5G e IoT: Nuevas oportunidades para las empresas

Diferencias entre 5G y otras redes móviles, y cuándo utilizar cada tecnología

En comparación con 4G, 5G proporciona a los sensores y dispositivos IoT un ancho de banda significativamente mayor, una transmisión de datos hasta diez veces más rápida y una latencia menor. Hasta ahora, 4G ha sido suficiente para varias aplicaciones IoT, pero las redes 5G abren nuevas posibilidades para cargas de trabajo de alto rendimiento, por ejemplo aplicaciones en tiempo real como la conducción autónoma, de las que 4G no es capaz.

Al mismo tiempo, no todos los proyectos de IoT requieren 5G. Las tecnologías LPWAN (Low Power Wide Area Network) como NB-IoT (Narrowband-IoT) y LTE-M puntúan con un consumo de energía especialmente bajo, una buena penetración en edificios y una conectividad IoT asequible, y están pensadas como tecnología de nicho para aplicaciones IoT de baja potencia en zonas interiores. Por otro lado, 5G conecta numerosos dispositivos y sensores IoT en un área extensa y admite una amplia gama de soluciones IoT. Actualmente NB-IoT se está integrando en 5G mejorando su rendimiento.

La siguiente descripción general resume los puntos fuertes, las áreas típicas de aplicación y las directrices generales de los distintos protocolos IoT:

Muchos sensores pequeños sin requisitos de tiempo real funcionan de forma más eficiente con NB-IoT o LTE-M. LTE-M es ideal para telemetría móvil y comunicación de voz. El vídeo, la realidad aumentada u otras tecnologías IoT con gran cantidad de datos se benefician de la 5G.

Lo que 5G hace realmente por IoT: eMBB, uRLLC, mMTC

Las comunicaciones móviles 5G comprenden tres perfiles de rendimiento: eMBB, uRLLC y mMTC. La importancia de estos perfiles varía en función del caso de uso de IoT. La mayoría de los dispositivos IoT combinan los perfiles 5G: mMTC para una gran cantidad de datos de sensores, más uRLLC para unas pocas rutas de control críticas.

eMBB (banda ancha móvil mejorada)

El perfil eMBB es sinónimo de altas velocidades de transmisión de datos y es adecuado para transferir rápidamente grandes cantidades de datos. Esto incluye inspecciones móviles de vídeo en 4K, instrucciones de RA o actualizaciones de firmware OTA para flotas enteras de dispositivos. En función de la red y la ubicación, en la práctica se pueden alcanzar velocidades de descarga y carga de entre 100 Mbit/s y más de 1 Gbit/s.

uRLLC (Comunicaciones ultrafiables de baja latencia)

Este perfil de rendimiento se dirige a procesos en los que el tiempo es un factor crítico, con muy baja latencia y alta fiabilidad. Los campos de aplicación típicos son la robótica y los vehículos autoguiados (AGV) en tiempo casi real, la teleoperación, el control de procesos y la tecnología de protección y control. Siendo realistas, pueden alcanzarse latencias de extremo a extremo en el rango de milisegundos de un solo dígito, especialmente con la arquitectura adecuada, por ejemplo, con procesamiento de borde.

mMTC (comunicaciones masivas de tipo máquina)

El perfil mMTC permite una densidad de dispositivos muy alta con un bajo consumo de energía. Esto lo hace ideal para la medición inteligente, la supervisión medioambiental y de estado, y el seguimiento de activos. Se caracteriza por muchos puntos finales por célula con pequeños volúmenes de datos y la correspondiente larga duración de la batería.

5G NSA vs. 5G SA - y qué significa el corte de red para IoT

La arquitectura de 5G determina si la tecnología IoT simplemente funciona con rapidez o se ejecuta de forma predecible con tiempos de respuesta garantizados. La norma distingue entre 5G No Standalone (NSA) y 5G Standalone (SA).

5G NSA (no autónomo)

NSA conecta las células de radio 5G a una red básica 4G existente. Esto facilita la puesta en marcha y se adapta bien a la cobertura existente. Para aplicaciones de datos intensivos como vídeo, soporte de RA o terminales móviles, NSA ofrece altas velocidades y latencias sólidas sin la complejidad de un nuevo núcleo 5G.

• Puntos fuertes: amplia disponibilidad, alto rendimiento, despliegue rápido en la infraestructura existente.
• Nota: Las funciones avanzadas de 5G, como la fragmentación consistente o las latencias muy bajas y garantizadas, solo están disponibles de forma limitada o no en el mismo grado.

5G SA (independiente)

SA depende de un núcleo 5G independiente. Sólo entonces se pueden utilizar plenamente los perfiles uRLLC, el control preciso de la calidad del servicio y la fragmentación de la red, formando la base para una comunicación garantizada de las máquinas y unas rutas de aplicación limpiamente separadas. 5G Standalone es adecuado cuando los procesos IoT deben responder siempre dentro de unos límites definidos.

