6G, la vía para la fusión del mundo digital y el mundo físico

6G es el nombre de la sexta generación de redes celulares y proporcionará una inteligencia inalámbrica de forma ubicua. La visión más extendida de 6G se basa en el objetivo de crear una “realidad” donde se fusionen los mundos digital (o virtual) y físico tal como los conocemos hoy. Esta realidad fusionada de 6G proporcionará nuevas formas de conocer e interactuar con otras personas, nuevas posibilidades de trabajar desde cualquier lugar y nuevas formas de experimentar sitios y culturas lejanas. Al ofrecer una comunicación inteligente siempre presente, 6G contribuirá a la creación de una sociedad más accesible, sostenible y eficiente.

Si bien se espera que 6G esté disponible a principios de la década de 2030, el trabajo de especificación e investigación de 6G ya está en marcha a través de programas de investigación e innovación como 6G SNS de Horizonte Europa. En este camino, las diferentes evoluciones de 5G se irán sucediendo en forma de lo que el 3GPP denomina releases, cuya hoja de ruta establece que la Rel.18 especificará la primera versión de 5G Avanzado y la primera especificación de 6G verá la luz en 2028 con la Rel.20.

¿Es el momento de hablar de 6G?

En una anterior entrada de este blog vimos cómo las redes móviles han evolucionado hasta la actual 5G y apuntamos algunas razones que motivan la aparición de 6G. Entre ellas, como acabamos de ver, el factor temporal es una de las más relevantes dado el largo período de tiempo necesario desde que se detecta la necesidad de una nueva generación de redes móviles hasta que se dispone de ellas comercialmente.

 Hay dos cuestiones que trataremos en esta entrada del blog. Por un lado, ahondaremos en las razones que han llevado a los distintos actores e interesados involucrados en las redes móviles a plantear el comienzo de las especificaciones y diseño de 6G. Por otro, ahora sabemos en qué consiste una red 5G, qué elementos la componen, cuáles son las tecnologías que han hecho posible su despliegue comercial, los estándares están perfectamente definidos y hay numerosos equipos y terminales que hacen posible su implantación. Sin embargo,  desconocemos toda esta información en relación a 6G, por lo que la pregunta de qué es una red 6G no tiene ahora mismo una respuesta concreta.

El mundo con 6G conectado, sostenible, digitalizado y programable

Aunque ignoramos de momento cómo van a ser las redes 6G, lo que sí sabemos ya (o podemos suponer con cierta certeza) es qué tipo de servicios y aplicaciones se están diseñando y por qué requieren de una nueva generación de redes móviles. El mundo con 6G se puede visualizar como un mundo físico conectado y sostenible pero digitalizado y programable, donde los humanos cuentan con el apoyo de la inteligencia artificial y el Internet de los sentidos en aplicaciones tales como la telepresencia holográfica inmersiva con realidad extendida, cartografía interactiva, gemelo digital y mundos virtuales, conciencia situacional, inteligencia artificial como servicio (AIaaS) y un largo etcétera. Si analizamos con algo más de detalle la comunicación multimodal para teleoperación o cirugía a distancia, podremos entender mejor por qué precisa de 6G para su implantación. 

La información multimodal humana como audio (oído) y visual (vista) o una combinación de los mismos (audiovisuales) se transfieren a través de redes de comunicación. Sin embargo, el sentido interactivo del tacto (háptico) y particularmente el componente kinestésico (movimiento muscular) tiene muchos requisitos de comunicación de latencia de extremo a extremo más estrictos para las interacciones necesarias de la teleoperación. Habilitar la teleoperación háptica bidireccional puede ser una de las claves impulsoras detrás de la tecnología 6G con el objetivo de beneficiarse de la combinación de múltiples entradas (como los sentidos) para que los servicios de comunicación multimodal sean percibidos cercanos a la realidad.

