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Wi-Fi 6 vs 5G: Análisis de Tecnologías y Aplicaciones

Worton

Traductor Don Juan
23 de diciembre de 2021

Se sabe que las redes 5G proporcionarán 50 veces más velocidad, 10 veces menos latencia y 1 000 veces más capacidad que su predecesor 4G/LTE (long term evolution), ofreciendo una conectividad más rápida para una mejor experiencia del usuario. El Wi-Fi 6, la sexta generación de la tecnología Wi-Fi con un ancho de banda teórico de 9,6 Gbps que proporciona mayor velocidad, mayor capacidad, mejor eficiencia, mayor cobertura, menor consumo de energía, una gestión más inteligente y un servicio que abarca simultáneamente una mayor cantidad de dispositivos. Tanto el 5G como el Wi-Fi 6 son las últimas versiones de sus respectivas tecnologías. ¿Cuáles son sus similitudes y diferencias? ¿Y qué hay de las aplicaciones de 5G y Wi-Fi 6? En este artículo desarrollaremos un análisis en profundidad de Wi-Fi 6 vs 5G.

Comparación de Wi-Fi 6 vs 5G

Conectividad de alta calidad - Comparación de Wi-Fi 6 vs 5G

5G vs Wi-Fi 6: ¿amigos o enemigos en el campo inalámbrico? No se puede dar la respuesta en una sola frase. Ambos están diseñados para conexiones inalámbricas. Las diferencias entre estas dos tecnologías radican en varios aspectos. Centrándonos en las técnicas y características, en la siguiente parte compararemos y contrastaremos el Wi-Fi 6 y el 5G.

Tecnologías compartidas por el Wi-Fi 6 y el 5G

Tecnología OFDMA

El acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal (OFDMA, orthogonal frequency-division multiple access) ha evolucionado a partir de la multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM, orthogonal frequency-division multiplexing). Normalmente, se ocupará todo el canal al enviar datos con independencia del tamaño de los paquetes. El acceso múltiple se logra con la ayuda del OFDMA mediante la asignación de subportadoras a usuarios individuales, lo que permite la transmisión simultánea a baja velocidad de datos de varios usuarios. El siguiente diagrama presentará visualmente la notable fuerza de la OFDMA en comparación con la OFDM:

OFDM vs OFDMA

Sin colas ni apropiación de canales, el OFDMA ha reducido en gran medida las demoras y ha mejorado la eficiencia, lo que es ideal para escenarios multiusuario cuando se transmite un gran número de pequeños paquetes de datos. El Wi-Fi 6 sólo adopta esta técnica para aumentar la eficiencia de utilización del espectro. La tecnología de interfaz aérea estándar empleada por 5G también deriva de la OFDM y tiene un diseño similar al OFDMA en términos de la subportadora y el ancho de banda de la frecuencia.

Tecnología MU-MIMO

MU-MIMO significa «multiusuario, entrada múltiple, salida múltiple». El principio de funcionamiento de MU-MIMO se puede resumir esencialmente: una red inalámbrica que permite la transmisión y recepción de más de una señal de datos simultáneamente a través del mismo canal de radio, de modo que aumenta la capacidad de datos de una red de banda estrecha sin necesidad de más espectro.

El Wi-Fi 6 mejora esta tecnología al soportar el enlace ascendente MU-MIMO que permite hasta 8x8 redes de antenas. El 5G también adopta esta tecnología pero la actualiza a «MIMO masivo», como su nombre indica, el número de puertos de antena puede ser de hasta 64T64R (64 de transmisión, 64 de recepción) para una cobertura más amplia; también recibe el nombre de «MIMO 3D» debido al soporte en direcciones tanto horizontales como verticales.

MU-MIMO vs Massive MIMO

Características inherentes al Wi-Fi 6 vs 5G

Uso del espectro

Las dos bandas de frecuencia admitidas por el Wi-Fi 6 son la de 2,4 GHz y la de 5 GHz. Se suele usar la banda de 2,4 GHz como frecuencia inalámbrica pero tiene una interferencia alta. La banda de frecuencia Wi-Fi de 5 GHz es más veloz y tiene menos interferencia. Debido a su naturaleza de alta frecuencia, tiene una distancia de transmisión más corta. Con la licencia para más bandas de frecuencia, se puede desarrollar el Wi-Fi 6 ampliamente en el futuro.