• Ventajas: Latencias más bajas y estables, control de extremo a extremo, soporte completo de slicing.
• Adecuado cuando: Se requieren tiempos de respuesta deterministas, garantías estrictas de calidad del servicio o una separación estricta de los flujos de datos (por ejemplo, producción, sanidad electrónica, energía).

¿Qué es el segmentado de red?

Una porción es una red 5G virtual, lógicamente separada, con recursos, políticas y reglas de seguridad garantizados. En la práctica, esto significa una infraestructura IoT con múltiples redes 5G dedicadas, cada una adaptada con precisión a un caso de uso específico (especialmente bajo SA).

Ejemplos de la vida cotidiana en una fábrica:

• Rebanada de producción: ruta uRLLC para control de máquinas y robótica, señales de seguridad priorizadas, enrutamiento local hasta el borde
• Rodaja de soporte AR: eMBB priorizado para flujos de vídeo/XR estables con un ancho de banda mínimo definido.
• Sección de servicios/TI: Mejor esfuerzo para monitorización, telemetría y datos no críticos.

Ventajas prácticas: Las cargas críticas permanecen separadas de las no críticas, el rendimiento se vuelve predecible, el cumplimiento se vuelve más fácil y los cambios (por ejemplo, nuevas líneas, cámaras adicionales) se pueden implementar a través de políticas sin interrumpir toda la red.

5G y sus ventajas para IoT

• Mayor velocidad de transmisión de datos: Una alta velocidad de transmisión de datos de hasta 10 gigabits por segundo es crucial para las aplicaciones que requieren el procesamiento de grandes cantidades de datos en tiempo real. Entre ellas están la automatización industrial y las soluciones de Internet de las Cosas (IoT) en el sector sanitario. Las ciudades, las zonas urbanas y las redes locales también se benefician del aumento de la velocidad de transmisión de datos.
• Baja latencia: Los tiempos de latencia inferiores a un milisegundo permiten una comunicación casi instantánea entre dispositivos IoT en 5G. Esta característica es especialmente relevante para aplicaciones en las que el tiempo es un factor crítico, como los vehículos autónomos y la cirugía a distancia.
• Alta capacidad: 5G en IoT puede conectar simultáneamente hasta un millón de dispositivos por kilómetro cuadrado. La capacidad es cada vez más importante a medida que más y más dispositivos IoT necesitan comunicarse entre sí, por ejemplo, sensores en ciudades inteligentes o electrodomésticos.
• Mayor eficiencia energética: A pesar de la alta velocidad de datos y densidad de conexión, el 5G está orientado a la eficiencia energética. Se alarga la vida de la batería de los dispositivos IoT y se reducen los costes de mantenimiento. Esto se aplica especialmente a los dispositivos utilizados en interiores.
• Conexión estable: El 5G promueve la comunicación máquina a máquina (M2M) mediante una conexión estable y rápida. Esto es relevante para aplicaciones como la automatización industrial, donde la comunicación fiable entre máquinas es esencial. Además, el 5G en IoT conectará las zonas rurales a Internet de forma más fiable una vez que sustituya a las anticuadas redes 2G y 3G.
• Alta seguridad: 5G garantiza altos niveles de seguridad en el Internet de las Cosas. De ello se benefician aplicaciones críticas como los sistemas de control industrial y los dispositivos médicos.
• Nuevas áreas de aplicación: El 5G es compatible con nuevas tecnologías de IoT, como la comunicación masiva de tipo máquina (mMTC) y la comunicación ultra fiable de baja latencia (URLLC). Esto significa que muchas aplicaciones con baja latencia pueden conectarse de forma fiable.

Casos de uso de 5G para el Internet de los objetos

Una red 5G es especialmente adecuada para aplicaciones IoT que requieren grandes anchos de banda y bajas latencias.

Sanidad

En el sector sanitario, el 5G en el Internet de las Cosas permite la telemedicina y la monitorización remota de pacientes. Los médicos pueden realizar operaciones a distancia y los dispositivos médicos pueden transmitir datos en tiempo real. La tecnología 5G facilita así el tratamiento a distancia de pacientes, por ejemplo en zonas rurales.

Automatización industrial

En la Industria 4.0, el 5G en IoT optimiza los procesos de producción mediante la automatización y la conexión en red de las instalaciones de producción. Eso incluye la integración perfecta de robótica, sensores e IA en las líneas de producción. Las máquinas se controlan y supervisan de manera más eficiente, lo que resulta en una mayor productividad y menos tiempo de inactividad.

