5G: esto es lo que vendrá en el futuro, según IDTechx

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Según el informe, Tecnología, mercado y previsiones 5G 2022-2032 de IDTechx, los mercados de macroinfraestructura 5G se expandirán siete veces más que en 2020. Tecnológicamente, habrá una carrera por una radio MIMO masiva sub-6 GHz más ligera.

5G: esto es lo que vendrá en el futuro, según IDTechx

La 5G está reconocida como una infraestructura importante tanto para los países desarrollados como para los que están en vías de desarrollo. A finales de 2021, 79 países habrán comercializado el 5G o estarán realizando pruebas con él. Profundizando en qué frecuencia es la más utilizada -según el estudio de IDTechEx- es la sub-6 GHz. Esta banda de frecuencias se utiliza en más de la mitad de los despliegues y pruebas comerciales de 5G, y solo un pequeño porcentaje utiliza mmWave. Hasta ahora, sólo 9 países han comercializado 5G mmWave. Sin embargo, esto no es sorprendente dado que, la principal restricción de las transmisiones mmWave es su bajo rango de propagación. Las empresas de telecomunicaciones no emplearían la banda de frecuencia mmWave para la cobertura nacional. Si observamos las estrategias de despliegue de los operadores de telecomunicaciones, podemos ver que las bandas de baja frecuencia (por ejemplo, 700 MHz) se utilizan para la cobertura nacional, mientras que las bandas por debajo de 6 GHz se utilizan para la cobertura de las ciudades, y la onda milimétrica se utiliza para los puntos de acceso de las megaciudades.

Perspectiva del espectro de 2G a 5G. Fuente: IDTechEx

En su último informe de investigación del mercado 5G, "Tecnología 5G, mercado y previsiones 2022-2032", IDTechEx analiza específicamente la estrategia de despliegue de 5 regiones clave: Estados Unidos, China, Europa, Japón y Corea del Sur. Para cada región, IDTechEx se centra en dos aspectos: la estrategia gubernamental y la estrategia de los operadores de telecomunicaciones para el despliegue de la 5G.

EE.UU. En comparación con otros países, la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) ha liberado el espectro de ondas milimétricas con bastante antelación. No ha sido hasta principios de este año cuando la FCC ha liberado finalmente la banda de frecuencias por debajo de los 6 GHz. La renovación de los equipos de Huawei sigue siendo una prioridad, y el gobierno financia a los pequeños operadores para que lo hagan. Dada la falta de proveedores de equipos de telecomunicaciones 5G dominantes en Estados Unidos, la FCC también ha apoyado el desarrollo de la RAN abierta.

El lado del operador de telecomunicaciones: Cada operador posee una porción diferente del espectro 5G (por ejemplo, Verizon tiene la mayor cantidad de posesiones de mmWave). En consecuencia, cada estrategia de despliegue de 5G es diferente. Verizon, por ejemplo, ha realizado importantes inversiones en el despliegue de mmWave, pero T-Mobile ha dado prioridad a la expansión de la banda baja y media. T-Mobile tiene actualmente la mayor cobertura de banda media (utilizando 2,5 GHz) como resultado de su adquisición de Sprint. Tras la subasta de la banda C (frecuencia en el rango inferior a 6 GHz) a principios de este año, tanto AT&T como Verizon anunciaron planes para desplegar el servicio de banda media este año, con el objetivo de cubrir a 100 millones de personas para 2022.

China. La parte gubernamental: El gobierno chino está impulsando con fuerza el desarrollo nacional del 5G. El Ministerio de Industria y Tecnología de la Información de la República Popular China (MIIT) publicó en abril de 2021 un plan de acción de "navegación" de las aplicaciones 5G (2021-2023), en el que se establece un camino para la promoción de las aplicaciones 5G. Se han identificado tres indicadores clave de rendimiento (KPI): Aumentar la penetración de usuarios 5G a más del 40%, elevar el tráfico de acceso a la red 5G a más del 50% e impulsar la penetración del 5G en las grandes empresas a más del 35%. El MIIT aún no ha liberado el espectro de ondas milimétricas, aunque se espera que lo haga pronto, ya que los chinos se están preparando para utilizar los Juegos Olímpicos de Invierno de 2022 como banco de pruebas para el despliegue de las ondas milimétricas.

El lado de los operadores de telecomunicaciones: Una tendencia que se observa en China es que los operadores trabajan juntos para construir una infraestructura de red compartida. He aquí un ejemplo: Para mayo de 2021, China Telecom y China Unicom construirán conjuntamente 460.000 estaciones base 5G.

¿Cuál es el desarrollo/tendencia técnica más relevante en 5G en estos momentos?

