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4G, la próxima generación de comunicación inalámbrica

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Por Eric Lee, director de marketing técnico de la firma RS ComponentsArtículo escrito por Eric Lee, director de marketing técnico de la firma RS Components

Ahora que nos estamos acostumbrando a lo que las comunicaciones 3G pueden ofrecernos, llegan las comunicaciones 4G. O, tal vez ya estén aquí, dependiendo de dónde viva y trabaje, así como de lo llena que tenga la cartera. Muchos usuarios ya están navegando usando 3.5G HSPA (Acceso a paquetes en alta velocidad) en sus notebooks o en sus módems USB. Pero las velocidades de banda ancha móvil que ofrece la “cuarta generación” de redes de comunicación inalámbrica pronto podrían empezar a ofrecer velocidades de descarga más rápidas que las de la banda ancha doméstica.

Pero lo más importante es que podría llegar a zonas geográficas a las que no llegan las comunicaciones de banda ancha tradicionales. 

Dos estándares principales

En el universo 4G han emergido dos estándares que compiten entre sí, si bien hay quien dice que también son complementarios: LTE (de las siglas en ingles de Evolucion a Largo Plazo) y WiMAX (de las siglas en ingles de Interoperabilidad Mundial para el Acceso por Microondas).

La ITU (Unión Internacional de Telecomunicaciones) definió originalmente 4G (o IMT-Advanced) como la tecnología que ofrece velocidades de transferencia de datos o de descarga de 100 Mbit/s en dispositivos móviles desplazándose a alta velocidad (por ejemplo en un coche o tren) o 1 Gbit/s en las conexiones inalámbricas fijas o relativamente inmóviles. Sin embargo, en realidad esta velocidad de transferencia de datos solo se espera lograr en versiones futuras de los estándares WiMAX y LTE (conocidos como Wireless MAN-Advanced y LTE-Advanced, respectivamente).

A finales de 2010, la ITU decidió ampliar la definición e incluyo WiMAX y LTE (y también HSPA+) como 4G, ya que se consideran una mejora significativa del rendimiento con respecto a 3G, o tal vez porque muchos operadores (sobre todo en Estados Unidos) ya comercializaban WiMAX y LTE como 4G.

Las redes WiMAX y LTE se basan ambas en IP y utilizan tecnología OFDMA. La OFDMA es la versión multiusuario de OFDM, que es un método de codificación digital en múltiples frecuencias portadoras muy utilizado. Por ejemplo, muchos países de Europa y Asia utilizan OFDM para la retransmisión terrestre de servicios de radio y televisión digital.

La especificación WiMAX proporciona velocidades de transferencia de datos de en torno a 75 Mbit/s, pero el ancho de banda se divide entre varios usuarios por lo que en la practica ofrece velocidades significativamente mas bajas. La especificación LTE proporciona una conexión de bajada máxima a velocidades pico en torno a los 300 Mbit/s y una conexión de subida de unos 75 Mbit/s. Sin embargo las velocidades reales que ofrecen en la actualidad los servicios 4G en EE.UU., por ejemplo, son similares a las que ofrecen las conexiones domesticas o los módems de banda ancha con cable. Parece, pues, que LTE es mas rápida que WiMAX tanto en bajada como en subida.

4G, la próxima generación de comunicación inalámbrica

LTE

En la actualidad, las comunicaciones móviles 3G abarcan distintos tipos de tecnología, como los estándares de interfaz aérea W-CDMA, CDMA2000 y TD-SCDMA, por lo que se espera que LTE se convierta en el primer estándar celular realmente global de la telefonía móvil. LTE es compatible también con Handover y Roaming con otras redes móviles 3G, lo que permite una mayor cobertura al utilizar las redes de diferentes compañías. LTE requiere una tarjeta SIM para funcionar, lo que facilita el roaming: LTE hace un uso efectivo de las antenas 3G, ya que los dispositivos móviles fuera de alcance pueden pasar a redes 2.5 o 3G.

La vía de mejora natural a 4G para las compañías de telecomunicaciones con redes GSM/EDGE y UMTS/HSPA es ciertamente LTE. Para los operadores con una infraestructura compatible es más rentable en cuanto a costes mejorar los equipos.

WiMAx

WiMAX proporciona un rendimiento similar a las redes Wi-Fi, pero con la cobertura de las redes celulares. En un principio WiMAX se pensó principalmente para MAN (Redes de Área Metropolitana), pero es capaz de ofrecer acceso inalámbrico de banda ancha de hasta 50 km para las estaciones fijas y de 5 a 15 km para las estaciones móviles.

Los costes relativamente bajos asociados al despliegue de redes WiMAX, en comparación con LTE, la convierte en una opción económicamente viable para ofrecer el último tramo de acceso a Internet en lugares remotos. WiMAX suele favorecer a las operadoras que se centran en acceso inalámbrico de banda ancha en zonas urbanas y su despliegue resulta más económico que el de las nuevas opciones que entran en el mercado. Además, también resulta útil en mercados emergentes que carecen de una infraestructura significativa y sobre todo en países que no han heredado una infraestructura GSM.

