Antenas 4G vs. 5G: Diferencias Clave, Rendimiento y Tendencias Futuras

Antenas 4G vs. 5G: Diferencias Clave, Rendimiento y Tendencias Futuras

Mientras los avances de la era 4G aún continúan, el 5G ya está en el horizonte. Los avances en velocidad, eficiencia y capacidad que brindan los dispositivos móviles en poco tiempo son asombrosos. Este artículo ayuda a los lectores a comprender las diferencias entre las antenas 4G y 5G y sus características.

Representará un salto significativo en conectividad, velocidad y capacidad, en la evolución de la tecnología de comunicación inalámbrica de 4G a 5G. Habilitar estos sistemas inalámbricos ha sido realmente exitoso gracias a las antenas. Este artículo explica todas las diferencias en las bandas de frecuencia, tipos, diversas ventajas y desventajas asociadas con las antenas 4G y 5G, y sus características con respecto a la latencia, la capacidad, el rendimiento y la eficiencia energética. También examina los escenarios de aplicación y las tendencias futuras de las mismas, indicando cómo las antenas son la columna vertebral de las telecomunicaciones modernas.

Tabla de comparación: Antenas 4G vs. Antenas 5G

2. Antena - Datos de prueba de parámetros S

Tabla de contenidos

• ¿Qué es una antena 4G?

• ¿Qué es una antena 5G?

• Rango de frecuencia de la antena 4G

• Descripción general de los tipos de antena 4G comunes

• Antenas 4G

• Desventajas de la antena 4G y la antena 5G

• Latencia

• Capacidad y rendimiento

• Escenarios de aplicación

• Consumo de energía

• Conclusión

¿Qué es una antena 4G?

4G es la cuarta generación de tecnología de telecomunicaciones móviles. En comparación con las generaciones anteriores, esta tecnología de comunicación móvil inalámbrica 4G se caracteriza por mayores tasas de transferencia de datos, acceso a la red más estable y mayores capacidades de llamadas de voz y video. Las redes 4G pueden permitir velocidades de carga de hasta 50 Mbps y velocidades de descarga de hasta 100 Mbps. Dado que ofrece baja latencia y almacenamiento en búfer insignificante, los usuarios pueden acceder fácilmente a aplicaciones intensivas en datos, juegos en línea y transmisión de video HD en dispositivos móviles.

Una antena para 4G está especialmente diseñada para recibir y enviar señales en la red celular 4G, la antena 4G se utiliza para mejorar la intensidad de la señal y la cobertura de una red 4G para aumentar las tasas de transferencia de datos más rápidas y confiables. Estas antenas admiten tecnologías de entradas múltiples y salidas múltiples (MIMO) que ofrecen datos de alta velocidad y una mejor eficiencia espectral. Las antenas 4G normalmente sirven con cobertura de área amplia, velocidades relativamente pequeñas y confiabilidad; generalmente operan dentro de rangos de frecuencia de 700 MHz a 2.6 GHz. Para mejorar la conectividad y el rendimiento de la red, las antenas 4G a menudo se implementan en aquellas áreas, ya sean rurales o remotas, donde las señales son bastante débiles o inestables.

¿Qué es una antena 5G?

5G es la quinta generación de tecnología de red celular inalámbrica. Básicamente, esto se puede mencionar como el reemplazo de 4G LTE, que viene con una mayor capacidad, menos latencia y velocidades más rápidas en comparación.La "red 5G" es requerida por aplicaciones como la realidad virtual, la realidad aumentada, los automóviles autónomos y el Internet de las cosas (IoT) utilizando bandas de alta frecuencia y tecnologías de antena complejas para lograr velocidades de datos más rápidas.Una antena 5G juega un papel importante en proporcionar conectividad de alta velocidad y baja latencia en dispositivos de arquitectura de red 5G para transmitir y recibir señales. Estas antenas admiten tecnologías avanzadas como la formación de haces, MIMO masivo y frecuencias de onda milimétrica (mmWave) para habilitar funciones de alto estándar. Principalmente operan en los rangos de frecuencia de sub-6 GHz a mmWave (24 GHz y superior).

Esta antena para comunicación inalámbrica 5G, que transmite y recibe señales tanto en los rangos de frecuencia mmWave como sub-6GHz, ayuda a mantener sus características. Las antenas 5G dependen del rango de frecuencia y los requisitos específicos de la red 5G.

Bandas de frecuencia

Rango de frecuencia de la antena 4G

Las antenas 4G están diseñadas para operar entre las bandas de frecuencia de 700 MHz y 2600 MHz, lo que permite en todo el mundo. Sin embargo, las bandas específicas pueden variar según la región y el proveedor de la red. El rendimiento general de la antena se ve afectado por su banda de frecuencia, que es esencial para establecer el área de cobertura y la penetración de la señal a través de obstáculos.

Las bandas de frecuencia más utilizadas para las redes 4G son: 700 MHz (Banda 12/13/17), 800 MHz (Banda 20), 900 MHz (Banda 8), 1800 MHz (Banda 3), 2100 MHz (Banda 1), 2600 MHz (Banda 7)

Estas bandas son utilizadas por muchas tecnologías 4G como WiMAX (Interoperabilidad mundial para el acceso por microondas) y LTE (Evolución a largo plazo). Precisamente, qué bandas de frecuencia utilizará una antena 4G depende tanto del proveedor de la red como del área en la que se esté utilizando.

Rango de frecuencia de la antena 5G

Dependiendo de la aplicación, una amplia gama de frecuencias son utilizadas por el 5G, incluyendo bandas sub-6 GHz y bandas mmWave (24 GHz y superiores).

