{"id":248280,"date":"2017-10-31T16:19:17","date_gmt":"2017-10-31T18:19:17","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=248280\/"},"modified":"2017-10-31T16:19:17","modified_gmt":"2017-10-31T18:19:17","slug":"mas-rapido-e-interactivo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/mas-rapido-e-interactivo\/","title":{"rendered":"M\u00e1s r\u00e1pido e interactivo"},"content":{"rendered":"

\"\"Fabio Otubo<\/span><\/a>En la pr\u00f3xima d\u00e9cada, los tel\u00e9fonos celulares no s\u00f3lo servir\u00e1n para conversar, enviar mensajes y acceder a contenidos digitales. Tambi\u00e9n conectar\u00e1n a los usuarios con sus electrodom\u00e9sticos, a sistemas de transporte y de seguridad e incluso con sus vestimentas. Para que lo que se ha denominado Internet de las Cosas se convierta en una realidad, se necesitar\u00e1n redes de celulares que procesen una mayor cantidad de datos m\u00e1s velozmente, aparte de un nuevo sistema de comunicaci\u00f3n denominado 5G, es decir, telefon\u00eda m\u00f3vil de quinta generaci\u00f3n, que actualmente se encuentra en etapa de desarrollo y estandarizaci\u00f3n. Se contempla que, para el comienzo de la pr\u00f3xima d\u00e9cada, estar\u00e1n disponibles los tel\u00e9fonos celulares con conexi\u00f3n a una internet al menos mil veces m\u00e1s r\u00e1pida, con alta capacidad de procesamiento de datos y menor consumo de energ\u00eda de la bater\u00eda.<\/p>\n

Los celulares son, b\u00e1sicamente, sistemas de radio que emplean frecuencias electromagn\u00e9ticas capaces de transmitir voz, datos y video. Estos sistemas requieren patrones de codificaci\u00f3n digital para que los celulares puedan conectarse con las estaciones de radio base (ERB), acceder a contenidos de internet y comunicarse con las operadoras de telefon\u00eda m\u00f3vil. La red 5G prev\u00e9 la utilizaci\u00f3n de frecuencias muy altas para aportar velocidades de transmisi\u00f3n en un rango de 10 gigabits por segundo (Gbps). Esto s\u00f3lo ser\u00e1 posible mediante tecnolog\u00edas innovadoras y nuevas formas de codificaci\u00f3n y configuraci\u00f3n, m\u00e1s all\u00e1 de nuevos equipamientos en las estaciones de radio base, tales como antenas adecuadas para frecuencias superiores a 24 Gigahertz (GHz). El actual 4G opera en una banda de 2,6 GHz. Las antenas se instalan en las estaciones de radio base y en el interior de grandes edificios, tales como ferrocarriles metropolitanos (metros), shoppings<\/em> y aeropuertos. Todav\u00eda se sigue implementando el 4G en varios lugares del mundo, incluso con la perspectiva de que comience a operar el sistema 5G en la d\u00e9cada de 2020. La primera red 4G se implement\u00f3 en 2007, en Suecia. En Brasil, su implementaci\u00f3n comenz\u00f3 en 2011 y, seg\u00fan la Agencia Nacional de Telecomunicaciones (Anatel), para diciembre del a\u00f1o en curso, todas las ciudades con m\u00e1s de 100 mil habitantes contar\u00e1n con 4G.<\/p>\n

Los sistemas aplicables a celulares sufrieron una transformaci\u00f3n en los \u00faltimos a\u00f1os, cuando estos aparatos devinieron en peque\u00f1as computadoras de mano, con un variado espectro de sensores, tareas y funciones. En muchos pa\u00edses, tanto empresas como universidades e institutos est\u00e1n experimentando y desarrollando varias tecnolog\u00edas para proveer al nuevo sistema 5G. En esta ocasi\u00f3n, al contrario de lo que ocurri\u00f3 con los sistemas anteriores, Brasil est\u00e1 participando en el desarrollo de esa tecnolog\u00eda. \u201cCient\u00edficos brasile\u00f1os est\u00e1n cooperando para el desarrollo del nuevo sistema\u201d, informa el ingeniero Arismar Cerqueira, coordinador del Laboratorio Wireless and Optical Convergent Access (Woca) del Instituto Nacional de Telecomunicaciones (Inatel), de Santa Rita do Sapuca\u00ed, en el sur del estado de Minas Gerais. Cerqueira lidera un grupo en el Inatelo que contribuye para el futuro 5G, junto a otros equipos de la Universidad de Campinas (Unicamp) y de la Pontificia Universidad Cat\u00f3lica de R\u00edo de Janeiro (PUC-R\u00edo).<\/p>\n

