El enfoque de las redes cambia con cada generación de tecnología de comunicaciones. El 2G y el 3G se centraban en la comunicación de persona a persona por medio de voz y texto. El 4G generó un cambio fundamental en el consumo masivo de datos, mientras que la era del 5G cambió su enfoque para centrarse en conectar el Internet de las cosas (IoT) y los sistemas de automatización industrial.
En la era 6G, los mundos físico, humano y digital se fusionarán para crear experiencias extrasensoriales Los sistemas de conocimiento inteligente se combinarán con las habilidades humanas para lograr mayor eficiencia y redefinir la forma en que vivimos, trabajamos y cuidamos el planeta. Aun cuando sigue habiendo innovaciones en 5G con el lanzamiento de nuevos estándares de 5G avanzado, Nokia Bell Labs ya ha comenzado las investigaciones para que 6G esté disponible a nivel comercial en 2030.
Así como hoy en día las aplicaciones se basan en multimedia, en el futuro el marco de las aplicaciones será el mundo digital. Los dinámicos mundos de los gemelos digitales serán representaciones precisas en alta resolución del mundo físico y/o representaciones de mundos virtuales.
¿Cómo nos beneficiará la era 6G?
Todas las mejoras en conectividad de red que ofrece 5G al usuario final se perfeccionarán literalmente con el 6G. Ya sean ciudades inteligentes, granjas, fábricas o robótica, 6G nos llevará al siguiente nivel. Gran parte de esto será facilitado por el 5G avanzado, que ofrece mejoras a los nuevos estándares de 5G. Ofrece mayor eficacia, más funciones y una experiencia de usuario mejorada.
Si miramos hacia atrás, es evidente que cada generación optimiza los casos de uso de la generación anterior y presenta otros nuevos. Esto seguirá siendo así. 6G se basará en 5G en lo que respecta a muchos de los aspectos tecnológicos y casos de uso, por lo que adoptarlo llevará a escalar la optimización y la reducción de costes.
Gracias al despliegue masivo de sensores e inteligencia artificial y aprendizaje automático (IA/AA), conectaremos el mundo físico con nuestro mundo humano con modelos de gemelos digitales y actualizaciones sincronizadas en tiempo real. Estos modelos de gemelos digitales son cruciales, pues nos permiten analizar lo que sucede en el mundo físico, simular los posibles resultados, anticiparnos a las necesidades y, finalmente, llevar nuevamente a cabo acciones productivas en el mundo físico.
Con 5G ya se están usando los modelos de gemelos digitales. Con 6G podemos esperar que estas tecnologías operen a una escala mucho mayor. Los gemelos digitales no solo se encontrarán en fábricas, sino también en redes de área amplia en ciudades e, incluso, los gemelos digitales de humanos tendrán un mayor impacto en la arquitectura de red.
Aunque el teléfono inteligente seguirá siendo un dispositivo clave en la era 6G, las nuevas interfaces hombre-máquina serán más convenientes para el consumo y control de la información. La escritura en pantallas táctiles será reemplazada gradualmente por el control por gestos y voz. Los dispositivos estarán integrados en la ropa e, incluso, se transformarán en parches para la piel. Los servicios sanitarios serán los grandes beneficiados por la facilidad que ofrecen los dispositivos “wearables” para monitorizar los parámetros vitales 24/7.
El desarrollo de la IA y la visión artificial y su capacidad para reconocer personas y objetos hará que las cámaras inalámbricas se conviertan en sensores universales. La radio y otras modalidades sensoriales, como las acústicas, reunirán información del entorno. El dinero y las claves digitales podrían convertirse en la norma. Puede que incluso empecemos a utilizar sensores del cerebro para accionar las máquinas.
6G también promueve la sostenibilidad de varias maneras. Al permitir la conectividad con mayor rapidez y a menor coste por bit, podrá ayudar en la recopilación de datos y el control de bucle cerrado de distintos aparatos. Los datos pueden analizarse mediante sofisticadas herramientas para mejorar la eficiencia energética de las industrias. La telepresencia multisensorial avanzada creada con altas velocidades de datos reducirá la necesidad de desplazarse gracias a la introducción de la telepresencia multimodal de realidad mixta y a la colaboración remota.
