¿Desmitificando a la tecnología de 5ta Generación de telefonía móvil, 5G?

¿Desmitificando a la tecnología de 5ta Generación de telefonía móvil, 5G?

Alejandra Mar

La evolución socio-tecnológica en las últimas décadas ha sido impulsada significativamente por la evolución de las comunicaciones móviles y ha contribuido al desarrollo económico y social de los países desarrollados y en desarrollo. Las comunicaciones móviles se han integrado estrechamente en la vida cotidiana de toda la sociedad. Las tendencias socio-tecnológicas y la evolución de los sistemas de comunicaciones móviles se mantienen estrechamente acopladas formando una base para la sociedad en 2020 y más allá.

 

Es impensable la vida sin el uso de equipos y dispositivos inteligentes que nos permitan trabajar y comunicarnos entre nosotros. Por lo tanto día a día se requiere de comunicaciones posibles (redes habilitadoras), disponibles (en cualquier ubicación), más rápidas, ágiles y seguras. La seguridad en 5G cobrará un papel de extrema relevancia, para ciertos tipos de servicios, lo mismo la latencia, la velocidad de datos y la ubicuidad entre otras características.

 

Cuando se desarrolla una nueva tecnología, esta surge desde una idea o visión de negocio y se espera que finalice felizmente con la concreción exitosa de ellos. Todo este proceso de implementación tecnológica va acompañado indefectiblemente de los intereses de reducción de costos tales como reducir consumo de energía, el costo del bit (unidad mínima de información digital), el el Gasto de Capital (Capex), el Gasto de Operación (Opex), etc. Además, las ideas de flexibilidad y escalabilidad son indiscutibles. No es factible que ninguna tecnología surja con la idea de una suplantación absoluta de la anterior, sino que todo sistema debe evolucionar.

 

Las tecnologías actuales y sus antecesoras tienen como característica, que la más nueva con respecto a la anterior debe incluir siempre mayor cantidad de posibilidades de negocios.

 

El estado actual del proceso de implementación de 5G, de acuerdo con lo que han presentado las partes involucradas en el MWC (Mobile World Congress) que se realiza anualmente en la ciudad de Barcelona, se confirma que para  el año 2020, la red será implementada al 100% de sus características principalmente en países como España, Estados Unidos, Canadá, Brasil, Korea del Sur, Japón, entre otros. En este contexto, en Latinoamérica se han realizado pruebas en ambientes controlados para confirmar tanto la conectividad y las velocidades de datos que puede alcanzar este estándar de telecomunicación. A nivel latinoamericano las pruebas fueron realizadas por Nokia y Ericsson, en la mayoría de los casos, usando aplicaciones de realidad virtual e interconexión con otros dispositivos donde se comprobó un promedio de velocidad de 10 Gbps y mayores, que la latencia (tiempo relacionado con la transmisión y recepción de los datos) se reduce considerablemente con respecto a la que se maneja con 4G (aproximadamente y en promedio, de 100 ms a 10 ms). Antel ha presentado  pruebas tempranas en Latinoamérica realizadas en  2018, sobre equipamiento de 5G.

 

La demostración de la tecnología 5G, realizada por ANTEL, ha logrado alcanzar una velocidad récord en transferencia de datos de más de 24 Gbps, con picos de 27 Gbps, velocidad de las más altas que se han conseguido en pruebas en Sudamérica. El hito tecnológico constituye un avance relevante, que permitirá, al operador y otros socios del ecosistema (como instituciones académicas, profesionales de la salud, energía, agricultura y representantes de la industria), probar posteriormente las capacidades de la tecnología 5G en una red activa.

 

En el presente año, Antel cuenta con una red comercial en la Banda de 28 GHz. para servicios FWA (Fixed Wireless Access).

 

La tecnología 5G, si bien se va a ocupar del logro de los objetivos mencionados anteriormente mediante la mejora de las funcionalidades existentes y el uso de otras nuevas, no deberá perder de vista el concepto de lo saludable y ecológico.

 

Referente a esto último los organismos estandarizadores de la tecnología han trabajado en tres líneas:

  • Disminuir al máximo posible la potencia de transmisión, tanto de la red como de los equipos de usuario. El sentido saludable tiene que ver con que, 5G necesita canales de ancho de banda muy grandes, y debe recurrir a bandas de frecuencias muy altas, aunque están éstas muy por debajo de las bandas ionizantes, pero que presentan mayor absorción de energía en las células humanas. También que, con el fin de obtener una óptima Calidad de Servicio en todo el alcance de su cobertura -entendamos esto como que cualquier dispositivo móvil pueda tener muy buena recepción de señal en el borde del área de cobertura de cada radiobase- 5G buscará implementarse con una arquitectura de Red Ultra Densificada (UDN) constituida por el despliegue de gran cantidad de radiobases pequeñas. Además, para garantizar altas velocidades de datos, 5G usará un sistema de antenas que aumenta el número de ellas en grandes cantidades. En consecuencia se baja la potencia de transmisión al máximo posible garantizando que los parámetros recomendados por la Organización Mundial de la Salud (OMS), se encuentren por debajo del límite tolerable. Con respecto al diseño de las antenas de los dispositivos móviles, ésta siguen los mismos lineamientos.

