La explosión IoT y 5G trae un problema energético: ¿qué va a pasar con la batería de millones de dispositivos?

La explosión IoT y 5G trae un problema energético: ¿qué va a pasar con la batería de millones de dispositivos?

La tecnología 5G es más eficiente energéticamente que la 4G pero sus dispositivos compatibles consumirán más electricidad que los de la cuarta generación de tecnologías móviles. Esta paradoja tiene una explicación sencilla: las redes 5G son más eficaces en el ratio de consumo por tráfico -necesitan mucha menos energía para transmitir los mismos datos que la 4G- pero su mayor velocidad y ancho de banda incrementarán significativamente el consumo de sus dispositivos compatibles.

Según los expertos consultados por Xataka, este incremento de consumo no afectará demasiado a la autonomía de dispositivos como móviles o tabletas, pero sí a los relacionados con el IoT (internet de las cosas) con muchos sensores que tengan que transmitir gran cantidad de información de forma constante y no estén conectados a la red eléctrica. Tales como cámaras de vigilancia, coches conectados o dispositivos médicos como marcapasos con conexión a internet.

“El crecimiento exponencial de dispositivos, objetos y sensores conectados a la redes 5G, su mayor velocidad y ancho de banda, unido al despliegue masivo de antenas MIMO – Multiple-input Multiple-output- y la proliferación de small cells incrementarán el consumo de energía de las redes 5G en términos absolutos. El soporte de redes heredadas -LTE/4G, 3G y 2G- también influirá significativamente”, explica Roberto Moral, director de Arquitecturas en Cisco España.

Foto Roberto Moral

En este escenario, sería lícito pensar que la solución debe pasar por aumentar la capacidad de las baterías de los dispositivos remotos. Sin embargo, distintas fuentes señalan que la tecnología de los acumuladores de electricidad no está tan desarrollada como para hacer frente al nuevo escenario energético que plantea el 5G, por lo que no se trata de una alternativa efectiva.

“Se puede optar por cambiar las baterías cada menos tiempo, o usar baterías más grandes, pero por lo demás no parece que vaya a haber avances significativos en nuevas tecnologías de baterías”, explica Pablo Aguilera, director de innovación en la compañía de telecomunicaciones Galgus y profesor de la Universidad de Sevilla.

A pesar de este inconveniente, desde el sector señalan que no hay de qué preocuparse, puesto que el avance del 5G será muy paulatino, ya se están implementando soluciones energéticas para paliar este aumento del consumo y no afectará a los dispositivos que ahora operan con generaciones de tecnologías móviles anteriores.

“Los dispositivos actuales no van a poder usar la tecnología 5G, porque no entienden las nuevas mejoras en protocolos ni en los métodos de transmisión, por lo que si se quiere usar el 5G se va a tener comprar un nuevo dispositivo. Y las redes 5G son retrocompatibles, por lo que los dispositivos actuales se van a poder seguir usando sin problemas cuando estas redes se desplieguen, aunque sin aprovechar todas las ventajas del 5G ni padecer el aumento del consumo energético”, señala Aguilera.

Soluciones energéticas para el 5G

El avance paulatino de la tecnología 5G permitirá al sector de las telecomunicaciones ir implementando poco a poco distintas soluciones energéticas para reducir el consumo u obtener electricidad de forma alternativa para alimentar las baterías. Algunas de ellas ya han probado su eficacia, otras están en fase de investigación y desarrollo.

“Existen dos aproximaciones que van a mitigar ese aumento que ya están propuestas en la mayoría de estándares de comunicaciones de nueva generación de 5G e IoT. La primera se llama energy harvesting, que es un mecanismo por el que los dispositivos pueden cargar sus baterías recogiendo energía electromagnética sobrante del entorno. La otra es el desarrollo de nuevos protocolos que permiten a los dispositivos irse a ‘dormir’ durante un tiempo y sólo despierten en un momento concreto para comunicarse con la salida de internet”, explica Aguilera.