Ciudades inteligentes

En las ciudades inteligentes, el 5G se utiliza para el control del tráfico, la supervisión de las condiciones ambientales y los sistemas de iluminación inteligente. Un sistema inteligente de gestión del tráfico y la energía puede aumentar la eficiencia y mejorar la calidad de vida en las ciudades.

Agricultura

Los sensores y dispositivos IoT utilizan el 5G para monitorizar las condiciones del suelo y el clima para determinar con precisión el riego y la fertilización. El resultado es un mayor rendimiento y un uso sostenible de los recursos.

Transporte y logística

El 5G en el transporte inteligente garantiza el control y la supervisión eficientes de los vehículos de la flota. Los datos en tiempo real permiten planificar mejor las rutas y reducir los tiempos de inactividad, mientras que la tecnología 5G también promueve el desarrollo de la conducción autónoma. Esto permite que los vehículos se comuniquen entre sí y con la infraestructura simultáneamente.

Industria energética

En la industria energética, el 5G en IoT supervisa y controla las redes eléctricas. Permitir a los proveedores de energía analizar los datos en tiempo real y reaccionar inmediatamente mejora significativamente la eficiencia de la red y la seguridad del suministro.

Red de campus 5G para IoT: Soberanía de datos, seguridad y rendimiento predecible

Una red de campus es una red 5G privada ubicada dentro de las instalaciones de una empresa. Cuenta con su propia infraestructura de radio y políticas personalizadas, y puede funcionar de forma independiente o en asociación con un proveedor.

Ventajas del 5G para el Internet de las cosas:

• Rendimiento determinista: Recursos dedicados, latencia y rendimiento predecibles.
• Soberanía de datos: Procesamiento en las instalaciones (edge), clara soberanía de los datos
• Seguridad por diseño: Identidades basadas en SIM, segmentación por segmentos/políticas, principios de confianza cero.
• Escalabilidad: De una sola habitación a un campus, integración en la LAN/OT corporativa

La forma en que las empresas de IoT operan una red de campus 5G determina la seguridad, la capacidad de control y el tiempo de obtención de valor. En la práctica, se han establecido tres modelos, que difieren principalmente en términos de control, esfuerzo y velocidad.

• Espectro propio/SNPN: Las empresas operan una red 5G completamente privada (red autónoma no pública) con su propia infraestructura de radio y núcleo. Esto proporciona la máxima soberanía: las políticas, la calidad de servicio, la seguridad y los flujos de datos permanecen en la empresa, y las aplicaciones sensibles permanecen locales. Esto requiere mayores esfuerzos de planificación y aprobación, más CAPEX y experiencia en funcionamiento y desarrollo posterior.
• Modelo de operador/MOCN: En el modelo de operador, los proveedores suministran la radio y el núcleo. La infraestructura y los recursos se comparten, y la red se instala en las instalaciones de la fábrica. Las ventajas son una implantación muy rápida, unos SLA claros, menos riesgo operativo y una conexión opcional sin fisuras a la red pública.
• Híbrido: El enfoque híbrido combina ambos. Los procesos críticos se ejecutan en una porción privada o en una subinfraestructura privada, mientras que el tráfico no crítico utiliza la red 5G pública. Esto permite combinar rutas garantizadas y soberanía de datos para los procesos esenciales con la rentabilidad y el alcance de la red del proveedor.

Una red de campus 5G merece la pena cuando las tecnologías IoT requieren compromisos estrictos de calidad de servicio (por ejemplo, robótica, señales de seguridad), el cumplimiento y la soberanía de los datos exigen un procesamiento local, o muchos dispositivos finales en entornos exigentes necesitan un suministro fiable.

Hoja de ruta para la implantación de redes 5G en IoT: Del concepto al funcionamiento estable

El camino más corto hacia una tecnología 5G resistente para el Internet de las Cosas pasa por pasos claros, pequeños y verificables. El objetivo es obtener una imagen realista de coste/beneficio desde el principio, aislar los riesgos y, en última instancia, operar una red que ofrezca un rendimiento predecible incluso bajo carga.

1. Evaluar y justificar

El primer paso es clasificar: ¿Qué aplicaciones requieren principalmente ancho de banda (por ejemplo, vídeo/AR), cuáles baja latencia (control/robótica) y cuáles densidad de dispositivos o eficiencia energética (sensores)? Al mismo tiempo, las empresas comprueban la ubicación en cuanto a cobertura interior/exterior, posibles fuentes de interferencias y fibra óptica/backhaul disponible. El caso de negocio se deriva de estos hechos.

2. Arquitectura y seguridad

Esto constituye la base de la visión del objetivo: Mezcla NSA/SA, cortes necesarios, topología de borde e integración en los sistemas IT/OT existentes (identidades, certificados, registro/SIEM). Las empresas determinan cómo se conectan en red y se mantienen actualizados los dispositivos, si se utilizan eSIM IoT o tarjetas SIM IoT físicas, y definen un modelo de confianza cero. Al final, todos los implicados saben qué flujo de datos puede ir a dónde, con qué prioridad y qué compromisos.

