La convergencia de Wi-Fi y 5G ofrece mayor flexibilidad a las empresas

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LECCIONES PARA LOS LÍDERES

  • El 5G está diseñado para que el Wi-Fi sea una parte integrada de la red del operador.
  • No hay servicios 5G que no puedan entregarse a un dispositivo a través de Wi-Fi.
  • El 5G es cada vez más útil para las empresas, pero el Wi-Fi será probablemente una parte importante de cualquier despliegue de 5G.

Los líderes tecnológicos tienen ahora una mayor flexibilidad en la planificación de la red, gracias a la creciente convergencia y cooperación entre los dos principales estándares de redes inalámbricas: Wi-Fi 6 y 5G.
«A diferencia de las generaciones pasadas de redes inalámbricas, Wi-Fi 6 y 5G están diseñadas para trabajar juntas sin problemas, y la industria inalámbrica parece dirigirse hacia un futuro en el que los dispositivos pueden desplazarse de forma segura y sin problemas entre todos los tipos de redes inalámbricas», explican los expertos en un análisis de perspectivas de Deloitte para 2022, lo que acaba con el mito de que el 5G suplantaría a Wi-Fi como la red del futuro.

Según Stuart Strickland, becario de Hewlett Packard Enterprise, los estándares admiten ahora una profunda integración entre Wi-Fi y 5G, pero las implementaciones en el mundo real tienen aspiraciones más modestas. Strickland considera que el camino hacia este objetivo discurre por dos vías: mejorar la experiencia del usuario y facilitar la administración.

«Queremos que los servicios persistan mientras los dispositivos se mueven entre la cobertura Wi-Fi y la 5G sin intervención del usuario», dice Strickland. «Queremos ver una calidad de servicio comparable y predecible y que no se caiga ninguna llamada».

Dice que el administrador de red «quiere desplegar una red 5G privada y una red Wi-Fi privada con las mismas herramientas básicas, gestionar las credenciales de la misma manera, proporcionar acceso basado en roles y segregación de la misma manera que lo hacen en sus redes Wi-Fi y fijas, y controlar todo a través del mismo panel de vidrio.»

La historia del Wi-Fi y el móvil
Los teléfonos inteligentes han sido compatibles con Wi-Fi desde los primeros modelos, pero las redes Wi-Fi y celular estaban completamente separadas, y el Wi-Fi no tenía ningún papel en las llamadas de voz.

Tanto los dispositivos como los cambios en la red para suavizar la relación entre el celular y el Wi-Fi ocurrieron sobre todo con 4G LTE y VoLTE (Voz sobre LTE), estándares que han sido uniformes en Estados Unidos durante cinco o seis años. «El sistema de telefonía [celular] está totalmente basado en IP, por lo que el traspaso de una llamada Wi-Fi a una red de operador funciona ahora mismo», dice Florin Baboescu, ingeniero principal de Broadcom y presidente del grupo 5G en la Wireless Broadband Alliance (WBA).

Baboescu añade: «Una vez que VoLTE estaba en marcha, el siguiente paso era la voz sobre WLAN, que en este contexto es Wi-Fi». Esta función, probablemente llamada «llamada Wi-Fi» en el teléfono, permite al teléfono establecer una ruta de telefonía de voz a través de una red Wi-Fi hasta el operador. Las llamadas por Wi-Fi eliminan una gran cantidad de tráfico de las redes de las operadoras y permiten a los clientes realizar llamadas fiables, a través de conexiones seguras, allí donde no hay señal de telefonía móvil.

«Si quieres desplegar tus propios servicios 5G, definitivamente puedes usar el Wi-Fi como una opción de acceso viable».

Florin baboescu ingeniero principal, broadcom; presidente del grupo 5g de wireless broadband alliance

El 5G se optimiza para el Wi-Fi
Los diseñadores de la 5G vieron que todo el mundo utilizaba el Wi-Fi y lo hicieron de manera que éste pudiera funcionar lo mejor posible con una red 5G. Es casi como si el Wi-Fi formara parte de la red 5G.

