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El futuro próximo de la tecnología 6G 35

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tiempo de actualizacion : 2021-03-17 15:26:55
Históricamente, con el comienzo de una nueva década, aparece información sobre las nuevas generaciones de comunicación móvil. En los años 20 (a pesar de que el 5G no se ha implantado del todo) ya aparecen informaciones sobre la sexta generación de comunicaciones móviles, el 6G. Para todos los que quieran conocer las perspectivas de las redes inalámbricas en un futuro "lejano": bienvenidos.

Velocidades en las redes de sexta generación
Con la evolución de la tecnología MIMO y el paso a la banda milimétrica, el 5G ha llegado para quedarse tal y como lo conocemos hoy. Obviamente, las longitudes de onda milimétricas seguirán siendo la solución clave para hacer realidad las capacidades de las redes de próxima generación. Ya se están desarrollando conceptos de red 6G que prometen ser aún más rápidos, inteligentes y cómodos que las redes de quinta generación. ¿Desglosemos qué ventajas tendrán las redes 6G respecto a su predecesora? 

La principal diferencia será el aumento significativo de la velocidad de transferencia de datos: hasta 1Tb/s, que es 1.000 veces más rápido que la velocidad de transferencia de datos 5G. El aumento de la velocidad de transmisión hará que los requisitos de latencia de la señal sean más estrictos, hasta milésimas de segundo. 

Soluciones técnicas para redes 6G
Los "puntos de crecimiento" de las velocidades de datos en las redes inalámbricas están identificados y probados desde hace tiempo. La atención se centrará en la tecnología MIMO. Si ahora se oye hablar de soluciones como Massive MIMO, en 6G se habla del llamado MIMO holográfico. Vamos a describir la tecnología MIMO holográfica en un artículo aparte; por ahora lo único que hay que mencionar es el nuevo enfoque de la transmisión de datos, que reside en el efecto de la forma del haz del patrón de radiación. 

En términos de ancho de banda, la tendencia es la misma, pasando a una porción de frecuencia aún más alta del espectro. No hay nada tecnológicamente malo en la banda milimétrica de 30, 40 y 50 GHz ahora mismo. En los próximos 20 años, ese rango se ampliará a 700 u 800 GHz.

Además de ampliar el espectro de frecuencias, habrá que trabajar para aprovechar mejor el espectro por debajo de los 6 GHz. La reciente conversión de la banda de 6 GHz en una banda sin licencia es una prueba de ello.

 Para crear redes de alta velocidad, será necesario un mayor uso de la IA y el aprendizaje automático. Las redes inteligentes pueden gestionarse a sí mismas y hacerlo con mucha más eficacia que las redes móviles actuales. Una parte separada del espectro en la banda de 3,6 GHz se utilizará para el intercambio de tráfico de "señales". Esta banda se utilizará para controlar y autorregular las redes inalámbricas. Gracias a este enfoque, las capacidades de las redes se ampliarán considerablemente.

Las redes inteligentes también permitirán una transición más suave a las redes 6G sin celdas. En la actualidad, la cobertura de la red móvil la proporcionan cientos de celdas -células en forma de panal- repartidas por una zona, como se muestra en la siguiente figura. 

Con la llegada de las redes 5G, cada una de estas células está equipada con una matriz MIMO para dar servicio a los usuarios dentro de la célula. Pero las redes 6G implican la instalación de un enorme número de puntos de acceso que operan dentro de una sola célula, alejándose así de la comprensión habitual de la célula y proporcionando un avance hacia las redes sin células.

En un sistema de este tipo, no habría fronteras que formen una celda, por lo que cuando un usuario se desplace por la ciudad, no habrá cambios entre celdas. Toda la ciudad sería una gran celda. Todos los usuarios de servicios móviles de la ciudad recibirían "contenidos" a través de múltiples puntos de acceso que operan bajo una única red.

Si bien todo esto suena desalentador en términos de redes móviles tradicionales, vale la pena considerar el hecho de que los dispositivos de los sistemas del hogar inteligente y del Internet de las Cosas (IoT) ya funcionan de manera similar en las redes inalámbricas locales.

El concepto de redes sin celdas implica una evolución hacia múltiples cientos de dispositivos interconectados. Esta conectividad local de múltiples dispositivos es el punto de partida para el desarrollo de las redes sin celulares de sexta generación.

Imaginemos que somos futuristas
Intentemos imaginar cómo serán las tecnologías inalámbricas del futuro dentro de, digamos, 10-20 años, es decir, ¿cuáles serán las capacidades y requisitos de las redes inalámbricas 6G e incluso 7G?

Supuesto nº 1: las redes 6G solucionarán los problemas de energía
Con todos los datos que tenemos hasta ahora, es razonable suponer que deberíamos esperar redes 6G más cerca de 2030. Las redes de sexta generación modificarán las condiciones de las antenas, cambiarán las frecuencias utilizadas y, muy probablemente, surgirán nuevas tecnologías. 

La más esperada, por ejemplo, es la transmisión de energía a través de redes inalámbricas. Ya se pueden encontrar varias soluciones que permiten cargar los dispositivos de forma inalámbrica. Además, esto ya no parece nada fuera de lo común. Y es muy posible que las redes 6G se ocupen no sólo de la transmisión de datos, sino también de la energía.

Supuesto nº 2: las redes 7G interconectarán los objetos terrestres y espaciales 
Los requisitos para la conquista del espacio por parte de los "comunicadores" ya están establecidos. Como parte de una serie de proyectos, la NASA, Nokia y otras 13 empresas, entre ellas SpaceX, firmaron contratos de cinco años por valor de más de 370 millones de dólares para desarrollar tecnologías de infraestructura clave en la superficie de la Luna. La NASA pretende hacer de la Luna un trampolín para seguir explorando el sistema solar, empezando por Marte.

Hasta la fecha, está previsto desplegar una red 4G en la Luna. La red lunar 4G permitirá controlar a distancia los vehículos lunares y las naves espaciales. Las redes no sólo transmitirán mensajes a la Tierra a través de repetidores en estaciones espaciales y satélites en órbita, sino que también distribuirán señales en la superficie lunar. 

Por supuesto, hay una serie de factores que complican los equipos de comunicaciones en entornos difíciles, como que las antenas y las estaciones base deben ser reforzadas para funcionar en el duro entorno lunar bajo la influencia de la radiación. Además, durante un ciclo lunar típico de día y noche (28 días terrestres), la infraestructura de la red se enfrentará a cambios extremos de temperatura de más de 250 °C (de -173 °C a 117 °C en el ecuador). Nokia ya está desarrollando estaciones base 4G compactas diseñadas para ser enviadas a la luna.

Sin embargo, el modelo de propagación de las ondas electromagnéticas parece mucho más sencillo en la Luna que en la Tierra. La falta de atmósfera, así como la ausencia de los típicos obstáculos terrestres, como árboles y edificios, probablemente signifique una propagación más fácil de la señal y, por tanto, un menor coste de construcción de las estaciones base.

Conclusión:
El desarrollo de las redes inalámbricas no se detiene. El tiempo dirá cómo serán las redes de próxima generación y qué características pondrán en ellas los principales fabricantes de equipos y desarrolladores de normas. El potencial es grande y, lo que es más importante, las posibilidades técnicas para aplicar las ideas más atrevidas no parecen tan irrealizables como, por ejemplo, hace 10-15 años. Tal vez, en un futuro próximo, podamos pagar una suscripción no sólo a una Internet inalámbrica de un gigabit, sino también a bombear "volúmenes de kilovatios de energía" a través de nuestros teléfonos inteligentes, ordenadores portátiles y electrodomésticos. 
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