Las nuevas tecnologías el 5G y IoT
Las nuevas tecnologías el 5G y IoT hacen parte del desarrollo de las nuevas tecnologías aplicadas en el diario vivir.
facultad de informática · ciencia de datos
jue. 15 de jul. 2021
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En este artículo, el lector verá las características fundamentales de las nuevas tecnologías como el 5G y IoT; por primera vez en la historia de las telecomunicaciones móviles supone tener una única red, donde todas comunicaciones son datos, hasta la voz. Esto ha hecho de este tipo de redes que sean una alternativa a las comunicaciones por fibra, dadas las altas velocidades a las que fluirán las comunicaciones. Unido al 5G, se desarrollará el paradigma del Internet de las Cosas (IoT— Internet of Things). Está permitiendo sensorizar prácticamente cualquier objeto, animal, infraestructura, etc.

Este que utiliza la red 5G para transmitir el conjunto de datos, generado, a través de estos, sensores hacia un Big Data. Allí se procesarán para extraer conclusiones y tomar decisiones en tiempo real. IoT es un habilitador para todo lo que se ha calificado como ‘Smart’, como por ejemplo:

  • Smart-cities: ciudades inteligentes que están sensorizadas y controlan toda la vida de la ciudad.
  • Smart-rural: sensorizar el entorno rural para crear los granjeros del futuro. Es aquí donde las explotaciones están controladas por diversos robots y un conjunto muy limitado de personas.
  • Smart-industry: sensorización de las cadenas de producción industrial, para dar lugar a la industria conectada 4.0, etc.

Características de la tecnología 5G

Las redes de quinta generación están en las etapas finales de la estandarización. Es posible encontrar despliegues comerciales con un conjunto casi completo de funcionalidades. En comparación con la actual tecnología 4G LTE, la tecnología 5G ofrecerá altas velocidades cercanas a 1 Gbps.

También producirá baja potencia, lo que supondrá un consumo energético mucho menor. Esto permitiendo el despliegue de sensores que no requerirán alimentación y cuya vida útil puede ser de varios años. Adicionalmente, generará baja latencia (1 ms o menos), que permitirá el despliegue de servicios que requieran información en tiempo real. Ejemplos como las comunicaciones de voz o el guiado autónomo de automóviles.

En el entorno inmediato, los análisis de la Comisión Europea prevén que los beneficios estimados de la introducción del 5G en cuatro sectores de producción (automoción, salud, transporte y «servicios públicos») aumentarían progresivamente hasta alcanzar los 62 500 millones de euros de impacto directo anual, dentro de la Unión Europea en 2025, lo que supondría 113 000 millones de euros sumando los impactos indirectos. Las redes 5G facilitarán:

  • Banda ancha móvil de muy alta velocidad y capacidad, con velocidades de movilidad superiores a 100 Mbit/s y picos de 1 Gbit/s.
  • Comunicaciones ultra fiables y de baja latencia, alrededor de 1 milisegundo (ms) en comparación con 20-30 ms para las redes 4G. Esta condición podría hacerlas adecuadas para aplicaciones que tengan requisitos específicos en este ámbito, como el vehículo conectado o autónomo, los servicios de telemedicina, los sistemas de seguridad, y otros, como la fabricación inteligente.
  • Comunicaciones masivas de tipo máquina a máquina (M2M), incluida la Internet de las cosas (IoT). Se aumentará la capacidad de gestionar las conexiones simultáneas, permitiendo, entre otras cosas, el despliegue masivo de sensores.

Los beneficios de la tecnología 5G

Con la llegada de 5G, se habilita, al mismo tiempo, otro conjunto de paradigmas, como la extensión de la computación en nube hacia la computación de borde y la virtualización de infraestructuras de red, que ya no estarán asociadas a un determinado Hw/Sw, sino que se convertirán en un elemento de software funcional que se ejecutará en los servidores de la nube. La UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) ha clasificado los servicios de las futuras redes 5G en tres categorías:

  • Embb: banda ancha móvil mejorada.
  • uRLLC: comunicaciones ultra fiables de baja latencia.
  • mMTC: comunicaciones masivas de tipo máquina.

Las características de estas categorías son las siguientes:

  • eMBB: tiene por objetivo satisfacer las exigencias de un estilo de vida cada vez más digital y se centra en servicios que exigen anchos de banda extremada-mente altos, como el vídeo de alta definición (4K), la realidad virtual (VR) y la realidad aumentada (AR).
  • uRLLC: tiene por objetivo satisfacer las expectativas de la demanda de la indus-tria digital y se centra en servicios sensibles a la latencia y la fiabilidad, como la conducción asistida y automatizada, y la gestión remota, o el control o la coordinación de robots en tiempo real.
  • mMTC: su objetivo es satisfacer las demandas de una sociedad digital más desarrollada y se centra en servicios que incluyen requisitos de alta densidad de conexión, como la ciudad inteligente, la medición inteligente y la agricultura inteligente.

