¿Qué opciones de conectividad tienen disponibles los ingenieros?
Cuando se trata de desarrollar dispositivos inalámbricos, los ingenieros tienen a su disposición una amplia gama de diferentes tecnologías de comunicación. Sin embargo, la elección de la tecnología adecuada para su aplicación es una etapa de desarrollo fundamental. Si se toma la decisión equivocada, es posible que se tengan que descartar los diseños y comenzar desde cero.
Las tecnologías inalámbricas tienen tres características principales de las que solo se pueden optimizar dos. Estas características son el ancho de banda (la cantidad de datos que se pueden transmitir por segundo), la energía y el alcance. Una tecnología inalámbrica que puede extenderse considerablemente con un gran ancho de banda sin duda requerirá grandes cantidades de energía, mientras que una solución de bajo consumo y largo alcance no podrá transmitir grandes cantidades de información.
Si el consumo de energía es la mayor preocupación para un diseño, los ingenieros tienen la opción de recurrir a LoRaWAN, Bluetooth o UWB. LoRaWAN tiene la ventaja adicional de que puede operar a grandes distancias (más de 15 km en un buen día); Bluetooth puede funcionar con una amplia gama de dispositivos, incluidos los teléfonos inteligentes; y UWB puede suministrar posicionamiento de precisión entre dispositivos.
Si el ancho de banda es el factor más importante en un diseño, los ingenieros pueden considerar redes Wi-Fi y tecnología celular, ya que ambas están diseñadas teniendo en cuenta el acceso a Internet. Wi-Fi funciona en un rango más bajo que la tecnología celular (hasta 100 metros, suponiendo un día despejado y sin obstáculos entre un punto de acceso y un dispositivo) pero, a cambio, usa menos energía. No obstante, la red celular puede moverse entre diferentes puntos de acceso sin enfrentar extensos tiempos de reconexión, pero el alto ancho de banda y el largo alcance implican un mayor consumo de energía.
Para aquellos que buscan maximizar el alcance, las únicas dos opciones confiables son redes celulares o LoRaWAN, y esta elección se puede simplificar fácilmente decidiendo si el ancho de banda o la energía son lo más importante. Si el consumo de energía es más importante que el ancho de banda, entonces LoRaWAN es la opción lógica, y lo opuesto se aplica a las redes celulares.
¿Qué ofrece el 6G?
6G es una tecnología celular emergente que aún se encuentra en desarrollo activo, y actualmente no hay dispositivos ni demostraciones que muestren la futura red. Además, todavía no se han publicado cifras concretas en torno al 6G por parte de ninguna entidad, ya que aún no se ha decidido el estándar (el 5G aún está en proceso de despliegue en todo el mundo).
Sin embargo, eso no significa que no haya investigaciones acerca del 6G, ni que no podamos hacer conjeturas informadas sobre lo que proporcionará. Además, tanto las empresas de telecomunicaciones como los investigadores ya han hecho declaraciones sobre lo que esperan encontrar en 6G, por lo que al combinar todo esto, obtenemos una idea básica de lo que hará esta tecnología.
La declaración más sorprendente que se ha realizado sobre 6G es que está programada para ser la primera red unificada, lo que significa que no se diseñará solo con la tecnología celular en mente, sino que también se considerarán los dispositivos domésticos, las ciudades inteligentes, la IoT y la IIoT. Esta red unificada no exigiría que las personas tengan sus propios puntos de acceso a Internet y, en cambio, dependerían de antenas celulares que puedan brindar cobertura en todas las habitaciones de todos los hogares a la vista. Al igual que las redes celulares actuales, el punto de acceso al que se conectaría usted sería el mismo que el de su vecino.
En cuanto al espectro de radio que se utilizaría, se habla mucho de frecuencias de terahercios, que situarían las señales 6G entre las microondas y el infrarrojo. Los investigadores ya han podido demostrar chips de terahercios capaces de transferir 1 TB de datos a una distancia de 1 km en un segundo, mientras que otros investigadores han demostrado la transmisión de datos de terahercios a 206 Gbps.
Si 6G puede operar a tal velocidad y dar servicio a los dispositivos en los hogares, es probable que también tenga sólidas capacidades de formación de haces para evitar interferencias entre dispositivos. Además, el uso de 6G como conexión principal a Internet para dispositivos domésticos también requeriría bajas latencias y una alta compatibilidad con los dispositivos.
¿Cómo se compara 6G con 5G?
Debido a que los detalles sobre 6G son extremadamente vagos en el mejor de los casos, comparar la futura red con 5G es algo prematuro. Sin embargo, si analizamos lo que sabemos sobre 6G, y cómo sin duda esta sería una mejora con respecto a 5G, podemos hacer algunas suposiciones al comparar ambas tecnologías.
