Actualmente, en casi todos los continentes se están implementando redes móviles de quinta generación (5G) más rápidas que ofrecen velocidades de descarga de hasta 1 Gbps. Sin embargo, el ritmo y la escala del progreso varían considerablemente de un país a otro, mientras que los diferentes operadores de redes móviles (MNO) dependen de diferentes estándares y asignaciones de frecuencias inalámbricas.
Las cifras publicadas por Viavi, especialista en pruebas, monitoreo y aseguramiento de redes, estimaron que a enero de 2020 se habían implementado redes comerciales 5G en 378 ciudades de 34 países. En otra parte, la Asociación GSM (GSMA) estima que las redes 5G se expandirán rápidamente durante los próximos cinco años para representar hasta 1.200 millones de conexiones para 2025, cubriendo hasta un tercio de la población mundial.
Diferentes estándares 5G
En lugar de estar definido por un único enfoque común, el 5G abarca un amplio conjunto de diferentes tecnologías y estándares incluidos en el marco ITU-R M.2083 establecido por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) y el proyecto de asociación de tercera generación (3GPP). El 3GPP ha identificado tres capacidades centrales de las que ninguna red 5G puede prescindir: eMBB (banda ancha móvil mejorada), comunicaciones de baja latencia ultra confiables (URLLC) y comunicaciones de tipo máquina masiva (mMTC).
Al igual que con sus predecesores 3G / 4G, 5G no se activará del día a la noche. Más bien llegará en una serie de oleadas que probablemente ganarán velocidad y capacidad de descarga a medida que se aceleren los casos de uso, la penetración y la cobertura. Lo que obtenga en términos de ancho de banda, latencia y disponibilidad dependerá de la parte del espectro de frecuencia que utilicen las redes 5G: banda baja, banda media o banda alta.
Las redes 5G de banda baja utilizan las frecuencias 600/800 / 900MHz que permiten una cobertura geográfica más amplia porque son menos susceptibles a la interferencia de objetos estáticos como paredes y techos o condiciones atmosféricas. Una sola torre puede cubrir cientos de kilómetros cuadrados y las redes de banda baja pueden ofrecer velocidades de conexión de entre 30 Mbps y 250 Mbps, según pruebas recientes, dependiendo de la proximidad del usuario a la estación base.
La mayoría de los operadores planean utilizar espectro de banda baja como una forma de conectar un gran número de suscriptores de 5G en áreas menos densamente pobladas con la cantidad mínima de ancho de banda móvil (en algunos casos, no mucho más que las ofertas de 4G ahora), mientras que las velocidades más rápidas serán proporcionadas por otras frecuencias en ciudades y conurbaciones urbanas.
Por ejemplo, la nueva radio (NR) Sub-6 de banda media o 5G podría ofrecer velocidades de descarga promedio entre 200 Mbps y 900 Mbps utilizando frecuencias por debajo de 6 GHz, más comúnmente 2.5 GHz, 3.5 GHz y 3.7-4.2 GHz. Los gobiernos de todo el mundo también están discutiendo otras bandas de ondas dentro del espectro Sub-6 que actualmente tienen usos que desaparecerán eventualmente, como la transmisión de televisión analógica.
Las redes 5G de banda alta u onda milimétrica (mmWave) requieren una gran cantidad de nodos pequeños de rango bajo para brindar una cobertura densa que pueda soportar grandes volúmenes de dispositivos conectados simultáneamente en distancias más cortas, ideal para ciudades, centros de transporte y otros sitios congestionados. Las frecuencias de banda alta operan en las bandas de onda de 24GHz-40GHz y se espera que en algún momento ofrezcan velocidades de descarga promedio de 1-3Gbps, aunque fabricantes como Samsung han demostrado con éxito conexiones de banda alta 5G de hasta 7.5Gbps.
Tanto la infraestructura 5G de banda media como la alta se definen como el 5G New Radio (NR) por el 3GPP, lo que significa que pueden operar como una infraestructura no autónoma (NSA) que además utiliza las redes 4G existentes para transportar señales a través del uso compartido dinámico del espectro (DSS) para aumentar cobertura en las primeras etapas de la evolución de 5G.
