El mundo de las comunicaciones celulares continúa progresando a pasos de gigante. La llegada de 5G ha supuesto un antes y un después desde las primeras generaciones de redes móviles. Aunque su despliegue está siendo más rápido de lo esperado, todavía quedan muchos obstáculos en el horizonte para que la versión independiente o autónoma cobre vida en su máxima expresión y genere auténticos modelos de negocio y oportunidades en la industria de las telecomunicaciones.
Pero mientras se vela por salvar estos desafíos, el sector lleva unos cuantos años mirando más allá para desarrollar la sexta generación o 6G. Aunque países como Corea del Sur y China lideran las investigaciones, Europa tiene en marcha diferentes líneas de trabajo. Veamos qué trae de nuevo esta tecnología.
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Qué es la 6G
6G es la sexta generación de redes móviles. Como pasa con cada generación, van mejorando las conexiones brindando una mayor velocidad y una menor latencia. Así, podría decirse que su objetivo más ambicioso es conseguir una nueva forma de enviar la información de forma inalámbrica que multiplique por diez la velocidad de transmisión de datos y cuya latencia casi roce el tiempo real quedándose en el 0,1 milisegundo.
6G será el caldo de cultivo para el desarrollo de la holografía
A grandes rasgos, el gran avance que ofrece este salto será la configuración de un mundo aún más conectado con distintas realidades (virtual, aumentada y mixta), que interrelacionarán en cualquier pantalla, incluso aunque esté conectada a una red móvil. 6G será el caldo de cultivo para el desarrollo de la holografía.
Igualmente, con esta generación se pretende determinar los estándares necesarios para que las comunicaciones entre los diferentes dispositivos sean eficientes, eficaces, efectivas y seguras.
¿Cuándo llegará la 6G?
El nacimiento de una tecnología no se produce de la noche a la mañana. Conlleva un proceso que se alimenta de desarrollos anteriores e innovaciones presentes. Así, se empieza a trabajar en una nueva generación de redes móviles unos cuantos años antes de que esté disponible comercialmente.
En el caso de la 6G, la industria de las telecomunicaciones ya está investigando y probando nuevos parámetros y componentes de este estándar. De hecho, cada vez hay más anuncios de demos y acuerdos entre diferentes asociaciones como el reciente anuncio de la 6G-IA y su homóloga estadounidense ATIS’ Next G Alliance (un pacto de colaboración conjunta entre Europa y Estados Unidos), o el MOU que la asociación europea firmó con el Grupo de Promoción de IMT-2030, plataforma insignia en China para la investigación de estas infraestructuras.
Estos son algunos ejemplos, pero continuamente vemos nuevas alianzas entre instituciones académicas e investigadores. La ETSI, el Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones, ya tiene en marcha grupos de trabajo multidisciplinares que trabajan para hacer realidad la 6G. O la ITU que ya ha establecido un plan para la configuración de normas y tecnologías de interfaz radioeléctrica para estas redes. También los diferentes proveedores proclaman lanzamientos de productos y adelantan sus planes de puesta en el mercado de soluciones aptas para la nueva generación.
No admite réplica, la inversión e innovación son imprescindibles para avanzar en la configuración de nuevas tecnologías como la 6G. Europa ha puesto mucho empeño en esta tarea con proyectos como Hexa-X centrado en desarrollar la próxima generación de redes de comunicación móvil más allá de 6G. Y en España están los programas ÚNICO I+D 6G o proyectos como ENABLE-6G.
Pese a estos esfuerzos, Asia lleva la delantera con países como Corea del Sur y China -que acaba de anunciar la puesta en órbita de un satélite para experimentar con esta tecnología-, que empezaron a trabajar e investigar en esta red móvil mucho antes que otros. Es por ello que prevén que esta tecnología esté disponible en 2026, es decir, cuatro años antes de lo pronosticado por la industria: 2030. Esto deja claro que el despliegue se está realizando a dos velocidades. No obstante, el viejo continente ha avanzado mucho en la estandarización del espectro, algo esencial para los fabricantes. También en definir cómo podemos utilizar esta conectividad (diseño de aplicaciones) y en la regulación de estas redes. Pero para llegar a 6G habrá que pasar primero por un estadio intermedio de 5G avanzado que algunos denominan 5+ o 5.5.
