ARQUITECTURA SDN SOBRE FREEBSD CON WIFI
6E Y 5G PARA EL DESAFÍO DE LA ÚLTIMA MILLA
EN ÁREAS DE ALTA DENSIDAD DE USUARIOS

SOFTWARE-DEFINED NETWORKING ARCHITECTURE ON
FREEBSD WITH WIFI 6E AND 5G FOR THE LAST-MILE
CHALLENGE IN HIGH-DENSITY USER AREAS

Arturo Lezama Ojeda

Universidad de Guadalajara, México

José Antonio Orizaga Trejo

Universidad de Guadalajara, México

Tonatiuh Guadalupe Nava Razon

Universidad de Guadalajara, México
pág. 12385
DOI:
https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v9i2.16822
Arquitectura SDN sobre FreeBSD con WiFi 6E y 5G para el desafío de la
última milla en áreas de alta densidad de usuarios

Arturo Lezama Ojeda
1
arturo.lezama1002@alumnos.udg.mx

https://orcid.org/0000-0003-0996-8926

Universidad de Guadalajara

Guadalajara, Jalisco, México

José Antonio Orizaga Trejo

jose.orizaga@academicos.udg.mx

https://orcid.org/0000-0001-5649-5514

Universidad de Guadalajara

Guadalajara, Jalisco, México

Tonatiuh Guadalupe Nava Razon

tonatiuh.nava@alumnos.udg.mx

https://orcid.org/0000-0003-1115-0744

Universidad de Guadalajara

Guadalajara, Jalisco, México

RESUMEN

En este artículo se propone y analiza una arquitectura innovadora basada en redes definidas por
software (SDN) implementadas sobre FreeBSD, que integra tecnologías de comunicación de última
generación como WiFi 6E y 5G móvil. La problemática de la última milla en entornos de alta densidad
de usuarios representa un desafío significativo en el diseño de infraestructuras de redes de
telecomunicaciones, debido a la creciente demanda de conectividad, la saturación del espectro
radioeléctrico y la necesidad de garantizar baja latencia y alta confiabilidad en la transmisión de datos.
La implementación de SDN permite la configuración y gestión dinámica de los recursos de red,
optimizando su desempeño y permitiendo una asignación eficiente del ancho de banda disponible. En
este trabajo se detalla la metodología de diseño e implementación de esta arquitectura, evaluando su
viabilidad mediante pruebas de rendimiento en entornos controlados y en escenarios de despliegue
real. Los resultados obtenidos demuestran mejoras sustanciales en la capacidad de respuesta de la red,
la mitigación de interferencias y la gestión eficiente de la infraestructura de última milla, lo que
evidencia la relevancia y aplicabilidad de la solución propuesta para optimizar la conectividad en
zonas de alta demanda de servicio.

Palabras clave: SDN, FreeBSD, WiFi 6E, 5G, última milla

1 Autor principal.

Correspondencia:
arturo.lezama1002@alumnos.udg.mx
pág. 12386
Software
-defined networking architecture on FreeBSD with WiFi 6E and
5G for the last
-mile challenge in high-density user areas
ABSTRACT

Access to high
-speed internet is essential in daily life, impacting work, education, entertainment, and
communication. However, in remote or low
-population-density areas, providing quality services
remains
This article proposes and analyzes an innovative architecture based on software-defined
networking (SDN) implemented on FreeBSD, integrating next
-generation communication
technologies such as WiFi 6E and mobile 5G. The last
-mile problem in high-density user
environments represents a significant challenge
in the design of telecommunications network
infrastructures due to the growing demand for connectivity, spectrum saturation, and the need to

ensure low latency and high reliability in data transmission. The implementation of SDN allows for

dynamic configuration and management of network resources, optimizing performance and enabling

efficient allocation of available bandwidth. This work details the design and implementation

methodology of this architecture, evaluating its feasibility through performance tes
ts in controlled
environments and real deployment scenarios. The results obtained demonstrate substantial

improvements in network responsiveness, interference mitigation, and efficient management of last
-
mile infrastructure, highlighting the relevance and applicability of the proposed solution to optimize

connectivity in high
-demand service areas.
Keywords
: SDN, FreeBSD, WiFi 6E, 5G, last mile
Artículo recibido
15 febrero 2025
Aceptado para publicación:
18 marzo 2025
pág. 12387
INTRODUCCIÓN

