5G basado en el espacio y otros cambios están llegando en la versión 17 y 18 de 3GPP de 3GPP

Los estándares de red no surgen por casualidad, son el resultado de largos años de planificación, prueba e incluso compromisos por parte de los participantes del 3GPP: el organismo regulador que desarrolla y establece los estándares 5G que mejoran progresivamente. La versión 17 de 3GPP está programada para completarse este año, con un puñado de nuevos beneficios de 5G en el horizonte. Pero la próxima versión después de esa, la versión 18, es la más importante que se espera, ya que es la primera versión avanzada de 5G, con muchos cambios planeados.

Tuve la oportunidad de sentarme y acosar a Juan Montojo de Qualcomm (vicepresidente de ingeniería y uno de los encargados de los estándares 3GPP de Qualcomm) en el campus de San Diego de la empresa como parte de la cumbre 5G que realiza cada año. Divulgación completa: Qualcomm me envió a mí y a lo que parece ser un centenar de blogueros y analistas tecnológicos para el evento de tres días. La mayor parte se trataba de aplicaciones 5G que no son para teléfonos. Qualcomm realmente quiere que las empresas lo respalden, como IoT industrial, pero Montojo nos contó todo sobre los cambios de 3GPP Release 17 en 5G y los próximos planes de Release 18.

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Lanzamiento 17

El próximo lanzamiento de 3GPP es único entre todos los estándares de red numerados desarrollados hasta ahora como el primero en desarrollarse completamente de forma remota. Debido a la pandemia, los detalles se resolvieron mediante videollamadas, reuniones en línea y correo electrónico en lugar de las tradicionales reuniones en persona. Como muchos de nosotros trabajamos de forma remota en los últimos dos años, también lo hicieron quienes desarrollaron los estándares 5G.

La organización que determina los estándares se rige por consenso, y me dijeron que los participantes no siempre obtienen lo que quieren en estas negociaciones grupales. Pero las empresas rara vez se oponen a cambios específicos, en el peor de los casos, no les importa si un determinado cambio no se aplica a ellas. Si un cambio es demasiado específico, simplemente no se usará, incluso si es parte del estándar. Me dijeron que a veces estos lanzamientos abarcan más de lo que los transportistas realmente adoptan; en cierto modo, es elegir tu propia aventura 5G. En última instancia, lo que es bueno para el gander es bueno para el ganso, pero es posible que en realidad no veas todas estas características en un teléfono inteligente.

Lo mejor del Release 17 desde una perspectiva puramente nerd es el impacto abiertamente de ciencia ficción de establecer 5G para el espacio: el estándar NR NTN (o red no terrestre). Eso significa satélites conectados a 5G. No te emociones demasiado; Es probable que su teléfono no se conecte a Internet por satélite, ya que entran en juego otros factores. Todo tipo de cosas, como la distancia y el tipo de órbita, afectarán el rendimiento y los casos de uso. Montojo me dice que el rendimiento práctico está en un nivel que hipotéticamente podría proporcionar funcionalidad de mensajes de texto, pero también podría ser útil para conexiones de satélite a satélite más adelante.

En ese sentido, esta versión también mejora la llamada conectividad de enlace lateral en los estándares NR (léase: 5G). Si no está familiarizado con el término, también se usó en redes LTE y permite comunicaciones de dispositivo a dispositivo. El trabajo para esto comenzó en la versión 16 para uso en automóviles, pero se está extendiendo a más tipos de dispositivos, lo que permite el uso de un dispositivo intermediario como relé. Será curioso ver si se usa y cómo. En una demostración en persona destinada a mostrar aplicaciones industriales 5G (que podrían haber sido más ilustrativas de los planes de la versión 18, no puedo estar seguro), Qualcomm mostró una conexión de enlace lateral que se utiliza para el seguimiento de la ubicación del hardware dentro de un almacén durante la obstrucción. Con el auge de los automóviles autónomos y asistidos cargados con sensores, la capacidad de compartir información localmente podría ser invaluable y se desarrollará aún más con la versión 18.

