¿Qué es 4G LTE y por qué es importante?

¿Se ha preguntado alguna vez la razón de la sustitución de cada generación celular, por muy revolucionaria que pareciera al principio? Fue la demanda cada vez mayor de los usuarios de más velocidad y capacidad que la red celular de entonces ya no podía satisfacer. Proporcionar alta velocidad, gran capacidad y menos retardo ha sido siempre la máxima prioridad de cada operador de red desde la introducción de las redes 1G. Hoy en día, el mundo está experimentando las increíbles velocidades de datos y servicios de banda ancha de las redes 4G LTE que nadie podía imaginar hace dos décadas. La red celular 4G LTE ha allanado el camino para algunas de las tecnologías impulsoras clave de 5G y más allá de las redes, incluida la tecnología MIMO, LPWAN e IoT.

En este artículo aprenderás todo sobre 4G LTE, sus características, aplicaciones y los avances tecnológicos que ha traído consigo. Empecemos:

¿Qué es 4G LTE?

La red 4G fue lanzada por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) en 2008 con el objetivo de lograr una mayor velocidad de transmisión de datos y capacidades de banda ancha en comparación con la red 3G. LTE, también conocida como Long Term Evolution (evolución a largo plazo), es la tecnología clave detrás de 4G que aplica esquemas de codificación, protocolos y técnicas de radio únicas para lograr una alta eficiencia del espectro y rendimiento de la red. LTE fue desarrollada por el Proyecto de Asociación de Tercera Generación (3GPP) para proporcionar acceso inalámbrico de alta velocidad en todo el mundo, convirtiendo así la red 4G LTE en un éxito mundial con 6.600 millones de abonados (según el informe de enero de 2022 de la Asociación Mundial de Proveedores de Telefonía Móvil).

1. Características de 4G LTE

La red 4G LTE ofrece las siguientes prestaciones a sus clientes:

• Alta velocidad de datos: 4G LTE ofrece una mayor velocidad de datos que las generaciones anteriores, con una velocidad máxima de 100 Mbps en teoría y 15 Mbps en la práctica.
• Mayor ancho de banda: 4G LTE te permite acceder rápidamente a aplicaciones de red, jugar en línea y disfrutar de servicios en tiempo real en cualquier momento y lugar. El mayor ancho de banda 4G LTE se consigue gracias a la función de agregación de portadoras, que suma hasta 100MHz de ancho de banda a través de 5 portadoras componentes con 20MHz cada una.
• Menor latencia: 4G LTE ofrece una latencia muy baja que permite ejecutar aplicaciones sensibles al tiempo sin retrasos ni fluctuaciones.
• Arquitectura basada en IP: La arquitectura de red de 4G LTE está basada en el Protocolo de Internet (IP), lo que le permite acceder a servicios IP a través de Internet. Ofrece una sólida conectividad inalámbrica a Internet en función de tu ubicación.
• VoLTE: VoLTE hace referencia a Voz sobre LTE. Esta función te permite disfrutar de servicios de voz y vídeo de alta calidad a través de 4G LTE.
• Alta velocidad de descarga y subida: Con 4G LTE, puedes tener velocidades de carga y descarga más rápidas. En 2021 se ofreció en todo el mundo una velocidad media de descarga LTE de 17 Mbps y de subida de 12 Mbps.

2. Tecnologías 4G

4G LTE está equipado con tres tecnologías de vanguardia, que se exponen a continuación:

• OFDMA: OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) es una técnica de acceso múltiple empleada en redes LTE para transmisiones de enlace descendente. En esta técnica, toda una banda de frecuencias se divide en múltiples subportadoras ortogonales, con altas velocidades de pico, para transportar datos. OFDMA permite a 4G LTE lograr una gran flexibilidad del espectro, robustez frente al desvanecimiento del canal, fácil ecualización y alta eficiencia espectral.
• MIMO: MIMO, alias entrada múltiple-salida múltipleLa tecnología MIMO emplea múltiples antenas para mejorar el rendimiento de transmisión de la señal y la eficiencia espectral de la red 4G LTE. En MIMO, tanto el transmisor como el receptor tienen varias antenas que aprovechan la propagación multitrayecto de la señal, presente en todos los sistemas de communicación inalámbricos, para mejorar la velocidad de transmisión de datos y la relación señal/ruido.
• SC-FDMA: SC-FDMA, también conocido como Single Carrier FDMA, es una técnica de acceso múltiple empleada en un sistema 4G LTE para transmisiones de enlace ascendente. SC-FDMA es una técnica de red 4G muy útil que admite varias características, como alta velocidad de datos, amplificadores de potencia de bajo coste, alta robustez frente a nulos espectrales y bajo valor de PAPR. Permite que varios usuarios compartan simultáneamente los recursos de communicación.