6G será significativamente más eficiente en el uso de energía al apagar componentes y disminuir la capacidad cuando la demanda es menor. Junto con otras métricas como la capacidad, la velocidad máxima de transmisión de datos, la latencia y fiabilidad, la eficiencia energética será un criterio importante de diseño en 6G.
La red 6G
6G exige un cambio en el diseño de las redes de comunicación. Se deben reconciliar varias necesidades clave: dar servicio al crecimiento masivo de tráfico y a la cantidad explosiva de dispositivos y mercados, mientras se alcanzan los estándares más altos posibles de desempeño, eficiencia energética y alta seguridad, lo que permitirá un crecimiento sostenible y confiable.
5G avanzado es un paso importante para algunas funciones que queremos habilitar a mayor escala en 6G. Desarrollará las funciones del 5G a su máxima capacidad durante la siguiente media década. En la era del 5G avanzado, la forma en la que las redes se estructuran, diseñan e implementan requerirá un nuevo nivel de inteligencia, uno que pueda gestionarse entre redes desagregadas e impulsadas por la IA y la automatización de bucle cerrado para soportar el crecimiento del tráfico. La evolución de 5G avanzado también requiere soporte óptimo para las aplicaciones de red críticas, ya sea a través de proveedores de servicios de comunicación (CSP) o como redes privadas inalámbricas a nivel industrial.
Para Nokia Bell Labs hay 6 áreas tecnológicas que caracterizarán al 6G
Inteligencia artificial y aprendizaje automático – Las técnicas de IA/AA, sobre todo el «aprendizaje profundo», han avanzado con gran rapidez en la última década, y ya se han implementado en muchos sectores que involucran la clasificación de imágenes y la visión computacional, desde redes sociales hasta seguridad. 5G liberará el auténtico potencial de estas tecnologías y, con las estrategias del 5G avanzado, la IA/AA se introducirán en muchas partes, capas y funciones de la red. Desde la optimización de la conformación del haz en la capa radio hasta la programación de emplazamientos de celdas con redes de optimización automática, todo utilizando IA/AA para lograr el mejor desempeño con menor complejidad.
Nokia Bell Labs espera que en 6G la AI/AA pasará de ser una mejora a ser un pilar fundamental gracias a este enfoque sin precedentes en el que prescindimos de la complejidad y dejamos que la IA/AA encuentren la mejor forma de comunicación entre dos puntos.
Bandas de espectro – El espectro es un elemento esencial para dar conectividad via radio. Cada nueva generación móvil requiere un espectro pionero que le ayude a explotar al máximo las ventajas de la nueva tecnología. Será fundamental restructurar el espectro de comunicación móvil de las tecnologías existentes a la nueva generación. Se espera que los bloques pioneros del espectro para el 6G estén entre bandas medias de 7 a 20 GHz para celdas exteriores urbanas, lo que permitirá mayor capacidad a través de MIMO extremo; bandas bajas de 460 a 694 MHz para coberturas extremas, y por debajo del THz para velocidades máximas de transmisión de datos que superen los 100 Gbps.
Mientras que el 5G avanzado ampliará el 5G más allá de la comunicación de sólo datos y mejorará sustancialmente la precisión en el posicionamiento a un nivel de centímetros, en especial en interiores e instalaciones subterráneas para las que las señales satelitales no están disponibles, 6G llevará la localización al siguiente nivel aprovechando las ventajas del amplio espectro y los nuevos rangos espectrales hasta los terahercios.
Una red que puede sentir – El aspecto más notorio de 6G, es su habilidad de detectar el ambiente, las personas y los objetos. La nueva red se convierte en una fuente de información situacional que recibe señales rebotadas en objetos y determina el tipo, la forma, la ubicación relativa, la velocidad e, incluso, las propiedades de los materiales. Una técnica de detección así puede ayudar a crear un “espejo” o gemelo digital del mundo físico que, en combinación con otras modalidades de detección, amplía nuestros sentidos a cada punto de la red. Al combinar esta información con la IA/AA, nos mostrará nuevas perspectivas del mundo físico, lo que hace que sea una red más cognitiva.