También hay un estándar RedCap (capacidad reducida) que puede considerar como 5G lite que requiere menos antenas y menos espectro para funcionar. Me dijeron que esto era realmente polémico porque existía la preocupación de que un estándar 5G simplificado solo alentaría a las empresas a fabricar peores productos, lo que podría obstaculizar la interoperabilidad y el progreso de los estándares. Pero es de esperar que RedCap termine en ciertas categorías de productos, como dispositivos portátiles, cámaras y dispositivos IoT, donde el ahorro de energía puede ser particularmente útil.

Cuando se trata de un futuro teléfono inteligente en su propio bolsillo, puede esperar una duración de la batería potencialmente mejorada en los módems compatibles con la versión 17, gracias a algunas mejoras de eficiencia en el modo inactivo, cuando no está conectado y está buscando activamente un señal. Si bien se ha demostrado que los beneficios de los teléfonos inteligentes mmWaves son pocos, la versión 17 también amplía el soporte de frecuencia hasta 71 GHz (algunos con licencia, otros sin licencia), abriendo toneladas de espectro adicional desde los 24,25-52,6 GHz anteriores.

Otras mejoras importantes pero menos fáciles de resumir incluyen ajustes un tanto ambiguos a MIMO masivo y multihaz de manera más práctica, me dijeron que significa un mejor rendimiento y confiabilidad en algunas circunstancias. Otros cambios brindan detección de ubicación con precisión centimétrica a través de mmWave (útil en aplicaciones industriales), reducen la latencia, nos acercan a la informática de punta, amplían la cobertura, mejoran el consumo de energía, mejoran la compatibilidad con múltiples SIM y más. La versión 17 no es objetivamente ligera en cuanto a características, pero podría parecer así si buscas más allá .

Versión 18 5G Avanzado

En el futuro posterior al Release-17, las cosas son un poco más ambiciosas y nebulosas. Qualcomm compartió sus planes, pero advirtió todo esto con algunas advertencias: no está finalizado, las discusiones apenas comienzan y nada se materializará durante al menos dos años. De hecho, la primera reunión del 3GPP para la versión 18 solo se llevó a cabo el 9 de mayo, con una reunión en persona en junio (la primera desde antes de la versión 17). Pero se decidió un alcance preliminar en diciembre de 2021, con mejoras planificadas más grandes como la primera versión avanzada de 5G.

La versión 18 está destinada a ofrecer cambios más significativos a 5G como el ecuador esperado o el punto medio de la generación 5G. Montojo lo describió como tomarse un descanso, no para desacelerar el ritmo del cambio, sino para mirar más adelante para ver qué cambios podrían tener el mayor impacto a largo plazo en el futuro y los próximos estándares 6G. Eso significa que se esperan algunos cambios para las aplicaciones de palabras de moda como VR y AR que mejoran la calidad y la latencia de las transmisiones y reducen el consumo de energía para esos casos de uso. Si bien cada versión se trata de observar cómo se utilizan las cosas para ver qué tipo de mejoras son posibles, en este caso, el 3GPP también tendrá que hacer algunas conjeturas con visión de futuro.

MIMO dúplex completo para transmisiones TDD es uno de los cambios más grandes y técnicamente más interesantes esperados, y es bastante fascinante. Si no sabía cómo funciona la transmisión real de datos con redes 5G, TDD es un sistema que se usa para frecuencias más bajas donde no es práctico usar una separación de frecuencia para canales separados de carga y descarga. En cambio, divide las cosas en marcos cronometrados donde ocurre la descarga y la carga, lo que permite que su teléfono intercambie roles con la torre en un horario regular, básicamente. Pero esto presenta algunos problemas si varios dispositivos en el área están cargando y descargando.

