INTRODUCCIÓN
Con varias
décadas de desarrollo
en auge, la
tecnología de comunicaciones
móviles ha penetrado
en muchos campos relacionados a
nuestra vida cotidiana.
Liderados por varias aplicaciones emergentes,
los usuarios tienen
requisitos cada vez mayores
para los servicios
inalámbricos, lo que plantea requisitos casi rigurosos para
los indicadores técnicos de la red.
Actualmente los sistemas
celulares se encuentran
en la cuarta generación o 4G, lo
que conlleva a nuevas formas de
evolución de las
telecomunicaciones. 5G son
las siglas utilizadas para
definir la nueva
generación de las
redes de comunicaciones de
banda ancha móvil.
Sucesora del actual 4G, su principal característica es el
aumento de rendimiento en transferencia
de datos y
de la disminución
de la latencia necesaria para
satisfacer casos de
uso tan extremos
como pueden ser la realidad aumentada,
Internet de las Cosas o la
conexión de billones de dispositivos. Las Tecnologías de la Información y
Comunicación (TIC) en relación a la
educación y la
formación del Ingeniero
de Software cuentan con una gran
variedad de aristas, siendo una de las importantes el SWEBOK, el cual brinda un
contexto del conocimiento necesarios en el
área de Ingeniería de Software,
así como también
la inclusión de
tecnología para cuestiones
administrativas, hasta su incorporación para brindar clases a distancia, pasando
también por iniciativas
que incluyen conectividad y dispositivos en las aulas, lo que ayuda
a promover la
modernización de procesos de
aprendizaje y favorecer las posibilidades de los estudiantes en el
proceso de su formación. En este artículo se analizará la tecnología 5G, sus
desafíos, su aporte en
la educación y su incidencia como ingenieros de software.
GENERACIÓN
DE LAS TELECOMUNICACIONES IINALÀMBRICAS
Los sistemas
de telefonía móvil
se clasifican en
distintas generaciones, dependiendo del grado de evolución técnica de los mismos. A
través del tiempo
la telefonía móvil
ha evolucionado en etapas que se caracterizan por la capacidad de
comunicación entre las compañías
telefónicas y los usuarios, además de la información
que pueden soportar,
la Figura 1 muestran estas
etapas, desde la 1G hasta la 5G.
EVOLUCIÓN
DE GENERACIONES
Generación
|
Características
|
Limitaciones
|
1G
|
Orientados
estrictamente a la transmisión
analógica de voz.
·
Permite
encriptación de datos.
·
Velocidad – 1kbps
a 2,4 kbps.
·
Gran capacidad de usuarios.
·
Amplia cobertura.
|
Deficientes
comunicaciones de voz y ninguna seguridad
|
2G
|
La
2G arribó hasta 1990 y a diferencia
de la primera
se caracterizó por ser digital.
·
Velocidad – 1kbps
a 64 kbps.
·
Permite
navegación WAP, envío de
SMS y servicios IPv4 (internet).
·
Tecnología de transmisión de datos: GPRS.
·
Mayor calidad de voz.
·
Mayor nivel de seguridad.
·
Roaming de
seguridad.
|
Los
protocolos empleados en los sistemas 2G soportan velocidades más altas para voz,
pero limitados en comunicación de datos.
|
3G
|
En una
red 3G es
posible transmitir voz y datos simultáneamente.
·
Permite
Internet, tv móvil
y videollamadas.
·
Alcanza
velocidades de transmisión de
datos hasta 2 Mb/s.
·
Tecnología de transmisión de datos: W-CDMA.
|
El sistema
va disminuyendo la potencia de
emisión, o lo que es lo mismo, va reduciendo
el alcance de cobertura
de la celda.
|
4G
|
Telefonía móvil
que permite a los
usuarios, entre otras cosas, acceder
a servicios de voz
por IP (Internet Protocol),
recibir y compartir datos multimedia de alta definición.
Soporte de
QoS.
|
Presenta
latencia en la trasmisión de
datos de gran tamaño.
|
Las telecomunicaciones
experimentan uno de los procesos de
cambio más espectaculares y decisivos de los últimos tiempos, que se enfocan en
mejorar sus servicios y aplicaciones.
