En telecomunicaciones, 4G es la
sigla utilizada para referirse a la cuarta generación de tecnologías de
telefonía móvil. Es la sucesora de las tecnologías 2G y 3G, y precede a la
próxima generación, la 5G.
Al igual que en otras
generaciones, la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) creó un comité
para definir las especificaciones. Este comité es el IMT-Advanced y en él se
definen los requisitos necesarios para que un estándar sea considerado de la
generación 4G. Entre los requisitos técnicos que se incluyen hay uno muy claro:
las velocidades máximas de transmisión de datos deben estar entre 100 Mbit/s
(12,5 MB/s) para una movilidad alta y 1 Gbit/s (125 MB/s) para movilidad baja.
De aquí se empezó a estudiar qué tecnología eran las candidatas para llevar la
«etiqueta 4G». Hay que resaltar que los grupos de trabajo de la UIT no son
puramente teóricos, sino que la industria forma parte de ellos y estudian
tecnologías reales existentes en el momento. Por esto, el estándar LTE (long
term evolution: ‘evolución a largo plazo’) de la norma 3GPP no es 4G porque no
cumple los requisitos definidos por la IMT-Advanced en características de velocidades
pico de transmisión y eficiencia espectral. Aun así la UIT declaró en 2010 que
los candidatos a 4G, como era aquel, podían publicitarse como 4G.
La 4G está basada completamente
en el protocolo IP, siendo un sistema y una red, que se alcanza gracias a la
convergencia entre las redes de cable e inalámbricas. Esta tecnología podrá ser
usada por módems inalámbricos, móviles inteligentes y otros dispositivos
móviles. La principal diferencia con las generaciones predecesoras será la
capacidad para proveer velocidades de acceso mayores de 100 Mbit/s en
movimiento y 1 Gbit/s en reposo, manteniendo una calidad de servicio (QoS) de
punta a punta de alta seguridad que permitirá ofrecer servicios de cualquier
clase en cualquier momento, en cualquier lugar, con el mínimo coste posible.
Arquitectura
Aparece un nuevo elemento denominado «eNodeB»
en LTE y el mismo incorpora las funciones de RNC (Radio Network Controller) que
ya no existe. Por otro lado como también se puede apreciar que las funciones
básicas del SGSN y el GGSN (y otras más también) quedan cubiertas ahora por lo
que se denomina MME (Mobility Management Entity) y SerGW (Serving Gateway). No
hemos querido profundizar en mayores detalles, pues existen varios dispositivos
que no hemos puesto para simplificar el concepto, pero sí hemos destacado dos
componentes más que serán las piezas clave para recibir paquetes IP y
diferenciar el tráfico de voz y datos, que luego deberán encaminar hacia ambas
redes exteriores, pues como es natural, en la actualidad y por muchos años aún
seguirán existiendo dos «mundos de dominio público», el de voz (PSTN) y el de
datos (PSDN). El responsable final de encaminar los datos será el PDGw (Packet
Data Gateway), mientras que el que «convertirá» paquetes de voz en «flujos» de
voz será el IMS (Internet Multimedida Subsystem) que desarrollaremos más
adelante. Por último vemos que aparece el HSS (Home Subscriber Server) que
hereda las funciones del HLR, este almacena y gestiona el perfil del servicio
IMS del abonado, guarda las claves de seguridad y genera vectores de autenticación,
registra el estado de los abonados y almacena el nodo con el que el abonado se
ha registrado, etc.
Lo que debemos destacar es que en
un único dispositivo se incorporan funcionalidades que implican un hardware y
software para optimizar el rendimiento de la interfaz radio. Este nuevo diseño
es tal vez el aspecto más importante de LTE, pues desde aquí ya se ingresa a la
red con protocolo IP, permitiendo que sea una arquitectura «all IP» de extremo
a extremo, a una velocidad de subida y bajada nunca antes alcanzada.
El eNodeB lleva incorporada la
antena y la inteligencia que antes controlaba la RNC (que ahora no existe más)
por lo tanto en la mayoría de los casos quedará fuera del dominio de seguridad
físico de la operadora, es decir en edificios, locales, áreas rurales o
desatendidas, azoteas, túneles, puentes, etc. Es aquí donde se presenta un
nuevo desafío de seguridad pues toda esta labor que realiza, implica
desarrollos de software a los cuáles se puede acceder por protocolo IP y a su
vez este dispositivo para poder ser configurado, posee interfaces físicas de
acceso a las cuáles cualquiera también podría potencialmente tener acceso.
Por tratarse LTE de una
tecnología en plena fase de despliegue en todo el mundo, a continuación
abordaremos el tema de la seguridad de la misma con mayor grado de detalle que
las anteriores, pues como se verá están surgiendo bastantes problemas, brechas
o debilidades en sus implantaciones.
Características
El concepto de 4G trae unas
velocidades mayores a las de 301 Mbit/s (37,6 MB/s) con un radio de 8 MHz;
entre otras, incluye técnicas de avanzado rendimiento radio como MIMO y OFDM.
Dos de los términos que definen la evolución de 3G, siguiendo la
estandarización del 3GPP, serán LTE para el acceso radio, y SAE (Service
Architecture Evolution) para la parte núcleo de la red.
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