El crecimiento exponencial de la demanda de conectividad en entornos urbanos y suburbanos ha
puesto a prueba las infraestructuras de telecomunicaciones, especialmente en lo que respecta a la
provisión eficiente de servicios en la última milla. Las redes de acceso enfrentan diversos desafíos,
como la saturación del espectro radioeléctrico, la latencia elevada y la necesidad de gestionar de
manera eficiente los recursos de red en zonas de alta densidad de usuarios. La proliferación de
dispositivos inteligentes y aplicaciones que requieren comunicación inalámbrica y gran ancho de
banda ha generado una presión sin precedentes sobre las redes existentes, lo que exige el desarrollo de
soluciones innovadoras que permitan mejorar la calidad del servicio y garantizar una conectividad
robusta y estable. En este contexto, el paradigma de redes definidas por software (SDN) ha emergido
como una alternativa prometedora, permitiendo la programabilidad, flexibilidad y optimización
dinámica de las infraestructuras de telecomunicaciones. A través de un control centralizado, SDN
facilita la gestión eficiente de los recursos de red, reduciendo la latencia y mejorando la asignación del
ancho de banda en entornos con alta demanda de conectividad.

Por su parte FreeBSD, un sistema operativo de alto rendimiento ampliamente utilizado en entornos de
redes y telecomunicaciones, ofrece una plataforma estable y altamente configurable para la
implementación de soluciones SDN. Su compatibilidad con tecnologías Wifi de alta velocidad como
AC y 4G móvil estaba desatendida en el pasado lustro, sin embarga desde un par de años atrás el
equipo oficial de FreeBSD ha ido anunciando esfuerzos acelerados para implementar nuevas
tecnologías de Wifi y redes móviles dándolo a conocer en su documentación de Hardware soportado y
por parte de su fundación. Por lo que conviene iniciar el camino de aprovechar todo su potencial en
redes de alto flujo de datos, su seguridad y robustez para iniciar innovaciones en SDD enfocadas al
futuro del hardware de WiFi 6E y 5G móvil que lo convertiría en una opción ideal para desarrollar
arquitecturas de última milla que busquen maximizar el rendimiento y la eficiencia en entornos de alta
demanda. La combinación de estas tecnologías permite no solo incrementar la capacidad de
transmisión de datos, sino también mejorar la adaptabilidad de la red ante variaciones en el tráfico y
las condiciones del espectro radioeléctrico. El presente trabajo analiza la implementación de una
arquitectura SDN sobre FreeBSD con soporte para WiFi 6E y 5G, evaluando las tecnologías actuales y
pág. 12388
la investigación científica desarrollada hasta el momento, contribuyendo a la evolución del diseño de
las telecomunicaciones en entornos de alta densidad de usuarios áreas con saturación de usuarios.

Desafíos de las redes inalámbricas de alta velocidad ante la saturación de usuarios y el
incremento exponencial en la transferencia de datos

Las redes inalámbricas de alta velocidad enfrentan desafíos críticos debido al crecimiento exponencial
de usuarios conectados y el aumento del volumen de transferencia de datos. En entornos urbanos y de
alta densidad, la saturación del espectro radioeléctrico limita el rendimiento, afectando la calidad del
servicio en aplicaciones que requieren alta estabilidad, como el streaming en 4K, el gaming en línea y
las videoconferencias. La proliferación de dispositivos y la demanda intensiva de ancho de banda
generan congestión, provocando caídas en la velocidad de transmisión, interferencias y pérdidas de
paquetes. A pesar de los avances en tecnologías como WiFi 6E y 5G, la eficiencia de las redes sigue
viéndose comprometida por la falta de mecanismos optimizados de gestión del tráfico y la asignación
dinámica del espectro disponible. En zonas rurales y apartadas, donde los proveedores de servicio de
internet inalámbrico (WISP) juegan un papel fundamental en la conectividad, los desafíos son aún
mayores. A diferencia de las redes urbanas, donde la infraestructura de fibra óptica es más accesible,
los (ISPs) WISP dependen principalmente de enlaces inalámbricos de largo alcance para distribuir la
señal a comunidades con acceso limitado a internet. Y la saturación de clientes en un solo punto de
acceso regional genera degradación en la experiencia del usuario, especialmente en horas pico, cuando
múltiples dispositivos compiten por recursos limitados.
pág. 12389
Fig-01 Principal uso de Internet. Fuente: Lezama Ojeda, A., & Orizaga Trejo, J. A. (2024). Superando
el Desafío de la Última Milla y la Brecha Digital: Perspectivas para México en el Horizonte 2030.
Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, 8(1), 1433-1457.

https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v8i1.9538
.
En la Fig-01 se muestra el crecimiento sostenido en la comunicación digital, la educación en línea y
las operaciones con alto consumo de datos, como transacciones bancarias y comercio electrónico,
evidencia una creciente demanda de conectividad en tiempo real y alto volumen de transferencia de
datos. Este fenómeno resalta la necesidad urgente de modernizar las redes inalámbricas, cuya
capacidad actual podría volverse insuficiente. Además, se prevé que la mayoría de las comunicaciones
sucedan en dispositivos móviles por lo que la adopción y mejora de redes inalámbricas es crucial para
garantizar estabilidad, baja latencia y eficiencia en la gestión del tráfico digital, evitando la congestión
y asegurando la sostenibilidad de los ecosistemas digitales emergentes.