Lo más probable es que se produzca una diferenciación de los modelos comerciales de las compañías que ofrecen uno u otro. Además, la falta de interoperabilidad entre LTE y WiMAX presenta retos de actualización para las operadoras que desean ofrecer ambos estándares además de las redes 2G y 3G existentes. Sin embargo, las compañías de semiconductores están desarrollando procesadores multimodo para estaciones de base 4G multimodo con gran intensidad de datos. Por ejemplo, la plataforma multinúcleo QorIQ de Freescale es compatible con una serie de interfaces aereas 2G/3G y 4G, incluyendo LTE, W-CDMA (HSPA+), WiMAX, UMTS y CDMA.

¿Un líder emergente?

WiMAX ha tenido cierta ventaja sobre LTE pues KT Corporation lanzo el primer servicio WiMAX en Corea del Sur en 2006; mientras que TeliaSonera lanzo la primera red LTE en Estocolmo en diciembre de 2009. No obstante, ¿podemos considerar lo que sucede en Estados Unidos con 4G un presagio de lo que nos espera? En Estados Unidos, Sprint desplego WiMAX inicialmente en 2008 y captó una cantidad significativa del mercado 4G. Sprint fue también la primera compañía estadounidense en ofrecer un teléfono WiMAX. Mientras los competidores, como Verizon Wireless solo comenzaron a ofrecer LTE en 2011. A finales del ano pasado, Sprint anuncio que tenía pensado lanzar una red LTE en 2012. A principios de enero, las noticias que llegaban de la Consumer Electronic Show decían que Sprint dejaría de lanzar smartphones WiMAX en el futuro. La compañía también anuncio en la feria que a mediados de año sacaría tres dispositivos móviles LTE.

La penetración cada vez mayor de LTE no se limita a Estados Unidos y es cada vez mas fuerte en muchos mercados maduros con una infraestructura 3G bien establecida. LTE es la opción preferida de muchas compañías de telecomunicaciones importantes y se espera que produzca economías de escala que bajen los precios y aumenten el volumen de dispositivos móviles LTE en el mercado.

La compañía japonesa NTT DoCoMo lanzo su primera red comercial en 2010. El servicio, llamado Xi, permite a los usuarios que se mueven fuera de un área de servicio LTE transferirse automáticamente a la red 3G. De momento es solo un servicio de transferencia de datos para usuarios de ordenadores, pero se espera que convierta en 4G plenamente en cuanto empiecen a llegar los teléfonos móviles durante el primer semestre de 2012. Corea del Sur ha sido uno de los primeros países en adoptar LTE 4G y en enero de este año fue el primer país en el que todas las operadoras ofrecían LTE 4G, cerrando los servicios 2G para ofrecer el ancho de banda necesario. Pero quizá lo más importante es que todo indica que China e India, los dos mercados de teléfonos móviles más grandes, están planeando redes LTE, aunque su implementación podría tardar años pues los servicios 3G aun están tomando fuerza.

No obstante, el despliegue de LTE se ha visto dificultado en algunos países por la falta de ancho de banda disponible. En el Reino Unido, por ejemplo, las operadoras deben esperar hasta que se produzca el apagón analógico de TV (en abril de 2012) y posteriormente se empiecen a vender las licencias 4G. Según la oficina reguladora de las comunicaciones en el Reino Unido, Ofcom, los servicios 4G son vitales pues se espera que el tráfico de dispositivos móviles aumente un 500% en los próximos cinco años. Se espera que antes de que acabe 2012 se produzca la subasta de licencias en el espectro de los 800 MHz, lo que permitiría que los servicios 4G comenzaran a finales de 2013.

…y por último, nosotros y ellos…

¿Para que lo queremos? Algunas ventajas obvias para los usuarios de móviles y smartphones son las aplicaciones que exigen gran capacidad, como las videoconferencias lo mas cerca posible del tiempo real, los juegos online, la televisión interactiva y la telefonía VoIP, entre otras. Sin embargo, como ocurre con la mayoría de las nuevas tecnologías, no son muchos los que las adoptan enseguida. Parece que al principio muchos usuarios son reacios a pagar el elevado precio de los contratos 4G. Por otra parte, la selección de teléfonos 4G es algo limitada en la actualidad. Samsung y HTC tienen algunos, mientras que se espera que compañías como Apple, Sony y Nokia saquen más modelos este año.

Muchas compañías de telecomunicaciones consideran 4G no solo como una manera de ofrecer mayor velocidad y servicios interactivos y mejorados que se pueden traducir en mayores ingresos, sino que también como una manera de ofrecer cobertura de banda ancha a zonas rurales y de difícil acceso. En esencia, llega un momento en el que poner cables tiene unos costes demasiado elevados, sobre todo cuando se tiene en cuenta que las nuevas tecnologías inalámbricas que ofrecen banda ancha de alta velocidad podrán hacer mas tarde o mas temprano el mismo trabajo. Así pues, no es de extrañar que quienes aun no tienen banda ancha se mueran de ganas de que llegue 4G… del tipo que sea…