La definición del estándar 5G

¿Guerra tecnológica o geopolítica? Por Emmanuel Jaffrot (*) Mientras los operadores de telecomunicaciones móviles se encuentran en pleno

¿Guerra tecnológica o geopolítica?

Por Emmanuel Jaffrot (*)

Mientras los operadores de telecomunicaciones móviles se encuentran en pleno despliegue de su infraestructura de tecnología de 4G LTE (Long-Term Evolution), la comunidad científico-tecnológica, representada por las mayores instituciones de las telecomunicaciones a nivel internacional (UIT, GSMA, 3GPP, IEEE, NGMN, WWRF), se encuentra en marcha hacia un proceso de gestación internacional de una nueva tecnología: la 5G.

 

El proceso de definición de la tecnología 5G se inició a principios de 2012 cuando la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) inició un programa para las Telecomunicaciones Móviles Internacionales (IMT, por sus siglas en inglés) para el 2020 y más allá, según el propio título que le dio el organismo dependiente de la ONU: IMT-2020.

Esta decisión de la ONU fue la luz verde que esperaban los actores del sector, y en particular los fabricantes de equipamiento y sus respectivos países, bajo el título del “mayor desafío tecnológico del siglo”, para desplegar una guerra de lobistas con un impacto geopolítico sin precedentes. En estas premisas, la UIT definió alcances generales de los servicios y de las condiciones de prestación de estos servicios para el desarrollo de soluciones tecnológicas que competirán en el proceso de estandarización.

Desde este entonces, se crearon organismos regionales encargados de llevar adelante definiciones tecnológicas que respondan a los objetivos planteados por la UIT, articulando y financiando la investigación y el desarrollo, fomentando la identificación y consolidación de un ecosistema público-privado, abarcando los reguladores y la industria, que sean actores multinacionales o PyMEs.

En nuestro continente, se creó 5G Americas, basado en Estados Unidos, que apunta a agrupar los actores del sector, en particular de Estados Unidos, América Latina y el Caribe. América Móvil, AT&T, Cable & Wireless, Cisco, Coomscope, Entel Uruguay, Ericsson, Hewlett Packard, Intel, Mitel, Nokia, Qualcomm, Sprint, T-Mobile y Telefónica aparecen como los líderes de esta región.

En Europa se conformaron dos grupos: la asociación 5GPPP, impulsada por la Comunidad Europea, con la intención de realizar una articulación público-privada, y el grupo Net World 2020, fruto del impulso privado. Ambos grupos están íntimamente vinculados. De hecho, 5GPPP es una asociación cuyos miembros son integrantes de Net World 2020, pero con mayor apertura, para poder cumplir con los requerimientos de la Comunidad Europea. Sus principales integrantes del mundo privado son: Astrium Satellites, Atos, Deutsche Telekom, Docomo Europe, Ericsson, Huawei, NEC, Nokia, Orange Labs, Portugal Telecom, SES, Telecom Italia, Telefónica I+D, Telenor ASA, Telespazio, Thales Alenia Space y Turk Telekomunikasyon.

En Asia se crearon tres grupos. China conformó el grupo de promoción IMT-2020 que está impulsado e integrado por los ministerios (ministerio de Industria y de las Tecnologías de la Información, Comisión Nacional de Desarrollo y de Reforma y ministerio de Ciencia y Tecnología), basado en el grupo de promoción IMT-Advanced preexistente. También congrega los mayores actores industriales del sector de las telecomunicaciones chinos: China Mobile, Huawei, China Telecom, China Unicom, ZTE, Datang Telecom Technology & Industry Group, así como la Academia China de Investigación en Telecomunicaciones del Ministerio de Industria y de las Tecnologías de la Información.

Japón, por su lado, organizó el 5th Generation Mobile Communications Promotion Forum (5GMF) para conducir la investigación y el desarrollo de los sistemas de quinta generación de comunicación móvil y estudios correspondientes a temas de estandarización y relaciones con las otras organizaciones internacionales. Sus principales integrantes son Airspan, Anritsu, Blackberry, Cisco, Comm Scope, Ericsson, Fujitsu, Hitachi, Huawei, Intel, Kyocera, Mitsubishi, Nec, Nokia, NTT Docomo, Oki, Panasonic, Pioneer, Qualcomm, Samsung,
Seiko, Sharp, Softbank, Sony y Toshiba.

