Pruebas de la tecnología 5G

Mientras que la llegada de la tecnología 2G en los 90 hizo posible la mensajería de texto (SMS), el salto a la tecnología 3G permitió más tarde la transmisión de datos. La plataforma LTE 4G se creó a partir de estas capacidades, con unos niveles superiores de ancho de banda, velocidad y confiabilidad.

Nuevos adelantos como los coches autónomos, el “Internet de las cosas” (Internet of Things, IoT) y la realidad virtual están impulsando un nuevo cambio de paradigma. Por su parte, la tecnología 5G constituirá la mejora exponencial en términos de ancho de banda y reducción de latencia que dinamitará estos avances.

Con velocidades hasta 100 veces más rápidas que las conexiones móviles actuales y una latencia dentro de un rango de 1 milisegundo, la tecnología 5G superará incluso las capacidades actuales de la fibra óptica física. Para permitir una transición óptima, se están desarrollando y perfeccionando las prácticas de pruebas de la tecnología 5G para garantizar el rendimiento uniforme que demandan los usuarios finales. El software, las herramientas y los protocolos colectivos, así como las prácticas necesarias para todas las fases de implementación de la tecnología 5G constituyen la base del campo de pruebas de esta tecnología emergente.

Por qué son importantes las pruebas de la tecnología 5G

Dado que la tecnología 5G no es una mera actualización incremental de los estándares de comunicación existentes, la complejidad inherente de esta nueva tecnología dicta las prácticas que se deben aplicar a la hora de someterla a pruebas. Las mejoras que se esperan vendrán de la mano de diversos elementos actuando a la perfección en tándem. Un fallo en cualquier nivel podría derivar al instante en usuarios finales insatisfechos. La predicción y el mantenimiento de este rendimiento óptimo solo se pueden conseguir por medio de prácticas de pruebas para la tecnología 5G innovadoras y sólidas. 

  • New Radio (NR)
    5G New Radio

    La denominación 5G NR hace referencia al nuevo estándar inalámbrico basado en la OFDM que sustituirá a la tecnología LTE como el estándar de facto para la tecnología 5G. El Proyecto Asociación de Tercera Generación (3rd Generation Partnership Project, 3GPP) lanzó el estándar NR preliminar en diciembre de 2017. El espectro NR incluirá frecuencias de menos de 6 GHz hasta 100 GHz. Gran parte de este amplio espectro consistirá en el espacio que ha quedado libre al retirar las tecnologías 2G y 3G, y las bandas de frecuencias de PCS para la banda de menos de 6 GHz. La primera aplicación que se debe abordar y estandarizar es la banda ancha móvil. Las capacidades adicionales, como las comunicaciones masivas entre máquinas (MMTC) y las comunicaciones de latencia baja ultraconfiable (URLLC), se implementarán después.

  • Onda milimétrica

    El espectro de frecuencias superaltas que incluye el límite superior de 100 GHz definido por el estándar NR se conoce como onda milimétrica. La gran cantidad de ancho de banda disponible en cientos de MHz a una frecuencia superior se traduce en una velocidad mayor; el rango milimétrico, establecido entre 24 GHz y 100 GHz, constituirá un elemento básico de las pruebas y la implementación de la tecnología 5G. Aunque la velocidad es más rápida, el rango es mucho más corto, y los obstáculos, como los edificios y las paredes, mitigan la señal, mientras que las frecuencias más bajas pueden atravesarlos.

  • Tecnología MIMO masiva

    El concepto de múltiple entrada, múltiple salida (Multiple input, multiple output, MIMO) hace referencia a la tecnología de antena que se puede utilizar para aumentar la velocidad de transferencia de datos (multiplexación espacial) en lugar de mejorar su solidez. Cuando un sistema incorpora un número mucho mayor de antenas de radio dispuestas por grupos en torres celulares, se conoce como sistema MIMO masivo. A altas frecuencias, las longitudes de onda de radio son tan pequeñas que se puede integrar un conjunto grande de antenas en un espacio mucho menor capaz de permitir el funcionamiento de la tecnología MIMO masiva. La tecnología MIMO masiva puede evitar algunos de los inconvenientes asociados a la onda milimétrica al realizar transmisiones de datos en paralelo y permitir que el dispositivo los reconstruya en un solo mensaje.

