En septiembre de 1999 se conformó la Wireless Ethernet Compatibility Alliance fruto del esfuerzo de seis compañías: Nokia, Lucent, 3Com, Aironet (ahora propiedad de Cisco), Harris Semiconductor y Sumbol Technologies (Motorola). Nacía así una tecnología que permitía la interconexión inalámbrica de dispositivos electrónicos. En otras palabras, la Wi-Fi. Más de 20 años después, se ha convertido en uno de los mecanismos de comunicación más empleado en la sociedad, tanto a nivel particular como empresarial. No en vano, según datos de Mordor Intelligence, se espera que el tamaño del mercado Wi-Fi crezca de 14.150 millones de dólares en 2023 a 27.480 millones para 2028, a una tasa compuesta anual de 14,19% durante el período de pronóstico (2023-2028).
Durante todo este tiempo y en paralelo, las redes móviles han ido evolucionando. Desde la creación en 1981 de la 1G hasta 2018 que se completó la primera norma 5G con una versión inicial del Release 15 del 3GPP, para llegar a nuestros días en los que el despliegue comercial de la quinta generación se está desarrollando a gran velocidad. Su uso sigue creciendo y algunos analistas llegaron a apuntar que las redes 5G desbancarían a la Wi-Fi. ¿Se cumplirá este vaticinio o la convivencia entre ambas tecnologías “sin cables” será posible?
En este artículo analizamos ambas conexiones y su más que probable futuro en paz y armonía.
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Convivencia entre 5G y Wi-Fi, ¿es posible?
Sí, lo es. Un documento técnico publicado ya en 2019 por la Wireless Broadband Alliance (WBA) y la Next Generation Mobile Networks (NGMN) identificaba soluciones para la coexistencia y convivencia de ambas tecnologías.
De hecho, en el informe se indicaba que la conexión Wi-Fi desempeñaría un papel fundamental para el éxito de la 5G. Es más, según los hallazgos del documento, se apuntaba que los operadores móviles se beneficiarán de la convergencia de estas tecnologías al obtener una mejor visibilidad en las redes inalámbricas, lo que les permitirá controlar la experiencia del cliente, ofrecer mejores servicios a los usuarios y proporcionar una red Wi-Fi empresarial. Por su parte, los operadores de Wi-Fi lograrán una mejor visibilidad y gestión de la transición a medida que operan redes celulares y Wi-Fi superpuestas, lo que en última instancia da como resultado una optimizada experiencia del usuario. Además, las redes Wi-Fi empresariales tendrán la capacidad de acceder a los servicios 5G proporcionados por el operador.
Asimismo, el texto también identifica nuevas oportunidades de negocio creadas a través de esta convergencia a nivel de red y RAN, incluyendo casos de uso en empresas, fábricas, puntos de acceso público y aplicaciones residenciales. Un nuevo conjunto de casos de uso 5G y verticales puede requerir recursos combinados de redes móviles y Wi-Fi. Esto proporcionará soluciones rentables que cumplan con los requisitos de rendimiento, latencia, densidad de conexión, cobertura, disponibilidad y confiabilidad.
Pero para profundizar en una respuesta más consensuada a esta pregunta vemos cada una de las tecnologías por separado.
Qué es 5G
5G es la quinta generación de redes móviles, una tecnología móvil inalámbrica que se propaga por enlaces radio. Sustituye a la anterior generación 4G y aporta mejoras en latencia, cobertura y eficiencia energética, entre otras características.
Qué es Wi-Fi 6
Wi-Fi 6, también conocido como “AX WiFi” o “802.11ax”, crea y mejora el estándar 802.11ac. Se creó originalmente en respuesta al creciente número de dispositivos en el mundo y su gran aportación es que puede operar de manera simultánea tanto en la banda de 2,4 GHz como en la de 5 GHz y desde abril de 2020 en la de 6 GHz gracias a la versión Wi-Fi6E.
Características de 5G y Wi-Fi 6
Wi-Fi y 5G comparten varias tecnologías como el acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal o OFDMA (orthogonal frequency-division multiple access), que posibilita la transmisión simultánea a baja velocidad de datos de varios usuarios reduciendo las demoras y mejorando la eficiencia. Una propuesta ideal para escenarios multiusuario cuando se transmite un gran número de pequeños paquetes de datos. O la tecnología MU-MIMO (multiusuario, entrada múltiple, salida múltiple), que permite la transmisión y recepción de más de una señal de datos simultáneamente a través del mismo canal de radio de tal forma que aumenta la capacidad de datos de una red de banda estrecha sin necesidad de más espectro.
