precio mucho más bajo. Al permitir un precio más bajo, más dispositivos podrán conectarse económicamente a la red. Así, el Internet de las Cosas (IoT) proliferará.
Casos de uso para mayor densidad
Debido a que se elimina la escasez de conexiones, permite conectar más sensores, más dispositivos y otros dispositivos de Internet de las cosas (IoT) a una torre de telefonía celular, simultáneamente. Como resultado de este aumento de densidad, los sensores se pueden utilizar de forma rentable en muchas industrias diferentes, donde antes no habrían podido serlo económicamente. Estas aplicaciones incluyen gestión de servicios públicos, gestión de tuberías y gestión del tráfico.
(4) Capacidad agregada (rendimiento de la red)
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5G aumentará 100 veces el rendimiento de la red, que es la cantidad de datos que pasan a través de una torre de telefonía móvil. El rendimiento aumenta reducidamente con 5G, con la posibilidad de 10 terabits por segundo por kilómetro cuadrado. En comparación, 4G LTE sólo tiene un rendimiento de 1 gigabit por segundo, por kilómetro cuadrado, en la red actualmente.
El rendimiento significa qué tan rápido los bits por hercio del espectro pueden viajar a la red y cuánta capacidad se puede utilizar en un momento determinado, o en cierta banda de espectro de una red, en cada frecuencia. Específicamente, las mejoras en el rendimiento son importantes porque el uso de datos aumenta más del 30% cada año. Por lo tanto, toda esa demanda adicional en la red requiere más capacidad, particularmente en áreas de alto tráfico, que ofrece 5G.
Casos de uso para capacidad adicional
Un rendimiento de red mejorado hará que los teléfonos reaccionen más rápido y con una señal de mayor calidad. A su vez, esto permitirá a los usuarios lograr más en cada sesión en sus teléfonos. Esto es particularmente relevante para las aplicaciones basadas en la nube. Una mayor capacidad permite que más bits viajen desde la nube a un teléfono o desde un teléfono de regreso a la nube.
(5) Eficiencia Energética
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La mayoría de la gente cree que el 5G requiere un mayor consumo de energía y recursos. Sin embargo, en realidad requiere un menor consumo de energía y recursos. Al optimizar las señales de radio, 5G permite solo el 10% del consumo de energía real que se experimenta en las redes 4G LTE. Esto se traduce en una eficiencia energética del 90%.
Casos de uso para la eficiencia energética
En primer lugar, la eficiencia energética es importante desde el punto de vista medioambiental. Además, al lograr un ahorro de energía del 90 %, esto se traduce en una duración de la batería mucho más larga para los teléfonos de los usuarios.
4G frente a 5G
La transición 4G vs 5G incluye mejoras en la eficiencia espectral, la confiabilidad, la movilidad y la seguridad. Estos beneficios se suman **a las cinco diferencias claves discutidas anteriormente entre 4G y 5G.
Eficiencia espectral
Desde la perspectiva del operador, dado que los datos promedio por usuario a medida que continúan aumentando, no resulta económico continuar usando 4G LTE. Mientras que 5G permite a los operadores colocar 3 veces más bits por hercio de espectro de los que tienen disponibles. Por lo tanto, 5G hará que a los operadores les resulte 3 veces más eficiente utilizar sus activos de espectro. Los operadores hacen esto a través de la forma en que 5G puede asignar y reutilizar el espectro.
A medida que los operadores se vuelven más eficientes, la eficiencia espectral permite que el costo por bit disminuya a través de las implementaciones de 5G. Al mismo tiempo, el operador puede seguir permitiendo a sus usuarios consumir más datos. Por lo tanto, la eficiencia espectral mejorada proporciona una justificación de costos para que el operador reemplace los algoritmos 4G LTE con algoritmos 5G en su red. De hecho, los operadores tienen una fuerte motivación para ahorrar costos y, por lo tanto, están implementando rápidamente el cambio de 4G LTE a 5G.
Fiabilidad
La confiabilidad del tiempo de actividad es del 99,999% del tiempo en 5G, que es un “9” más que lo que ofrece 4G LTE. 4G LTE tiene una confiabilidad de tiempo de actividad del 99,99%, lo cual es muy bueno, pero no suficiente para todas las aplicaciones. Por lo tanto, la confiabilidad de 5G se vuelve importante para funciones de misión crítica.
