Page 57 - Revista BIT nº 211 - Colegio Oficial de Ingenieros de Telecomunicación

Qué es... 5G (quinta generación de tecnologías de telefonía móvil)
les, tal y como se ha de nido en el 3GPP TS 23.501 “Sys- tem Architecture for the 5G System (R15.2)”: 5G-AN (5G Access Network), 5GC (5G Core Network) y UE (User Equipment).
La tecnología 5G soporta la transmisión multi-ante- na o MIMO (Multiple Input/Multiple Output) avanzada, que permite incrementar la velocidad de transmisión de datos y la cobertura y e ciencia espectral. La 4G sopor- ta MIMO, pero en 5G hablaríamos de MIMO masivo, manejando un número mucho mayor de antenas (de las matrices 2x2 o 4x4 actuales, a elementos de 32, 64 o incluso mayores), ya sea en la estación base, el terminal o ambos simultáneamente.
Una de las principales novedades de 5G es su capaci- dad de utilizar el espectro de forma exible y adaptativa, coexistiendo con otras tecnologías, y tanto en bandas li- cenciadas como no licenciadas. En 5G, el operador no dependerá así exclusivamente del espectro que tiene li- cenciado dentro de un área geográ ca y será posible la compartición de bandas, sobre la base de técnicas de radio cognitiva. 5G implementará redes heterogéneas in-
corporando otras tecnologías inalámbricas (tales como Wi-Fi, LTE Advanced Pro, cmWave, mmWave, etc.), fun- cionando perfectamente sin interferencias y de forma transparente al usuario. La capacidad de establecer co- municaciones dispositivo a dispositivo (D2D), sin pasar por la red móvil, permitirá optimizar notablemente su uso, reduciendo en especial la carga de los dispositivos IoT.
Por otro lado, la 5G también es capaz de dar sopor- te a un mayor espectro, con la extensión tanto a bajas como altas frecuencias. Para poder habilitar los anchos de banda de transmisión necesarios para soportar tasas de datos muy altas, 5G extiende el rango de frecuencias utilizados tradicionalmente para la comunicación móvil. El espectro relevante para 5G va desde por debajo de 1 GHz hasta el orden de 100 GHz, incorporando tanto espectro con licencia como sin licencia. Las bandas por debajo de 30 GHz son las preferidas desde el punto de vista de propiedades de propagación y, por lo tanto, con- tinuarán siendo la base fundamental para proporcionar conectividad de área amplia ubicua. Las ondas milimé- tricas (mm), es decir, aquellas por encima de 30 GHz y con las que las antenas reducen su alcance, se utilizarán como un complemento, cuando sean necesarias tasas de transmisión muy altas, en el orden de 1 Gbps o más, o despliegues con alta densidad de usuarios.
Pero 5G no solo presenta importantes mejoras en la parte de acceso radio, sino también en su núcleo. El sis- tema 5G ha sido diseñado para ser “cloud native”, so- portando NFV (Network Function Virtualization) [7] y SDN (Software De ned Networking) [8]. Para facilitar la virtualización, 3GPP ha de nido una arquitectura donde las funciones del plano de control se han separado del plano de usuario, que pueden escalar independiente- mente. La necesidad de adoptar estas nuevas tecnologías se debe a la diversidad de nuevos servicios que tienen que ser soportados sobre la red 5G. Con 5G habrá una explosión de dispositivos IoT, y nuevos casos de uso con requerimientos muy dispares, los cuales deben ser sopor- tados por el operador de la forma más ágil y e ciente en costes posible.
En cuanto a la arquitectura basada en servicio o SBA (Service Base Architecture) de 5G, las funciones de red de 5GC (AMF, SMF, PCF, UDM, AF, UPF, AUSF, NSSF, etc.) deben ser desarrolladas siguiendo una arquitectura de microservicios, con interfaces que son expuestas a través de REST API, para ser utilizadas por otras funciones de red y otros servicios y aplicaciones. Los microservicios facilitan la virtualización, escalabilidad, robustez y exi- bilidad de las aplicaciones y su velocidad de desarrollo
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