Ultra-Reliable and Low-Latency Communications (URLLC), o las comunicaciones ultra-confiables y de baja latencia han sido uno de los nuevos escenarios de aplicación para sistemas de comunicaciones móviles en el ecosistema de quinta generación (5G). En los entornos radio 5G se ha definido unos indicadores objetivo, como no superar 1ms de latencia.

Antes de la llegada de 5G no había un interés real en mejorar los resultados de la dupla latencia/fiabilidad, más allá de las experiencias de comunicaciones críticas como en el caso de TETRA. Desde 5G ya se enfocó con un enfoque holístico, que afectaba no sólo al acceso inalámbrico (wireless) al medio, sino también al núcleo (core) de red y a la arquitectura cloud de la que hacen uso los servicios.

El concepto de latencia es bastante ambiguo en la industria. Por latencia extremo a extremo entendemos la suma de una serie de retardos introducidos por el diseño de los protocolos y factores ‘ambientales’. El tiempo de acceso, encolado, paquetizado, transmisión, decodificación, etc.

Algo similar ocurre con la fiabilidad (reliability), donde también es necesario identificar las diferentes descripciones. La fiabilidad por nodo es una suma de las probabilidades de que ocurran errores en la transmisión de data, encolado, pérdida de paquetes, etc.

Para lograr la combinación de ambas características, 5G ha adoptado una serie de mecanismos como la duplicación de paquetes, sistemas de multiconectividad, slicing, densificación, propuestas basadas en diversidad (MISA, network coding, etc), throughput-delay tradeoffs, gestión de colas, etc. Se trata de lo que la industria ha denominado habilitadores clave. En el caso de la latencia han sido:

Aún así, URLLC de 5G no es suficiente para los requisitos de latencia o fiabilidad de algunas aplicaciones críticas en el ámbito de la automatización industrial (p.e. el control de los robots), el transporte inteligente, telemedicina, así como casos de uso de mundos virtuales o metaverso con el uso de realidad virtual (VR), etc.

En la propuesta de 6G se están intentando alcanzar, además de los indicadores objetivo definidos en URLLC con 5G, otros que permitan habilitar comunicaciones críticas que han quedado al margen. Se está hablando de fiabilidad de 9-nueves y latencia inferior a 0,1 ms para admitir casos de uso como interacciones hombre-máquina en tiempo real. Es por ello que se busca mayor eficiencia espectral, eficiencia energética, rendimiento (throughput), disponibilidad de servicios y seguridad de la red; así como mantener baja la ‘Edad de la Información’ (AoI), jitter y retardo de ida y vuelta.

Cumplir estos nuevos requisitos representa un desafío ya que son necesarias metodologías de diseño nuevas y técnicas innovadoras para cubrir el salto tecnológico entre URLLC 5G y lo que la industria denomina el futuro xURLLC 6G (de extended Ultra-Reliable and Low-Latency Communications). Este tipo de tecnologías está todavía en fase de investigación.

La gestión de las latencias es el último desafío en el mundo de las comunicaciones unificadas. Tanto SIP como WebRTC están sujetos a mejoras en su rendimiento. Son tecnologías diseñadas y relativamente optimizadas para las comunicaciones en tiempo real, hasta el punto que se utiliza WebRTC, por ejemplo, en escenarios de streaming (al reducir la latencia habitual de estos servicios) pero esto no evita que estén sujetas a posibilidades de mejora.

Existen iniciativas para la reducción de cabeceras o la eliminación de intercambios de mensajes para el registro de usuarios y el establecimiento de llamadas, la mejora de la gestión del envío de media, la estimación de los canales para maximizar la experiencia del usuarios, etc. que permitan reducir los retardos generados y que complementen los avances en la gestión del acceso a redes 5G y 6G.