Bandas de Frecuencia 2,4 GHz y 5 GHz
Las dos frecuencias que utiliza la Wi-Fi son 2.4 GHz y 5 GHz. La primera tiene una velocidad máxima potencial menor, pero tiene una mayor penetración lo que implica que su alcance es superior que el de 5 GHz. Es decir, la de 5 GHz es más veloz, tiene menos interferencia, pero su distancia de transmisión es más corta.
Bandas de Frecuencia 3 GHz y 6 GHz
Las bandas en las que operan las redes 5G puede dividirse en dos categorías. Las inferiores a 3 GHz se han utilizado en redes existentes con diversos usos. Las de 3,5 GHz se emplean con 5G, aunque también se pueden utilizar las bandas por debajo de 6 GHz que ofrecen cobertura y penetración mayor.
Estabilidad de la red
El hecho de que las bandas de frecuencia de las redes Wi-Fi sean públicas y propensas a interferencias, hace pensar que este tipo de arquitecturas son menos estables que las redes móviles. Sin embargo, gracias a las tecnologías OFDMA y MU-MIMO se resuelven estos problemas.
Flexibilidad de la red
Las redes Wi-Fi son flexibles de expandir. Si se conectan más usuarios o se requiere una cobertura más amplia, el proceso de despliegue consiste en añadir puntos de acceso y personalizar las políticas para controlar los recursos de la red accesibles a los diferentes tipos de terminales y su ancho de banda de acceso. Los nuevos terminales pueden acceder fácilmente a la red Wi-Fi mediante la creación de una cuenta. Pero en el caso de una red 5G, el tráfico de acceso de todos los terminales debe pasar por la red del operador, lo que da lugar a una transmisión ineficiente. Cuando un nuevo terminal intenta acceder a la red, es necesario solicitar una licencia. Además, para expandir la cobertura de la red se precisa la asistencia de los operadores.
Seguridad de los dos sistemas
El WPA3, la próxima generación de seguridad Wi-Fi, es indispensable para los dispositivos Wi-Fi 6, de modo que este sistema de red es más seguro.
Al garantizar la encriptación de los paquetes de solicitud de autenticación de los usuarios, 5G resuelve el problema de la fuga de datos de los usuarios que tenía 4G. Además, la quinta generación también mejora la seguridad al extender la longitud de la clave de 128 bits a 256 bits, una clave más larga implica mayor seguridad.
Tipos de terminales
Ordenadores, proyectores, dispositivos de monitoreo son algunos de los múltiples equipos que pueden conectarse a una red Wi-Fi. En el caso de las redes 5G, suelen ser terminales móviles y algunas soluciones empresariales con tarjeta SIM integrada.
Ventajas de 5G
Como nueva generación de redes móviles, las ventajas de 5G son importantes como unas velocidades de descarga de entre 1 Gbps y 10 Gbps, latencias de tan sólo un milisegundo. Dicho de otra manera: 50 veces más velocidad, 10 veces menos latencia y 1.000 veces más capacidad de tráfico que las redes 4G/LTE anteriores. La tecnología MIMO de la que se nutre, el mínimo retardo que ofrece, los servicios de itinerancia y la cobertura exterior son sus grandes bazas y con la configuración de redes 5G privadas su amplitud de miras crece.
Cobertura exterior
Wi-Fi 6 para exteriores se utiliza principalmente para proporcionar conexión a los usuarios en algunos escenarios de alta densidad como los parques, mientras que 5G es más adecuado para proporcionar una cobertura de exteriores a mayor escala. Las estaciones macrobase para exteriores de 5G superan a Wi-Fi 6 tanto en el alcance de cobertura como en la itinerancia. Por lo tanto, 5G es la opción óptima para dar soporte a coches autónomos, aviones no tripulados y algunos dispositivos de IoT (como farolas inteligentes) en ciudades inteligentes.
Industria del entretenimiento
Las aplicaciones emergentes en el campo del entretenimiento como VR/AR/4K/8K requieren un gran ancho de banda. Ni más ni menos para el 4K es necesario un ancho de banda de más de 50 Mbps, y para el VR/AR uno de más de 100 Mbps. Eso no es todo, Netflix, el gigante del streaming, recomienda, como mínimo, una velocidad de 1 Mbps para velocidad estándar. Si queremos calidad HD (720 píxeles), la plataforma aconseja un ancho de banda de 3 Mbps y 5 Mbps si es en 1080 Full HD (1.080p).