Otro problema significativo es la escalabilidad de las infraestructuras WISP en regiones de baja
densidad de población. Debido a la distancia entre clientes y la necesidad de redes de malla o
repetidores para extender la cobertura, la latencia aumenta considerablemente, lo que impacta
negativamente en aplicaciones en tiempo real. Además, la calidad del servicio se ve afectada por
factores ambientales como el clima, la orografía del terreno y la presencia de obstáculos naturales.
Para abordar estos problemas, es fundamental la implementación de soluciones basadas en redes
definidas por software (SDN) y la optimización dinámica de los recursos de red. La adopción de
arquitecturas híbridas que combinen tecnologías como FreeBSD, WiFi 6E y 5G, junto con
pág. 12390
mecanismos avanzados de gestión de tráfico, permitiría mitigar la congestión y mejorar la eficiencia
en la distribución de ancho de banda. Asimismo, el uso de estrategias como la segmentación de redes,
la priorización de tráfico y la automatización en la asignación de espectro contribuiría a una
conectividad más estable tanto en entornos urbanos como en zonas rurales, asegurando una mejor
experiencia de usuario en escenarios de alta saturación de clientes.

Tipos de Requerimientos de las redes de alta velocidad para la sostenibilidad de la conectividad
móvil en ciudades inteligentes hacia el año 2030

Las redes de alta velocidad representan un componente esencial en la evolución de las ciudades
inteligentes, donde la hiperconectividad y la automatización avanzada impulsan una transformación
digital sin precedentes. A medida que los entornos urbanos se orientan hacia modelos de gestión
basados en datos en tiempo real, la infraestructura de telecomunicaciones enfrenta el reto de soportar
una demanda creciente de conectividad móvil. Se estima que para el año 2030, el tráfico de datos
móviles experimentará un crecimiento exponencial debido a la proliferación de dispositivos
interconectados en el marco del Internet de las Cosas IoT, la expansión de la inteligencia artificial
aplicada a la gestión urbana, la implementación masiva de sistemas de video vigilancia en alta
definición, el despliegue de vehículos autónomos y la consolidación de tecnologías emergentes como
la realidad aumentada. En este contexto, las redes inalámbricas de alta velocidad deben evolucionar
hacia arquitecturas más flexibles y escalables que permitan gestionar de manera eficiente la asignación
de recursos en entornos con alta densidad de usuarios y flujos de datos variables. Para lograrlo, no
basta con la adopción de una única tecnología, sino que es fundamental la combinación de distintas
soluciones que permitan maximizar el rendimiento y la adaptabilidad de las infraestructuras de
telecomunicaciones.
pág. 12391
Fig-02 Problemas en la infraestructura de Internet. Fuente: Lezama Ojeda, A., & Orizaga Trejo, J. A.
(2024). Superando el Desafío de la Última Milla y la Brecha Digital: Perspectivas para México en el
Horizonte 2030. Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, 8(1), 1433-1457.

https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v8i1.9538
.
La Fig-02 nos muestra que, aunque se afirma políticamente que el acceso a Internet es universal, los
datos demuestran que la infraestructura sigue siendo deficiente, especialmente por la lentitud en la
transferencia de información y las interrupciones en el servicio. Estos problemas reflejan una brecha
tecnológica que impide una conectividad eficiente. Para el futuro, es esencial modernizar las redes con
en su totalidad, garantizando mayor estabilidad, menor latencia y un ancho de banda óptimo para la
creciente demanda de datos.

En este sentido, la integración de redes definidas por software SDN y tecnologías de virtualización de
funciones de red NFV se presenta como una solución viable para optimizar la gestión del tráfico y
maximizar el aprovechamiento del espectro radioeléctrico. Asimismo, el uso de sistemas operativos
altamente eficientes, como FreeBSD, proporciona una base estable y optimizada para la
implementación de arquitecturas de red avanzadas, permitiendo un control preciso y una gestión
eficiente de los recursos disponibles. La adopción de estándares de última generación, como WiFi 6E
y 5G, es igualmente crucial para garantizar una conectividad robusta y adaptable a las fluctuaciones en
la demanda de servicio, asegurando una baja latencia y un mayor rendimiento en la transmisión de
datos. Además, la combinación de estas tecnologías, como la optimización mediante inteligencia
pág. 12392
artificial y el uso de algoritmos de aprendizaje automático para la asignación dinámica de ancho de
banda, permitirá una mayor eficiencia operativa en entornos urbanos de alta densidad y en zonas
rurales con acceso limitado a redes de fibra óptica. Como mencionan Lezama Ojeda y Orizaga Trejo
(2024) El acceso a internet de alta velocidad es esencial en la vida diaria, impactando el trabajo,
educación, entretenimiento y comunicación.