  • Conformación de haces

    Otra tecnología avanzada que resulta básica para el éxito de las pruebas y la implementación de la tecnología 5G es la conformación de haces. Con este método, se emplea un algoritmo para centrar las señales inalámbricas en un haz dirigido. De esta manera, se evitan los obstáculos que interfieren con las transmisiones de alta frecuencia y se pueden también orientar de forma estratégica las transmisiones directamente al usuario final. El uso de la tecnología MIMO masiva mejorará aún más esta personalización por medio de la propagación de conjuntos integrados de 100 o más antenas independientes.

  • Segmentación de redes

    El concepto de segmentación de redes se refiere al empleo inteligente de secciones del espectro según las necesidades específicas del dispositivo o aplicación en cuestión. Por ejemplo, un coche autónomo puede requerir una latencia extremadamente baja para un funcionamiento seguro, mientras que las aplicaciones del IoT pueden abarcar un elevado número de dispositivos con una demanda de capacidad muy baja. La red móvil configurará hábilmente los recursos para optimizar el flujo del tráfico y el uso de los mismos.


    Network Slicing

Desafíos de las pruebas de las redes 5G

La combinación de la utilización de la onda milimétrica, la tecnología MIMO y la segmentación de haces proporciona la infraestructura de la tecnología 5G y abre la puerta a unas mejoras de rendimiento extraordinarias. La complejidad añadida que han introducido estos adelantos puede suponer también ciertos desafíos para el proceso de pruebas de la tecnología 5G. La tecnología MIMO, básicamente, se traduce en (muchas) más antenas, lo que supone una carga superior en lo que respecta a las pruebas para asegurarse de que todas las antenas integradas funcionan a la perfección. Los conectores de medición de cada antena dejarán de ser aptos debido a la densidad y la arquitectura de la tecnología 5G de carácter compacto.

El uso de la onda milimétrica y la conformación de haces a frecuencias superaltas plantea obstáculos adicionales. Dado que estas frecuencias son mucho más susceptibles a la pérdida de propagación derivada de las condiciones ambientales, las pruebas a través del aire (over-the-air testing, OTA testing) pueden resultar menos uniformes y más complejas. No obstante, puesto que las pruebas en modo de conducción no se pueden llevar a cabo sin unos puntos de conexión discretos, será necesario recurrir al método OTA con mayor frecuencia.

La emulación de canales se hace más compleja con la tecnología 5G, ya que el número necesario de canales de radiofrecuencia aumenta de forma exponencial, al contrario que lo que ocurre con la expansión lineal que se ha experimentado con las tecnologías 3G y 4G. Para que los equipos de pruebas 5G resulten prácticos, la tecnología electrónica debe avanzar con rapidez para compensar esta complejidad. Se deben continuar investigando soluciones creativas que minimicen las pruebas en cámaras y otros instrumentos para pruebas costosos, sin poner en riesgo la cobertura y la precisión de las pruebas.

Fases de implementación de la tecnología 5G

La implementación de la tecnología 5G es una tarea compleja y llena de retos que exige una planificación cuidadosa y una ejecución impecable. Dentro de cada fase de implementación, la aplicación prudente de un kit de herramientas optimizadas para pruebas de la tecnología 5G es la mejor forma de garantizar el éxito. En muchos casos, estas fases se comprimen y se solapan.

  • Fase 1 de la implementación de la tecnología 5G: verificación y validación tecnológicas

    Un aspecto básico para una implementación correcta de la tecnología 5G es una verificación y una validación (V&V) sólidas. Esta fase incluye la verificación de los servicios y las funciones de red virtual para garantizar de inmediato la calidad y la confiabilidad una vez que la red se ha implementado.