Sea como fuere, a día de hoy no existe un estándar definido para 6G y se desconoce el espectro que usará para la transmisión de datos, por lo que todavía queda para que veamos su despliegue real (aunque ensayos de red habrá mucho antes, por supuesto). Además de los inconvenientes técnicos, la implementación completa de 6G y sus tecnologías asociadas puede llevar más tiempo de lo esperado si añadimos a la ecuación desafíos regulatorios.
Diferencias entre 6G y 5G
5G ha sido una auténtica revolución en el entorno de redes móviles. Su progreso está alcanzando cotas nunca vistas en anteriores generaciones. Pero si ya esta tecnología ha marcado un antes y un después, la 6G viene a optimizar todos los parámetros como ancho de banda, velocidad y latencia.
Velocidad de transmisión
Con 5G se ha alcanzado una tasa de datos de hasta 20 Gbps, una cifra muy inferior a lo que asegura la sexta generación que multiplicará por 10 este número hasta llegar al Terabit por segundo (1000 Gb/s).
Latencia inexistente
Tan sólo un dato para poner de relevancia el verdadero potencial de la 6G. Frente a su predecesora que concede una latencia de 1 milisegundo, la nueva tecnología móvil la reducirá hasta 0,1 milisegundo. Prácticamente tiempo real.
Hacia los terahercios
Con la transición de una generación a otra pasaremos de una transmisión de datos de gigaherzios a teraherzios. 6G triplicará la eficiencia del espectro respecto al IMT-2020 y soportará una capacidad de tráfico por área en una horquilla de 30 Mbit/s/metro cuadrad a 50 Mbit/s/metro cuadrado.
La carencia de mecanismos prácticos para generar, modular, transmitir y recibir señales a este tipo de frecuencias, limitaron, hasta ahora, su adopción, pero el desarrollo de nuevas tecnologías y los avances en estudios sobre terahercios permiten pensar en que las comunicaciones de la nueva red se puedan dar en esta banda.
Conectividad global real
Con la red 6G se espera que se logre una conectividad global real, donde los dispositivos puedan conectarse y comunicarse sin problemas desde cualquier parte del mundo, sea desde grandes centros urbanos o zonas más rurales. Y es que, 6G no sólo proporcionará cobertura en tierra, sino que está llamado a ofrecer también una cobertura móvil 3D global y ubicua, integrando plataformas de gran altitud y constelaciones de satélites LEO.
De esta manera, ofrecerá una cobertura verdaderamente global tanto en tierra, mar como en altitud. No obstante, esta afirmación es bastante pretenciosa y habrá que ver si se logra.
Consumo energético
Mientras que la quinta generación brinda una nada desdeñable reducción del 90% en el consumo de energía de red, 6G presume de ser más eficiente en términos energéticos. Aunque aún no está claro cuánto más eficiente será el 6G en materia de energía, en comparación con el 5G se prevé una mejora de entre el 50% y el 100% respecto a la actual generación de tecnología móvil. Esto será posible, en parte, gracias a un menor consumo de energía que requerirán los dispositivos en general, así como a un eventual apagado de la red en el caso de que haya menos usuarios conectados, además de la posibilidad de admitir la conexión simultánea de más dispositivos.
Paralelamente, 5G asegura hasta 10 años de duración de la batería en los dispositivos IoT de baja potencia. Por su parte, uno de los enfoques de 6G será la optimización del consumo de energía para alargar la duración de las cargas de los dispositivos y tener así un impacto ambiental menos lesivo.