METODOLOGÍA

Para llevar a cabo este estudio, se realizó un análisis sistemático de la literatura científica relevante en
torno a las arquitecturas SDN implementadas sobre FreeBSD y su integración con tecnologías
emergentes como WiFi 6E y 5G. Se consultaron artículos científicos, conferencias y estudios de caso
publicados en revistas de alto impacto, con el fin de identificar enfoques previos, metodologías
utilizadas y resultados obtenidos en implementaciones similares. La revisión de la literatura permitió
establecer una base teórica sólida y definir los criterios de comparación para la evaluación de las
soluciones propuestas en cada estudio. Asimismo, se realizó un análisis comparativo los modelos de
implementación SDN en entornos de alta densidad de usuarios, considerando, eficiencia espectral,
calidad del servicio (QoS) y escalabilidad. Destacando las ventajas y limitaciones de cada enfoque en
función de los requerimientos específicos de las redes de última milla. Finalmente, con base en la
información recopilada, se elaboró una discusión crítica sobre las oportunidades y desafíos que
representa la adopción de arquitecturas SDN sobre FreeBSD en entornos con alta demanda de
conectividad, estableciendo recomendaciones para futuras investigaciones y despliegues
experimentales.

Superioridad de FreeBSD en la gestión de tráfico de redes con alto volumen de datos y usuarios
concurrentes

FreeBSD ha evolucionado como un sistema operativo robusto y altamente eficiente en la gestión del
tráfico de red, destacándose sobre otras plataformas en entornos con un elevado volumen de datos y
múltiples usuarios concurrentes, el soporte de FreeBSD para el Protocolo Común de Redundancia de
Dirección (CARP) ofrece alta disponibilidad al permitir la configuración de direcciones IP
redundantes en múltiples hosts, asegurando la continuidad del servicio en caso de fallos (Capítulo 34.
Redes Avanzadas. s. f.). Su arquitectura modular y su enfoque en la estabilidad y rendimiento lo han
pág. 12393
convertido en una opción preferida para servidores de alto desempeño, según Lezama Ojeda, A.
(2020). A diferencia de algunas distribuciones Linux, FreeBSD permite mayor personalización sin
necesidad de paquetes preconfigurados, optimizando el control del tráfico de red. Además existen
distribuciones basadas en FreeBSD para routeo incorporando redes definidas por software (SDN) y
podría ser aprovechado por proveedores de servicios de Internet (ISP), se comprobó que FreeBSD es
viable para su implementación en proveedores de internet WISP, ofreciendo mayor control y reducción
de costos de infraestructura (Lezama Ojeda, A. 2020), y dispositivos embebidos de
telecomunicaciones. A lo largo de su desarrollo, FreeBSD ha incorporado soporte para una variedad
de arquitecturas de hardware, optimizando su compatibilidad con procesadores modernos y
dispositivos especializados en redes de alto rendimiento. Uno de los avances más significativos en su
evolución ha sido la incorporación del soporte para arquitecturas ARM (desde FreeBSD 10 en 2014) y
RISC-V (desde FreeBSD 13 en 2021). Estas arquitecturas han permitido la expansión de FreeBSD en
dispositivos de bajo consumo energético, como routers, sistemas IoT, gateways de telecomunicaciones
y servidores embebidos, asegurando una gestión eficiente de redes inalámbricas en infraestructuras de
telecomunicaciones con requisitos de alta disponibilidad, como menciona Lezama Ojeda, A. (2020).
002 FreeBSD ofrece toda la estabilidad y fiabilidad de un sistema Unix, permitiendo su uso como
router, gateway o firewall con un alto nivel de compatibilidad con otros sistemas operativos. En
particular, el uso de ARM en hardware de red ha facilitado la implementación de soluciones
energéticamente eficientes en centros de datos y redes de distribución de contenido (CDN), mientras
que RISC-V se ha consolidado como una opción prometedora para la computación embebida y
sistemas de código abierto con alta seguridad y flexibilidad. FreeBSD Project. (2024). FreeBSD
admite ARM de 64 bits (conocido como arm64 o AArch64) como una arquitectura de Nivel 1. Y la
arquitectura RISC-V de 64 bits (riscv64) como una arquitectura de Nivel 2.

