¿Qué es un gNodeB en telecomunicaciones?
En el contexto de las redes móviles de quinta generación (5G), el término gNodeB, también conocido como gNB, se refiere al nodo de acceso que cumple la función de estación base en la arquitectura 5G. Es el equivalente al eNodeB (eNB) en redes 4G LTE, pero adaptado para las capacidades avanzadas que ofrece 5G, incluyendo mayores velocidades de transmisión, menor latencia, soporte para comunicaciones masivas de dispositivos IoT y mejor eficiencia espectral.
El gNodeB forma parte de la red de acceso por radio (RAN – Radio Access Network) y actúa como el punto de conexión entre el equipo del usuario (UE – User Equipment) y el núcleo de la red (5GC – 5G Core). Su función principal es gestionar las comunicaciones inalámbricas a través de la interfaz de radio denominada NR (New Radio).
Componentes principales de un gNodeB
Un gNodeB puede estar implementado como una unidad monolítica o dividida funcionalmente en dos entidades principales:
- DU (Distributed Unit): Responsable de funciones de tiempo real como programación de recursos, codificación/decodificación, HARQ, etc.
- CU (Central Unit): Se encarga de funciones no críticas en tiempo real como gestión de señalización, movilidad, configuración de sesiones, etc.
Esta separación funcional permite mayor flexibilidad en la implementación de redes desagregadas, reduce el consumo de energía y facilita la virtualización de funciones de red.
Funciones técnicas del gNodeB
El gNodeB realiza múltiples funciones esenciales para garantizar una conexión de calidad entre el usuario y la red:
- Transmisión y recepción de señales de radio (NR) en las bandas de frecuencia asignadas
- Gestión de los recursos de radio (Radio Resource Management, RRM)
- Asignación dinámica de ancho de banda y control de interferencias
- Codificación y modulación de señales (OFDM, QAM)
- Soporte para beamforming, MIMO masivo y handovers entre celdas
- Conexión con el núcleo 5G a través de las interfaces N2 (plano de control) y N3 (plano de usuario)
- Encriptación, autenticación y control de integridad en la capa de acceso
Interfaces del gNodeB
El gNodeB se comunica con otros elementos de la red mediante interfaces estandarizadas:
- Interfaz Uu: Conecta el gNB con el equipo del usuario (UE) mediante tecnología NR
- Interfaz N2: Enlaza el gNB con el AMF (Access and Mobility Function) para señalización
- Interfaz N3: Conecta el gNB con el UPF (User Plane Function) para el tráfico de datos
- Interfaz Xn: Utilizada para la coordinación entre gNodeBs vecinos (handover, movilidad, etc.)
Diferencias entre gNodeB y eNodeB
| Característica | eNodeB (4G) | gNodeB (5G) |
|---|---|---|
| Tecnología de acceso | LTE (Long Term Evolution) | NR (New Radio) |
| Arquitectura del núcleo | EPC (Evolved Packet Core) | 5GC (5G Core) |
| Separación CU/DU | No | Sí, arquitectura flexible y desagregada |
| Soporte para beamforming/MIMO masivo | Limitado | Avanzado |
| Interfaces al núcleo | S1-C, S1-U | N2, N3 |
¿Puede un gNodeB trabajar en redes NSA?
Sí. En arquitecturas NSA (Non-Standalone), el gNodeB se conecta al eNodeB LTE que actúa como nodo maestro, mientras que el gNodeB opera como nodo secundario. Esta configuración permite a los operadores móviles aprovechar las redes 4G existentes mientras implementan cobertura 5G NR para servicios de alta capacidad.
¿Qué bandas de frecuencia soporta un gNodeB?
Los gNodeB pueden operar en diferentes rangos de frecuencia divididos en dos categorías principales:
- FR1: Banda sub-6 GHz (frecuencias típicas entre 450 MHz y 6 GHz)
- FR2: Banda de ondas milimétricas o mmWave (frecuencias superiores a 24 GHz)
La elección de banda afecta directamente la cobertura, capacidad y penetración de señal. Mientras FR1 ofrece mejor alcance, FR2 permite velocidades extremadamente altas a distancias cortas.
¿Cuál es el rol del gNodeB en 5G SA?
En arquitectura SA (Standalone), el gNodeB se conecta directamente al núcleo 5G (5GC), sin necesidad de infraestructura LTE. Este enfoque permite habilitar funcionalidades completas de 5G como slicing de red, ultra baja latencia (URLLC), y conectividad masiva de dispositivos IoT (mMTC).