Como dice Baboescu: «En Broadcom, uno de nuestros objetivos para el diseño de sistemas 5G fue siempre poder tener el Wi-Fi como una alternativa de acceso viable al celular.» En un sistema 5G desde el principio, el acceso Wi-Fi está perfectamente integrado en comparación con el 4G, por lo que hay un menor coste de implementación. «Si quieres desplegar tus propios servicios 5G, definitivamente puedes usar Wi-Fi como una opción de conexión viable», dice. Los operadores podrían incluso desarrollar servicios 5G utilizando el espectro sin licencia mientras usan el Wi-Fi como red de acceso de radio, la red local a través de la cual se conecta el teléfono.

En 4G, no se podía acceder a los servicios del operador sin tener acceso a través del espectro con licencia a través de la red principal del operador. En 5G, puedes conectarte a través de Wi-Fi, y si tu terminal tiene las credenciales adecuadas, puedes tener acceso completo a los servicios del operador. Strickland señala: «Para los dispositivos que utilizan sus credenciales de la SIM 5G para acceder al Wi-Fi a través de Passpoint, la interfaz aérea es tan segura como las redes de radio 5G».

Otras mejoras hacen que los sistemas sean más eficientes. Mientras que en 4G hay múltiples formas a través de las cuales un dispositivo terminal puede conectarse a través del acceso Wi-Fi, con impactos en la complejidad tanto del dispositivo como de la red, en 5G hay una forma unificada de utilizar la conectividad a nivel IP a través del acceso Wi-Fi. El diseño 5G para el acceso Wi-Fi amplía el mecanismo de túnel IPsec utilizado para las llamadas Wi-Fi en 4G.

Sin embargo, el túnel IPsec utilizado para las llamadas Wi-Fi no es barato. Supone una carga de procesamiento tanto para el teléfono como para el núcleo de la red, consumiendo energía. La carga de cifrado/descifrado en la propia red es considerable. Uno de los cambios en la 5G para mitigar este problema es permitir que el teléfono se conecte utilizando un túnel IPsec nulo (sin cifrar) si la conexión se realiza a través de una red Wi-Fi cifrada y de confianza. De este modo, no habrá doble cifrado cuando la conexión a la red esté cifrada.

6E es sexy
La gente de Wi-Fi también ha puesto de su parte. La mejora más significativa en el soporte del 5G ha sido indirecta. El Wi-Fi 6E, que lleva el Wi-Fi 6 a la inmensa banda de 6 GHz y que se comercializa hoy, sacará las aplicaciones de gran ancho de banda de las bandas de 2,4 GHz y 5 GHz. Estas bandas están abarrotadas y tienen canales comparativamente pequeños, que son más que adecuados para dar servicio a la voz, pero no son óptimos para aplicaciones como el vídeo de alta definición.

La 6E añade 1,2 GHz de espectro virgen al conjunto de redes Wi-Fi. La nueva banda permite obtener grandes canales manteniendo la densidad de la red. Según Strickland, «las limitaciones de espectro en la banda de 5 GHz exigían antes un compromiso: las redes domésticas dispersas podían aprovechar los amplios canales de 180 MHz, pero los entornos empresariales densos necesitaban más canales sin solapar, por lo que solían estar limitados a 40 MHz y a veces incluso a 20 MHz. Ahora, con Wi-Fi 6E, pueden tener tanto redes densas como ancho de banda

El avance de la telefonía móvil en el terreno del Wi-Fi
Al mismo tiempo que el Wi-Fi se apoya en una tecnología similar a la del celular, el 5G también está tomando lecciones y espacio en la banda compartida del 5G del Wi-Fi.

«La tarea de las redes celulares para dirigirse a los mercados empresariales ha sido hacer que se parezcan al Wi-Fi y a las redes fijas en cuanto a dar flexibilidad a los locales o administradores de las redes locales», dice Strickland.

Sin embargo, lo más llamativo es que la 5G ha empezado a utilizar las mismas frecuencias que la Wi-Fi a través de lo que se denomina 5G NR-U (New Radio Unlicensed), que permite a los celulares aprovechar las frecuencias sin licencia en 5 GHz y, eventualmente, en la banda de 6 GHz, aunque los estándares del 3GPP para ello no están completos. Uno de los propósitos es ofrecer un mayor rendimiento y una mejor experiencia al usuario final.

