Detección masiva: cómo miles de millones de pequeños dispositivos podrían convertirse en la próxima gran novedad del 5G.

Uno de los usos de nueva generación más atractivos del 5G es lo que se denomina detección masiva. Aquí es donde millones, incluso miles de millones, de sensores podrían generar datos de edificios y redes eléctricas, fábricas, campos de cultivo u otras infraestructuras y lugares.

Estos entornos de generación de datos podrían ser similares al actual Internet de las cosas (IoT), pero con muchas más terminales conectadas y, potencialmente, en implementaciones de alta densidad. Por este motivo, la detección masiva está optimizada para dispositivos baratos y de baja potencia, como sensores y etiquetas RFID, que pueden transmitir pequeñas cantidades de datos de forma intermitente.

La detección masiva suele asociarse a la siguiente fase de la industria avanzada, llamada Industria 4.0. En estos entornos, la inteligencia artificial (IA), el aprendizaje automático (ML) y las tecnologías de nube y de borde se utilizan conjuntamente para modernizar los procesos de fabricación y distribución.

Otros posibles casos de uso de la detección masiva incluyen la gestión de flotas y activos, la optimización de inventarios, el control de la salud, la conectividad de los dispositivos wearable y el control de edificios y ciudades "inteligentes". "Hemos visto mucho interés por parte de los empresarios con los que hablamos", dice Durga Satapathy, director de Tecnologías Avanzadas y Emergentes de T-Mobile..

El concepto de densidad de terminales es fundamental para entender y valorar el poder de la detección masiva. Por ejemplo, es posible que unos miles de vehículos en un centro de distribución no cumplan con la definición estricta de detección masiva. Pero considera el efecto multiplicador si cada camión tiene cientos de contenedores, cada contenedor tiene una docena de cajas, y cada caja está llena de artículos individuales, todos ellos etiquetados para el inventario y el seguimiento de la cadena de suministro.

"Es entonces cuando se alcanza el punto de inflexión [de la detección masiva]", añade Satapathy.

3^rd Generation Partnership Project (3GPP), un consorcio de organizaciones de regulación de las telecomunicaciones, está trabajando en la elaboración de normas para una categoría de servicios 5G denominada "comunicaciones masivas entre máquinas (mMTC)" que, en teoría, podrá ofrecer capacidad para miles de millones de sensores en una ciudad inteligente u otra área geográfica de muchos kilómetros.

Decimos "en teoría" porque los servicios 5G de mMTC todavía están mayormente en la fase de diseño. Pero las especificaciones ya se han codificado en los comunicados 16 y 17 de 3GPP. Estas normas de 3GPP pretenden garantizar que el hardware y el software de apoyo de diversas compañías puedan interoperar sin problemas en las nuevas aplicaciones de la tecnología 5G. Y esta norma en evolución sienta las bases para que se fabriquen dispositivos con capacidad mMTC para detección masiva y, con el tiempo, para que tengan una disponibilidad más generalizada y sean más asequibles con el objetivo de que las empresas los implementen a gran escala.

Las mMTC están diseñadas para un bajo consumo de energía, una larga duración de la batería, un hardware de bajo costo y una densidad muy alta, en el rango de 1 millones de sensores por kilómetro cuadrado. Estas características, respaldadas por las especificaciones de 3GPP, son fundamentales para los entornos concentrados y altamente conectados que se prevén en hogares, fábricas y ciudades inteligentes.

Y como las mMTC son un servicio móvil, proporcionan conectividad inalámbrica en amplias zonas geográficas que están fuera del alcance de las redes Wi-Fi locales.

De igual importancia es el hecho de que las mMTC coexistirán con los anteriores servicios móviles de área amplias de baja potencia (LPWA) que también tienen capacidad para IoT. Entre estas tecnologías se encuentran LTE entre máquinas (LTE-M) y IoT de banda estrecha (NB-IoT), ambas también estandarizadas por 3GPP. Se usan para la conectividad a medidores eléctricos y de gas, detectores de humo y otros dispositivos.