Se espera que esas redes eventualmente se gradúen en una infraestructura 5G independiente (SA) que opera independientemente de otras tecnologías celulares y se basa exclusivamente en la arquitectura del núcleo de paquetes 5G que utiliza celdas 5G tanto para la señalización como para la transferencia de datos. Algunos operadores (AT&T, por ejemplo, con su infraestructura 5GE) también están implementando una tecnología 5G provisional que utiliza tecnología de transmisión 4G mejorada con soporte MIMO y backhaul de fibra óptica.
Corea del Sur y China muy por delante
Los países que han fomentado implementaciones más rápidas de 5G invariablemente han sido apoyados por iniciativas gubernamentales que intentan acelerar las respectivas economías móviles.
Corea del Sur abrió el camino con 85 ciudades conectadas con 5G. El progreso se vio impulsado significativamente por la inversión gubernamental de hasta 26 mil millones de dólares diseñada para ofrecer un entorno 5G completo para 2022. El Ministerio de Ciencia y TIC del país recaudó 3.300 millones de dólares de las subastas de espectro en el verano de 2018, con operadores como LG Uplus (una subsidiaria del gigante de la electrónica LG), Korea Telecom y SK Telecom compró seis asignaciones de frecuencia diferentes dentro de las bandas de onda media de 3.4-3.7GHz y mmWave 26-29GHz entre ellas.
Las pruebas realizadas en agosto de este año calcularon que las velocidades de descarga promedio de 5G excedieron los 650Mbps en Seúl y otras seis ciudades importantes del condado, alrededor de cuatro veces más rápido que pruebas similares realizadas en redes 4G un año antes. Por el momento, la infraestructura 5G usa redes NSA que usan el espectro de 3.5GHz, con versiones de mmWave planeadas para más adelante en 2020.
Con China Mobile, China Telecom y China Unicom lanzando servicios 5G en noviembre de 2019, los informes del gobierno chino sugieren que el país ampliará la cobertura mediante la construcción de más de 10.000 estaciones base 5G por semana en 2020, con más de 600.000 previstas para fin de año. Esa infraestructura cubrirá casi todas las 300 ciudades principales de China, ofreciendo velocidades de descarga de hasta 1 Gbps utilizando las porciones de banda baja y media del espectro de frecuencias.
Los informes sugieren que los usuarios 5G de China ya habían superado los 88 millones a fines de julio de 2020, momento en el que representaban el 80 por ciento de los usuarios globales. El apoyo y las finanzas estatales, junto con el dominio del proveedor de equipos de telecomunicaciones Huawei, han ayudado a impulsar esa rápida expansión, al igual que una recuperación más rápida de la interrupción causada por la pandemia de coronavirus este año.
Estados Unidos continúa con los despliegues a buen ritmo
Los tres principales MNO en los EE. UU. (AT&T, Verizon y T-Mobile después de la adquisición de Sprint por este último) han lanzado redes 5G y continuarán expandiendo la cobertura en 2020/2021.
El UWB 5G de Verizon está oficialmente disponible en 36 ciudades de EE.UU. hasta el momento, aunque su uso de la banda de ondas de frecuencia de 28 GHz significa que, si bien el ancho de banda es alto, hasta alrededor de 1,4 Gbps, la cobertura sigue siendo irregular por el momento. También se espera que la empresa de telecomunicaciones implemente una red 5G New Radio (NR) Sub-6 suplementaria que, además, utilice el uso compartido de DSS para utilizar la infraestructura 4G existente para descargar el tráfico 5G cuando sea necesario.
T-Mobile construyó por primera vez una red mmWave en 2019 antes de agregar más infraestructura que utiliza el espectro de banda baja de 600MHz. El espectro de banda media de 2.5GHz adquirido a través de su fusión de $ 26 mil millones con Sprint en abril de 2020 cubre más de 200 ciudades y le da a T-Mobile una ventaja considerable en la medida en que cubre todas las bases del espectro: mmWave en ciudades y ubicaciones urbanas densamente pobladas , banda media en áreas metropolitanas y banda baja a nivel nacional.
Sin embargo, las pruebas de la red Sub-6 de 600MHz revelaron pocas ventajas incrementales en términos de velocidades de descarga sobre 4G LTE, lo que dejó a T-Mobile trabajando arduamente para actualizar más de sus mástiles de transmisión a 5G independiente para cubrir una mayor parte de la población de EE. UU.