Aunque el 5G se comercializa, todavía hay muchos desarrollos técnicos en marcha. En su informe IDTechEx analiza 4 puntos clave:

La carrera por una radio MIMO masiva sub-6 GHz más ligera. Una parte crucial del despliegue de una red 5G a gran escala que emplee equipos MIMO masivos es que la radio debe ser ligera y tener un tamaño compacto, ya que estas características ayudarán a los operadores a ahorrar mucho dinero en el despliegue general. Aquí es donde entra en juego el silicio. El rendimiento de Si tendrá una enorme influencia en los aspectos esenciales de una radio, como la conexión, la capacidad, el consumo de energía, el tamaño y el peso del producto y, en última instancia, el coste. En el sector de los sistemas 5G, todos estos aspectos son críticos.

Despliegue de células pequeñas. Las células pequeñas se proponen para hacer frente al reto del corto alcance de propagación de la señal causado por la alta frecuencia. La creación de una red ultradensa mediante el despliegue de más células pequeñas desempeña un papel fundamental en la 5G, ya que permite complementar la red macro y, por tanto, impulsar la capacidad de datos. Además, el despliegue de células pequeñas lleva el 5G a diversas empresas, facilitando la transformación digital (véase este reciente artículo de IDTechEx para obtener más información sobre cómo las células pequeñas están facilitando las industrias conectadas). Las células pequeñas pueden clasificarse en tres tipos: femtoceldas, picoceldas y microceldas, en función de su potencia de salida. Debido a su menor tamaño en comparación con las macroestaciones base, las elecciones de materiales y la tendencia tecnológica general serán diferentes a las de sus homólogas de macroinfraestructura.

Escenarios de despliegue de células pequeñas 5G y casos de uso. Fuente: IDTechEx

Desarrollo de la RAN abierta. La RAN abierta es una red alternativa a la RAN tradicional heredada que permite que los componentes interoperables (incluidos el hardware y el software) de diferentes proveedores trabajen juntos sin problemas. Se propone eliminar la naturaleza propietaria del sistema de red de acceso radioeléctrico (RAN), diversificar la cadena de suministro de los proveedores en la industria de las telecomunicaciones, fomentar más la innovación y reducir el coste inicial y operativo del despliegue de la RAN. El desarrollo de la RAN abierta está todavía en sus inicios en 2021, y sólo unos pocos operadores de telecomunicaciones están desplegando la red RAN 5G abierta a pequeña escala. Todavía hay muchos desafíos que deben ser abordados antes de que el grueso de los operadores de telecomunicaciones adopten la tecnología. IDTechEx, en su recién publicado informe "Tecnología, mercado y previsiones 5G 2022-2032", explora en profundidad este tema, ayudando al lector a entender las futuras tendencias del mercado de la infraestructura 5G.

Desarrollo de mmWave. IDTechEx cree que aún faltan algunos años para que el mercado de las ondas milimétricas despegue (véase este reciente artículo de IDTechEx para un análisis más detallado). Los dispositivos de ondas milimétricas, por ejemplo, requieren materiales de baja pérdida, con una constante dieléctrica y una pérdida de bronceado bajas, así como métodos de embalaje mejorados, para evitar una pérdida de transmisión excesiva. Debido a la corta longitud de onda de las comunicaciones de ondas milimétricas, los dispositivos son cada vez más pequeños y están más integrados, lo que exige una mayor gestión energética y térmica.

El mercado del 5G está a punto de despegar. Para finales de 2032, se prevé que los servicios móviles de consumo generen 800.000 millones de dólares en ingresos, y los mercados de macroinfraestructura 5G se expandirán siete veces más que en 2020, según IDTechEx.

Asimismo, durante muchos años, las frecuencias por debajo de 6 GHz serán las principales para el despliegue, mientras que las ondas milimétricas requerirán un mayor avance tecnológico, así como una aplicación decisiva para ganar mercado, lo que llevará años. La relación entre Estados Unidos y China, así como el desarrollo de la RAN abierta, influirán en la dinámica de los actores del sistema 5G.

El Si es fundamental para el avance de la 5G, ya que su rendimiento tiene un impacto sustancial en la velocidad de conexión, la capacidad, el consumo de energía, el tamaño y el peso del producto y, en última instancia, el coste de un sistema 5G.

Las células pequeñas desempeñarán un papel importante a la hora de permitir que la 5G sustituya a la conectividad por cable en el entorno industrial. La tendencia de la investigación y el desarrollo de las ondas milimétricas se centra en los materiales de bajas pérdidas, la gestión térmica y de la energía, y el embalaje avanzado.

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