Dado que estas y otras tecnologías, como el Wi-Fi y las comunicaciones de campo cercano, ya se utilizan para la conectividad IoT, el 5G no será una oportunidad de servicio móvil totalmente nueva en estas situaciones. Las mMTC pueden ser una de varias soluciones móviles en entornos empresariales, lo cual subraya la importancia del trabajo de regulación de 3GPP que está en marcha.

Pero las mMTC desempeñarán un papel fundamental para llevar la detección de redes a otro nivel en términos de densidad de dispositivos dentro de un área geográfica, la duración de la batería y otros factores.

"El éxito del 4G demuestra que hay demanda", señala Satapathy. "Las aplicaciones y los casos de uso de los sensores móviles están creciendo rápidamente, y las empresas tienen que planificar para ello".

Los sensores suelen crear ráfagas de datos pequeñas y poco frecuentes. Pero esos pequeños fragmentos de información pueden sumarse rápidamente cuando hay millones o miles de millones de dispositivos que los producen.

Se espera que la detección masiva genere enormes cantidades de datos que puedan ser procesados por algoritmos de IA y ML. El resultado de todo ese procesamiento de datos a gran escala puede utilizarse para analizar las operaciones de los entornos con sensores y optimizar su rendimiento. "Creo que hay un enorme potencial para la información que se puede obtener al aplicar la IA y el ML a esto", dice Satapathy.

Por ejemplo, los terabytes de macrodatos producidos por sensores y otros dispositivos en una fábrica podrían utilizarse para la detección de errores en tiempo real y el mantenimiento predictivo.

Las mMTC son una de las tres categorías de servicios 5G definidas por 3GPP, junto con la banda ancha móvil mejorada (eMBB) y las comunicaciones ultrafiables de baja latencia (URLLC). Los proveedores de servicios de comunicación podrán ofrecer esta tríada de servicios a través de una técnica llamada network slicing (segmentación de redes), que utiliza la arquitectura de red definida por el software de 5G para establecer una conexión lógica de extremo a extremo para cada servicio.

Sin embargo, dado que la detección masiva todavía está en las primeras fases de desarrollo, algunas de las piezas subyacentes todavía se están colocando en su lugar. Como mencionamos anteriormente, los sensores que cumplen con las últimas normas de 3GPP aún no están ampliamente disponibles ni son asequibles para implementar a escala masiva.

Por lo tanto, la industria de las telecomunicaciones todavía está en la curva de desarrollo (y de aprendizaje). "Para la preparación comercial de muchas de las capacidades industriales del 5G aún faltan dos, tres o cuatro años", dice Leonard Lee, director general y fundador de neXt Curve, una empresa de asesoramiento en investigación.

Durante esta fase incipiente, la implementación de la detección masiva puede ser compleja y difícil, afirma Lee. Pero no es demasiado pronto para empezar a planificar.

"El potencial es apasionante, pero requerirá una exploración reflexiva", afirma Lee. "Una vez que se implementan suficientes funciones de mMTC en la red y dispositivos preparados para la red, de repente se hacen posibles nuevas categorías de aplicaciones".

Aunque es difícil saber con certeza qué nuevas categorías de aplicaciones podrían surgir, Lee apunta a la medición y conservación del agua, la agricultura suburbana y urbana y la gestión del paisaje como algunas de las posibilidades.

En T-Mobile se está investigando para desarrollar los mejores servicios de mMTC para los clientes comerciales que quieran implementar la detección masiva. "Hemos realizado el trabajo técnico fundamental en estas áreas", dice Herkole Sava, director de Tecnologías Avanzadas y Emergentes de T-Mobile. "Ya tenemos la base y un buen conocimiento de hacia dónde va la tecnología y dónde puede aplicarse".

Como suele ocurrir con las tecnologías de vanguardia, el momento de adopción de los servicios de mMTC es difícil de predecir. Pero la red 5G de T-Mobile estará lista cuando los clientes comerciales empiecen a aprovechar la detección masiva en busca de innovación, eficiencia y automatización.