Las posibilidades que nos ofrecen las tecnologías 5G son prácticamente infinitas, pero es necesario conocer desde dentro todas las ventajas que ponen a disposición de las empresas. El trabajo que desarrollamos en el marco de la Red Nacional de Excelencia Open-VERSO nos permite especializarnos en las tecnologías habilitadoras 5G.
En esta cuarta entrega de la serie sobre tecnologías 5G y comunicaciones móviles, nos centraremos en las comunicaciones broadcast. Llevamos muchos años escuchando la palabra broadcast aplicada a las redes móviles, tanto en los medios de comunicación, inundando noticias de prensa, como en la boca de numerosos operadores de telefonía, que con esta promesa pretenden hacer más atractiva su oferta, pero… ¿qué es el broadcast? ¿Qué ventajas ofrece? Y sobre todo, ¿por qué no es una realidad todavía?
Broadcast, mucho más que televisión
Las comunicaciones broadcast, en esencia, son una forma de proveer de contenidos a numerosos usuarios usando para ello el menor número posible de recursos de red. A diferencia de las comunicaciones tradicionales, en la que la comunicación se realiza punto a punto con un enlace bidireccional entre la red y un terminal de usuario, las comunicaciones broadcast permiten enviar cierto contenido de manera simultánea a todos aquellos usuarios que se encuentren dentro del radio de cobertura de la celda. En este caso el enlace es unidireccional, donde la transferencia de información ocurre en un único sentido, desde la red hacia los usuarios (enlace descendente).
Un ejemplo de comunicación broadcast es la Televisión Digital Terrestre (TDT), en la que una serie de estaciones base transmiten, de manera sincronizada en tiempo, cierto contenido multimedia a través de un enlace de radiofrecuencia y cualquier usuario con un receptor adecuado es capaz de recibir y decodificar dichas señales, pudiendo visualizar el contenido.
Este tipo de comunicación es altamente escalable ya que permite a la red hacer uso de un único canal de datos por contenido, garantizando idéntica calidad de servicio a todos los usuarios que deseen unirse a esta sesión y sin por ello incrementar el consumo de recursos de la red. De ello se desprenden otras ventajas, como pueden ser el ahorro en infraestructura, una mejor utilización del espectro radioeléctrico, evitar la congestión de la red en eventos importantes o la posibilidad de ofrecer planes más económicos a los usuarios.
Oportunidad para nuevas aplicaciones
Hay ciertas aplicaciones que se pueden beneficiar enormemente de esta tecnología de difusión broadcast; por citar algunos ejemplos:
- Alertas nacionales, regionales o a nivel de celda, como podrían ser terremotos, inundaciones o accidentes de tráfico
- Avisos en aeropuertos
- Información turística en ciudades
- Televisión y noticias en vivo
- Retransmisión multicámara de eventos deportivos o conciertos
- Actualizaciones software Over The Air (OTA)
- Industria del automóvil (V2X)
Redes móviles y sistemas broadcast
A lo largo de los años han ido apareciendo diversos estándares para transmisión broadcast, como pueden ser DVB-T (principalmente en Europa) o ATSC (en Estados Unidos, México, Canadá, etc.), entre otros. A la vista de que este tipo de tecnología es habilitadora para un gran número de nuevas aplicaciones, poco a poco ha ido surgiendo un creciente interés en cómo llevar esta tecnología a dispositivos móviles. Por este motivo, desde la Release 9 (publicada en 2009) el 3GPP, organismo encargado de fijar estándares en telefonía móvil, ha tratado de incorporar un modo de operación que permita la transferencia de servicios broadcast a terminales móviles, pero no ha sido hasta estos últimos años que esta tecnología está alcanzando su madurez.
Tras numerosas modificaciones y mejoras en sucesivas releases, actualmente, las Releases 14 y 16 especifican el perfil conocido como FeMBMS (Further evolved Multimedia Broadcast Multicast Service) o más comercialmente como enTV (Enhanced Television), que es un modo de operación completamente pensado y diseñado para servicios de difusión broadcast. Hasta el momento este modo de operación únicamente está disponible para redes LTE, por eso en algunos lugares también se puede encontrar mencionado como LTE-based 5G Terrestrial Broadcast.
Sin embargo, a pesar de todos los avances en esta línea todavía queda un gran problema por resolver: a día de hoy no existen terminales de usuario comerciales que den soporte a FeMBMS. Aunque ya existen muchos chipsets integrados en terminales comerciales que sí soportan FeMBMS, los fabricantes de móviles no están instalando el firmware necesario en el terminal. Esta decisión está motivada por varios factores, como el hecho de se requiere de una alta inversión inicial en infraestructura o que por ahora no ha aparecido una «killer application» que requiera del perfil FeMBMS y que pudiese atraer a nuevos inversores.
En resumen, el futuro del perfil broadcast en redes LTE es incierto, pero no así de cara a 5G New Radio. Dentro de los ítems de trabajo de la futura Release 17, anunciada para principios de 2022, está prevista la especificación del modo broadcast para redes 5G, que tomará como referencia el perfil FeMBMS de LTE pero adaptándolo a la nueva arquitectura de red y teniendo en cuenta las nuevas posibilidades que esta ofrece.
Centro empresarial de desarrollo 5G
Gradiant ha puesto en marcha XoIA-5G, un laboratorio de tecnologías 5G de comunicaciones móviles avanzadas -soportadas por inteligencia artificial- que dispone de un despliegue de una red de comunicaciones operando bajo el perfil FeMBMS, en el que un nodo transmisor que actúa como estación base puede realizar la difusión de contenidos a diferentes nodos receptores que actúan como terminales de usuario. Este despliegue FeMBMS ofrece conectividad broadcast extremo a extremo, lo que nos permitirá desarrollar y probar aplicaciones y servicios que hagan uso de esta tecnología.
En el futuro, con la publicación de la Release 17 del 3GPP a principios de 2022, se tratará de evolucionar el laboratorio para también poder desplegar comunicaciones broadcast sobre redes 5G New Radio.
Autor: Brais Ares Fernández, Ingeniero Senior del Área de Comunicaciones Avanzadas de Gradiant
XoIA-5G cuenta con el apoyo de la Axencia Galega de Innovación y la cofinanciación del Programa Operativo FEDER 2014-2020 de la Unión Europea, con el objetivo de potenciar la investigación, el desarrollo tecnológico y la innovación.
Open-VERSO es una red de excelencia financiada por el Programa Cervera para Centros Tecnológicos, la apuesta nacional para desarrollar investigación orientada al mercado impulsada por el Ministerio de Ciencia e Innovación y el Centro de Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI).