Aplicaciones y casos de uso innovadores
El verdadero punto fuerte de 5G es su potencial transformador que hará posible el vehículo autónomo, aplicaciones de juegos más realistas y streaming avanzado, entre otros casos de uso como cirugías remotas o Industria 4.0. Con 6G se dará un paso más en las aplicaciones en la nube, incluso facilitando la comunicación neuronal, la computación cuántica, la interacción humano-máquina, la Inteligencia Artificial y la realidad aumentada y extendida.
Se estima que esta generación será un punto de inflexión de las redes de comunicaciones, porque además de transmitir datos, también se podrán transmitir y desplegar rápidamente un amplio conjunto de modelos de Inteligencia Artificial que revolucionarán la manera en que esta tecnología aprende, interactúa y se aplica.
Ventajas de la 6G
La sexta generación de redes móviles traerá consigo interesantes ventajas que se materializarán en diferentes sectores de la industria y la economía, como la medicina y la automoción. De hecho, se considera que hay ciertas áreas de actividad que serán potenciadas especialmente como son la realidad extendida y las comunicaciones holográficas; la inteligencia artificial, automatizada e interconectada; y la eficiencia energética, que se situará en niveles de consumo ultra bajos.
6G promete transmisiones prácticamente en tiempo real gracias a una latencia de 0,1 milisegundos
En concreto, se trabaja para que esta tecnología sea capaz de alcanzar velocidades cinco veces superiores al máximo teórico de 5G. Hablamos de la posibilidad de descargas y subidas de datos que se multiplicarán llegando a picos de hasta 1.000 Gbps. Una cualidad idónea para soportar nuevos formatos multimedia e intercambiar datos sin retrasos apreciables en la recepción.
Todo ello gracias a que conseguirá reducir la latencia a la décima parte, es decir, a 0,1 milisegundos. Eso generará transmisiones prácticamente en tiempo real.
Mundo hiperconectado con distintas realidades (virtual, aumentada y mixta)
Todas estas realidades convergirán en una reproducción apta para cualquier pantalla, incluso aunque esté conectada a una red móvil.
Además, gracias a las velocidades de descarga, la visualización de contenido 8k será rutinario y la experiencia de la realidad aumentada será más accesible. Y si a ello le sumamos las latencias inexistentes, los avances médicos en cirugía remota y el control preciso de maquinaría evolucionarán de forma relevante.
Contenidos holográficos
Quizás sea el punto más llamativo de esta tecnología. Con 6G podrán transmitirse contenidos en tiempo real, con alta definición y sin latencia. Por ello se espera que las capacidades de holografía mejoren drásticamente, permitiendo experiencias más inmersivas y realistas en aplicaciones como videoconferencias y entretenimiento.
Como hemos mencionado antes, 6G abonará el terreno para el desarrollo de la holografía que tanto hemos visto en las películas.
Rendimiento de las redes multiplicado
La 6G traerá consigo un rendimiento mayor de las redes en todos los aspectos: velocidades, latencia, dispositivos conectados, ancho de banda, eficiencia energética…, aunque la arquitectura de dispositivo aún está por resolver.
Asimismo, este tipo de conexiones móviles podrían combinar comunicaciones terrestres y satelitales para ofrecer cobertura global y una conectividad más confiable en áreas remotas o rurales.
En otras palabras, proporcionará una conectividad global con comunicaciones de calidad en virtud de sus cualidades intrínsecas de su desarrollo.
Impulso a la Internet de las cosas
La capacidad de conectar millones de dispositivos por kilómetro cuadrado que hace posible 6G impulsará el crecimiento de la Internet de las cosas, facilitando el surgimiento de hogares inteligentes, vehículos autónomos, agricultura de precisión y gestión de smart cities gracias a sistemas de monitoreo en tiempo real.
La conectividad simultánea multidispositivo que proporcionará la sexta generación se centrará en mejorar aún más la comunicación entre objetos y sistemas, lo que permitirá aplicaciones más sofisticadas en la IoT y la automatización industrial, haciendo posible una comunicación máquina a máquina (M2M) más avanzada.
