Los diferentes tipos de 5G y cómo funcionan

Rubén Castro, 4 abril 2020

Si has investigado un poco sobre el 5G te habrás dado cuenta de que muchas veces se menciona con una coletilla: “banda baja”, “banda media” y “onda milimétrica”. Pero ¿qué significan esos términos y qué implicaciones tienen? A continuación, vamos a ver cuáles son los tipos y frecuencias de las tecnologías 5G.

Concepto previo: el espectro de frecuencias

  • La televisión, la radio, las comunicaciones entre los aviones… Multitud de tecnologías utilizan ondas electromagnéticas para funcionar.
  • Cada uso tiene un rango de frecuencias reservadas para su funcionamiento (como carreteras separadas) para que las comunicaciones no se mezclen entre sí.
  • El espectro de radio utilizable va desde los 30 Hertz a los 300 GHz (1 GHz es igual a 1.000 millones de Hertz), por lo que es un rango bastante grande y como puedes suponer, no todas las frecuencias tienen el mismo comportamiento.
  • Las frecuencias bajas tienen longitudes de onda más largas, lo que les permite ser más robustas y viajar distancias más largas, pero pueden transmitir menos información por segundo.
  • Las ondas se hacen cada vez más cortas a través de las frecuencias de la banda media ganando ancho de banda, pero perdiendo distancia de transmisión.

Bandas de frecuencia del 5G

A diferencia del LTE, el 5G opera en tres bandas espectrales diferentes:

  • Banda baja: 600 MHz, 800 MHz, 900 MHz
  • Banda media: 2.5 GHz, 3.5 GHz, 3.7-4.2 GHz
  • Banda alta (onda milimétrica): 24 GHz, 28 GHz, 37 GHz, 39 GHz, 47 GHz

Aunque no parezca importante, esto tendrá un efecto importantísimo en las características finales de la conexión 5G.

Banda baja

El espectro de banda baja comprende las frecuencias menores a 1 GHz. Es una de las bandas más importantes y es la que usan las conexiones 4G LTE. Lo bueno es que el espectro de banda baja ofrece una gran área de cobertura y penetración en las paredes. Lo malo es que las velocidades máximas son más lentas (con 5G rondarán los 100 Mbps).

Banda media

El espectro de banda media proporciona velocidades más rápidas y menor latencia que la banda baja. Sin embargo, no logra penetrar en los edificios con la misma eficacia que el espectro de banda baja. Se esperan velocidades máximas de hasta 1 Gbps en el espectro de banda media.

Para contrarrestar la baja penetración, muchos operadores van a utilizar la tecnología Massive MIMO para mejorar el alcance penetración y el área de cobertura en la banda media.

Massive MIMO agrupa múltiples antenas en una sola caja o célula para crear múltiples haces simultáneos a diferentes usuarios. Esto envía una única señal enfocada a cada usuario de la célula.

Banda alta

El espectro de banda alta es el que ofrece el mayor rendimiento en 5G (hasta 10 Gbps y una latencia extremadamente baja), pero también tiene las mayores dificultades.

A menudo se le conoce como mmWave.

El principal inconveniente de la banda alta es que tiene un área de cobertura baja y la penetración en los edificios es pobre.

Dado que el espectro de banda alta sacrifica la penetración y el área de cobertura para la alta velocidad, dependerá de muchas células pequeñas. Estas son estaciones base de baja potencia que cubren pequeñas áreas geográficas y pueden combinarse con formación de haces para reforzar la cobertura.

La importancia de las ondas milimétricas

Las ondas milimétricas tienen unas longitudes de onda que comprenden entre 1 a 10 milímetros y tienen la ventaja de tener un gran ancho de banda, pero también lo malo es que son muy sensibles a las variables externas, ya sea paredes, árboles, o incluso la lluvia.

Mientras que las antenas de banda baja son buenas para cubrir áreas de hasta varios kilómetros - ya sean grandes parches de ciudad, áreas residenciales o extensiones rurales - las ondas milimétricas (o mmWave) tienen más sentido para despliegues pequeños y específicos como dentro de un estadio.

Además de eso, el espectro de frecuencias bajas y medias está muy saturado, sin embargo, el de las mmWave no. Es un recurso relativamente sin explotar.

¿Qué significa esto? Que, en vez de tener carreteras estrechos y lentos, con el mmWave las teleoperadoras podrán hacer mejores carreteras (canales), pero que, además, son muchísimo más anchos sin tener que dividirlos permitiendo velocidades de varios Gbps.

La tecnología 5G en las bandas medias y bajas es algo mejor que el 4G LTE, pero no mucho. La verdadera diferencia está en la banda alta.

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