Si bien existen varias empresas que realizan demostraciones con equipos y software<\/em> que podr\u00edan ser parte de la tecnolog\u00eda 5G, la estandarizaci\u00f3n final del sistema s\u00f3lo ser\u00e1 aprobada en todos sus detalles por la Uni\u00f3n Internacional de Telecomunicaciones (UIT), una agencia de la Organizaci\u00f3n de las Naciones Unidas (ONU) para el \u00e1rea de tecnolog\u00edas de la informaci\u00f3n y comunicaci\u00f3n, cuya sede se encuentra en Ginebra, Suiza. La entidad comenz\u00f3 a prepararse en 2012 y en septiembre de 2015 present\u00f3 un plan de trabajo que estar\u00e1 listo para 2020 con sus par\u00e1metros t\u00e9cnicos iniciales y recomendaciones. Por ejemplo, se defini\u00f3 que la tasa m\u00ednima de datos para el usuario final ser\u00e1 de 10 Gbps. En el sistema actual 4G, ese valor es, como m\u00e1ximo, de 10 Mbps. La densidad ser\u00e1 de 1 mill\u00f3n de dispositivos que puedan funcionar simult\u00e1neamente en 1 kil\u00f3metro cuadrado (km2<\/sup>), mientras que la actual es de 100 mil. La propuesta de eficiencia energ\u00e9tica de las bater\u00edas indica un aumento de 100 veces en relaci\u00f3n con el 4G. El consumo de las bater\u00edas no se restringe al dispositivo en s\u00ed, sino que tambi\u00e9n se produce durante la interconexi\u00f3n con el sistema.<\/p>\n

\"\"<\/a>A finales de 2017 comenzar\u00e1n a presentarse nuevas propuestas de configuraci\u00f3n y dispositivos, y en 2019 habr\u00e1 una evaluaci\u00f3n de las tecnolog\u00edas desarrolladas en el marco de un congreso internacional. Las \u00faltimas especificaciones quedar\u00e1n definidas\u00a0 en los primeros meses de 2020. \u201cEstamos participando, al igual que otros investigadores de todo el mundo, en iniciativas que podr\u00edan incorporarse o no a un sistema de comunicaci\u00f3n avanzada como el 5G\u201d, dice el ingeniero Michel Daoud Yacoub, coordinador del Wireless Technology Laboratory (WissTek), el laboratorio de tecnolog\u00eda inal\u00e1mbrica de la Facultad de Ingenier\u00eda El\u00e9ctrica y Computaci\u00f3n (FEEC) de la Unicamp. \u201cLos cient\u00edficos tienen libertad para profundizar en temas que puedan ser de utilidad para el sistema\u201d, dice Cerqueira, del Inatel, instituci\u00f3n que coordina el mayor proyecto brasile\u00f1o para el 5G, con una inversi\u00f3n de 20 millones de reales, financiados por el Fondo para el Desarrollo Tecnol\u00f3gico de las Telecomunicaciones (Funttel). Este instituto depende de la Fundaci\u00f3n Instituto Nacional de Telecomunicaciones (Finatel) y el 55% de sus ingresos provienen de proyectos de prestaci\u00f3n de servicios y desarrollo con cientos de empresas. Adem\u00e1s de la Unicamp y de la PUC-R\u00edo, tambi\u00e9n participan empresas tales como Ericsson, fabricante de dispositivos, TIM y Algar, operadoras de telefon\u00eda celular.<\/p>\n