Además de todo lo anterior, la red 5G promoverá, si es necesario, una producción inteligente más eficiente. De acuerdo con la visión de la transformación de la industria 4.0, las fábricas del futuro se basarán en sistemas cibernéticos.

La evolución de la red

Estos sistemas integrarán la informática, las redes y los procesos físicos para mejorar la forma en que operan las empresas manufactureras. Toda la cadena de suministro de las empresas manufactureras estará, en gran medida, interconectada a través de redes inalámbricas capaces de satisfacer los exigentes requisitos de ancho de banda y latencia.

Los datos se compartirán entre diferentes lugares en aspectos clave del negocio, como el diseño, la fabricación y la distribución. Las fábricas estarán pobladas por robots de gran capacidad de fabricación y estarán densamente equipadas con sensores y sistemas automatizados. La fabricación bajo demanda aumentará, y la flexibilidad y la eficiencia mejorarán.

La red 5G también permitirá aumentar simultáneamente el número de usuarios domésticos de banda ancha en el futuro, mediante la solución FWA (Wireless Broadband Access) combinada con el uso de la banda de ondas milimétricas (mmWave), ofreciendo a los usuarios domésticos servicios de banda ancha similares a los que ofrece hoy la fibra óptica y aumentará hasta 38 veces el número de usuarios simultáneos con servicios de vídeo 4K (en comparación con el servicio de una red LTE actual).

Los escenarios considerados por la UIT para 5G responden a diferentes necesidades y, por lo tanto, también tienen diferentes requisitos de rendimiento para la solución tecnológica que los soporta: La extensión de 5G se articulará, en cierta medida, sobre una arquitectura de células pequeñas. El despliegue de pequeñas células exteriores (marquesinas, farolas, etc.) no es un concepto nuevo, pues ya existía en las redes 2G y 3G. Esta solución es apropiada en entornos con alta concentración de tráfico, como medio para aumentar la capacidad de la red.

La propia evolución del tráfico en los próximos años no sugiere una demanda significativa de células pequeñas, excepto en entornos muy localizados, como las grandes ciudades o las zonas turísticas.

Construcción de la señal

Por otra parte, la cobertura que una célula pequeña proporciona en interiores es pequeña debido a la potencia con la que transmiten y a que utilizan bandas altas. Es más eficaz proporcionar una mayor densidad de células en la macro red como primera opción. Además, es necesario seleccionar la ubicación adecuada, porque colocar la pequeña célula en una esquina de una calle u otra puede tener resultados muy diferentes en la captura del tráfico, debido a los efectos de la propagación y los obstáculos.

Entre 2021 y 2025 se espera un crecimiento muy importante del tráfico, que, dependiendo del contexto, podría forzar un aumento en el despliegue de las células pequeñas (4G y 5G). La mayor capilaridad se alcanzaría en interiores (el 80 % del tráfico de la red móvil es en interiores), tanto en entornos públicos o de oficina, como en el hogar.

Este tipo de solución ya se está desplegando en áreas comerciales, oficinas, aeropuertos, etc., como una necesidad de cobertura y capacidad. Del mismo modo, estos entornos serán los más adecuados para un despliegue inicial de la pequeña célula de 5G. En el entorno residencial, hay femtocélulas (pequeñas células con menos potencia) que se convertirán en soluciones 5G en el futuro, extendiendo la tecnología al interior de los hogares.

El especialista en las nuevas tecnologías

Estamos en una nueva revolución industrial, y todos lo hemos notado con cada nueva invención que vemos en un día común. Ha resaltado el hecho de que las necesidades son cambiantes, así que la tecnología también deberá hacerlo. Sin embargo, y a pesar de la automatización, siempre debe existir la mano del hombre, ya que existen diversos procesos que son demasiado complejos para un robot.

Para aplicar sus conocimientos en esta área, el profesional de informática debe capacitarse de manera adecuada. Una de las mejores opciones para complementar su carrera en días modernos es TECH Universidad Tecnológica donde se ofertan más de 7000 programas educativos de alta calidad. En su Facultad de Informática por ejemplo, pueden hallarse especializaciones tales como el Máster en Industria 4.0 y Transformación Digital y el Máster en Ingeniería de Software y Sistemas de Información. Por otra parte el profesional que busque enfocarse en el área de los datos y su aplicación en el mundo real, no cabe duda que su mejor elección será el Máster en Visual Analytics & Big Data.

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