Finalmente, y con los mismos objetivos que las otras organizaciones, en Corea del Sur se creó el 5G Forum, en el que participan, entre otros: SK Telecom, LG, Samsung, KMW, ETRI, Innowireless, GSI, Keysight, Nokia, Rohde & Shwartz, RF Windows, Intel, Qualcomm y Huawei.

Estos organismos tienen un rol fundamental en el proceso de valoración de soluciones que apunta a la estandarización de la futura tecnología 5G. Este debate ocurre en el seno de cada una de las cinco organizaciones que se presentaron brevemente. El proceso de estandarización se inició recién a fines del año pasado con una definición formal de la UIT, en cuanto a las modalidades de uso futuro de la nueva tecnología, basada en una observación y proyección de los usos y reclamos actuales de los usuarios y de la industria.

Comunicación centrada en el humano con muy baja latencia y alta confiabilidad: los usuarios esperan una experiencia de conectividad instantánea, donde las aplicaciones demuestren un comportamiento de tipo “flash”. Este comportamiento es un factor clave para el desarrollo exitoso de los servicios “en la nube”, de realidad virtual y de realidad aumentada. La baja latencia y alta confiabilidad se transforman, entonces, en facilitadores del desarrollo de nuevas aplicaciones, como en salud, seguridad, oficina, entretenimiento y otros sectores.

Comunicación centrada en la máquina con muy baja latencia y alta confiabilidad: la confiabilidad y la latencia de los sistemas actuales ha sido diseñada pensando en un uso humano. Para los sistemas inalámbricos futuros, el diseño de nuevas aplicaciones se desarrolla en un contexto de comunicación entre máquinas -en inglés, Machine to Machine (M2M)– con condiciones de tiempo real. Autos sin conductor, servicios en la nube móvil, optimización de control de tráfico en tiempo real, respuesta a emergencias y desastres, red eléctrica inteligente, e-salud o comunicaciones industriales eficientes son ejemplos donde la baja latencia y la alta confiabilidad pueden mejorar la calidad de vida.

Alta densidad de usuarios: los usuarios esperan una satisfactoria experiencia en presencia de un gran número de usuarios concurrentes, por ejemplo, en una multitud con alta densidad de tráfico y una alta densidad de dispositivos. Los ejemplos abarcan contenidos audiovisuales a ser provistos en una celda, o aplicaciones de infotainment en shoppings, estadios, festivales al aire libre u otro tipo de eventos públicos de alta concurrencia. Esto incluye a los usuarios que quieran usar su teléfono en embotellamientos o cuando viajen en el transporte público, así como profesionales que trabajan en organizaciones como la policía, bomberos y ambulancias para explotar la red de comunicación pública en entornos de alta concurrencia.

Mantener alta calidad y alta movilidad: una sociedad conectada en los años posteriores a 2020 necesitará garantizar una experiencia de usuario similar tanto en movilidad como de forma estática, en casa o en la oficina. Ofrecer soluciones de conectividad robusta y de alta confiabilidad con la mejor experiencia de usuario, tanto para humanos como para máquinas, se necesita tanto como poder mantener esta calidad de servicio en movilidad.

Servicios multimedia avanzados: es muy probable que la demanda de contenidos multimedia móviles de alta definición vaya aumentando en muchas áreas más allá del entretenimiento, como el tratamiento médico y la seguridad. Los dispositivos tendrán capacidades de consumo de medios aumentadas, como pantallas de ultra alta definición, proyección 3D móvil, video conferencia inmersiva e interfaces y pantallas de realidad aumentada. Esto creará una demanda de ancho de banda significativamente más alta.

Internet de las Cosas (IoT, por sus siglas en inglés): en el futuro, cada objeto que se pueda beneficiar de una conectividad será conectado de forma alámbrica o inalámbrica. Por lo tanto, la cantidad de dispositivos conectados aumentará rápidamente y se supone que excederá la cantidad de usuarios humanos en un futuro próximo. Estas “cosas” conectadas pueden ser smartphones, sensores, activadores, cámaras, o vehículos, que varían desde dispositivos de baja complejidad hasta dispositivos altamente complejos y avanzados. Las entidades conectadas tendrán, sin duda, varios niveles de consumo de energía, requerimientos de latencia, costos, entre otros índices críticos para una conexión estable. Adicionalmente, muchos servicios que aprovechen la capacidad de conectividad de las cosas aparecerán. Sistemas inteligentes de red de distribución de energía, agricultura, salud e infraestructura de comunicación vehículo a vehículo y vehículo a ruta son campos generalmente vistos como potenciadores del crecimiento del IoT.