La confiabilidad mejorada de 5G se traduce en solo 5 minutos y 15 segundos de posible tiempo de inactividad cada año. Mientras que la confiabilidad en 4G LTE permite 52 minutos y 35 segundos de posible tiempo de inactividad cada año. La confiabilidad es particularmente importante para aplicaciones industriales, como una fábrica automatizada, que no puede tener retrasos significativos en la producción como resultado de un tiempo de inactividad de la red.
Movilidad
La intensidad de la señal en 5G facilita una mayor movilidad, permitiendo la transmisión de datos a un dispositivo que viaja a 500 kilómetros por hora. Mientras que 4G LTE permite la transmisión de datos a un dispositivo que viaja a una velocidad máxima de sólo 200 a 300 kilómetros por hora.
Por tanto, el 5G permite la transmisión de datos en casos de uso como los trenes de alta velocidad y los futuros drones autónomos. Ambas formas de movilidad podrían viajar a velocidades de 500 kilómetros por hora.
Seguridad
5G tiene una arquitectura de seguridad de extremo a extremo. Esto incluye una autenticación de suscriptores más sólida, privacidad del usuario y seguridad de la red, en comparación con 4G LTE.
Infraestructura 5G
La infraestructura digital es el enlace físico que impulsa la conectividad 5G a medida que aumenta el tráfico de Internet, el tráfico de datos móviles y las necesidades de almacenamiento de datos. Los cuatro sectores de infraestructura digital incluyen torres de telefonía móvil, centros de datos, fibra y células pequeñas y sistemas de antena distribuida. A continuación se presentan algunos aspectos destacados de cómo coexistirán 5G y cada tipo de infraestructura digital.
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Torres de telefonía móvil
Las torres de telefonía móvil sirven como borde de una red inalámbrica y son el primer punto de conexión para los dispositivos del usuario final. De hecho, las torres de telefonía celular siguen siendo la forma más rentable de implementar el espectro inalámbrico.
En un entorno 5G, los equipos desplegados en las torres de telefonía móvil (por ejemplo, antenas y radios) están evolucionando para utilizar las últimas bandas de espectro. Operadores como AT&T, Verizon y T-Mobile están implementando espectro de banda baja y media en sitios de torres de telefonía celular para brindar cobertura para 5G.
Centros de datos
5G impulsará un aumento considerable en la cantidad de datos que se calculan y almacenan. Estos datos finalmente requerirán capacidad de centro de datos. A medida que 5G crea cantidades significativas de datos, los centros de datos proporcionan ubicaciones centrales para utilizar tecnología como la inteligencia artificial, a fin de aprovechar los datos para crear nuevos casos de uso.
fibra
Fibra es el “pegamento” que conecta todo el entorno de infraestructura digital. En concreto, la fibra es un equipo óptico que transforma los datos en luz. La luz viaja a lo largo del hilo de fibra y se reconvierte en el otro extremo del hilo de fibra. A medida que se producen más datos con 5G, se necesita más fibra. Esto se debe a que cada parte de la infraestructura digital utiliza estos “ferrocarriles” de fibra para mover datos.
Células pequeñas y sistemas de antena distribuida
5G está generando la necesidad de un aumento significativo en la densidad de la red, particularmente en entornos urbanos densos. A su vez, esto crea la necesidad de implementar más celdas pequeñas y sistemas de antenas distribuidas para satisfacer la demanda. Por ejemplo, el espectro de banda alta (u onda milimétrica) 5G solo viaja 1000 pies. Esto significa que para cubrir una radio de una milla, se necesitan 5 nodos de celdas pequeñas.
Las torres de telefonía celular no se pueden construir en todos los entornos, especialmente en entornos urbanos densos, porque simplemente son demasiado grandes o no son deseados por los residentes locales. Por tanto, las células pequeñas son la infraestructura digital preferida. Además, el mismo fenómeno ocurre en estadios, centros comerciales y campus universitarios densamente poblados, que son ejemplos de sitios para sistemas de antenas distribuidas.
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