Las recomendaciones de la OMS son dadas a través de ICNIRP y presenta requerimientos para dos parámetros:

  • Energía Fotónica.
  • SAR (Tasa de absorción específica).

Con respecto a la energía fotónica, se puede decir  que no existe riesgo de degeneración de la química celular por el uso de teléfonos móviles ya que la energía que los enlaces químicos en las moléculas orgánicas necesitan para romperse está entre 3 y 5 eV. Los puentes de hidrógeno, que son importantes para la estructura tridimensional de las proteínas, tienen una energía ligeramente inferior a aproximadamente 1 eV.

Expongo aquí información obtenida de la empresa consultora Grandmetric (www.grandmetric.com), que muestra la energía irradiada por el espectro electromagnético.

Fuente: www.grandemetric.com

 

Las bandas usadas en telefonía móvil (incluido 5G) van desde 600 MHz. hasta 100 GHz. La tabla muestra que la radiación emitida por las bandas usadas en las redes de telecomunicaciones,  no tienen ningún impacto en la química de los tejidos vivos.

 

Con respecto al SAR (Tasa de Absorción Específica) y el calentamiento, se puede decir que debería haber un cambio en la forma de medición del SAR para 5G ya que por encima de los 6GHz. toda la energía se distribuye superficialmente en la piel y no en forma de volumen tal como está definido el SAR, pero como de todas maneras estamos considerando a las frecuencias por debajo de 6GHz también,  el límite de exposición sigue siendo “2 watts/kg” (SAR máx = 2) y 1.6 en USA.

 

Para los teléfonos inteligentes LTE, el máximo permitido por las normas para cumplir con este valor de SAR es de 200 mW (miliwatts). Este umbral también será válido para 5G. La energía de transmisión típica de un teléfono es mucho menor, en particular cuando el teléfono se encuentra más cercano a una radiobase, ya que  la intensidad de la potencia es ajustada de forma dinámica por la red. Aun podemos considerar que técnicamente, es posible que, debido a una mala construcción, la antena del teléfono enfoque parte de su energía de radiación en una pequeña parte de la cabeza del usuario. Esa es la razón para tener los umbrales de SAR. El SAR  se mide en watts por kilogramo. Los valores de SAR medidos para teléfonos inteligentes modernos son de aproximadamente 0.6 watts/kg (muy por debajo del límite de 2 watts/kg). Como ejemplo podemos considerar que con 200 mW emitidos por el teléfono, un SAR de 2 watts/kg podría significar que el 10% de la energía se destina a 10 g de la cabeza del usuario, principalmente la piel y el tejido cerca de la piel. Si calculamos cuál sería  el efecto de una conversación telefónica de media hora con un SAR de 2 watts/kg, para el tejido humano y consideramos aún que el tejido no se enfría con la difusión del calor y con el transporte de calor a través de la sangre y los líquidos corporales, el efecto máximo sería de un calentamiento de aproximadamente 0,8 grados, pero, de manera realista, terminaríamos en el rango de 0.1 a 0.3 grados de calentamiento superficial, lo cual no se considera algo peligroso.

 

Otra línea de trabajo en cuanto a la ecología es:

  • Disminuir el Gasto Energético. Esto tiene que ver con que no se puede aumentar el gasto energético a nivel global más a allá de lo tolerable por el planeta, por los países y por la economía. Por otro lado si consideramos que 5G habilitará un servicio de Internet de las Cosas (IoT) masivo, donde estamos pensando en miles de millones de “cosas” conectadas, no podríamos estar habilitando el desecho de miles de millones de baterías todos los años. Así que es de vital importancia que las baterías duren por lo menos 15 años. La eficiencia energética, en las próximas generaciones celulares, es un requisito global y primordial impulsado por el deseo de reducir la huella de carbono de las comunicaciones, así como las facturas de energía. “Se espera que los sistemas 5G atiendan el aumento explosivo de capacidad y  dispositivos sin causar un aumento dramático del consumo de energía. Hasta hace poco, los estudios sobre el consumo de energía de los sistemas de comunicación inalámbricos se han desviado de la contribución de la red de transporte, debido a su papel trivial en las redes de macro celdas (5%). Sin embargo, con la invasión de células pequeñas, el florecimiento de redes muy densificadas, se espera que el consumo de energía de la red de transporte crezca hasta el 50%. En consecuencia, resolver el cuello de botella de ésta red implica observar el aspecto energético que es tan importante como la capacidad y la latencia”.

Una tercera línea en consecuencia con lo anterior es:

La eliminación de la huella de carbono de las telecomunicaciones. Es decir, contribuir  a disminuir el efecto de los gases del tipo invernadero (GEI).

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