5G vs 4G: ¿cuáles son las diferencias?

Rubén Castro, 4 abril 2020

El cambio al mundo 5G ya está en marcha. Se espera que la nueva tecnología revolucione las redes móviles con velocidades superrápidas y el fin de la congestión móvil, ¿pero cómo lo hará exactamente y qué lo hace diferente al 4G?

Ericsson predice que 1.500 millones de usuarios, el 40% de la población mundial, tendrán acceso a una red 5G para 2024; pero ¿cómo funciona realmente la tecnología y puede la realidad estar a la altura del marketing?

¿En qué se diferencia el 5G del 4G?

Tecnología

La tecnología 5G es un nuevo sistema digital para el envío de información por aire. Se caracteriza por utilizar frecuencias de radio mucho más altas (28 GHz en comparación con 700 MHz - 2500 MHz para 4G) para transferir cantidades de datos mucho mayores.

Que la frecuencia sea más alta significa que las ondas son más pequeñas.

Más densidad de dispositivos

Esta nueva interfaz, de ondas más pequeñas, permite utilizar más dispositivos dentro de la misma zona geográfica. Por ejemplo, el 4G puede soportar unos 4.000 dispositivos por kilómetro cuadrado, mientras que 5G soportará alrededor de un millón.

Las redes 4G están saturadas

El 4G está alcanzando los límites técnicos de la cantidad de datos que puede transferir a través de su espectro de frecuencias. Problema que eliminará el 5G.

Con el 5G será posible tener muchos más dispositivos funcionando, de forma fiable, segura e ininterrumpida en la misma zona. Esto abrirá el camino a nuevos usos (IoT - Internet of Things) para las conexiones móviles, como los semáforos inteligentes que se comunicarán entre sí para mejorar la fluidez del tráfico.

Mejor cobertura

El 5G también utiliza una nueva tecnología digital llamada Massive MIMO (Multiple Input Multiple Output), que utiliza múltiples nodos dirigidos para enfocar y seguir a los usuarios alrededor celdas, mejorando la cobertura, la velocidad y la capacidad.

Las tecnologías de red actuales funcionan como focos, iluminando un área, pero la señal se desperdicia mucho.

Parte del despliegue de 5G implica la instalación de MIMO Masivo y Radio Nueva 5G a todas las estaciones base de la red móvil sobre la infraestructura 4G existente.

Latencia

La latencia es el tiempo que tardan los datos en ir desde tu dispositivo hasta los servidores de páginas webs, Netflix, etc. La mayoría de los usuarios normales no van a notar este cambio, pero es importantísimo para la industria que podrá controlar maquinaria a larga distancia de manera precisa y segura.

Se espera que el 5G también sea la red que impulse el desarrollo de los vehículos autónomos interconectados.

También los gamers lo notarán. El 5G mejorará el uso de Google Stadia, por ejemplo.

Las redes 4G tienen una latencia promedio de unos 50 ms, pero las conexiones 5G tendrán latencias inferiores a los 10 milisegundos, y en el mejor de los casos podrán alcanzar el 1 milisegundo de retraso, según Mats Norin, director de 5G de Ericsson.

Para que te hagas una idea de lo rápido que es eso, el cerebro necesita más de 10 ms para que una imagen vista por el ojo humano sea procesada por el cerebro.

Las mejoras en la latencia podrían ser el verdadero impulsor de la adopción de 5G.

Velocidad

Como hemos visto, las conexiones 5G serán unas 10 veces más rápidas que las actuales conexiones 4G. Sin embargo, la máxima velocidad no se alcanzará desde la primera antena instalada.

Al igual que el 4G ha mejorado significativamente a lo largo de su vida con el desarrollo de LTE (Long-Term Evolution) y luego LTE-A (Long-Term Evolution Advanced) el 5G mejorará con la instalación de más y mejores antenas.

A día de hoy existen dos tipos de antenas:

  • mmWave: de ondas milimétricas son las más rápidas, aunque tienen menos alcance. Sus frecuencias son 24GHz, 28GHz, 37GHz, 39GHz, 47GHz.
  • Frecuencias medias: alcanzan menos velocidad, pero tienen más alcance (2.5GHz, 3.5GHz, 3.7-4.2GHz).
  • Frecuencias bajas: son las que alcanzan menos velocidad, pero más alcance (600MHz, 800MHz, 900MHz).

Comparación velocidades redes móviles

Red móvilVelocidades máximas teóricasVelocidad media real
2G0,3 Mbps0,1 Mbps
3G7,2 Mbps1,5 Mbps
3G HSPA+42 Mbps5 Mbps
4G150 Mbps10 Mbps
4G LTE-A300 Mbps - 1 Gbps15 Mbps - 50 Mbps
5G1-10 GbpsMás de 50 Mbps
Netflix recomienda solo 5 Mbps para la reproducción en alta definición y 25 Mbps para la calidad Ultra HD. El objetivo con el 5G es llegar a 50 Mbps como mínimo de promedio.

Comparación de velocidades reales en proveedores móviles de Estados Unidos redes móviles

Proveedor5G4G
AT&T823-957 Mbps37,1 Mbps
Sprint151-185 Mbps32,5 Mbps
T-Mobile369,9-579 Mbps (mmWave) 100 - 200 Mbps36,3 Mbps
Verizon713 Mbps-1,07 Gbps53,3 Mbps

El 5G permitirá en los hogares tener conexiones de alta velocidad sin necesidad de depender de los proveedores de ADSL y de fibra óptica tradicionales ya que podremos tener un router 5G que dará WiFi a todos nuestros dispositivos. Esto facilitará la movilidad, porque nuestra conexión rápida no estará anclada a nuestro hogar. Podemos coger el router 5G y llevárnoslo a la casa del pueblo el fin de semana o en vacaciones.