Para atender estos requerimientos, 5G adopta dos bandas de alta frecuencia para mejorar el ancho de banda del usuario: Sub-6G y mmWave – la primera soporta un ancho de banda de frecuencia máximo de 100 MHz, mientras que la segunda uno de 400 MHz. Como las antenas masivas 64T64R tienen un gran tamaño y el espacio en la instalación es limitado, se suelen utilizar 4T4R en su lugar. El número de microestaciones base desplegadas debe coincidir con el número de puntos de acceso, consecuentemente, han aumentado los costes de la cobertura 5G en interiores.
De otro lado, todos los AP Wi-Fi 6 de alto rendimiento admiten 8×8 MIMO con tres canales no superpuestos en el ancho de banda de 80 MHz. Los requisitos de ancho de banda de VR/AR/4K se pueden satisfacer fácilmente con un terminal que soporte 2×2 MIMO teóricos y cuyo ancho de banda de frecuencia de 80 MHz pueda proporcionar un ancho de banda de 1,2 Gbps. Sin embargo, 5G es mejor para las aplicaciones de RV de asistencia remota sensibles a la latencia en las que sólo participa un usuario cada vez.
Conectividad de vehículos
Un vehículo conectado no es lo mismo que un vehículo inteligente (aquél que es capaz de tomar decisiones por su cuenta, de manera automática). El primer paso de comunicarlo con la Red de redes ya está en marcha, pero el futuro implica que sea el propio coche el que acceda a Internet, comparta datos e información y, gracias a estas cualidades, pueda emitir avisos y alertas para mejorar la conducción en tiempo real. La principal vía de conexión es el propio teléfono móvil que se comunica por 4G/5G. Pero yendo más allá, el sector de la automoción se dirige hacia la comunicación entre vehículos mediante tecnologías como V2C, V2V y V2X (Vehicle to Car, Vehicle to Vehicle y, Vehicle to Everything). V2X es la más futurista de todas y permitirá que toda la red viaria esté conectada mediante conexiones inalámbricas a gran velocidad como las que proporciona 5G.
Principales inconvenientes de 5G
A tenor de lo expuesto anteriormente podemos resumir que, en el lado de las desventajas, la conexión de dispositivos es la principal diferencia entre 5G y Wi-Fi. Mientras que Wi-Fi6 está diseñada para soportar muchos dispositivos conectados al mismo tiempo, la 5G sirve para conectar un único dispositivo, aunque se pueda compartir la conexión. Asimismo, la arquitectura de 5G requiere muchos más puntos de acceso y peca de una mala conectividad en interiores.
De la misma manera, 5G es una red móvil por lo que depende de bandas de espectro con licencia, que son subastadas por los gobiernos al mejor postor. Es decir, las operadoras deben pagar por usarlas. Junto a ello hay que añadir que para desplegar cobertura hace falta construir una red de estaciones base conectadas que sean capaces de emitir una señal con la potencia suficiente para servir a muchas personas al mismo tiempo. Para recuperar la inversión de las telco en estas infraestructuras requieren que los usuarios paguemos suscripciones.
Junto con el costo más elevado que supone los despliegues en interior, también hay que aclarar que las promesas de alta velocidad y baja latencia -aunque se está trabajando y avanzando mucho en ello-, dejan mucho que desear en la vida real. La rapidez en la conexión depende de muchos factores como la ubicación, el tipo de red al que nos conectamos, cuántas personas están conectadas y el dispositivo que usas. Y, precisamente, tiene una compatibilidad de terminal realmente baja (no todos los dispositivos están habilitados para 5G).
Ventajas de Wi-Fi 6
Wi-Fi 6 ofrece rangos de velocidad más altos en comparación al estándar anterior, WiFi 802.11ac. Mientras que éste alcanzaba los 6,9 Gbps, Wi-Fi6 proporciona unas ratios que pueden llegar a los 9,6Gbps en condiciones ideales y gracias a la tecnología 1024-QAM.
Pero la rapidez no es el único plus. También hay que mencionar un mejor funcionamiento cuando hay muchos dispositivos conectados a una misma red (reducción de interferencias), y una eficiencia energética optimizada, con una latencia un 75% menor que su predecesora.