Las bandas de frecuencia de 5G pueden dividirse en dos categorías. Las bandas de frecuencia inferiores a 3 GHz se han utilizado en redes existentes con diversos usos. Las bandas de frecuencia de 3,5 GHz se utilizan principalmente en la era de 5G. En las aplicaciones de 5G también se pueden utilizar bandas que funcionen por debajo de 6 GHz las cuales ofrecen una cobertura y capacidad de penetración mayores.

Actualmente, las bandas de frecuencia utilizadas por el Wi-Fi son gratuitas: cualquier persona o empresa puede utilizarlas sin necesidad de registrarse. En comparación con el Wi-Fi, el espectro del 5G es un recurso estratégico que sólo puede ser vendido a los operadores del país. En realidad, algunos gobiernos han comenzado a asignar espectros de 5G a entidades comerciales para la combinación de las industrias de telecomunicaciones y verticales, pero tener que compartir el espectro es un problema que hay que tener en cuenta.

Dispositivos de red

Las bandas de frecuencia de 5G pueden dividirse en dos categorías. Las bandas de frecuencia inferiores a 3 GHz se han utilizado en redes existentes con diversos usos. Las bandas de frecuencia de 3,5 GHz se utilizan principalmente en la era de 5G. En las aplicaciones de 5G también se pueden utilizar bandas que funcionen por debajo de 6 GHz las cuales ofrecen una cobertura y capacidad de penetración mayores.

Estabilidad de la red

A los usuarios les puede parecer que las redes Wi-Fi son menos estables que las redes celulares. Esto se debe a que las bandas de frecuencia de Wi-Fi son públicas y propensas a las interferencias, por lo que los conflictos se producirán a medida que aumente el número de usuarios. Las tecnologías de OFDMA y MU-MIMO adoptadas en el Wi-Fi 6 resolverán eficazmente este problema con mejoras en la eficiencia y la capacidad de la red. Por lo tanto, la estabilidad de la red inalámbrica aumenta dramáticamente en la era de Wi-Fi 6, que no es inferior al 5G.

Flexibilidad de la red

Las redes Wi-Fi son flexibles y convenientes de desplegar o 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 la red

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, el 5G resuelve el problema de la fuga de datos de los usuarios que tenía el 4G. Además,el 5G también mejora la seguridad al extender la longitud de la clave de 128 bits a 256 bits, una clave más larga implica mayor seguridad.

Síntesis: Tabla comparativa de Wi-Fi 6 vs 5G

Elemento Wi-Fi 6 5G
Modulación 1024QAM 256QAM
MIMO 8T8R/12T12R-8 flujos Interior: 4T4R-4 flujos
Exterior: 64T64R-16 flujos
Banda de frecuencia habitual Campus: 80 MHz
Hogar: 160 MHz
100 MHz (en total)
Frecuencia Libre de cargo, sin limitaciones. Limitada, controlada por las portadoras
Velocidad por usuario 100 Mbps 100 Mbps
Interferencia Sin licencia, hay interferencias Con licencia, no hay interferencias
Tipos de terminal Varios terminales empresariales (PCs, proyectores, dispositivos de monitoreo, etc.) Principalmente terminales móviles, algunos dispositivos empresariales con tarjeta SIM integrada
Seguridad Seguridad garantizada Alta seguridad de interfaz áerea
Gestión Personal de gestión empresarial Portadoras
Tiempo de despliegue PYMES: un mes dependiendo del tamaño
Grandes empresas: 2-3 meses
LAN: 4-5 meses
WAN: 1-1,5 años
Costo Relativamente bajo para LAN empresarial Relativamente alto para LAN empresarial

Aplicación de próxima generación - Análisis de Wi-Fi 6 vs 5G

El 5G es una nueva tendencia en la industria de las telecomunicaciones y ha beneficiado cada vez a más usuarios, puede cubrir tanto en el interior como el exterior de los complejos, por lo que la tecnología Wi-Fi ya no será necesaria... 5G vs. Wi-Fi 6, ¿Acaso el 5G dejará a la tecnología Wi-Fi en la sombra? No tiene sentido intentar escoger un ganador. En el siguiente análisis mostraremos cómo estas dos tecnologías difieren y se complementan entre ellas.

