NETCOM Research Group

Autores:

Arturo Azcorra, director de IMDEA Networks Institute y catedrático de la Universidad Carlos III de Madrid.

Albert Banchs, director adjunto de IMDEA Networks Institute y profesor titular de la Universidad Carlos III de Madrid.

Mientras que el despliegue de las redes móviles de 4ª generación aún no se ha completado, los operadores y fabricantes de equipos móviles, así como los equipos de investigación punteros en este campo, han lanzado una serie de iniciativas de I+D para desarrollar la tecnología móvil de 5ª generación, llamada 5G, con la idea de comercializar dicha tecnología para el 2020. 

El 5G representa un cambio de paradigma en la concepción de las redes móviles que revoluciona dicha tecnología con el fin de soportar los requisitos de caudal, latencia y escalabilidad necesarios para satisfacer casos de uso tan extremos como pueden ser la realidad aumentada o la conexión de billones de dispositivos.

Las futuras Redes 5G transformarán nuestra forma de percibir y de relacionarnos con el mundo que nos rodea. La combinación de avances de las Redes 5G transformará la realidad actual en una “realidad conectada”, en la que todos los objetos y todas las personas están conectados entre sí, formando un todo único. Las Redes 5G permitirán conectar más de seis millones de millones de personas, lo que incluye a todos los habitantes del planeta, y adicionalmente, del orden de mil objetos por cada uno de ellos. Cada persona estará permanente conectada a sus médicos, sus amigos, sus compañeros de trabajo, clientes/proveedores, servicios de seguridad, pero además, estará conectada a su automóvil, su nevera, su tienda del pan favorita, lugares de ocio, metro, aeropuerto, vivienda, y en suma, todo objeto que tenga un cierto interés para nosotros. Los objetos estarán igualmente conectados, por lo que un “palet” podrá “quejarse” a su empresa de origen que su ruta de entrega es incorrecta, y nuestra caldera podrá descargarse software de control que la haga más eficiente.

La cantidad de dispositivos conectados se verá complementada por un incremento de la capacidad de la red de tres órdenes de magnitud. Las redes 5G podrán por tanto transportar un volumen de datos móviles 1.000 veces mayor que as redes 4G que están desplegándose en la actualidad. Esa capacidad masiva de comunicación permitirá que cada persona y objeto accedan, envíen o intercambien, de forma cuasi instantánea, las sensaciones de su preferencia. La red se está diseñando para poder integrar todas las interfaces multimodales: dispositivos de realidad aumentada, interfaces de ondas cerebrales, o la implantación de biochips de interfaz, permitirá a los usuarios de las redes 5G interactuar entre ellos, y con todos los objetos conectados de una manera totalmente natural, sin percibir dispositivos externos, como una extensión de sus cinco sentidos. Dicho intercambio de imagen estereoscópica, olores, información táctil u ondas cerebrales se podrá realizar estemos donde estemos. Porque, al contrario de lo que sucede con los sistemas 4G, las Redes 5G se están diseñado para disponer de cobertura geográfica universal, con la ventaja añadida de una mayor uniformidad de servicio respecto a la posición relativa entre la estación base y el borde de la célula.

El corazón de la red se basará en el desarrollo intensivo de las actuales tecnologías de virtualización, convergiendo con tecnologías de “cloud computing”. De esta forma, en las redes 5G el software jugará un papel mucho más relevante que en las redes actuales. Una gran parte del hardware de comunicación específico que tenemos hoy en día se sustituirá por plataformas computacionales de propósito general que proporcionarán los servicios de comunicación necesarios mediante software. Ello proporciona permitirá un control de red mucho más flexible y económico que el actual, con una mejor integración con los servicios soportados, y con los procesos de negocio de las operadoras de telecomunicación. Esto permitirá reducir el plazo de despliegue en producción de un nuevo servicio desde los actuales 90 días, a un tiempo tan reducido como son 90 minutos. La oferta de servicios soportado será por tanto mucho más dinámica y adaptada a las necesidades de los usuarios, particulares o profesionales.

La reducción del consumo energético es otro de los elementos clave de las Redes 5G. Si aumentásemos la capacidad de la red 1.000 veces con la tecnología actual, el consumo energético de las mismas sería tan alto que no podría proporcionarse. Por ello, la eficiencia energética es otro de los principales criterios de diseño de las redes 5G, tanto por lo que se refiere a terminales como elementos de red, así como el diseño de la red en su conjunto. En las redes 5G se están desarrollando por ello tecnologías con un consumo energético relativo de tan solo el 10% del actual, de cara a minimizar el impacto medioambiental derivado de 5G.

En resumen, las Redes 5G nos llevarán a un mundo en el que la distancia no existe, y en el que nuestro ser y percibir se fusionará con el de nuestros semejantes y con el de los objetos que nos rodean.

La Unión Europea, con el programa marco de investigación “Horizon 2020”, que opera desde 2014 por un período de 7 años con un presupuesto estimado de 80 mil millones de euros, ha diseñado un programa específico en “Infraestructura avanzada Horizonte 2020 de redes 5G para la Futura Internet” (“Horizon 2020 Advanced 5G Network Infrastructure for Future Internet PPP”) para centrarse en esta tecnología. Dicho programa ha recibido un presupuesto de 700 millones de euros de la Comisión Europea, y entre 3.500 y 7.000 millones de euros de los participantes privados. El instituto de investigación IMDEA Networks es uno de los principales líderes a nivel europeo en el campo de las Redes 5G.

IMDEA Networks es el coordinador del proyecto iJOIN, que es uno de los principales proyectos europeos en el campo de las redes 5G. Éste fue el primer proyecto de investigación y desarrollo tecnológico (RTD) europeo coordinado por un Instituto IMDEA, recibió el accésit al Premio madri+d al Mejor Proyecto Europeo I+D en Cooperación concedido por la Fundación para el Conocimiento madri+d, y ha sido seleccionado recientemente para una demostración al comisario de Economía y Sociedad Digital en la Comisión Europea, Günther Oettinger, en el Mobile World Congress 2015.

Por otra parte, IMDEA Networks Institute y Telefónica Investigación y Desarrollo han creado recientemente una Unidad Conjunta de Investigación (JRU, por sus siglas en inglés) denominada "Unidad Conjunta de Investigación Telefónica I+D–Instituto IMDEA Networks en tecnologías 5G", cuyo objetivo es establecer una asociación estratégica que proporcione un marco operativo para una estrecha interacción en un variado conjunto de actividades científicas.

Hay tres proyectos más asociados al trabajo del instituto sobre redes 5G. En primer lugar, se ha concedido una prestigiosa ERC Consolidator Grant al investigador de IMDEA Networks Joerg Widmer para el desarrollo del proyecto SEARCHLIGHT, que se centra en redes de 60GHz, una de las tecnologías clave dentro de 5G. Este proyecto ha recibido una financiación de 1,7M€ para los próximos cinco años. Además, IMDEA Networks es el coordinador técnico del proyecto europeo CROWD, que ha sido seleccionado por la Comisión Europea como uno de los proyectos precursores a la 5G. En tercer lugar, IMDEA Networks está liderando el proyecto de la Comunidad de Madrid TIGRE5, que se centra en esta tecnología y agrupa a los principales equipos de investigación de Madrid que trabajan en este campo.

Por último, cabe destacar que IMDEA Networks es uno de los pocos socios académicos representados en la 5G-PPP Association, Partnership Board, y el ETP Steering Board, que son las entidades que lidera el desarrollo del programa europeo en la tecnología 5G.