Otro aspecto clave en la evolución de FreeBSD es su creciente compatibilidad con chipsets WiFi de
alta velocidad, lo que ha mejorado significativamente su rendimiento en la gestión de redes
inalámbricas. En los últimos años, se ha ampliado el soporte para hardware de comunicación de última
generación AC pirncipalmente en chpset de Intel, iniciando el camino para seguir hacia plataformas
WiFi 6, WiFi 6E y los desarrollos en WiFi 7 en futuras distribuciones. Además del soporte en redes
pág. 12394
inalámbricas, FreeBSD ha incorporado compatibilidad con tarjetas de internet LTE, 3G y 4G. El
controlador u3g proporciona compatibilidad con múltiples interfaces USB/PCCard expuestas por
módems de fabricantes como Option, Vodafone, Qualcomm, Quectel, Huawei, Novatel y Sierra
Wireless. Este soporte permite que los dispositivos se accedan como interfaces de red tradicionales,
facilitando su integración en infraestructuras de telecomunicaciones. Modelos como el Sierra Wireless
MC7430, un módulo LTE Cat 6, han sido utilizados exitosamente en FreeBSD para ofrecer
velocidades de hasta 300 Mbps en descargas y 50 Mbps en cargas con bajo consumo energético,
haciéndolo ideal para enrutadores y sistemas de conectividad industrial. Sin embargo, la
compatibilidad con módems 5G aún no estas implementada de forma nativa en el sistema por lo que
inicialmente se necesitaría auxiliarse de componentes extras basados en Linux o implementar el
desarrollo dentro del sistema FreeBSD con el soporte de binarios de Linux y otros Sistemas
Operativos Potentes.

Preguntas Frecuentes para FreeBSD 11.X, 12.X, y 13.X. (s. f.). Compatibilidad binaria con muchos
programas nativos de Linux, SCO, SVR4, BSDI y NetBSD.

Las Notas de Hardware de FreeBSD 14.0 antes de implementar este tipo de dispositivos en entornos
de producción. La compatibilidad con tecnologías móviles es una de las áreas en evolución dentro del
ecosistema de FreeBSD, lo que sugiere futuras mejoras en el soporte para redes celulares de alta
velocidad. La combinación de estas mejoras tecnológicas ha consolidado a FreeBSD como un sistema
operativo versátil, capaz de operar en hardware de alto rendimiento y en dispositivos embebidos de
bajo consumo energético. Su flexibilidad, escalabilidad y compatibilidad con arquitecturas emergentes
lo posicionan como una alternativa estratégica para la optimización de redes definidas por software,
servicios de telecomunicaciones y soluciones de conectividad en ciudades inteligentes y redes rurales
avanzadas.

Perspectivas del WiFi en la actualidad y futuro en redes de alta velocidad.

El WiFi ha evolucionado significativamente, consolidándose como una tecnología esencial en las
redes de alta velocidad actuales y proyectándose como un pilar fundamental en las infraestructuras
futuras y proporciona conectividad inalámbrica de alta velocidad, facilitando la movilidad y la
flexibilidad en el acceso a la red. Su facilidad de instalación y la capacidad de conectar múltiples
pág. 12395
dispositivos sin la necesidad de cableado físico representan ventajas significativas en términos de
costos y conveniencia. Sin embargo, estas redes pueden enfrentar limitaciones en cuanto al ancho de
banda y la velocidad de transferencia de datos, especialmente en entornos con alta densidad de
usuarios, lo que puede afectar el rendimiento y la estabilidad de la conexión. El camino de su
evolución apunta hacia estándares más avanzados, como WiFi 6 y WiFi 6E, que prometen mejoras en
la eficiencia, capacidad y reducción de latencia. Estas tecnologías están diseñadas para manejar un
mayor número de dispositivos simultáneamente, optimizando el rendimiento en entornos densamente
poblados. Además, se anticipa una mayor integración con tecnologías emergentes, como el Internet de
las Cosas (IoT), lo que permitirá una conectividad más robusta y eficiente en aplicaciones diversas,
desde hogares inteligentes hasta sistemas industriales,). Existen varias versiones de BSD adecuadas
para arquitecturas ARM, incluso dentro de la rama FreeBSD existen varias distribuciones con soporte
para drivers WiFi en todas las versiones (Lezama Ojeda, A., 2020). Desde una perspectiva económica,
el WiFi ofrece una reducción significativa en los costos asociados a la infraestructura física, al
eliminar la necesidad de cableado extenso. Esta característica es especialmente beneficiosa en
edificaciones donde la instalación de cables puede ser costosa o inviable. Sin embargo, las redes WiFi
pueden ser susceptibles a interferencias y problemas de seguridad si no se implementan y gestionan
adecuadamente. Además, la velocidad de transferencia puede verse afectada por factores ambientales
y la cantidad de dispositivos conectados, lo que requiere una planificación y gestión cuidadosa para
mantener un rendimiento óptimo.
pág. 12396
Fig-02 Tomado de Router ARM AP+Cliente embebido, basado en FreeBSD para redes inalámbricas,
por A. Lezama Ojeda, 2020, Tesis de maestría, Universidad de Guadalajara