Con 6G los objetos pasarán de ser una serie de dispositivos conectados a convertirse en dispositivos convergentes, que funcionen como parte de redes inteligentes. En este sentido y sumado a la llegada de la nueva red, pronto se empezará a hablar del ‘E2E’ (Everything to Everything), como la tecnología que conectará todo con todo, facilitando así la comunicación entre el mundo virtual y el real.
IA mucho más inteligente
Un informe de Oppo destaca que la 6G cambiará la forma en que las personas interactúan con la Inteligencia Artificial, haciendo que la IA se convierta de manera real en una tecnología totalmente enfocada al servicio público, para uso y beneficio de todos. Con el poder de 6G, los dispositivos inteligentes serán actores fundamentales de la IA, descargando e implementando algoritmos de IA de distinto nivel de aplicación para la creación de experiencias más inmersivas para el usuario mientras que, al mismo tiempo, recogen continuamente datos para poder alimentar modelos de IA más avanzados. El documento señala que 6G revolucionará la forma en que la Inteligencia Artificial aprende, interactúa y es aplicada, resolviendo muchos problemas tradicionales que se enfrentan en el desarrollo de esta innovación, como la ubicación y depósito de los datos y la privacidad del usuario.
Desventajas de la 6G
La 6G trae consigo grandes ventajas, pero también plantea algunos inconvenientes entre los que destacan:
Seguridad y privacidad
Aunque se considera que la seguridad en esta generación será uno de sus puntos fuertes, lo cierto es que si tenemos en cuenta que con ella se podrán realizar un mayor número de conexiones globales -con un volumen de datos transmitidos y recopilados mayores-, la superficie de ataque aumentará, al igual que la preocupación por la protección de los datos y la privacidad de los mismos.
Infraestructura
El despliegue de 6G requerirá una infraestructura de red más densa, con la instalación de antenas y estaciones base en todo el territorio. Esto podría generar inquietudes acerca del consumo energético, impacto ambiental, la salud humana y la estética urbana. Además, se tendrán que salvar ciertos escollos técnicos para que este avance alcance su máximo potencial.
Costes
Evidentemente el coste siempre figura en las desventajas. La migración de una red existente a una nueva red 6G implicaría una actualización significativa de la infraestructura tecnológica y conllevaría costes asociados. Por no hablar de las investigaciones, pruebas y ensayos que habrá que realizar paulatina y previamente al despliegue masivo y comercial de esta tecnología.
Regulación
Poner en funcionamiento una red 6G también requeriría una planificación cuidadosa y coordinación entre los operadores de red, los reguladores y las autoridades locales. Esto incluiría aspectos como la asignación de espectro radioeléctrico adecuado, la gestión de permisos y licencias, y la resolución de desafíos logísticos y normativos. Teniendo en cuenta que el estándar aún no está definido al cien por cien, queda mucho camino por andar en este terreno.
Impacto en los ecosistemas
Como toda nueva tecnología tendrá impactos a los ecosistemas actuales que son impredecibles hasta que su implementación comercial empiece a rodar. Con el tiempo se irán viendo.
Recursos y tecnologías de la futura red 6G
La 6G llevará la “experiencia hiperconectada” a todos los rincones de la vida. Pero, para hacer realidad esta ambiciosa misión esta generación necesita una mayor cobertura y un espectro con un ancho de banda contiguo de banda ultraancha que pasa de cientos de MHz a decenas de GHz para permitir nuevos servicios, como hologramas móviles de alta fidelidad y realidad extendida (XR) verdaderamente inmersiva que se caracterizan por comunicaciones de ultra alta velocidad y gran cantidad de datos.
Recursos de espectro
En respuesta a estos requisitos, la industria propone considerar todas las bandas disponibles para 6G, desde la banda baja por debajo de 1 GHz, hasta la banda media en el rango de 1-24 GHz y la banda alta en el rango de 24-300 GHz. Pero, no será suficiente. También será importante asegurar nuevas franjas para implementaciones comerciales puesto que las redes 5G seguirán operativas cuando comience la implementación de la sexta generación. Ante esta disyuntiva, la banda media dentro del rango de 7-24 GHz se perfila como una candidata que puede admitir una velocidad de datos más rápida y una cobertura razonable. Asimismo, se está considerando la banda de subterahercios (sub-THz) en el rango de 92 a 300 GHz para admitir la velocidad de datos de ultra alta velocidad.
