El impacto de la 5G no se limita a mejorar la telefonía. Las altas velocidades de descarga facilitan la navegación en un móvil, pero es probable que el verdadero impacto venga en aplicaciones que aún no han aparecido. Vamos a ver lo que la 5G podría suponer para el sector industrial y del automóvil y cómo podría integrarla en su próximo diseño.

¿Por qué deberíamos usar la 5G en la fabricación industrial?
Muchas de las fábricas inteligentes actuales se ven limitadas por las arquitecturas de cableado ya existentes. Estos sistemas emplean redes contrastadas —como el Ethernet industrial, Profinet y CANbus— para conectar los sensores, accionadores y controladores del equipo automatizado. Como estas conexiones se realizan por cable, cualquier modificación en las instalaciones, por pequeña que sea, resulta lenta y cara.
Las generaciones anteriores de redes inalámbricas —incluso la 4G/LTE, a pesar de ser más rápida— no podían ofrecer la respuesta en tiempo real necesaria para la autonomía ni un nivel de latencia que fuera lo suficientemente bajo. Además, una planta industrial es un entorno muy complejo, con muchas interferencias y ruido eléctrico, lo que dificulta el trabajo de muchas de las tecnologías anteriores para la comunicación inalámbrica. Las funciones de red mejoradas de la 5G (imagen 1) son una solución para algunos de estos problemas y aumentan la flexibilidad y eficacia del sistema.

Una de las características principales de cualquier fábrica automatizada es la monitorización. La 5G aporta comunicación masiva entre máquinas (mMTC), una función capaz de cumplir con los requisitos necesarios para implantar redes inalámbricas de sensores (WSN) de gran extensión. La eficacia energética también ha mejorado en la 5G, algo esencial para ampliar la vida de la batería de los dispositivos conectados y minimizar su mantenimiento.
En el control del movimiento y la robótica industrial, donde la precisión y la sensibilidad en tiempo real son cruciales, los ingenieros han estado utilizando la red TSN (Time-Sensitive Networking) con Ethernet industrial por cable, pero la 5G, con la comunicación de máxima fiabilidad y de baja latencia (URLLC), es una alternativa inalámbrica viable que, además, está preparada para la robótica en la nube.
Hay tres tecnologías relacionadas que empiezan a abrirse camino en el entorno de la planta industrial: la realidad virtual, la realidad aumentada y la inteligencia artificial (RV/RA/IA). La 5G funciona a gran velocidad, dispone de URLLC y permite el procesamiento en la periferia. En estos casos, los procesos de computación que consumen mucha energía se pueden llevar a cabo en la nube, lo que permite usar dispositivos más sencillos y baratos en el emplazamiento.

Los retos y las oportunidades de la implantación de la 5G
A fin de proteger las inversiones realizadas en tecnologías de red inalámbricas y de cable, los proyectos 5G deben integrarse con facilidad en las infraestructuras ya existentes. De momento, uno de los principales problemas es que la cobertura en interiores nunca ha sido una prioridad para los operadores de redes de comunicación. Los avances de la tecnología Open-RAN reducen el coste de propiedad de las redes de acceso radio 5G (5G RAN), así que la implantación de la 5G privada (red no pública o NPN) empieza a ser una opción realista. Las empresas que prefieran esta opción deben saber que los organismos reguladores de todo el mundo están dejando un espectro rentable y específico para la 5G privada. Además, dependiendo de las necesidades operativas de la fábrica, la 5G privada puede estar totalmente aislada de la red pública o tener un uso compartido.

La 5G y el coche conectado
Según las predicciones, el sector del automóvil también será uno de los pioneros en la implantación de la 5G, aunque probablemente aún falten algunos años para que el nivel 5 de autonomía sea una realidad comercial. Sin embargo, es probable que el próximo coche que compremos disponga de Internet para gestionar la telemática, los sistemas móviles del tipo «vehículo a todo» (C-V2X) y el infoentretenimiento.

El coche conectado actual logra generar hasta 4 TB de datos al día, algo equivalente a unas 500 películas. En los últimos avances en la tecnología de comunicación C-V2X, estos datos ya se están usando de numerosas maneras. Por ejemplo, los datos de los sistemas de gestión del motor se envían a centros de servicio remotos con fines de mantenimiento predictivo, y la información sobre las condiciones locales del tráfico y el tiempo se pueden introducir en los sistemas públicos de seguridad. De hecho, hasta la información sobre el comportamiento del conductor y el kilometraje del vehículo se puede introducir en bases de datos para implantar planes de seguros basados en el uso.
Durante los últimos cinco años, el Proyecto de Asociación de Tercera Generación (3GPP) —un organismo mundial para la normalización de las tecnologías de telecomunicación móvil que incluye funciones de acceso por radio, redes principales y servicios, y que ofrece una completa descripción de sistema para la telecomunicación móvil—, ha ido aumentando la funcionalidad del C-V2X en consonancia con los avances de la tecnología de redes móviles (imagen 3). Las funciones del «Release 16» están abriendo el camino para la implantación de los sistemas avanzados de asistencia a la conducción (SAAC).

Aunque parece que todavía falta mucho para que los coches autónomos estén disponibles para el público, ya se han hecho algunas pruebas muy importantes. Empresas como Tesla, Google y BMW han salido en las noticias y están contribuyendo a aumentar las expectativas de todos y a impulsar estas iniciativas. Muchos vehículos de gama alta ya tienen cierto nivel de autonomía (algunos hasta el nivel 3), lo que también depende de las tecnologías C-V2X.

Aunque las redes 4G/LTE alimentan varias de las aplicaciones anteriores, el volumen de datos a compartir sigue creciendo, aumentando la presión sobre el ancho de banda disponible. Además, los cruciales sistemas de gestión de la energía y de seguridad integrada son cada vez más sofisticados, de modo que es imprescindible tener una latencia baja. Si queremos alcanzar mayores niveles de autonomía, la velocidad de la red y las funciones de procesamiento nube-periferia deben ser compatibles con un nivel de latencia comparable a los reflejos humanos . Del mismo modo, a fin de disponer de SAAC más sofisticados, el coche conectado debe responder a los eventos circundantes en tiempo real. La red inalámbrica actual está llegando a su límite y convirtiéndose en un obstáculo: sin la 5G, nunca habrá coches autónomos.

Conclusión
La mayoría de las implantaciones de redes 5G han ido dirigidas a mejorar la 4G/LTE, con las especificaciones del «Release 15» (5G New Radio Non-Standalone o 5G NR NSA) de 3GPP, lo que ha permitido lanzar un rango limitado de servicios 5G. Sin embargo, el verdadero potencial de la 5G está en la implantación del «Release 16» y, en el futuro, el «Release 17». Algunas aplicaciones, como la fábrica o el coche autónomos, solo serán una realidad cuando puedan acceder fácilmente a este nivel superior de rendimiento de red. La implantación inicial de la 5G se ha llevado a cabo con cierta cautela y se ha encontrado con el obstáculo de la pandemia global. No cabe duda de que la segunda ola de esta implantación acelerará la demanda de un amplio espectro de aplicaciones que aún están por descubrir.

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