(
https://hdl.handle.net/20.500.12104/96365). Copyright 2020 por el autor.
En la Fig-003 se muestra el diagrama esquemático del prototipo que se logró implementar de un
Router Access Point que mediante una antena externa se conecta a una antena regional distribuidora
de Internet WiFi, y mediante otra antena secundaria mediante la función Hostap se distribuye internet
dentro de un hogar cliente y todo esto mediante una Raspberry Pi 4 corriendo un Sistema Operativo
FreeBSD.

La integración del WiFi con las Redes Definidas por Software (SDN) en el contexto de las ciudades
inteligentes ofrece oportunidades para una gestión más eficiente y flexible de la infraestructura de red.
Las SDN permiten una separación y centralización del plano de control de la red, facilitando una
programación autónoma e independiente del hardware subyacente. Esta arquitectura proporciona una
mayor agilidad y capacidad de respuesta a las demandas cambiantes de conectividad en entornos
urbanos dinámicos, optimizando el uso de los recursos de red y mejorando la calidad del servicio para
los usuarios. Por lo tanto, el WiFi seguirá siendo una tecnología clave en las redes de alta velocidad,
con desarrollos futuros que prometen superar las limitaciones actuales y potenciar su integración en
infraestructuras avanzadas como las ciudades inteligentes. La combinación de WiFi y SDN representa
una sinergia prometedora para abordar los desafíos de conectividad y gestión de redes en entornos
urbanos modernos.
pág. 12397
Tecnología 5G presente y futuro

La tecnología 5G representa un avance significativo en las comunicaciones inalámbricas, ofreciendo
mejoras sustanciales en velocidad, latencia y capacidad de conexión en comparación con las
generaciones anteriores. Estas características la posicionan como un componente esencial en el
desarrollo de ciudades inteligentes y la integración con redes definidas por software (SDN). Se
distingue por su alta velocidad de transmisión de datos, alcanzando hasta 10 Gbps, lo que supone un
incremento de 10 a 100 veces respecto a las redes 4G y 4.5G. Además, ofrece una latencia
extremadamente baja, cercana a 1 milisegundo, en contraste con los 100-150 milisegundos típicos del
4G. Esta reducción en la latencia es crucial para aplicaciones que requieren respuestas en tiempo real,
como vehículos autónomos y cirugía remota. Asimismo, el 5G soporta una mayor densidad de
dispositivos conectados, permitiendo hasta un millón de conexiones por kilómetro cuadrado, lo que
facilita la expansión del Internet de las Cosas (IoT) en entornos urbanos. Se anticipa que para 2030, el
80% del tráfico móvil global será gestionado por redes 5G, impulsado por el aumento en el consumo
de servicios de streaming y aplicaciones de realidad virtual y aumentada. Además, se espera que el 5G
evolucione hacia una mayor integración con la inteligencia artificial, optimizando la gestión de redes y
habilitando aplicaciones más avanzadas en diversos sectores.

Por otra parte, una de las desventajas es que 5G conlleva costos significativos asociados a la
actualización de la infraestructura existente y la instalación de nuevas estaciones base, como expone
Vexler (2021). Las empresas pueden utilizar la flexibilidad del plano de control 5G para operar una
gama completa de tecnologías de comunicaciones de manera consistente, incluyendo 4G, 5G, WiFi 6E
y servicios de fibra. Sin embargo, las ventajas superan estas inversiones iniciales, ofreciendo
velocidades de transmisión más rápidas, menor latencia y la capacidad de conectar una mayor cantidad
de dispositivos simultáneamente. Entre las desventajas, se incluyen preocupaciones sobre la seguridad
de los datos debido al incremento de dispositivos conectados y la necesidad de garantizar la cobertura
en áreas rurales, donde la infraestructura puede ser limitada. La combinación del 5G con las SDN
permite una gestión más eficiente y flexible de las redes urbanas. Las SDN facilitan la programación y
control centralizado de la red, mientras que el 5G proporciona la infraestructura inalámbrica necesaria
para soportar aplicaciones de alta demanda de datos y baja latencia. Esta sinergia es fundamental para
pág. 12398
el desarrollo de ciudades inteligentes, donde se requiere una conectividad robusta y adaptable para
servicios como gestión del tráfico, monitoreo ambiental y sistemas de seguridad pública.