Conectividad extrema – El servicio de comunicación de baja latencia ultra fiable (URLLC) que comenzó con 5G será redefinido y mejorado en 6G para satisfacer las necesidades de conectividad extrema, incluida la latencia por debajo del milisegundo. La fiabilidad de la red se podrá amplificar mediante transmisiones simultáneas, múltiples saltos inalámbricos, conexiones dispositivo a dispositivo e IA/AA. La banda ancha móvil aumentada, en combinación con las bajas latencias y la mayor fiabilidad, mejorará la experiencia de las comunicaciones por vídeo en tiempo real, las experiencias holográficas e, incluso, las actualizaciones en tiempo real de los modelos de gemelos digitales mediante la implementación de sensores de vídeo.
En la era 6G podemos esperar casos de uso con redes que tengan requisitos específicos en subredes, lo que crea redes de redes con redes como puntos terminales. Las redes de área de máquinas, como una red de área de automóviles o una red de área de cuerpos, pueden tener cientos de sensores en un área de menos de 100 metros. Estos sensores tendrán que comunicarse en menos de 100 microsegundos con fiabilidad extrema para la operación de ese sistema de máquinas. Construir redes entre automóviles o entre robots de forma completamente inalámbrica abrirá una nueva era para los diseñadores de esos dispositivos, pues ya no tendrán que instalar sistemas de cableado extensos y voluminosos.
Nuevas arquitecturas de red – 5G es el primer sistema diseñado para operar en un ambiente empresarial/industrial que reemplaza la conectividad con cable. Conforme la demanda y la tensión en la red aumentan, las industrias requieren arquitecturas aún más avanzadas que puedan soportar una mayor flexibilidad y especialización.
5G introduce la arquitectura basada en servicios en las implementaciones nativas de núcleo y nube, que se extenderá a partes del acceso radio (RAN), y la red se implementará en entornos de nubes heterogéneas que involucran una mezcla de nubes privadas, públicas e híbridas. Además, conforme el núcleo se distribuye y las capas superiores de la RAN se centralizan, habrá oportunidades para reducir los costes gracias a la convergencia de funciones. Al explotar los avances en IA/AA, la nueva red y las soluciones de orquestación de servicios generarán un nivel de automatización de red sin precedentes que reducirá los costes operativos.
Seguridad y confianza – Cada vez más, todos los tipos de redes se están convirtiendo en el blanco de ataques cibernéticos. La naturaleza dinámica de estos ataques hace necesaria la implementación de mecanismos de seguridad resistentes. Las redes 6G serán diseñadas para proteger contra amenazas como la interferencia. Será necesario considerar los problemas de privacidad cuando se creen nuevos mundos de realidad mixta, combinados con representaciones digitales de objetos reales y virtuales.
Hacia la Industria 5.0
En las últimas décadas, varias mejoras tecnológicas han impulsado la creación de fábricas inteligentes. A pesar de eso, la conectividad sigue siendo un problema mayor. 5G dio el salto inicial a la cuarta revolución industrial con un puñado de tecnologías modernas. El camino hacia la Industria 5.0 recibirá más impulso con la amplia adopción del 6G.
El diseño compartido de la comunicación y el control permitirán un menor coste y una mayor velocidad de transmisión de datos, con un aumento de los casos de uso. La red 6G como sensor permitirá la comunicación conjunta, la detección y la localización que resolverán las necesidades de las industrias con un solo sistema, lo que reducirá los costes.
Los nuevos dispositivos de cero energía o sin batería podrían permitir al 6G utilizar comunicaciones de retrodispersión que permitirán un escalamiento masivo de recopilación de datos para análisis y control de bucle cerrado. Habrá un amplio uso de multitudes de robots móviles y de drones en diversos sectores, como hospitales, almacenes y entrega de paquetería.
Pasando a 6G
El lanzamiento del 5G y sucesivamente del 5G avanzado no ha podido llegar en mejor momento cuando los recursos globales se están reduciendo. La tecnología de comunicaciones jugará un papel esencial para reforzar la productividad y ayudará a lograr políticas ecológicas integrales. 6G se basará en el éxito de 5G para fortalecer el bienestar humano y revelar nuevas posibilidades que aún están por definir e imaginar.
Artículo escrito por Gloria Touchard, directora Técnica Corporativa de Nokia, para WWWhatsnew