    Los sistemas de pruebas 5G escalables con servicios de datos integrados son necesarios para medir el rendimiento completo de la red y simular el comportamiento de los usuarios en el mundo real en los ensayos de campo de la tecnología 5G. Un software capaz de emular y medir millones de flujos de datos únicos es otro elemento indispensable de la fase de verificación y validación (V&V) de la tecnología 5G, ya que puede mejorar las pruebas de carga y capacidad, y las funciones basadas en parámetros de referencia.
    5G Pain Points

  • Fase 2 de la implementación de la tecnología 5G: implementación, activación y ampliación

    Una vez que la implementación de la tecnología 5G se ponga en marcha, es primordial contar con un conjunto adecuado de herramientas para pruebas de la tecnología 5G de cara a la activación y la escalabilidad. Los analizadores de estaciones base aumentados para analizar el espectro y la interferencia de señales 5G en el rango de la onda milimétrica son elementos importantes para esta fase de implementación. El software para monitorizar y garantizar el rendimiento de la red, así como verificar los acuerdos de nivel de servicio (SLA), puede incrementar la activación de la tecnología 5G, la monitorización del rendimiento y las actividades de solución de problemas.

    Las pruebas de fibra avanzadas no han perdido su relevancia con el surgimiento de la tecnología 5G. Por ejemplo, a través de los tendidos de cable de fibra óptica, las redes de acceso por radio centralizadas (C-RAN) pueden coubicar ubicaciones de unidades de banda base lejos de ubicaciones de antenas ocupadas. La arquitectura C-RAN también puede contribuir a facilitar la coordinación de recursos de radio en tiempo real.

  • Fase 3 de la implementación de la tecnología 5G: garantía, optimización y monetización

    Las posibilidades de monetización por medio de la conectividad 5G son ilimitadas. Es más, la tecnología 5G se basa en la transformación empresarial, no solo en la transformación de las redes. Las cuotas de suscripción para servicios de banda ancha móvil ultrarrápida, vídeos HD móviles, juegos de realidad virtual y aplicaciones de IoT generalizadas son solo algunas de las posibilidades más obvias.

    Cada una de ellas exigirá una excelente calidad de experiencia (quality of experience, QoE) del cliente para mantener su viabilidad. Una plataforma de inteligencia en tiempo real conectada a agentes virtuales a lo largo del ciclo de vida de la red es una forma eficaz de responder a los desafíos de la densidad del tráfico 5G, de modo que se garantiza y se optimiza la QoE de forma continuada.

Prácticas recomendadas para las pruebas de la tecnología 5G

Mientras la tecnología 3GPP ha lanzado el estándar preliminar 5G NR, siguen existiendo numerosas áreas que requieren ajustes. El modo no autónomo (non-standalone, NSA) se ha abordado en la versión de 2017, aunque los detalles relativos a las especificaciones del modo autónomo (standalone, SA) 5G, ausentes en la convención de la cobertura de LTE como tecnología de anclaje, aún están por determinar.

La estandarización es, en última instancia, la clave para desarrollar unos modelos para unas pruebas de la tecnología 5G precisas, lo que derivará en unas prácticas de pruebas más armonizadas. Con el estándar LTE adoptado actualmente en todo el mundo, sobran las razones para anticipar una evolución similar de las prácticas recomendadas para las pruebas de la tecnología 5G.

Dados el enorme rango de frecuencias y los servicios de alto ancho de banda inherentes a la tecnología 5G, la estandarización de las prácticas recomendadas seguirá progresando a medida que se desarrollen la tecnología, las herramientas y las aplicaciones.

Preparación ante la revolución 5G

Los avances tecnológicos que la tecnología 5G hará posibles fueron en su momento pura ciencia ficción. Los coches autónomos, los juegos de realidad virtual, las “ciudades inteligentes” y el IoT son solo algunos ejemplos de los adelantos futuristas con una gran ventaja ante las mejoras de ancho de banda y latencia que la tecnología 5G proporcionará muy pronto. Como ocurre con cualquier avance de capacidad funcional, el potencial ilimitado de la tecnología 5G generará más creatividad y un trasiego continuo de nuevas aplicaciones.

Debido a las altas frecuencias propias de la tecnología 5G, la implementación inicial podría darse en áreas donde se pueden evitar obstáculos sólidos. Los transmisores 5G se colocarán más cerca del suelo que en el caso de las generaciones anteriores, lo que supone más hardware a nivel de suelo para garantizar la calidad de la transmisión de datos.

A medida que la implementación de las redes 5G se extienda y los requisitos del modo autónomo comiencen a tomar forma, la demanda de herramientas para pruebas de la tecnología 5G innovadoras y asequibles seguirá siendo una constante. Estas herramientas potentes a la par que versátiles respaldarán tácitamente la mayor revolución tecnológica del siglo XXI.


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