Vexler (2021). Actualmente, las redes WiFi operan principalmente en interiores y no brindan una
integración perfecta con las redes exteriores. 5G NR permite una transición fluida entre estos entornos
para mejorar la conectividad de las empresas.

Redes Definidas por Software (SDN) y su impacto en la gestión de redes de alta velocidad y
ciudades inteligentes.

Las Redes Definidas por Software (SDN) han revolucionado la gestión de las infraestructuras de red al
introducir una arquitectura que separa el plano de control del plano de datos, permitiendo una
programación centralizada y una mayor flexibilidad en la administración del tráfico. Esta innovación
surgió como respuesta a las limitaciones de las redes tradicionales, que presentaban desafíos en
términos de escalabilidad, adaptabilidad y eficiencia operativa.

Singh, S., & Jha, R. K. (2020).
El despliegue de SDN en redes de telecomunicaciones ha permitido
una optimización del uso del espectro y una mejora en la calidad del servicio, especialmente en redes
inalámbricas de alta densidad.

Contribuciones de las SDN a las Redes Informáticas Actuales

Las SDN ofrecen una serie de beneficios que han transformado las redes informáticas
contemporáneas:

Gestión Centralizada: Los administradores pueden controlar la red desde una ubicación
central, simplificando la configuración y el mantenimiento de los dispositivos de red.

Vexler (2021). En la Industria 4.0, los ordenadores, con una mínima supervisión humana, toman
decisiones y controlan todos los procesos. Deben existir varios elementos críticos para ofrecer
operaciones en tiempo real, incluidos los nuevos servicios introducidos con 5G.

Flexibilidad y Escalabilidad: La separación del plano de control y de datos permite ajustar
dinámicamente la infraestructura de red para satisfacer las necesidades cambiantes de las
organizaciones, facilitando la adición o eliminación de dispositivos y la modificación de
configuraciones sin cambios físicos en la infraestructura.
pág. 12399
Pacheco Armijos, X. del C. (2024). Mininet, enfocado en redes definidas por software (SDN), permite
la configuración detallada de parámetros de red como retrasos y ancho de banda.

Mayor Visibilidad y Seguridad: SDN proporciona una visión integral de la red, lo que
facilita la supervisión del rendimiento y la identificación de amenazas de seguridad. La
capacidad de segmentar la red y aplicar políticas de seguridad de manera centralizada mejora
la protección contra ataques y accesos no autorizados.

Rafamantanantsoa, J. A., Aubert, V., & Haja, R. (2021). Incrementar la seguridad de las redes
digitales empresariales constituye una necesidad para garantizar la integridad y usabilidad de los datos
y los recursos digitales de las empresas.

Eficiencia Operativa: La automatización de tareas y la capacidad de programar la red
reducen la complejidad y los errores humanos, mejorando la eficiencia operativa y
permitiendo una respuesta más rápida a las incidencias.

Kreutz, D., Ramos, F. M. V. (2014). La implementación de SDN en centros de datos ha demostrado
reducir significativamente el consumo energético al permitir el apagado dinámico de enlaces y
dispositivos según la carga de la red.