Cada generación busca que
los sistemas y
protocolos de comunicación cuenten
con una baja
complejidad y altas prestaciones que permitan desarrollar
y utilizar aplicaciones que aprovechen al
máximo las redes
sin ningún inconveniente, es así
que surge 5G.
5G, ofrece
brindar una capacidad
masiva de tráfico,
con las más altas velocidades de
10 Gbps, uso eficiente del espectro y nuevos
rangos de espectro,
para una densidad
masiva de usuarios. Otra de las
expectativas es que se pueda contar con
soporte para misiones críticas con una muy baja latencia, alta confiabilidad,
disponibilidad y seguridad.
Quinta
Generación 5G La tecnología 5G propone la próxima fase
para los estándares de telecomunicaciones móviles, con el fin de ser lanzado
para satisfacer las demandas
de empresarios y
consumidores. Además, no es
simplemente proporcionar velocidades
de 10 Gbps, se
prevé que las
redes 5G también
satisfagan las necesidades
de los nuevos casos de uso, como
Internet de las Cosas, los servicios
de radiodifusión y
comunicación en situaciones de
desastres naturales. De acuerdo con, 5G
es una nueva
propuesta que proporcionará
todas las aplicaciones posibles,
utilizando sólo un dispositivo universal, interconectando las
diferentes infraestructuras de comunicación existentes, según , 5G frente a
otras generaciones de telefonía
móvil, tendrá características y ventajas entre las cuales: Mejor área de
cobertura y alta tasa de datos, Bajo consumo de batería, disponibilidad de
varias rutas de transferencia de datos, aproximadamente 1 Gbps de tasa de
transferencia de datos, mayor seguridad,
eficiencia energética y eficiencia espectral. Las redes 5G prometen soporte a
nuevos servicios, más videos
y conectividad en
la nube. Hay
tres casos principales que dirigen la revolución 5G que son: Banda
ancha mejorada, Internet
de las Cosas
y Redes de
alta confiabilidad y baja latencia.
Banda
ancha mejorada: 5G procurará mejorar ampliamente la
experiencia del usuario del servicio móvil respecto del 4G. Con la
promesa de conectividad
de 10 Gbps
y latencia de menos de cinco milisegundos, no es ninguna
sorpresa que el incremento actual de
la demanda de
conectividad móvil se acelere
dramáticamente. La industria
supone que este incremento de la velocidad resultará en
un incremento de 10 a 100 más de la cantidad de dispositivos conectados a
4G.
Internet
de las Cosas (IoT) pronostica que habrá más de 20 mil
millones de "cosas" en
IoT para el año 2020
desde aplicaciones para consumidores
que permiten controlar
y monitorear en forma inalámbrica la luz,
la calefacción y los electrodomésticos para aplicaciones de
ciudad inteligente que controlan el tráfico,
los rociadores, la
iluminación y otros aspectos
relacionados con el funcionamiento de la ciudad. IoT generará muchísima demanda
a gran escala, más conexiones y tendrá un impacto muy importante sobre la
red.
Redes de
alta confiabilidad y baja latencia. Además
de hacer lo que hace 4G mejor y más rápido, las velocidades 5G abren nuevas
puertas para permitir
que los vehículos
sin conductor se coordinen
en la red,
habilitar la realidad aumentada y la realidad virtual, ampliar los horizontes
de la cirugía remota y otras aplicaciones que solo pueden llevarse a cabo con
una red con tiempos de latencia ultra bajos como el umbral de cinco milisegundos
de la tecnología 5G.
DESAFÍOS
DE LA TECNOLOGÍA 5G
Las redes 5G están
actualmente en desarrollo. En comparación con la tecnología 4G actual, 5G tiene como objetivo llegar a altas
velocidades y bajas
latencia (1ms o
menos), para el Internet de las Cosas masivo, el Internet
táctil y la robótica. 5G es una
nueva tecnología de red e
infraestructura que aportará las capacidades
necesarias para hacer
frente a este aumento
del crecimiento en
el uso de
la comunicación, 5G tiene como objetivo proporcionar un acceso
a la información y la capacidad de
compartir datos en
cualquier lugar, en cualquier
momento por cualquier
persona y cualquier
cosa para el beneficio de
las personas, las empresas y la
sociedad
5G no
sólo será más
rápido, sino que
traerá nuevas
funcionalidades y aplicaciones
de alto valor
social y económico. 5G
se caracteriza por
su heterogeneidad de servicios
y sus requisitos,
por ejemplo, de
aplicaciones tolerantes al retardo
que se ejecutan
en dispositivos de recursos
restringidos, como aplicaciones industriales de
baja latencia, de alta fiabilidad que se ejecutan en dispositivos de gran ancho de banda de alta
capacidad [19].