Captaci\u00f3n y distribuci\u00f3n
\n<\/strong>El grupo del Inatel desarroll\u00f3 y registr\u00f3 en Brasil cuatro patentes relacionadas con la tecnolog\u00eda 5G: dos antenas, un amplificador y un conversor de radiofrecuencia. Con esta nueva tecnolog\u00eda, en el instituto trabajan en ese proyecto y en otros cuatro de menor porte 15 doctores, 20 m\u00e1steres y 55 ingenieros contratados. Las antenas que desarrollaron son de uso interno (indoor<\/em>) para sitios tales como shoppings<\/em> y metros. La funci\u00f3n de las mismas consiste en captar y distribuir las se\u00f1ales de celulares a la red. \u201cSe trata de todo un reto, porque ellas deben contemplar, adem\u00e1s de las transmisiones en 5G, los sistemas anteriores, de tercera y cuarta generaci\u00f3n, que durante cierto tiempo convivir\u00e1n con el sistema m\u00e1s reciente\u201d, explica Cerqueira.<\/p>\n

Otra de las caracter\u00edsticas del nuevo sistema, dadas las frecuencias electromagn\u00e9ticas de transmisi\u00f3n y recepci\u00f3n de se\u00f1al en que va a operar, ser\u00e1 el uso de otras antenas \u2012menores que las actuales\u2012, que deber\u00e1n instalar las operadoras de telefon\u00eda celular, distribuy\u00e9ndolas por ciudades y autopistas. La creaci\u00f3n de la antena indoor<\/em> del Inatel estuvo a cargo del ingeniero en telecomunicaciones Igor Feliciano da Costa, quien concibi\u00f3 ese dispositivo durante parte de su doctorado en la Universidad T\u00e9cnica de Dinamarca (DTU). El trabajo obtuvo el segundo puesto en el Momag 2016, un evento que organizan la Sociedad Brasile\u00f1a de Microondas y optolectr\u00f3nica (SBMO) y la Sociedad Brasile\u00f1a de Electromagnetismo (SBMag). Los investigadores del Inatel trabajan ahora en el desarrollo de un modem con conexi\u00f3n USB para notebooks<\/em> y en un amplificador de radiofrecuencia de utilidad en las centrales de radio base que funcionan junto a las antenas de la red para celulares, emplazadas en lugares altos, como en el caso de los techos de edificios. Tan s\u00f3lo en S\u00e3o Paulo, hay miles de estaciones de radio base que conectan a cada celular con la red a medida que los mismos se desplazan por la ciudad.<\/p>\n

En la Unicamp, los estudios se desarrollaron en cuatro campos. \u201cEl primero es el de las aplicaciones emergentes, como es la Internet de las Cosas. Estamos evaluando tres nuevos procesos de transmisi\u00f3n digital, porque las t\u00e9cnicas convencionales se mostraron inadecuadas para lidiar con los requerimientos de esas aplicaciones\u201d, comenta Yacoub. El aumento vertiginoso del volumen del tr\u00e1fico por internet, principalmente con aplicaciones tales como YouTube y Netflix, tambi\u00e9n es objeto de estudio por parte de los investigadores. Ellos analizan la posibilidad de utilizar sistemas que emplean un gran n\u00famero de antenas extras como ayuda en zonas cada vez m\u00e1s densas en t\u00e9rminos de demanda de intercambio de datos.<\/p>\n

El laboratorio WissTek de la FEEC tambi\u00e9n contempla los sistemas device-to-device<\/em> (D2D), o dispositivo a dispositivo, sin pasar por una estaci\u00f3n radio base. Este sistema permitir\u00e1 que dos equipos celulares que operen en 5G puedan comunicarse en forma directa, lo cual podr\u00eda facilitar la comunicaci\u00f3n y economizar bater\u00edas. El cuarto apartado de los estudios en la Unicamp es la modulaci\u00f3n del canal que realiza el mapeo de los fen\u00f3menos de propagaci\u00f3n de las ondas en \u00e1mbitos urbanos o suburbanos repletos de obst\u00e1culos, como en el caso de edificios y cerros. Los cient\u00edficos emplean herramientas matem\u00e1ticas tratando de superar esas barreras para que el sistema disponga de las frecuencias m\u00e1s adecuadas para la transmisi\u00f3n.<\/p>\n