Actualmente, las redes Wi-Fi son las reinas de la conectividad en las empresas y no parece que 5G vaya a destronarlas
Recapitulando podríamos decir que sus principales beneficios son:
- Conexiones más rápidas ofreciendo velocidades al menos cuatro veces mayores que Wi-Fi 5.
- Mayor capacidad para lidiar con la creciente cantidad de dispositivos conectados a internet en el hogar promedio.
- Mejor rendimiento en entornos masificados.
- Menor consumo energético.
- Compatible con instalaciones actuales y mucho más económico.
El espectro del terminal, su despliegue fácil y flexible y una mejor gestión y gastos, la han convertido en la solución inalámbrica empresarial principal hoy en día.
Cobertura en interiores
Por lo general, 5G puede acomodar un terminal por metro cuadrado lo que equivale a un millón de terminales por kilómetro cuadrado. A tenor de esta peculiaridad, esta solución no resulta adecuada para los sitios en los que cada usuario tiene al menos dos terminales o para algunas zonas de alta densidad.
Con la solución de Wi-Fi 6 flexible, este problema puede manejarse fácilmente. De hecho, el AP inalámbrico es la elección de la mayoría de los usuarios. Se puede controlar la potencia de transmisión del AP para reducir el área de cobertura, se pueden conectar dos o tres terminales a la red sincrónicamente por metro cuadrado. Además, se pueden desplegar antenas direccionales para cubrir áreas especiales con requisitos de acceso de alta densidad. La Wi-Fi, por tanto, es una tecnología perfecta para interiores.
Conectividad con dispositivos IoT
5G y Wi-Fi6 pueden aplicarse en servicios IoT. Las comunicaciones masivas de tipo máquina 5G están diseñadas para conectar dispositivos masivos de IoT, pero es difícil instalar directamente las tarjetas de interfaz de red 5G en los dispositivos necesarios para la comunicación debido a los diferentes protocolos de IoT requeridos para las diferentes aplicaciones.
Desde el punto de vista de la Wi-Fi, la mayoría de los puntos de acceso WLAN ahora tienen módulos de función integrados como la RFID, ZigBee y Bluetooth, además, pueden soportar más protocolos de IoT a través de tarjetas externas. Así las cosas, la combinación de IoT con Wi-Fi ofrecerá una solución rentable, que hace que el Wi-Fi sea apto para escenarios interiores con dispositivos de IoT masivos.
Fabricación industrial
Tradicionalmente, los fabricantes sólo podían conectar las aplicaciones a través de tecnologías cableadas. Los dispositivos como los vehículos de guiado automático, la realidad aumentada industrial y la visión artificial se aplican a gran escala, lo que hace que las redes inalámbricas de IoT sean una necesidad en los talleres de producción. Wi-Fi 6 con un gran ancho de banda y baja latencia puede satisfacer las demandas de las redes de producción industrial que se despliegan para el acceso inalámbrico en algunos escenarios de producción y fabricación inteligentes.
En algunas situaciones específicas con aplicaciones extremadamente sensibles que requieren una latencia inferior a 20 ms (como los co-robots que requieren una latencia inferior a 5 ms), es más aconsejable realizar la transmisión de datos a través de 5G en lugar de Wi-Fi. Asimismo, el desarrollo futuro de redes 5G privadas será una alternativa interesante en el ámbito industrial.
Principales inconvenientes de Wi-Fi
En la otra cara de la moneda habría que aclarar que también la Wi-Fi tiene sus inconvenientes. Aunque utiliza un espectro sin licencia que cualquiera puede usar sin pagar, la señal que emite es relativamente débil. Un abonado paga al proveedor de Internet para que le dé acceso en su domicilio, oficina o fábrica, por ejemplo, para ello se necesita un router. En este ámbito, usar la misma banda de frecuencia que los vecinos puede ser problemático, especialmente en áreas con altas densidades de población.
Además, no rinde bien en escenarios de cobertura exterior y no puede satisfacer las necesidades de latencia ultrabaja (inferior a 10 milisegundos), que reclaman nuevos casos de uso en la sociedad.
5G y Wi-Fi, mejor juntas
Como pudimos comprobar en un evento organizado por Redes&Telecom, la Wi-Fi ya no está sola a la hora de comunicar empresas, personas y objetos. Hoy en día debemos hablar de un contexto de movilidad permanente en el que entran en juego otras redes (4G, 5G, IoT, VPN…), más equipos (sensores, dispositivos móviles en el puesto de trabajo, instrumental médico, maquinaria…), y una amplia variedad de servicios (comunicaciones unificadas, hibridación, teletrabajo con empleados remotos, educación a distancia, telemedicina y equipos sanitarios monitorizados en casa de los pacientes…).