AT&T también se ha apresurado a implementar 5G utilizando infraestructura de red de banda baja de 850MHz y mmWave, además de utilizar DSS para compartir partes del espectro que anteriormente utilizaba 4G LTE para maximizar la cobertura. El servicio mmWave 5G Plus de la empresa de telecomunicaciones ofrece velocidades de descarga promedio de alrededor de 1.5Gbps (las pruebas recientes indican que 1Gbps es más probable) y en algún momento cubrirá a más de 200 millones de personas en 395 ubicaciones en todo el país, pero por el momento solo está disponible en 35 ciudades en 17 estados. En contraste, el servicio de banda baja ya llega a 200 millones de estadounidenses, informó la compañía.
El progreso europeo se ve afectado por retrasos
Europa corre el riesgo de quedarse atrás de otros países cuando se trata de implementaciones de 5G, y las demoras en las implementaciones se deben a una combinación de escasez de personal, restricciones de bloqueo por coronavirus y restricciones presupuestarias. Un informe reciente de PwC sugiere que la pandemia de Covid-19 podría retrasar el lanzamiento del 5G en Europa entre 12 y 18 meses, y la inversión en telecomunicaciones caería entre 6 y 9 mil millones de euros entre 2020 y 2022.
Algunos gobiernos europeos pospusieron las subastas del espectro de frecuencias inalámbricas que utiliza 5G para transmitir datos, por ejemplo. España ha suspendido indefinidamente su próxima subasta de frecuencias de 700MHz 5G, mientras que la República Checa pospuso su subasta de frecuencias de 700MHz y bandas de ondas de 3.5GHz. Telekom-Control-Kommission de Austria y ARCEP de Francia también pospusieron sus segundas subastas de espectro 5G, al igual que lo hizo el regulador de telecomunicaciones en Polonia.
En Suiza, las protestas y la oposición política han llevado a los MNO locales a detener el despliegue de antenas y mástiles hasta que se obtengan más datos sobre los riesgos para la salud asociados, y algunos grupos incluso temen que la infraestructura 5G pueda ayudar a propagar el coronavirus.
En consecuencia, más de la mitad de los 27 estados miembros de la Unión Europea aún no han lanzado servicios comerciales 5G según el informe publicado por el grupo de presión European Round Table for Industry en septiembre de 2020. Los servicios comerciales en vivo ahora están disponibles en ciertos países, liderados por Alemania. España, Italia y el Reino Unido, principalmente utilizan la frecuencia de banda media de 3,4 GHz a 3,6 GHz y, a menudo, utilizan acuerdos de uso compartido de red para aumentar la cobertura. Las estimaciones del Observatorio Europeo 5G sugieren que a finales de junio de 2020 había 248 ciudades habilitadas para 5G en la UE y el Reino Unido, aunque muchas ofrecen redes privadas 5G y sitios de prueba en lugar de servicios comerciales 5G.
Japón, Singapur y Australia lideran APAC
Los cuatro MNO de Japón (NTT DoCoMo, KDDI, SoftBank y el nuevo participante en el mercado Rakuten) habían lanzado servicios 5G en julio de 2020 después de que el gobierno asignara el espectro inalámbrico del país en las bandas media y alta (3.7GHz, 4.5GHz y 28GHz). ) de forma gratuita en abril de 2019 a cambio de promesas de inversión mínima que oscilaron entre $ 1.7 mil millones para Rakuten y $ 7 mil millones para NTT DoCoMo.
Los despliegues inicialmente planeados para coincidir con los Juegos Olímpicos de Tokio 2020 se retrasaron por las restricciones pandémicas, pero desde entonces han aumentado. KDDI, que cubría 15 de las 47 prefecturas de Japón en su lanzamiento en marzo, forjó un acuerdo de red compartida con SoftBank para aumentar la cobertura rural en el país, mientras que SoftBank apunta a instalar más de 10.000 estaciones base 5G para fines de marzo de 2023 y cubrir el 90 por ciento de la población a finales de 2021.
Singapur permanece en la fase de prueba, en parte debido a la disponibilidad restringida del espectro de frecuencia de banda media de 3,5 GHz, aunque los MNO han anunciado planes para cubrir toda la isla con conectividad 5G para 2025 utilizando partes de la banda de ondas milimétricas de banda baja. En Australia, Telstra y Optus están configurados para implementar servicios inicialmente utilizando las frecuencias Sub-6 de banda media, avanzando a la conectividad mmWave a finales de 2021 / principios de 2022.