Cobertura

Las redes 4G han tardado años en extenderse por todo el mundo y todavía hay muchas zonas rurales que dependen de las redes 3G. Incluso donde hay cobertura 4G, las velocidades varían bastante.

Por tanto, podemos esperar que las redes 5G tardarán un tiempo en llegar a todo el mundo y el despliegue seguirá un patrón similar al de las 4G, siendo las grandes ciudades las primeras en beneficiarse.

Además, la tecnología 5G más rápida utiliza ondas muy pequeñas (mmWave - ondas milimétricas) que tienen un alcance muy corto y son fácilmente bloqueadas por las paredes por lo que habrá que instalar muchas antenas o nodos. También habrá antenas de espectro de banda baja que tendrán un mejor alcance, pero que no pueden alcanzar las velocidades tan altas.

¿Cuándo llegará 5G?

Muchos de nosotros todavía usamos redes 3G cuando las redes 4G no están disponibles y eso es exactamente lo que sucederá con la 5G. La idea de que el 5G es un sustituto directo del 4G es errónea, de hecho, son tecnologías complementarias con las que deberíamos ser capaces de obtener buenas velocidades dondequiera que estemos.

Aunque ya se han realizado pruebas en todo el mundo y se está empezando a desplegar el 5G en todo el mundo, será a partir de un par de años (2022) cuando empecemos a disfrutar de conexiones 5G de manera global.

El despliegue se realizará en primer lugar en las zonas urbanas densas, o donde la gente quiera construir y probar nuevas aplicaciones de 5G para la industria 4.0 o las aplicaciones de automoción.

El 5G y la industria

Una red en tiempo real, rápida y fiable puede permitir a las industrias liberar a las máquinas del cableado para la conexión a la red y pasar a ser inalámbricas. Esto facilitará la flexibilidad en las instalaciones y en los despliegues en campo.

Además, acelerará la implantación de las máquinas autónomas, aumentando la productividad y reduciendo los costes. Por ejemplo, en la mina Boliden Aitik, en Suecia, la automatización habilitada por la tecnología 5G, utilizada para la perforación y las voladuras, ha reducido los costos en un 1%, ahorrando 2,5 millones de euros anuales.

Se estima que el 5G supondrá aumentos de productividad de entre 1% y 3% a nivel mundial. Aunque parece poco, eso se traducirá en miles de millones de ahorro cada año.

También se prevé que el 5G será el catalizador que facilitará las conexiones entre humanos y máquinas a gran escala lo que desarrollará las aplicaciones hápticas. Los operadores remotos podrán sentir y tocar a través de una máquina situada a miles de kilómetros de distancia, pudiendo realizar cirugías a distancia.

Esto creará una cantidad de datos ingente. Un estudio de la IDC (Corporación Internacional de Datos) estima que la cantidad de datos utilizados crecerá desde los 33 Zettabytes (ZB) en 2018 a 175 ZB en 2025.

Vehículos autónomos

En el futuro, los vehículos se comunicarán con otros en la carretera. Compartirán información a otros coches sobre las condiciones de la carretera y ofrecerán información sobre el tráfico en tiempo real.

Si un coche frena bruscamente, los demás coches pueden enterarse de inmediato y frenar también de manera preventiva, evitando así una colisión. Este tipo de comunicación entre vehículos podría salvar millones de vidas.

Seguridad pública e infraestructura

5G permitirá a las ciudades y otros municipios operar de manera más eficiente. Las empresas de servicios públicos podrán rastrear fácilmente el uso, los sensores podrán notificar cuando se produzcan inundaciones en los desagües o se apaguen las luces de las calles, y se podrán instalar cámaras de vigilancia de forma rápida y económica.

Control de dispositivos remotos

Como 5G tiene una latencia notablemente baja, el control remoto de la maquinaria pesada será una realidad. Si bien el objetivo principal es reducir el riesgo en entornos peligrosos, también permitirá a los técnicos con conocimientos especializados controlar la maquinaria desde cualquier lugar del mundo.

La atención sanitaria

Las conexiones ultraconfiables de baja latencia (URLLC) podrían cambiar la atención médica tan y como la conocemos. Desde la telemedicina, pasando por la recuperación remoto, la terapia física a través de Realidad Virutal o la cirugía remota estarán disponibles en los próximos años.

Además, los hospitales pueden crear redes de sensores masivas para monitorear a los pacientes, los médicos pueden prescribir píldoras inteligentes que midan la salud de los pacientes…

IoT

Uno de los aspectos más interesantes de la llegada del 5G será su efecto en el Internet de las cosas (IoT). Aunque actualmente tenemos sensores que pueden comunicarse entre sí, tienden a requerir muchos recursos y están agotando rápidamente la capacidad de datos del 4G.

¿Es seguro el 5G?

El 5G proporcionará conexiones más estables y con más capacidad por lo que serán más fiables. El cifrado y la seguridad podrá realizarse de manera más amplia y rápida gracias al aumento de velocidad. Además, el 5G será más difícil de alterar o interferir que una red WiFi.

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