Adicionalmente, la UIT brinda una definición de familias tecnológicas para la interface radio; la parte networking; para la transmisión de video en alta movilidad y la calidad de servicio correspondiente; para las comunicaciones M2M; para alcanzar alta confiabilidad y baja latencia; para mejorar el consumo de energía de la red; y para alcanzar una tasa alta de trasferencia de datos.

Estas definiciones se tomaron en base a aportes de todas las compañías que se encuentran avanzando en la definición de tecnologías para la futura 5G. Entre ellas Huawei, Nokia y Qualcomm fueron claves para fijar conceptos en base a la experiencia en investigación y desarrollo que están teniendo desde hace varios años. Se trata, claramente, de un proceso iterativo en el cual el poder de lobby de estas grandes empresas internacionales es muy importante.

Las empresas citadas y muchas otras se encuentran entonces participando del grupo de trabajo WP 5D de la UIT, cuya misión es la propia estandarización de la quinta generación de tecnología móvil. Al mismo tiempo, las mismas participan de las organizaciones regionales donde se libra un debate con actores más locales. Claramente estamos asistiendo a un posicionamiento estratégico digno del T.E.G.

Esta puja que está empezando tiene efectos que observamos en los medios. Todos los fabricantes de equipamiento anuncian pruebas de sus tecnologías en colaboración con operadores de telecomunicaciones, en particular en Estados Unidos, Europa y Asia. Desde principios de 2014, aparecen noticias de pruebas de laboratorio con records de flujos de datos que se van superando mes a mes. La última noticia fue de las universidades de Bristol y Lund en colaboración con National Instruments que alcanzaron una capacidad de transmisión de casi 32 Gbit/s en un canal de 400 MHz, contra el último récord de Nokia y South Korea Telecom con 19.1 Gbit/s, utilizando múltiples antenas de transmisión y de recepción.

Hoy, la 5G tiene todo escrito en papel para poder prometer ser una tecnología muy disruptiva. A esta altura del proceso de estandarización, las tecnologías 3G y 4G prometían un grado de innovación similar en el contexto en el cual aparecieron. Los resultados no terminaron siendo exactamente lo prometido, en particular por la 3G.

En el proceso de estandarización de la tercera generación de móviles, competían también varias soluciones técnicas, como está ocurriendo con la 5G, de la mano de varios consorcios privados. Finalmente, se optó por la solución representada principalmente por Motorola y Qualcomm. La repartición de la participación de las patentes de cada uno de los miembros del consorcio en la solución definitiva terminó demostrando incompatibilidades en cuanto a los alcances de servicio prometido por la UIT en este momento. Entre los mayores cambios a los alcances del estándar se tuvo que disminuir el ancho de banda disponible por usuario de 2 Mbit/s (lo inicialmente prometido era 384 kbit/s en la primera versión de la 3G).

Queda claro que las decisiones no se toman en absoluto por motivos de excelencia tecnológica, sino por cuestiones comerciales y de propiedad intelectual. Sin duda pasarán hechos similares en este proceso de estandarización de la 5G que se está iniciando. Pero este nuevo estándar tiene cuestiones geopolíticas que no tuvo ninguna otra norma. Es la primera vez que el continente asiático se ve tan presente en tal proceso.

La puja entre empresas y consorcios se convierte en una puja entre continentes, entre bloques económicos. No es de asombrarse, el sector de las telecomunicaciones es el que produce el volumen de negocios más importante: la venta de equipamientos por parte de las empresas mencionadas está proyectada en más de 102 billones de dólares para 2017, del orden de 8 veces el PBI de Estados Unidos o 10 veces el PBI de China. Posicionarse hoy es garantizarse negocios para los próximos 10 a 15 años. No hay duda de que el estándar 5G saldrá y provocará modificaciones del sector y de la sociedad internacional, como tampoco hay duda de que la batalla recién empieza.

(*) Doctor en Telecomunicaciones de la “Ecole Nacional Supérieure des Telecommunications” de París, magister en Procesamiento de Señales e Imágenes e Ingeniero en Electrónica.