Aplicación Wi-Fi 6 vs 5G

Cobertura en interiores

Por un lado, tanto el 5G como el Wi-Fi 6 pueden desplegarse en la conexión de red diaria dentro del edificio. Generalmente, el 5G puede acomodar un terminal por metro cuadrado, esto equivale a un millón de terminales por kilómetro cuadrado. Esta solución no es 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.

Por otro lado, el 5G y el Wi-Fi 6 también pueden aplicarse en servicios IoT. Las comunicaciones masivas de tipo máquina 5G (mMTC, massive machine type connections) 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. 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. 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.

Cobertura en exteriores

Normalmente, el 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 el 5G es más adecuado para proporcionar una cobertura de exteriores a mayor escala. Las estaciones macrobase para exteriores de 5G superan al Wi-Fi 6 tanto en el alcance de cobertura como en la itinerancia. Por lo tanto, el 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.

A continuación, un esquema para mostrar los típicos escenarios de aplicación de Wi-Fi 6 y 5G tanto en interiores como en exteriores.

Wi-Fi 6 vs 5G_ Aplicación para interiores y exteriores

Exploración del entretenimiento

Las aplicaciones emergentes en el campo del entretenimiento como VR/AR/4K/8K requieren un gran ancho de banda. Por ejemplo, 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.

El 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 costos de la cobertura 5G en interiores.

Todos los AP Wi-Fi 6 de alto rendimiento admiten 8x8 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 2x2 MIMO teóricos y cuyo ancho de banda de frecuencia de 80 MHz pueda proporcionar un ancho de banda de 1,2 Gbps. Sin embargo, el 5G es mejor para las aplicaciones de RV de asistencia remota sensibles a la latencia en las que sólo participa un usuario cada vez.

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. El 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 del 5G en lugar del Wi-Fi.

Tabla de ventajas y desventajas de Wi-Fi 6 vs 5G

Wi-Fi 6 5G
Ventajas Solución inalámbrica empresarial principal.(Espectro del terminal, despliegue fácil y flexible, mejor gestión y gastos.) Tecnología inalámbrica líder. (MIMO, latencia de servicio, itinerancia móvil, cobertura exterior)
Desvntajas No rinde bien en escenarios de cobertura exterior.
No puede satisfacer las necesidades de latencia ultrabaja (< 10 ms).
Costo más alto en despliegues de interior.
Compatibilidad de terminal baja.
Portadoras tienen que participar en el despliegue del 5G.

Una nueva era de acceso inalámbrico sin interrupciones: 5G combinado con Wi-Fi 6

Las tecnologías Wi-Fi 6 y 5G están preparadas para tener un profundo impacto en todos los ámbitos de la vida. Aunque algunas de sus funciones y aplicaciones pueden solaparse, todos los indicios apuntan a que aprovechar las ventajas de ambas tecnologías es más sabio y aportará los máximos beneficios a las empresas.

A pesar de que el 5G está creciendo vigorosamente y algunas industrias verticales están comenzando a adoptarlo, aún queda algún tiempo para su aplicación completa y desarrollada en las empresas. En cambio, actualmente ya hay muchas soluciones Wi-Fi 6 aplicables en las empresas de diversos sectores. Esto se debe a que la adopción de la tecnología Wi-Fi 6 en el despliegue de redes contribuye a establecer la red más rápidamente y a reducir los gastos operativos, lo que resulta realmente beneficioso para las customizaciones de las empresas. Las redes 5G que se ajustan a los requisitos de alta itinerancia y latencia de momento se centran más en las redes públicas. Con el desarrollo de la tecnología 5G, esta también desempeñará un papel importante en las modernizaciones de la red Wi-Fi.

Hay ciertos escenarios de aplicación donde el Wi-Fi 6 no puede reemplazar al 5G y viceversa. La combinación de 5G con Wi-Fi 6 es una tendencia inevitable en el futuro de las redes públicas y privadas debido a sus papeles complementarios. La selección de la tecnología más apropiada según los requisitos del escenario ayudará a las empresas a mejorar la eficiencia ajustándose al presupuesto y accelerará finalmente la transformación digital.

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