Desafíos de la Tecnología 5G: mayores
volúmenes de datos
móviles, mayor capacidad de
dispositivos conectados, velocidad
en la transmisión de los datos,
menor latencia, alto
volumen de datos móviles
y mayor duración
de la batería
de los dispositivos.
Los niveles
de rendimiento estimado
para esta tecnología es que el
volumen del tráfico sea 1000 veces mayor al
actual, 10 billones
de dispositivos conectados,
10 a 100 veces
más las tasas
alcanzables de datos
de los usuarios, reducción en
la latencia hasta
un factor de
cinco veces al actual, integridad de los datos, 10 veces
la vida de la batería.
Los problemas desde la
perspectiva de los usuarios finales
se presentan en los siguientes
escenarios: redes en movimiento, redes ultra densas,
comunicación de dispositivos a
dispositivos (D2D), comunicaciones ultra
confiables y comunicación
masiva de máquinas; y cómo las soluciones se plasman en tópicos
horizontales y componentes tecnológicos entre
los que se
encuentran: conceptos de
radio enlace, múltiples antenas,
múltiples capas de redes y espectro.
LAS TIC EN LA FORMACIÓN
PROFESIONAL. En un contexto educativo sólido, las TIC pueden ayudar a los
estudiantes a adquirir las capacidades
necesarias para llegar a ser:
·
Competentes
para utilizar tecnologías
de la información;
·
Buscadores,
analizadores y evaluadores
de información;
·
Solucionadores de
problemas y tomadores
de decisiones;
·
Usuarios
creativos y eficaces
de herramientas de productividad;
·
Comunicadores, colaboradores, publicadores
y productores;
·
Ciudadanos
informados, responsables y
capaces de contribuir a la
sociedad.
Uso de la tecnología con
fines educativos: en la actualidad
los procesos de enseñanza
y aprendizaje han
estado influidos por la
incorporación de TIC
como una forma
de alcanzar los propósitos pedagógicos planteados y para
estar a la par con las exigencias de
la sociedad presente.
El uso de Internet en la
vida cotidiana son un buen indicativo
de la difusión
del conocimiento, detrás
de cada conexión hay
un ser humano,
por lo que
se trata de una
interconexión de millones
de usuarios alrededor
de todo el mundo,
lo que provoca
que los estudiantes
universitarios tengan una visión
del mundo distinta,
generando nuevas habilidades y
destrezas, con ello
la incorporación de las
tecnologías en las
aula universitarias favorece
el proceso de enseñanza-aprendizaje entre
estudiante y profesor.
Los procesos de enseñanza y aprendizaje han estado influidos por la
incorporación de TIC.
El ámbito de la Ingeniería
de Software se basa en el
conocimiento de 10
áreas que tiene
como objetivo caracterizar los
contenidos de la disciplina de la Ingeniería de Software, lo
que conlleva a
promover la modernización
de procesos de aprendizaje con el uso de la tecnología 5G y sus desafíos,. La
incursión de las
TIC en los
ambientes académicos y
específicamente en la formación
del Ingeniero de Software requieren
tener un sistema de interconexión con altas características que les permitan tener servicios con una
velocidad de datos
y latencias relativas
a las aplicaciones involucradas beneficiando
a la construcción
de nuevos programas en alta
escala.
Referencias
bibliográficas
Autor:
Pablo Alejandro Quezada Sarmiento.
Institución: Universidad
Internacional del Ecuador (UIDE).
Autor: Milton
Labanda.
Institución: Universidad
Nacional de Loja (UNL).
Autor: Lorena
Conde.
Institución: Universidad
Internacional del Ecuador (UIDE).
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