La coexistencia de las transmisiones Wi-Fi y celulares ha sido controvertida. Un principio fundamental para acceder al medio es escuchar antes de hablar (LBT). La 5G NR-U (y su equivalente en la 4G LTE, el Acceso Asistido por Licencia, o LAA) puede afectar gravemente al Wi-Fi. Por eso es necesaria una coexistencia armoniosa entre Wi-Fi y 5G NR-U utilizando métodos para evitar colisiones como LBT.

La 5G NR-U y el Wi-Fi no pueden demodular ni entender las transmisiones del otro. Así que deben escuchar y detectar la energía de las transmisiones de los demás.

Los organismos de normalización y los proveedores están trabajando en LBT mientras hablamos. Strickland explica que a finales de 2021, el organismo europeo de normalización ETSI elaboró planes de normas que igualan las reglas sobre cómo las redes Wi-Fi y celulares comparten el espectro sin licencia en las bandas de 5 y 6 GHz.

Aunque el ETSI sólo tiene jurisdicción sobre la Unión Europea, Strickland afirma que las decisiones que toma «generalmente repercuten en todo el mundo» sobre estas cuestiones.

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Lo que ocurre cuando se encuentran en el medio
Según Deloitte, las empresas tienden a favorecer el Wi-Fi para los casos de uso en interiores, los entornos del campus y los casos de uso fijos. Al mismo tiempo, se inclinan más por el 5G para casos de uso en exteriores, entornos fuera del campus y situaciones móviles.

Uno de los componentes que las empresas y los proveedores tendrán que negociar cuando planifiquen implementaciones de redes mixtas es la cuestión de la calidad del servicio (QoS), un componente crítico para las aplicaciones de baja latencia y en tiempo real. El Wi-Fi divide los umbrales de QoS en sólo cuatro categorías de acceso, mientras que el móvil asigna docenas de ellas. Estas categorías asignan el derecho a transmitir en el medio inalámbrico, conocido como oportunidad de transmisión.

Las categorías de Wi-Fi dan prioridad al tráfico de voz y vídeo, pero no garantizan el rendimiento. El propósito de estas categorías es reducir la ventana de contención para los dispositivos con tráfico específico. Como se ha mencionado anteriormente, los dispositivos Wi-Fi escuchan antes de hablar, y si tienen tráfico de voz o vídeo que transmitir, tendrían una ventana de contención más corta.

Con la distinción entre la QoS celular y la Wi-Fi, la industria necesita averiguar mejores métodos para compartir las expectativas de QoS del operador a las transmisiones por aire para crear un método de acceso justo entre las tecnologías.

«La brecha actual está en la forma de compartir esas expectativas entre las redes Wi-Fi gestionadas de forma privada y el núcleo celular 5G, pero se está trabajando para abrir protocolos que permitan hacerlo», dice Strickland, que también preside el grupo de trabajo de Calidad de Servicio de la Red de Acceso de la WBA, encargado de esta labor. «Toda la información está ahora a disposición de una red Wi-Fi local para hacerla aparecer como si fuera un nodo más de la red celular en términos de información sobre las células vecinas. La información sobre la carga de la red actual y los recursos disponibles está ahí. Pero aún no está claro que los operadores -si tuvieran acceso a ella- sepan cómo digerirla».

Strickland dice que, como proveedor, su ambición es hacer que gran parte de esa priorización sea perfecta para los clientes empresariales que quieren que las decisiones sean tomadas automáticamente por la red. Al mismo tiempo, los clientes necesitan herramientas que les ayuden a identificar las configuraciones personalizadas que les permitan cumplir requisitos específicos. Ahora mismo, todo el mundo está negociando una situación en la que las tecnologías convergen más rápidamente que las prácticas de trabajo de los operadores de redes móviles y redes locales, dice, así que es cuestión de que el sector alcance el equilibrio.

Ericka Chickowski | HPE News-Insights-Press

 

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