Cómo debe ser 6G

Esto nos lleva a preguntarnos qué rendimiento y prestaciones debe ofrecer 6G para poder proporcionar servicios como los anteriormente descritos. Esto se traduce en requisitos técnicos y métricas que son sustancialmente más exigentes que en 5G. Mientras 5G se diseñó para alcanzar tasas binarias de pico de 20 Gbps, latencia extremo a extremo de 10 ms y soportar conectividad para hasta un millón de dispositivos por km2, las especificaciones de 6G alcanzan 1 Tbps, 1 ms y 10 millones de dispositivos por km2 respectivamente. Por otro lado, uno de los principales problemas de 5G es las comunicaciones en interiores, para las que no ha sido particularmente diseñada.

Siempre conectado

Lo que también sabemos a día de hoy es en qué tecnologías se está trabajando e investigando de cara a poder construir las redes 6G. A estas tecnologías se las denomina habilitadoras y su integración en las redes 6G permitirá alcanzar los requisitos buscados. Uno de los conceptos clave que se maneja para 6G es la conectividad continua, que proporcionará capacidad de conexión a los usuarios de forma ubicua y transparente sin que este sea consciente de la red a la cual está conectado. Esta continuidad en el servicio sólo es posible mediante la integración y convergencia de redes terrestres y no terrestres. Esto incluye no solo las redes satelitales, sino también las formadas por plataformas aéreas (drones, por ejemplo). 

6G e inteligencia artificial

También será fundamental la inteligencia artificial (IA) para el desarrollo de 6G, desde varios puntos de vista, ya que se concibe 6G como una red nativa en inteligencia artificial desde su propia concepción. En efecto, la utilización de algoritmos de IA en comunicaciones pueden dar lugar a dispositivos que seleccionen los parámetros de la comunicación de forma automática, y existirán mecanismos sin intervención humana (zero-touch) basados en IA que permitan la autoconfiguración de la red 6G para solventar contingencias en la misma como la congestión del tráfico.

La Inteligencia Artificial también se puede incorporar en aplicaciones inteligentes, como son las xApps, un tipo de aplicación que son instaladas en el controlador inteligente de red, denominado RIC, perteneciente a la arquitectura de tipo Open RAN, un esquema de red cada vez más adoptado por los operadores en las redes de nueva generación. Como ejemplo, en el proyecto 6GEnablers, Gradiant está desarrollando xApps para la detección, clasificación y mitigación de anomalías de seguridad en la red, basándose en diferentes algoritmos de Machine Learning que son capaces de detectar y clasificar las interferencias sufridas en la red.

Otras tecnologías que se espera jueguen un papel muy relevante en 6G, por nombrar solo un par de ellas, son los sistemas multiantena con un número muy elevado de las mismas (hasta cientos de ellas). Esto  incluye las superficies inteligentes reflectantes (RIS) y la utilización de nuevas bandas de frecuencias (sub-Terahertzios y Terahertzios). Dichas bandas permiten mucho mayor ancho de banda y mejorar significativamente las prestaciones en los sistemas de posicionamiento.  Por ejemplo, Gradiant está realizando un prototipo de enlace en la banda de sub-THz con un ancho de banda de 1.5 GHz que posibilita la realización simultánea de comunicaciones y sensado en el contexto del proyecto 6GOPENVERSO-NET, liderado por i2CAT.»

En resumen, si bien ahora mismo el camino hacia 6G muestra más incertidumbres que certezas, sí es cierto que dicho camino está lleno de apasionantes retos tecnológicos. Desde la inteligencia artificial a la eficiencia energética pasando por sistemas con garantías de seguridad nunca vistas antes, el desarrollo de 6G debería ayudarnos a lograr una sociedad más sostenible y más igualitaria.

Autor: José Joaquín Escudero, responsable de Comunicaciones Móviles en el área de Comunicaciones Avanzadas de Gradiant

Financiado por el Ministerio para la Transformación Digital y de la Función Pública y la Unión Europea-NextGenerationEU en el marco del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia del Gobierno de España.