Optimización del consumo energético en redes 5G, una propuesta de la UNAL

Colombia se prepara para la llegada de las redes 5G, una tecnología que promete revolucionar la conectividad y ofrecerles más beneficios significativos a las empresas, que a los usuarios finales. Con un ancho de banda más amplio, la capacidad de descarga de datos se acelera considerablemente; además permite la coexistencia de múltiples aplicaciones antes saturadas y la conexión de millones de cosas en ambientes dinámicos, autoescalables, enfocados en microservicios e implementados en nube nativa. Así mismo, se mejora la latencia en la comunicación (tiempo que tardan los datos en llegar a su destino), lo que resulta crucial en aplicaciones como vehículos autónomos y cirugías remotas.

Para el 20 de diciembre, el Gobierno nacional tiene pronosticado realizar la Subasta 5G que por años ha generado expectativas. Hasta el momento, dentro de las compañías interesadas en competir por el espectro para desplegar los servicios de comunicaciones en el país están: Comunicación Celular Comcel (Claro), Telecall Colombia SAS (promesa de sociedad futura), Partners Colombia (WOM) y la Unión temporal Colombia Móvil – Telefónica. Unos meses después se realizará una subasta 5G enfocada en las regiones y pequeñas organizaciones.

El ministro de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (MinTIC), Mauricio Lizcano, ya reiteró en diferentes oportunidades que, cumpliendo con el cronograma planteado, en 2024 se empezaría el despliegue paulatino de esta tecnología que requiere una alta inversión inicial de capital.

El profesor Javier Leonardo Araque Quijano, de la Facultad de Ingeniería de la UNAL, explica que los beneficios que tendría la población colombiana con la adopción de la red 5G pueden radicar, entre muchos factores, en la oferta de servicios y en la adopción masiva que estos tengan. Sin embargo, expresa que existiría la posibilidad de tener cobertura total en el territorio nacional si se desplegara el segmento espacial de 5G empleando satélites, lo cual está previsto por los estándares.

El profesor plantean los siguientes retos: “(i) que los operadores cumplan las obligaciones y no opten por pagar el equivalente, (ii) que las tarifas de servicio permitan el acceso global, en vez de convertirse en privilegio de unos pocos por su capacidad económica o su ubicación geográfica, (iii) que la infraestructura o situación de orden público sea un obstáculo para el despliegue en las zonas que más lo necesitan, y (iv) considerar la volatilidad tanto del dólar como de los combustibles y de la energía eléctrica”.

Aportes a la optimización

Luis Felipe Ariza Vesga, doctor en Ingeniería Eléctrica de la UNAL, realizó un estudio centrado en la optimización del consumo energético de las redes celulares 5G, uno de los aspectos críticos en un contexto en el que la sostenibilidad y la eficiencia energética son prioritarias.

El egresado de la UNAL empleó algoritmos genéticos para lograr una “conmutación dinámica de celdas pequeñas”, que, en palabras del experto, permite adaptar la infraestructura a la demanda de usuarios mediante el encendido o apagado de estas celdas y reducir así el gasto energético.

Dentro de sus novedades se encuentra la implementación práctica de esta propuesta que tuvo lugar en un despliegue de redes 4G y 5G, utilizando software libre, computadores de propósito general (comerciales), antenas y unidades de radios definidas por software denominadas SDR (Software Defined Radios).

Lo que permitió la emulación es demostrar la viabilidad de la propuesta en un entorno real usando celulares, estaciones base y la red de core reales que implementan todas las capas del protocolo 3GPP, como lo hacen todos los operadores celulares, lo cual marca un contraste con las simulaciones comúnmente utilizadas en investigaciones académicas, que realizan una abstracción de funcionamiento de la red celular, simplificando al máximo su comportamiento con el objetivo de descartar la complejidad de las implementaciones.

Según los resultados, la reducción del consumo de energía fue de hasta un 30%, un logro significativo que tiene implicaciones positivas tanto para los operadores como para el medioambiente. Aunque la reducción puede parecer modesta, el doctor en Ingeniería Eléctrica destaca que, en términos económicos, esta cifra representa un ahorro considerable para los operadores de telecomunicaciones si consideramos el consumo eléctrico de todas las estaciones base 5G que se puedan desplegar en el país.