MENA muy avanzado
A principios de 2020, diez operadores en la región de Medio Oriente y África del Norte (MENA) ya implementaron servicios comerciales 5G, y otros 12 países lo seguirán para 2025 según la GSMA.
Sin embargo, la mayor parte de la actividad se limita a los estados más ricos del Consejo de Cooperación del Golfo (CCG) e Israel. La red 5G de Zain ya cubre el 95 por ciento de las áreas urbanas de Kuwait, por ejemplo, con la compañía de telecomunicaciones comenzando su despliegue en Bahrein este año. A fines de 2019, Zain había encendido 2.600 torres 5G en 26 ciudades de Arabia Saudita, confiando en Nokia para proporcionar equipos MIMO que transmiten en bandas de onda de banda media de 2.6GHz y 3.5GHz.
El operador también utilizará la tecnología de microondas de banda E en ciertas áreas del país para entregar enlaces de retorno de capacidad ultra alta dentro del rango de espectro de 60-90GHz capaces de transmitir datos a velocidades de hasta 4Gbps o 10Gbps dependiendo de la especificación a distancias. de hasta 10km. En la solución de red de acceso por radio basada en la nube (C-RAN) de Huawei, los RTN 380 / 380H están diseñados para hacer backhaul del tráfico entre estaciones base 5G en áreas donde la implementación de infraestructura de fibra óptica cableada es problemática o prohibitivamente costosa.
El operador rival Saudi Telecom Company (STC) lanzó su servicio 5G en junio de 2019 utilizando también una parte de la banda de 3,5 GHz. Oreedoo ha lanzado servicios comerciales en Qatar antes del torneo planeado de la Copa Mundial de la FIFA en 2022, después de haber realizado pruebas con éxito utilizando la tecnología Ericsson NR RAN que vio velocidades de transmisión de hasta 4.2Gbps en el espectro de banda media de 200MHz.
Más recientemente, Etisalat implementó una infraestructura 5G de acceso inalámbrico fijo (FWA) para clientes de banda ancha residencial en los Emiratos Árabes Unidos (EAU), habiendo implementado anteriormente una red móvil independiente que opera en la banda de ondas de 3.5GHz en 2018. La GSMA estima que la adopción de 5G alcanzará 16 por ciento en los Estados Árabes del CCG para 2025 con 15 países atendidos por redes 5G, ligeramente por encima del promedio mundial.
El ritmo de implementación es significativamente más lento en Latinoamérica, aunque Claro está trabajando con Ericsson y Qualcomm en Brasil y Antel se está asociando con Nokia en Uruguay para realizar pruebas adecuadas de la tecnología. Y se han lanzado servicios piloto 5G en África (en particular, Vodafone en Lesotho utilizando la frecuencia de banda media), es probable que la falta de espectro disponible y la escasa penetración móvil existente retrasen la adopción significativa durante algunos años.
El futuro de las telecomunicaciones
Pocos MNO, si es que hay alguno, pueden permitirse retrasar sus lanzamientos de 5G por mucho tiempo, posiblemente más debido a que el coronavirus ejerce presión sobre las redes 3G / 4G existentes a medida que aumenta el uso de aplicaciones de transmisión, juegos y conferencias, junto con aplicaciones de productividad personal que soportan muchas horas trabajando desde casa.
En marzo de 2020, Vodafone informó de un aumento del 50 por ciento en el uso de Internet en sus redes en algunos países europeos, y Verizon notó un aumento del 75 por ciento en el tráfico de juegos y el 30 por ciento aparece en el uso de redes privadas virtuales (VPN).
Si bien las redes 4G pueden manejar esa tensión adicional a corto plazo, se espera que un mayor número de teléfonos inteligentes, tabletas, relojes inteligentes y otros dispositivos móviles y de Internet de las cosas conectados a Internet eventualmente superen la capacidad 4G, particularmente si los usuarios finales empiezan a querer video 4K de alta definición, aplicaciones de realidad virtual (VR) aumentada (AR) y juegos de alta velocidad.
Más importante aún, las empresas de telecomunicaciones necesitan 5G para ayudarles a ganar clientes en un mercado competitivo, aumentar sus ingresos promedio por usuario (ARPU) y lanzar nuevos servicios innovadores que generen una facturación suficiente para compensar la disminución de los ingresos de los servicios tradicionales de voz y mensajería.