Este sistema dúplex ajusta cómo funciona al agregar una división de frecuencia para carga y descarga junto con otra antena en el sitio de la celda, de modo que los dispositivos cliente conectados a una celda puedan cargar con más frecuencia en lugar de esperar esas ventanas como una combinación de FDD y TDD, en cierto modo. Me dijeron que la interferencia aún podría ser un problema menor (están trabajando en los detalles técnicos), pero puede mejorar el rendimiento de la red en uso mixto para todos los dispositivos cliente y mejorar potencialmente la latencia de carga, y pude ver una demostración de hardware en vivo en Techo de la sede de Qualcomms. La versión corta es que esto debería ofrecer un mejor rendimiento y una capacidad de red potencialmente mayor en el espectro 5G de mayor alcance.

La funcionalidad mejorada del repetidor también está planificada para la versión 18. Mientras que la mayoría de los repetidores solo captan lo que escuchan, lo amplifican y lo escupen, se espera que la versión 18 aporte algo de inteligencia a los relés para reducir la interferencia y el ruido mientras amplía el alcance.

Si recuerda las aplicaciones satelitales no terrestres en la Versión 17, se anticipa que la Versión 18 también mejorará el rendimiento allí. Montojo me dice que la versión 18 podría admitir cosas tan avanzadas como la voz en dispositivos tipo teléfono; en otras palabras, aún no estará transmitiendo Netflix desde el espacio, pero podría comenzar a ser práctico para más aplicaciones.

Simplemente encuentro la idea de 5G en el espacio intrínsecamente divertida, incluso si hay casos de uso legítimos.

Ya sea que vea la IA solo como un punto de marketing o no, en realidad ha brindado muchas mejoras a la tecnología en los últimos años, y se anticipa que la versión 18 codificará algunas de esas aplicaciones y casos de uso para la IA y el aprendizaje automático de manera prospectiva. Si bien es difícil decir exactamente cómo podría usarse todavía, Montojo dice que debemos anticipar mejoras de rendimiento generales estructuradas de una manera que influya en la forma en que 3GPP implementa AI y ML en futuros estándares 5G y 6G.

Mientras que la Versión 17 amplía la compatibilidad con los enlaces secundarios de forma general, la Versión 18 esencialmente elimina el requisito de una red de host en el punto final. En lugar de simplemente actuar como un retransmisor, puede comunicarse completamente de dispositivo a dispositivo. Cuando se trata de aplicaciones automotrices (recuerde: la versión 18 está destinada a ser particularmente progresista en términos de casos de uso), también se prevé que lleve la comunicación de automóvil a automóvil a un espectro sin licencia, lo que facilita que las empresas jueguen con e incluirlo en sus productos. La agregación de portadores y la formación de haces para casos de uso de enlace lateral pueden ocurrir, pero me dijeron que actualmente está en espera, tal vez para una versión posterior.

Una vez más, esto es solo una parte de lo que podemos esperar en la versión 18. También se planean mejoras en la velocidad y la confiabilidad a través de otros mecanismos (mejor transferencia de mmWave a sub-6, agregación de portadora mejorada), además de ajustes para drones conectados a 5G y mucho de otras cosas no tan inteligentes.

Hasta ahora, Qualcomm no tiene conjuntos de chips o módems que se haya anunciado que sean compatibles con la versión 17 (y no me dio un cronograma cuando se lo pregunté). Si la historia es un indicador, su chip insignia de 2023 podría tenerlo.

Aunque los nombres de marketing de productos pueden estar en desacuerdo, casi hemos llegado al punto de la ubicuidad de 5G. Con el Release 17 ahora inminente, estábamos a la mitad de la generación y casi listos para cambiar a 5G Advanced. En el lento camino hacia 6G, todavía estábamos trabajando con precisión en lo que traerá ese nuevo número, y los teléfonos inteligentes que compre en los próximos años con las funciones de la Versión 17 (y, más tarde, la Versión 18) ayudarán a guiar eso.

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