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• MiriamNickol

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MSc. Ing. Edwin Ibarra Garcia Mayo, 2019

Introducción • La red inalámbrica de la quinta generación (5G). • Va más allá de la evolución del Internet móvil. • Va a alcanzar el IoT (Internet de las Cosas) para comienzos del año 2020.

• La principal evolución en comparación con las tecnologías 4G (LTE) y 4.5G (LTE avanzado). • Son las mejoras en la velocidad de los datos. • Van a requerir nuevos tipos de rendimiento mejorado, como la baja latencia. • Esto es clave para el éxito de los vehículos autónomos.

Introducción • Además, el bajo consumo de energía, va a permitir que los objetos conectados funcionen por meses o años. • Las redes 5G se van a diseñar para brindar el nivel de rendimiento necesario percibido como totalmente ubicuo.

Introducción

Introducción •

La siguiente figura, muestra los requisitos técnicos que impulsan la tecnología 5G.

Introducción •

El área gris muestra qué servicios se van a beneficiar con la mejora de la velocidad 5G, o con mejoras de latencia, o ambos.

¿En qué se diferencian los estándares 5G ? Los tres objetivos técnicos principales de 5G son: (eMBB)

(mMTC)

(URLLC)

¿En qué se diferencian los estándares 5G ? 1. Enhanced Mobile Broadband (eMBB) . • eMBB tiene como objetivo proporcionar velocidades de datos excepcionalmente rápidas, desde 100 Mbps hasta 20 Gbps por usuario. • Para centrarse en los servicios como, videos de alta definición (HD), realidad virtual (VR) y realidad aumentada (AR).

¿En qué se diferencian los estándares 5G ? • También el objetivo de eMBB, es proporcionar datos de al menos 100 Mbps de velocidad donde la señal es débil (borde de celda). • Los usuarios en zonas concurridas como aeropuertos y estadios deportivos podrán disfrutar Servicios de streaming HD sin problemas.

¿En qué se diferencian los estándares 5G ? • Para satisfacer esta exigencia, la eMBB introduce dos mejoras tecnológicas importantes: • Cambio del frecuencia al rango de ondas milimétricas. • Conjuntos de antenas avanzados que incluyen decenas o incluso centenares de elementos de antenas de transmisión/recepción para permitir el MIMO masivo y la formación de haz.

¿En qué se diferencian los estándares 5G ? 2. Ultra Reliable and Low Latency Communications (URLLC) • El objetivo de URLLC, es proporcionar servicios en tiempo real que requieran una latencia extremadamente baja y respuestas rápidas a distancia, como el control remoto. • Control de robots, vehículos autónomos conectados y juegos interactivos.

¿En qué se diferencian los estándares 5G ?

• Por ejemplo, en 4G, un vehículo autónomo conectado que viaja a 100 km/h recibirá una orden de freno de emergencia. Lo que significa que el vehículo se detendrá después de recorrer 1,4 m.

• Con 5G sin embargo, el tiempo de demora solo será de 1 ms, y el vehículo se detendrá después de recorrer 0.028 m.

¿En qué se diferencian los estándares 5G ? 3. Massive Machine-Type Communications (mMTC) • El objetivo de mMTC es crear un entorno donde se puedan conectar un millón de hogares y dispositivos industriales de IoT dentro de 1 km2. • mMTC tiene como objetivo satisfacer las demandas de una sociedad digital altamente desarrollada y se enfoca en servicios que incluyen altos requisitos para densidad de conexión, como ciudad inteligente y agricultura inteligente.

Comparaciones entre la tecnología 4G y 5G • La siguiente tabla muestra un resumen entre las tecnologías 4G y 5G.

Bandas de Frecuencia

Aproveche al máximo las frecuencias de mmWave: Beamforming • Puede ser relativamente fácil utilizar las bandas de alta frecuencia, sin embargo se ha observado, su baja tasa de penetración y una cobertura pequeña. • La tecnología de formación de haces ha sido introducida como una medida para superar estas debilidades. • La tecnología de formación de haces, controla múltiples antenas para que las señales concentradas fuertes se transmitan en una dirección particular, asegurándose de que las señales vayan en direcciones diferentes.

Aproveche al máximo las frecuencias de mmWave: Beamforming • La tecnología mmWave permite viajar lejos con menos interferencia. Esto significa que se concentra más energía. • Sin embargo, la direccionalidad de las comunicaciones de ondas milimétricas (mmWave) crea un desafío importante al servir terminales móviles con un rápido movimiento y por tanto es necesario realizar un seguimiento del haz continuamente.

Improve Spectral Efficiency: Massive MIMO • La tecnología MIMO (Multi-Input Multi-Output) masiva controla el conjunto de antenas de muchos elementos de antena para generar múltiples haces simultáneamente, y cada haz lleva una señal diferente al usuario. • La eficiencia del espectro se mejora ya que permite que múltiples usuarios utilicen el mismo recurso inalámbrico simultáneamente.

Improve Spectral Efficiency: Massive MIMO • Actualmente se está utilizando la tecnología MIMO con 4G. MIMO en 4G utiliza arreglos de antenas unidimensionales que limitan la libertad de las antenas, lo que significa que puede distinguir a los usuarios en la dirección únicamente horizontal. • En cambio MIMO en 5G, admite más usuarios simultáneamente incorporando una antena bidimensional, cuya matriz puede cubrir direcciones horizontales y verticales. MIMO 4G

MIMO 5G

MIMO + Beamforming

VIDEO

Make 5G Services Easy & Flexible : Network Slicing • El objetivo de los estándares 5G incluye servicios de distinción a través de core de red y características de garantía de la calidad de servicio (QoS). • En 4G, los servicios de datos como la transmisión de video, la navegación por Internet, se proporcionan a través de un solo canal o recurso móvil. • Esto significa que QoS no puede ser Garantizado para cada servicio.

Make 5G Services Easy & Flexible : Network Slicing • En la tecnología 5G, la división de la red permitirá a los operadores crear tuberías de datos virtuales para cada servicio de datos. Esto significa que QoS estará asegurada para cada servicio. • La segmentación de la red, también garantizará la calidad de la transmisión de datos para Servicios de misión crítica como los coches conectados.

Make 5G Services Easy & Flexible : Network Slicing

¿Qué hay en una nube NFV? • La próxima generación móvil (5G), también abre el camino a una era de tecnologías abiertas que están transformando la industria de las telecomunicaciones. • Las redes definidas por software (SDN) y la virtualización de las funciones de red (NFV), representan el futuro de las telecomunicaciones. • Virtualizan la infraestructura y los servicios, para ofrecer una agilidad, una inteligencia y una transparencia sin precedente.

How does 5G work? • 5G works together with 4G (initially non standalone NSA)

• 4G acts as control plane • 5G acts as data/user plane • 5G will operate stand alone in later releases 5G

5G

4G 4G 5G - 3.5GHz

5G – mmWave 27GHz

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How does 5G work – network architecture Radio Access Network - small cells, towers, masts dedicated in-building and home systems that connect mobile users and wireless devices to the core network Core Network - mobile exchange and data network, manages mobile voice, data and internet connections.

Redesigned to integrate with the internet and cloud based services, distributed servers across the network. Network Slicing – smart way to segment network for separate applications – e.g. emergency services

5G network architecture - illustrating 5G and 4G working together, with central and local servers providing faster content to users and low latency applications

Aplicaciones

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Dispositivos 5G: Boom en MWC Barcelona

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