El uso de frecuencias en la región de los terahercios (THz) permitirá un ancho de banda extremadamente amplio y capacidades de transmisión excepcionales
Paralelamente, otra petición en boga es la reorganización de las bandas existentes utilizadas para redes 3G, 4G y 5G para operar 6G como otra forma de obtener todo el espectro necesario para esta nueva tecnología.
Sin olvidar, un empuje decidido a la investigación sobre regulaciones y tecnologías con visión de futuro sobre la utilización del espectro que sea capaz de brindar un soporte eficiente y flexible de 6G y otros servicios con el espectro limitado.
Tecnologías de la futura red 6G
La 6G traerá consigo tecnologías innovadoras, al igual que la network slicing se considera característica de 5G.
Comunicaciones de banda sub-THz
Sub-THz se considera un candidato de espectro para las comunicaciones 6G, que se espera que admita una velocidad de datos de hasta 1 Terabits por segundo (Tbps), 50 veces más rápido que los 20 Gbps de las redes 5G.
Superficie inteligente reconfigurable
También conocida como RIS (del inglés Reconfigurable Intelligent Surface), esta aportación puede mejorar la nitidez del haz y puede dirigir o reflejar la señal inalámbrica en la dirección deseada con el uso de una superficie de metamaterial. Puede reducir la pérdida de penetración y el bloqueo de la señal de alta frecuencia, por ejemplo, mmWave.
Dúplex de división cruzada (XDD, cross división duplex)
XDD puede optimizar la distancia de propagación de la señal de enlace ascendente hasta dos veces en el sistema TDD al permitir la transmisión continua de enlace ascendente en una pequeña porción del ancho de banda del sistema. Por lo tanto, XDD es capaz de mejorar drásticamente la cobertura del sistema TDD que se usa a menudo en bandas de alta frecuencia.
Dúplex completo
Con full dúplex, la transmisión y recepción de datos pueden realizarse simultáneamente utilizando la misma frecuencia, de modo que la velocidad de datos aumenta hasta dos veces.
AI-NC
La Inteligencia Artificial basada en compensación de no linealidad (AI-NC) utiliza AI en el receptor para compensar la distorsión de la señal causada por la no linealidad del amplificador de potencia de un transmisor y, por lo tanto, puede mejorar significativamente la cobertura y la calidad de las señales de datos de alta velocidad.
Ahorro de energía basado en AI (AI-ES)
AI-ES aprovecha la IA para minimizar el consumo de energía en la estación base ajustando los parámetros que controlan el encendido/apagado de las celdas seleccionadas según la carga de tráfico, sin afectar el rendimiento de la red.
Nuevas oportunidades de 6G
A lo largo de este artículo hemos visto las nuevas oportunidades que aporta la sexta generación de redes móviles. No en vano, la 6G supondrá una auténtica revolución en el ámbito de las comunicaciones e Internet. Si ya su predecesora supuso un gran salto, con esta tecnología se podrán hacer muchas más cosas gracias al aumento extraordinario de velocidad y al descenso más extraordinario aún de la latencia que concede.
Con 6G empezamos a hablar de teraherzios y terabits por segundo;de experiencia interconectada y de holografía, así como de una Inteligencia Artificial mucho más lista y evolucionada. Con todas estas cartas en la manga, el potencial de futuro que este avance proporciona a la hora de comunicar personas y objetos es enorme.
Sin embargo, para que todas estas promesas se hagan realidad habrá que seguir investigando, superando los desafíos técnicos que van surgiendo y los retos sociales, regulatorios y de negocio que se perfilan en el horizonte. Un horizonte, por cierto, que cada vez está más cerca…