3. PoC y pruebas de campo

Para cada caso de uso priorizado, se define un tramo mínimo viable con valores objetivo específicos de latencia, fluctuación, rendimiento, pérdida de paquetes y disponibilidad. A continuación, las empresas realizan pruebas bajo carga y con dispositivos finales reales. Los criterios de aceptación (por ejemplo, "≤ x ms en el 99,9% de los paquetes") se establecen por escrito, y solo cuando se cumplen puede continuar el proceso. Esto ayuda a las empresas a evitar descubrir puntos débiles solo durante el despliegue.

4. Despliegue y ampliación

Una planificación detallada determina la ubicación de las células pequeñas, las redundancias y la cobertura en interiores. Las tareas recurrentes se automatizan: aprovisionamiento (SIM/eSIM), configuración, observabilidad y, si está disponible, CI/CD para cargas de trabajo periféricas. Al mismo tiempo, las empresas establecen procesos operativos como la gestión de incidentes/problemas/cambios, ventanas de parches y libros de ejecución de emergencia. Esto garantiza que las operaciones sigan siendo reproducibles incluso a medida que crece la flota de dispositivos.

5. Funcionamiento y optimización

La transparencia es clave en las operaciones regulares. La telemetría continua hace visibles las desviaciones en una fase temprana. Las políticas por segmento y los parámetros de radio se ajustan según sea necesario, y los recursos de borde se distribuyen dinámicamente. La seguridad sigue siendo un proceso. Las pruebas de penetración periódicas, los ejercicios de escenarios OT y las auditorías de cumplimiento mantienen altos los estándares y evitan el deterioro gradual.

KPI típicos para medir el éxito:

• Latencia y fluctuación de extremo a extremo por caso de uso
• Disponibilidad y cumplimiento de SLA por segmento
• Indicadores de calidad/proceso (por ejemplo, rendimiento en la primera pasada, tasa de error, tiempo de inactividad)
• Rendimiento y ahorro de tiempo en logística/servicio
• Tiempo medio de reparación y tickets por mes

Paso a paso, se está creando una red 5G para el Internet de los objetos que es medible, auditable y escalable en funcionamiento.

Retos y futuro del 5G para la tecnología IoT

En el Internet de las Cosas, las altas frecuencias 5G tienen alcances más cortos y dificultades para penetrar en los edificios, lo que da lugar a una cobertura desigual, especialmente en interiores. Se necesitan más postes de transmisión y una cobertura de red más densa para la infraestructura.

La implantación de la tecnología 5G en IoT es costosa y requiere mucho tiempo. Las empresas tienen que invertir en nuevo hardware y software, lo que aumenta considerablemente los costes iniciales y representa una carga financiera para las empresas más pequeñas en particular.

La creciente conectividad de IoT a través de 5G también aumenta el riesgo de ciberataques. Cada dispositivo IoT conectado es un objetivo potencial para los ataques de piratas informáticos, por lo que la introducción del 5G requiere una sólida seguridad de red para proteger los datos y los dispositivos.

Perspectivas futuras de la red 5G y el IoT

A pesar de estos retos, el 5G ofrece inmensas oportunidades para el Internet de las Cosas. En los próximos años, el 5G desempeñará un papel clave en la transformación digital de sectores como la sanidad, la industria y el transporte. Las ventajas del 5G hacen posibles nuevas tecnologías innovadoras de IoT que no pueden realizarse con tecnologías anteriores, y la integración de tecnologías LPWAN como NB-IoT y LTE-M en las redes 5G mejorará aún más la cobertura y optimizará el consumo de energía.

Preguntas frecuentes sobre 5G e IoT

¿Cómo afecta la 5G a IoT?

El Internet de las Cosas (IoT) conecta numerosos dispositivos y recopila sus datos. El 5G en IoT proporciona la velocidad y capacidad necesarias para transferir grandes cantidades de datos de forma eficiente y permite una comunicación fluida entre dispositivos IoT.

¿Cuáles son las ventajas de 5G para IoT?

Las altísimas velocidades de transmisión de datos y la baja latencia del 5G son ideales para dispositivos y sensores IoT que dependen de una transmisión de datos rápida y fiable.

¿En qué casos es más adecuado el 5G que el 4G?

El 5G es más rápido y tiene menor latencia que el 4G. Esto es relevante para aplicaciones en tiempo real y, además, 5G conecta más dispositivos simultáneamente.

¿Cuántos dispositivos IoT puede soportar 5G?

5G admite hasta un millón de sensores y dispositivos IoT por kilómetro cuadrado al mismo tiempo, mientras que otras tecnologías IoT tienen una capacidad inferior.