\"\"

Inatel <\/span><\/a> Los equipamientos de las redes 5G ser\u00e1n menores y consumir\u00e1n menos electricidadInatel <\/span><\/p><\/div>\n

\u201cEl desaf\u00edo del 5G consiste en amoldarse a un tr\u00e1fico de datos elevado y un mayor n\u00famero de usuarios. Las tasas de transmisi\u00f3n de datos deber\u00e1n ser muy altas y, simult\u00e1neamente, se debe mejorar la latencia\u201d, anticipa Yacoub. La latencia es el tiempo de carga de un video, por ejemplo. En el 5G, se requiere que ese tiempo sea de 1 milisegundo (ms), frente a los 10 ms del 4G.<\/p>\n

\u201cEl mayor problema del 4G es la permanente necesidad de recarga de la bater\u00eda del celular. Es un uso muy intenso del sistema, con muchos recursos de radio (transmisi\u00f3n y recepci\u00f3n)\u201d, explica Rodrigo de Lamare, del Centro de Estudios en Telecomunicaciones (Cetuc) de la PUC-R\u00edo. El investigador coordina un grupo cuyo objetivo es el estudio de la codificaci\u00f3n para los puntos de acceso, que se encuentran en las estaciones radio base. \u201cDichos puntos deber\u00e1n ser m\u00e1s densos, con antenas capaces de comunicarse con celulares y diversos sensores en el hogar, en el trabajo, principalmente en edificios inteligentes, dotados de tecnolog\u00edas de acceso a vastos dispositivos de la Internet de las Cosas, tales como la iluminaci\u00f3n y el aire acondicionado\u201d, dice De Lamare.<\/p>\n

Otra l\u00ednea de estudio se ocupa de la simplificaci\u00f3n de dispositivos del sistema de radio que soporta la red de celulares. \u201cAmplificadores, ruteadores de wifi y otros dispositivos deber\u00e1n ser de menor tama\u00f1o y costar menos para que incluso puedan compartirlos varias operadoras\u201d, sostiene. Actualmente, cada empresa necesita disponer de uno de tales dispositivos en las estaciones radio base. Si tan s\u00f3lo uno de ellos les sirviera a todas, el costo disminuir\u00eda bastante y as\u00ed tambi\u00e9n el consumo de energ\u00eda.<\/p>\n

Ya se han divulgado varios ejemplos experimentales en todo el mundo que se encuentran en fase de desarrollo. En Finlandia, la Universidad de Oulu llev\u00f3 a cabo en septiembre un experimento con tecnolog\u00eda 5G para controlar un robot de uso industrial. Esa misma universidad result\u00f3 elegida para brindar una demostraci\u00f3n de la tecnolog\u00eda 5G durante los Juegos Ol\u00edmpicos de Invierno de 2018, a realizarse en Pyeongchang, Corea del Sur. El proyecto ser\u00e1 financiado por la Uni\u00f3n Europea y contar\u00e1 con la colaboraci\u00f3n del gobierno coreano. En Estados Unidos, el investigador Theodore Rappaport, de la Universidad de Nueva York, comparti\u00f3 un programa en el sitio web de su grupo (NYU Wireless), en marzo de este a\u00f1o. Se trata de un simulador para desarrolladores de tel\u00e9fonos celulares 5G con infraestructura de estaci\u00f3n radio base. Otros cient\u00edficos han puesto a disposici\u00f3n los resultados de cuatro a\u00f1os de mediciones efectuadas en las frecuencias de radio que se utilizar\u00e1n en la tecnolog\u00eda 5G.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Cient\u00edficos brasile\u00f1os trabajan en el formateo del sistema 5G para celulares","protected":false},"author":10,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[288,312,333],"coauthors":[97],"class_list":["post-248280","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es","tag-computacion","tag-innovacion","tag-tecnologia-de-la-informacion"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/248280","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/10"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=248280"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/248280\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=248280"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=248280"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=248280"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=248280"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}