3. Aplicaciones de 4G LTE (IoT y otras)

Las aplicaciones de 4G LTE incluyen:

• Conectividad IoT: 4G LTE apoya de forma significativa el desarrollo y las aplicaciones de tecnologías y normas IoT, entre las que se incluyen LPWAN (Red de Área Amplia de Baja Potencia), RFID (Identificación por Radiofrecuencia), SigFoxy NFC (Near Field Communication). 4G LTE proporciona conectividad de alta velocidad entre dispositivos IoT para gestionar y escalar datos, así como ofrecer un rendimiento sólido y de menor latencia. LPWAN se considera parte de IoT máquina a máquina (M2M) servida por communicación de tipo máquina LTE (LTE-M) y IoT de banda estrecha (NB-IoT) para que los dispositivos WAN de baja potencia puedan communicarse y ejecutar operaciones M2M. LTE-M admite una velocidad de datos de aproximadamente 1 Mbps, mientras que NB-IoT admite hasta 26 Kbps en el enlace descendente.
• Vigilancia: Una de las aplicaciones más significativas de 4G LTE es la videovigilancia, que permite vigilar cuidadosamente zonas sensibles como aeropuertos, estadios, zonas públicas, centros comerciales, salas de conciertos y nudos de transporte. En estos escenarios, se instalan varias cámaras que transmiten imágenes y vídeos en directo a la sala de control a través de Internet, lo que requiere una gran capacidad de datos que proporciona 4G LTE. La conectividad 4G LTE desempeña un papel más crucial a la hora de proporcionar conectividad a cámaras móviles como las instaladas en drones, cámaras corporales portátiles y vehículos policiales.
• Vehículos de guiado automático: La alta velocidad 4G LTE proporciona una velocidad de datos sin retrasos a los vehículos de guiado automático (AGV), lo que les permite transmitir su posición con precisión y rapidez. Al requerir conectividad IoT, los robots pueden transmitir datos a la nube, donde se analizan y se procesa la coordinación posterior entre los robots y los AGV.

4G frente a 5G

4G LTE funciona eficazmente en la mayoría de los países del mundo. Ahora, los proveedores de servicios han empezado a desplegar 5G en países desarrollados como Estados Unidos, China, Japón y Europa. Aunque 4G LTE ha prestado un servicio increíble a los usuarios con su alta capacidad de datos y capacidades de banda ancha, los usuarios siguen demandando la próxima generación celular con velocidad ultra alta, técnicas avanzadas y rendimiento mejorado. 5G es capaz de proporcionar una velocidad hasta 100 veces superior a 4G LTE, alcanzando alrededor de 10 GBps. 5G utiliza frecuencias que 4G, desde menos de 6GHz hasta 54GHz. Además, su latencia será muy inferior a la de 4G y se espera que se sitúe en torno a los 10 ms.

Antenas para 4G LTE

router 4G y Antena 4G son componentes indispensables del sistema 4G. Forman una red 4G omnipresente para su uso, proporcionándole servicios de carga y descarga de datos de alta velocidad. Con el desarrollo de la tecnología MiMo, muchos fabricantes de routers y antenas lanzaron tanto routers MIMO 4G como antenas MIMO 4G. Antenas MIMO 4Gcon mayor caudal de datos y velocidad de transmisión que la tecnología SISO tradicional.

Conclusión

Una alta velocidad de transmisión de datos y un streaming sin interrupciones son los principales requisitos de los usuarios para ejecutar sus tareas de oficina, académicas o personales de forma puntual y eficiente. 4G LTE ofrece a sus usuarios servicios de alta velocidad y baja latencia que les permiten disfrutar de aplicaciones basadas en IP, servicios de banda ancha y servicios VoLTE que las generaciones anteriores no podían ofrecer. Esto se consigue gracias a sus tecnologías de vanguardia, como OFDMA, MIMO y SC-FDMA. Pero eso no es todo, ya que los proveedores de servicios ya han comenzado a desplegar la red celular 5G para revolucionar por completo el mundo de la communicación con sus técnicas más avanzadas e innovaciones tecnológicas que ningún ojo humano ha presenciado todavía.