En este heterogéneo panorama, el usuario está marcando el ritmo con un cambio de tendencia. Se está experimentando un aumento de dispositivos conectados, pero ya no todos lo hacen a la Wi-Fi. La asequibilidad de tarifas planas en el uso de datos a través de redes móviles 4G o 5G que están comercializando los operadores en el competitivo mercado español, ha transformado el patrón de consumo.
Todas estas modificaciones deben valorarse por las organizaciones para adecuar sus inversiones a las necesidades que tienen sus usuarios, analizando las ventajas que les concede el recurrir a una u otra tecnología y preguntándose para qué voy a utilizarla y el ancho de banda que será óptimo para mis requerimientos. Simplemente cambiar a la siguiente generación porque es nueva no será la razón para dar el salto, por un lado, por las limitaciones presupuestarias y, por otro, por las tecnológicas.
Igualmente, habrá que plantearse cuestiones como ¿realmente están demandando servicios de alto consumo de banda o con sus tarifas móviles ya les sirve? Aunque, del mismo modo, hay que pensar si en esos lugares donde queremos llevar conexión están presentes las operadoras, porque no siempre hay cobertura y la fibra no siempre puede ser desplegada -y no hablamos sólo de zonas despobladas, también nos referimos a polígonos industriales donde cablear no resulta sencillo-. Una solución de 5G público es más difícil que cuaje, en tanto en cuanto necesita mucha cobertura y se prioriza en una celda la voz a los datos. Otra cosa son las redes LTE o 5G privadas que tienen muchas posibilidades de futuro.
Desde otra perspectiva, también se debe estudiar si la conectividad pública puede facilitarse de forma omnipresente ya que no todos los edificios están adaptados. Y, precisamente, en el terreno de las smart cities promovidas por la Administración son las redes de la Internet de las cosas las que están provocando un punto de disrupción.
Wi-Fi y 5G ofrecen funciones complementarias
Con todo este maremágnum de conexiones queda patente que la Wi-Fi y la 5G, mejor juntas. La unión hace la fuera y tanto una como otra ofrecen funciones complementarias. Mientras que la Wi-Fi puede presumir de ser fácil de implementar, mantener y escalar, tiene gran potencial en interiores. 5G, por su parte, presenta como gran punto a su favor la conexión en exteriores como instalaciones al aire libre, estadios deportivos, vehículos conectados o smart cities.
Sus huellas superpuestas contribuyen a eliminar cualquier brecha del servicio inalámbrico en áreas de gran extensión. Además, cuando se despliegan en un plan unificado, ofrecen más opciones a los usuarios finales que puede cambiar de una a otra según sus necesidades de ubicación, seguridad o privilegios de acceso brindando una experiencia de uso más fluida. Esto precisará de un enfoque más minucioso de planificación de redes inalámbricas que hará posible a las empresas reducir costes y obtener una mayor eficiencia de la red.
Aplicaciones conjuntas de Wi-Fi y 5G en la industria
Cuando 5G y Wi-Fi se utilizan en conjunto, pueden proporcionar una cobertura de banda ancha sin fisuras en la oficina, en campus, ciudades o entornos de trabajo híbridos.
Como escenarios posibles de uso compartido, podríamos mencionar organizaciones con instalaciones dispersas o con operaciones de almacén y logística. El trasiego constante de personas y la naturaleza intensiva de los datos que se maneja, los hacen idóneos para servicios móviles flexibles y sólidos.
Con el trabajo híbrido en el que se combina la conexión por Wi-Fi en oficinas y hogares, con 5G en exteriores o accesos en sucursales e, incluso, en el mismo hogar.
En el ámbito del transporte su fusión queda patente: aeropuertos, puertos, ferrocarriles… entornos en los que el usuario está en movimiento y puede pasar de una red a otra con facilidad.
También en smart cities, con aplicaciones como control del tráfico en tiempo real o servicios públicos.
En Sanidad la revolución tecnológica es constante. Con la teleconsulta, los dispositivos IoT y los procedimientos robóticos mejor tirar de 5G y Wi-Fi para dar atender todos estos requerimientos de conectividad.
Asimismo, en retail las opciones de compras personalizadas resultan muy interesantes. Al igual que las experiencias inmersivas en eventos deportivos o conciertos.