El profesor de la Universidad de Sevilla subraya que la adopción de alguna de estas aproximaciones, otras similares o ninguna de ellas quedará a elección de cada fabricante, en función del precio que quiera poner a cada dispositivo y del tiempo que quiera dedicar a su desarrollo.

Pablo Aguilera

Así, desde Telefónica aseguran que “existe la posibilidad de alimentar las baterías a través de fuentes de energía renovables o mediante tecnologías innovadoras que van a aprovechar el calor residual de la industria para proveer la red de sensores IoT”. Y señalan que están analizando tecnologías experimentales que permiten generar energía desde fuentes de calor para tener dispositivos sin baterías.

Xiaomi, por su parte, ya ha implementado tecnologías de ajuste de red inteligente 5G para adaptarse a los diferentes escenarios en los que se mueva el usuario y ahorrar electricidad. “Con esta tecnología el dispositivo ejecutará 5G a toda velocidad cuando sea necesario, como para transmitir vídeos HD o descargar archivos, y cambiará a ahorro de energía cuando se realicen acciones como visualizar textos o páginas web”, explican.

En Cisco han adoptado soluciones parecidas a las ya mencionadas para sus dispositivos y, además, otras basadas en el software que simplifican los procesos para reducir el consumo. Asimismo, Moral señala que están desarrollando tecnologías para reducir la pérdida de energía con fuentes de alimentación más eficientes y métodos de refrigeración alternativos para reducir las temperaturas de operación y los requisitos de enfriamiento de las instalaciones y de los componentes con alto consumo energético.

Redes alternativas

Además de las soluciones para la obtención de energía del entorno o reducción del consumo, también existen redes alternativas al 5G que precisan de poca electricidad para funcionar, aunque presentan algunas limitaciones con respecto a la quinta generación de telefonía móvil.

Una de ellas son las Low Power Wide Area (LPWA) -Bajo Consumo de Área Extensa en español-, redes inalámbricas de baja potencia que cubren una gran superficie pero no permiten transmitir una gran cantidad de información.

“Este tipo de tecnologías no sirven para transmitir vídeos ni voz en tiempo real, pero sí para sensores como los de temperatura que se encuentran en medio de la montaña o en una boya en el océano, a los que les basta con trasmitir unos pocos bits cada media hora a una tasa muy baja”, explica Pablo Aguilera.

“Las redes LPWA son una alternativa al 5G en aquellos casos en los que la duración o capacidad de la batería sean un factor limitante. La masificación del uso de dispositivos IoT va ligada al despliegue de este tipo de redes en aquellos casos de uso donde la latencia o el ancho de banda no sean aspectos críticos”, señalan desde Telefónica.

Y lo mismo apuntan desde otras dos grandes operadoras móviles de España, Vodafone y Orange. La primera recomienda usar Narrow-Band IoT (NB-IoT) como alternativa al 5G para casos en los que no se requiera una monitorización constante -como campos de cultivo-, mientras que desde la segunda aconsejan la red LTE-M que desplegaron en junio de 2019. Tanto NB-IoT como LTE-M son redes IoT con tecnología LPWA.

La expansión del internet de las cosas

En pocos años el internet de las cosas ha pasado de la ficción a ser una realidad abrumadora. Según los datos del Informe Cisco VNI, en España hay más de 200 millones de dispositivos conectados a internet, de los cuales casi la mitad -el 49%- son IoT tales como dispositivos médicos, de fitness, relojes inteligentes, contenedores de basura inteligentes, etc. Y, según las previsiones de este mismo estudio, para 2022 serán el 65% de los aparatos conectados.

Todos esos objetos comenzarán a fabricarse con compatibilidad 5G a partir de 2020 y en los años sucesivos, por lo que serán los principales afectados. Pero, según señalan los expertos consultados por Xataka, la implantación paulatina de la quinta generación de tecnologías móviles y la implementación de soluciones energéticas o alternativas de telecomunicaciones van a solventar los posibles problemas derivados del aumento del consumo.


La noticia

La explosión IoT y 5G trae un problema energético: ¿qué va a pasar con la batería de millones de dispositivos?

fue publicada originalmente en

Xataka

por
Pablo Rodríguez

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