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¿Cuál son las principales diferencias entre las tecnologías de celulares 5G y 4G?

Las redes 5G, la quinta generación de tecnologías de telefonía móvil, están disponibles en gran parte del mundo, lo que promete velocidades de datos más rápidas y menor latencia para los consumidores.

Los teléfonos móviles inteligentes son algunos de los primeros dispositivos compatibles con 5G, comenzando con celulares de nivel premium pero ahora llegan rápidamente también a modelos menos costosos.

Además, esta última tecnología de redes abre caminos para nuevas aplicaciones industriales y es un elemento fundamental para construir "ciudades inteligentes" ampliamente conectadas.

Sin embargo, no todos los países, regiones o incluso operadores tienen su red 5G en funcionamiento todavía. Por ejemplo, en la Argentina los operadores comenzaron recién a fines del 2023 su despliegue por las demoras gubernamentales en la licitación de las frecuencias para el 5G.

¿Qué es 5G?

5G significa red de quinta generación y es la sucesora de las redes 4G LTE que están en funcionamiento desde la última década. La promesa son velocidades de datos más rápidas, conexiones de baja latencia y una serie de nuevos casos de uso, desde trabajos de realidad virtual hasta ciudades inteligentes.

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Para hacer esto, 5G requiere nuevas tecnologías de radio de alta frecuencia y módems de dispositivos. El estándar 5G es el esfuerzo combinado de empresas de todo el mundo que trabajan en asociación para crear una tecnología unificada que se utilizará en todo el mundo.

La tecnología 5G está presente en los celulares de alta gama, como el Samsung Galaxy S24.
La tecnología 5G está presente en los celulares de alta gama, como el Samsung Galaxy S24.

La tecnología 5G está presente en los celulares de alta gama, como el Samsung Galaxy S24.

Las especificaciones oficiales de 5G son publicadas por el Proyecto de Asociación de Tercera Generación (3GPP) y la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT). Hay bastantes componentes nuevos para 5G, por lo que aquí hay un desglose de algunas de las frases clave:

  • mmWave: espectro de muy alta frecuencia entre 17 y 100 GHz y gran ancho de banda para datos rápidos. La mayoría de los operadores apuntan al rango de 18-24 GHz. Es una tecnología de alcance razonablemente corto que se utilizará en zonas densamente pobladas.

  • Sub-6GHz: espectro que opera en frecuencias similares a WiFi entre 3 y 6GHz. Se puede implementar en pequeños concentradores de celdas para uso en interiores o en estaciones base exteriores más potentes para cubrir un alcance medio muy similar a la cobertura 4G LTE existente. La mayor parte del espectro 5G se encontrará aquí.

  • Banda baja: frecuencias muy bajas por debajo de 800 MHz. Cubre distancias muy largas y es omnidireccional para proporcionar una cobertura troncal general.

  • Beamforming: se utiliza en estaciones base mmWave y sub-6GHz para dirigir formas de onda hacia dispositivos de consumo, incluso haciendo rebotar ondas en edificios. Una tecnología clave para superar las limitaciones de alcance y dirección de las formas de onda de alta frecuencia.

  • MIMO masivo: múltiples antenas en estaciones base dan servicio a múltiples dispositivos de usuario final a la vez. Diseñado para hacer que las redes de alta frecuencia sean mucho más eficientes y se puede combinar con beamforming.

Para construir redes 5G más rápidas se utilizan estaciones base mmWave de alta frecuencia, celdas pequeñas y medianas tipo WiFi sub-6GHz, múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO) masivas.

Pero también hay cambios importantes en la codificación de datos y la división de la red de infraestructura de los que rara vez se habla. Todas estas son nuevas introducciones tecnológicas en comparación con las redes 4G LTE actuales. Además, el estándar 5G se divide en varias partes clave: no independiente (NSA), nueva radio (NR) e independiente (SA).

¿Cuál es la diferencia entre 5G y 4G? ¿Qué tan rápido es 5G?

La gran diferencia entre 5G y 4G son las nuevas tecnologías que utiliza el primero. Estas incluyen frecuencias de radio, portadores de espectro compartido y tamaños de bloques de ancho de banda.

Esto conduce a mejoras prácticas, como velocidades de datos más rápidas y menor latencia para los clientes de 5G frente a 4G. Por ejemplo, los usuarios de 5G deberían experimentar velocidades de datos mínimas superiores a 50 Mbps, mientras que los clientes de 4G LTE-A pueden tener un promedio de alrededor de 30 Mbps.

La tecnología 5G favorece el desarrollo de ciudades inteligentes.
La tecnología 5G favorece el desarrollo de ciudades inteligentes.

La tecnología 5G favorece el desarrollo de ciudades inteligentes.

Del mismo modo, 5G cuenta con una latencia inferior a 10 ms, mientras que los usuarios de 4G experimentan regularmente 50 ms o más. Sin embargo, las velocidades y la latencia exactas del mundo real en cualquier red determinada tienen muchas variables, incluido el tipo de red 5G o 4G implementada por su operador.

La conclusión es que 5G es más rápido que 4G LTE y también ofrecerá una latencia más baja, lo cual es importante para aplicaciones en tiempo real, como los juegos. Debido a las nuevas tecnologías de radio, recibir los beneficios de 5G requiere nuevo hardware. Los teléfonos inteligentes 5G todavía funcionan bien en redes 4G LTE, pero un teléfono 4G no puede utilizar las velocidades de datos más rápidas de una red 5G.

¿Cómo funciona 5G?

Sólo hay dos principios básicos para entender qué pretende hacer 5G y cómo lo hace. La primera es hacer uso de más espectro inalámbrico, ya que más espectro significa más capacidad y velocidades más rápidas para todos.

Para lograr esto, 5G recurre a nuevas tecnologías de redes de alta frecuencia, como la mencionada onda milimétrica (mmWave). Estas se conocen como tecnologías 5G New Radio (NR).

Las bandas bajas que pueden reutilizarse desde la radio y la televisión constituyen la "capa de cobertura" por debajo de 2 GHz. Esto proporciona una cobertura interior profunda y de área amplia y forma la columna vertebral de la red.

Existe la "supercapa de datos", formada por un espectro de alta frecuencia conocido como mmWave, que se adapta a áreas que requieren velocidades de datos o cobertura de población extremadamente altas.

Luego, la "capa de cobertura y capacidad" se sitúa entre 2 y 6 GHz, lo que ofrece un buen equilibrio entre ambos. La cobertura mmWave se limita a centros urbanos densos, mientras que las bandas sub-6GHz y 4G LTE existentes continúan brindando acceso a la red más amplia.

En resumen, las redes 5G funcionan aprovechando los beneficios de una amplia gama de espectro inalámbrico, tanto antiguo como nuevo. Esto proporciona a los consumidores una cobertura más rápida y confiable no sólo en ciudades densamente pobladas, sino también en áreas rurales y en los bordes de la red.