La mayor diferencia con diferencia entre las dos tecnologías de redes será la mejora de la velocidad gracias al uso de las frecuencias de terahercios. 5G tiene una velocidad máxima de 10 Gbps, y ello es entre 10 y 100 veces la velocidad que ofrece 4G, y esto tiene sentido ya que si multiplicamos este número por 100, obtenemos 1 Tbps. De manera realista, podemos esperar que 6G tenga velocidades de conexión entre 50 Gbps y 200 Gbps. Cualquier cosa más allá de esto puede no ser técnicamente factible, y tenga en cuenta que el usuario promedio de 5G experimentará velocidades de alrededor de 100 Mbps, un valor mucho más bajo que su máximo teórico.
La segunda gran diferencia que se notará es que 6G admitirá muchos más dispositivos de los que 5G puede soportar. De hecho, es probable que el mayor ancho de banda de 6G no se traduzca en un aumento de velocidad con respecto a 5G, sino que se admitan muchos miles de conexiones simultáneas. Por ejemplo, si las torres 6G están diseñadas para 1 Tbps, esto podría admitir potencialmente más de 10 000 dispositivos al mismo tiempo, todos con una velocidad de descarga de 100 Mbps (esto es más que suficiente para la mayoría de las aplicaciones).
Este aumento en el ancho de banda también se traducirá en latencias de conexión más bajas, lo que será esencial para las futuras aplicaciones que incluyan el protocolo de comunicación vehículo a todo (V2X). La latencia reducida implicará que los dispositivos en la red se comuniquen entre sí con un retraso mínimo, y esto permitiría que los dispositivos electrónicos portátiles informen su posición a los vehículos cercanos. Un sistema de este tipo permitiría que los sistemas de control de automóviles inteligentes se detuvieran automáticamente cuando se detecte un peatón, más allá de las condiciones de la carretera o los sensores a bordo.
¿6G hará que todas las demás tecnologías de red sean redundantes?
La respuesta corta a esta pregunta es no, y esto se debe a que una red futura de este tipo quizás tendrá altos requisitos de energía. Por supuesto, es más que posible que los operadores de red configuren de manera simultánea una red celular secundaria con un fuerte enfoque en la reducción de energía (como una versión IoT de 6G), pero incluso entonces, habrá muchas aplicaciones que funcionarían mejor con otras tecnologías como Bluetooth o UWB.
Además, las tecnologías como LoRaWAN ofrecen rangos extremadamente extensos mientras usan cantidades mínimas de energía, y esto es muy ventajoso en aplicaciones de IoT remotas (como granjas y bosques). Ninguna cantidad de torres 6G podría competir con una señal de 433 MHz que puede recorrer varias millas y solo necesita transportar unos cuantos bytes de información.
Bluetooth seguiría siendo importante para los dispositivos que pretenden conectarse a unos pocos metros, siendo un ejemplo común los auriculares inalámbricos. La naturaleza de baja energía y el pequeño alcance de Bluetooth significa que no interfiere con las redes más grandes (como Wi-Fi y celular), y el uso de Bluetooth ayudaría a mantener bajo el uso general de otras redes.
Finalmente, el uso de Wi-Fi para crear redes privadas les permite a los usuarios controlar su tráfico local, ver quién tiene acceso a su conexión a Internet y crear servicios internos a los que solo deseen acceder dentro de la red (como un servidor de nube local o un NAS).
¿Los ingenieros deberían preocuparse por 5G?
Uno puede preguntarse si 6G se convierte en la red unificada del futuro, ¿vale la pena preocuparse por 5G en proyectos de IoT y ciudades inteligentes? La respuesta a esta pregunta es un rotundo sí.
Primero, no se espera que 6G se haga realidad hasta 2030 como muy pronto. Algunas compañías tienen fechas de lanzamiento para 2028, pero es probable que 5G siga operativo durante mucho tiempo gracias a sus numerosas mejoras con respecto a 4G. Como tal, esperar para desarrollar proyectos de IoT con 6G en mente implicará tiempos de espera extremadamente largos, los cuales podrían aprovecharse para diseñar hardware y demostrar que las redes celulares se pueden usar para dichas aplicaciones.
En segundo lugar, al utilizar redes 5G, se alentará a los operadores celulares a continuar invirtiendo en el campo mientras realizan adiciones a la futura especificación 6G que respaldará a los ingenieros. Si los operadores de red ven que solo los dispositivos celulares están usando sus redes, es posible que 6G solo se dirija a los fabricantes de dispositivos móviles en lugar de a los mercados emergentes como IoT e IIoT, todos los cuales podrían beneficiarse enormemente a partir de 6G.
6G tiene un potencial real para convertirse en la primera red que no esté dirigida a un tipo específico de dispositivo, y la alta velocidad y la gran cantidad de dispositivos que admite podrían marcar el comienzo de una nueva era para las redes a gran escala. Pero a menos que los ingenieros desarrollen proyectos de 5G para demostrar cómo se pueden usar las redes celulares en IoT, es posible que los operadores celulares no desarrollen 6G con IoT en mente.