Sub-6 GHz: Esto involucra frecuencias como 600 MHz, 2.5 GHz y 3.5 GHz, que están por debajo de 6 GHz. Este tipo de frecuencias son relativamente buenas para penetrar paredes y otras barreras; se pueden utilizar para proporcionar una cobertura de área amplia.

• mm Wave (onda milimétrica): Esto cubre las frecuencias por encima de 24 GHz, como 28 GHz y 39 GHz. Estas frecuencias tienen una cobertura limitada, se bloquean fácilmente por obstrucciones, pero se utilizan para comunicaciones de alta velocidad a distancias cortas y ofrecen tasas de transferencia de datos muy altas.

• Las bandas de baja, media y alta frecuencia son otra forma de categorizar el 5G. Para un rendimiento óptimo, el 5G puede utilizar más frecuencias en las tres bandas, y potencialmente puede utilizar múltiples frecuencias simultáneamente. Debido a esto, las bandas 5G son más adaptables que las generaciones celulares anteriores y ofrecen una mejor cobertura y fiabilidad. Cada banda de frecuencia tiene características y capacidades distintas.

1. Banda baja:

En comparación con otras bandas, la banda baja 5G ofrece más cobertura pero un rendimiento de datos más lento porque utiliza frecuencias inferiores a 1 GHz. La transmisión de señales a larga distancia y la penetración de señales a través de obstrucciones como árboles y edificios son características de las antenas de banda baja. En general, son más grandes y tienen una ganancia menor que las antenas de mayor frecuencia.

2. Banda media:

Las frecuencias utilizadas por la banda media 5G oscilan entre 1 GHz y 6 GHz. Con una cobertura menor que una banda baja, proporciona velocidades de datos más rápidas al tiempo que mantiene un equilibrio entre capacidad y cobertura. Las antenas de banda media ofrecen una mejor ganancia y son más pequeñas que las antenas de banda baja. Se utilizan con frecuencia en las ciudades para dar a muchos clientes acceso a Internet rápido.

3. Banda alta:

mmWave (onda milimétrica), o banda alta 5G, se refiere al 5G en frecuencias superiores a 24 GHz. Si bien tiene un área de servicio muy limitada y se bloquea fácilmente por edificios y otros obstáculos, ofrece velocidades muy altas. Las antenas de banda alta son de tamaño pequeño y tienen una ganancia muy alta para compensar la cobertura restringida. Estos suelen instalarse en ciudades muy pobladas y ofrecen una conectividad extremadamente rápida y de baja latencia.

El rango de frecuencia exacto puede cambiar ya que diferentes países y regiones pueden usar diferentes bandas de frecuencia para 5G.

Tipos de antena

Descripción general de los tipos de antena 4G comunes

Antena MIMO (múltiples entradas, múltiples salidas)

• Con este tipo de antena 4G, utiliza múltiples antenas de transmisión y recepción para aumentar la velocidad y la fiabilidad de los datos. Para proporcionar tasas de datos extremadamente altas, las redes móviles 4G utilizan la tecnología MIMO tanto en los canales de enlace ascendente como de enlace descendente. La base de la tecnología MIMO es el uso de varios sistemas de antena tanto en la estación base como en el terminal móvil.

Formación de haces:

• Envía señales directamente a los usuarios para aumentar la capacidad y la cobertura. La tecnología de formación de haces, una técnica sofisticada de procesamiento de señales, es utilizada por las antenas 4G para guiar la energía de la transmisión a un usuario o dispositivo en particular. Además de mejorar la calidad de la cobertura y la eficiencia de la señal, esto también reduce la interferencia y el desperdicio de energía.

Descripción general de los tipos de antena 5G

MIMO masivo:

• La tecnología de múltiples entradas y múltiples salidas masivas (MIMO masivo) se utiliza típicamente en antenas 5G. Al emplear docenas o incluso cientos de elementos de antena de transmisión y recepción, esta tecnología aumenta la capacidad y la eficiencia de la red, lo que permite el servicio simultáneo de más clientes. En comparación con la tecnología MIMO de 4G, esto representa un aumento importante en la cantidad y complejidad de las antenas.

Celdas pequeñas:

• Las antenas 5G pueden ser más pequeñas y compactas, ya que las transmisiones de alta frecuencia tienen longitudes de onda más cortas. Esto hace posible desplegarlas más libremente en una variedad de entornos, incluidas las instalaciones interiores, las superficies de los edificios y los postes de luz.

Ventajas de la antena 4G y la antena 5G

Antenas 4G

Cobertura de área amplia:

• En comparación con los enrutadores Wi-Fi tradicionales, las antenas 4G pueden ofrecer un área de cobertura mayor. Esto asegura que los usuarios experimenten una degradación mínima de la señal incluso a mayores distancias de la fuente de la red. Esto es especialmente útil en lugares donde el servicio de banda ancha es limitado o en ubicaciones remotas donde las conexiones a Internet por cable pueden no ser accesibles.

Tecnología madura con infraestructura establecida

• La instalación y configuración de la antena 4G es mucho más sencilla en comparación con la antena 5G. Se pueden conectar a una computadora o red fácilmente mediante un cable Ethernet o un puerto USB, y con frecuencia vienen con instrucciones directas. Por lo tanto, son una buena opción práctica para los usuarios que no son expertos en tecnología o que no prefieren manejar la molestia de configurar una conexión a Internet convencional.

Implementación rentable

• Las antenas 4G pueden ser una opción asequible para los usuarios sin acceso a una conexión a Internet estándar o que no están dispuestos a pagar por ella. Estos suelen proporcionar planes de datos ajustables y permiten a los clientes seleccionar la cantidad de datos que utilizan y hacer que su factura sea apropiada. Los usuarios con patrones de uso de Internet variables o aquellos que solo necesitan con