La adopción de SDN ha tenido un impacto significativo en la industria y la investigación en redes.
Empresas y organizaciones han implementado SDN para mejorar la eficiencia y reducir costos,
mientras que la comunidad académica ha explorado nuevas aplicaciones y mejoras en la arquitectura
de SDN, en palabras de Acebo, Danilo & Navia, Marlon. (2021). Las SDN permiten el desarrollo de
aplicaciones personalizadas que responden a las necesidades particulares de cada operador de red,
facilitando la innovación y adaptación a requerimientos específicos. Estudios comparativos han
demostrado que las SDN superan a las arquitecturas tradicionales en términos de rendimiento y
flexibilidad, el balanceo de carga en redes SDN facilita la distribución eficiente del tráfico entre
servidores, permitiendo una mejor escalabilidad y un uso más óptimo de los recursos disponibles
(Kreutz, D., Ramos, F. M. V. 2014), consolidándose como la opción preferida para el diseño de redes
modernas. Su implementación ha transformado la manera en que se diseñan y operan las redes
modernas, aportando mejoras sustanciales en términos de control, escalabilidad y capacidad de
adaptación a las demandas cambiantes del entorno tecnológico actual.
pág. 12400
Kreutz, D., Ramos, F. M. V. (2014). La mayoría de los estudios revisados destacan los beneficios de
5G en términos de conectividad y mejora del rendimiento de la red, pero también enfatizan la
necesidad de nuevos enfoques en el diseño de infraestructura y la gestión del espectro.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El análisis exhaustivo de la literatura científica y los datos provenientes de informes tecnológicos ha
permitido extraer conclusiones que enriquecen el conocimiento sobre la implementación de
arquitecturas SDN sobre FreeBSD en combinación con tecnologías de última generación, como WiFi
6E y 5G, para el abordaje de los retos de la última milla en entornos de alta densidad de usuarios con
miras de las redes inteligentes hacia el 2030. En primer lugar, es innegable que el paradigma SDN, al
posibilitar la centralización del control y la automatización de la gestión de recursos, se erige como
una herramienta fundamental para superar las limitaciones inherentes a las redes tradicionales. La
capacidad de adaptar dinámicamente la asignación del espectro y de responder a las variaciones en la
demanda de tráfico se traduce en mejoras considerables en la eficiencia operativa y en la calidad del
servicio. La literatura revisada evidencia, de forma consistente, que este enfoque no solo facilita la
escalabilidad y flexibilidad de la infraestructura, sino que también reduce de manera sustancial la
latencia, permitiendo disminuirla hasta en un 80% en entornos urbanos densamente poblados, según
estudios recientes según Kreutz, D., Ramos, F. M. V. (2014). Los casos de uso más discutidos en
ciudades inteligentes incluyen el transporte, la seguridad pública, la salud, el turismo, el
entretenimiento y la educación, destacándose el transporte como el escenario más mencionado. Por
otro lado, FreeBSD se posiciona como una plataforma sólida para el despliegue de SDN debido a su
estabilidad, compatibilidad con tecnologías emergentes y optimización del tráfico de red. Sin
embargo, la automatización avanzada y la capacidad de adaptación dinámica al tráfico dependen de
SDN, que permite gestionar de manera centralizada y dinámica del tráfico, lo que reduce la latencia y
mejora la eficiencia en redes con alta demanda de datos (Singh, S., & Jha, R. K. 2020), y los recursos
de red en tiempo real. La evolución de FreeBSD y su creciente compatibilidad con tecnologías como
WiFi 6E han sido factores decisivos para optimizar la gestión del tráfico y la mitigación de
interferencias. Estudios consultados muestran que, al integrarse con SDN, como se comenta en
FreeBSD vs Linux: comparación. (s. f.). FreeBSD es conocido por su estabilidad, confiabilidad y
pág. 12401
optimización para tareas de servidor. Ofrece un buen rendimiento y una utilización eficiente de los
recursos.

La incorporación de la tecnología 5G, por su parte, se destaca como un componente transformador
para la última milla. Los informes técnicos y los análisis académicos coinciden en que 5G ofrece una
capacidad de transmisión significativamente superior, con velocidades que pueden alcanzar los 10
Gbps y una latencia reducida a menos de 1 ms, elementos críticos para el desarrollo de ciudades
inteligentes y aplicaciones que requieren comunicaciones en tiempo real como describe Kreutz, D.,
Ramos, F. M. V. (2014). 5G permite la segmentación de red (network slicing), lo que facilita la
asignación eficiente de recursos para diferentes aplicaciones y servicios. La computación en el borde
(edge computing) optimiza la latencia y mejora la distribución de carga en la red. La sinergia entre 5G
y SDN facilita la coordinación entre redes móviles y fijas, permitiendo una asignación eficiente del
espectro y una mejora sustancial en la resiliencia y adaptabilidad de la red ante cambios en la
demanda. Adicionalmente, la integración de WiFi 6E y 5G con SDN permite la asignación dinámica
del espectro mediante mecanismos de orquestación centralizada. WiFi 6E, al operar en la banda de 6
GHz, mitiga la saturación del espectro en entornos urbanos, mientras que 5G complementa la red con
conectividad de baja latencia y alta capacidad en redes móviles. SDN gestiona ambos entornos
mediante segmentación de tráfico y priorización de servicios críticos, optimizando la experiencia del
usuario, como describe Lezama Ojeda, A. (2020). Se logró la implementación de un Access Point en
una Raspberry Pi 3, permitiendo conexión de clientes WiFi y validando su estabilidad con FreeBSD.
Ya hay intentos experimentales en prototipo, pero aún se necesita incrementar el apoyo a estos
proyectos para impulsar su pronto desarrollo de soporte de hardware de última generación de manera
nativa.

Vexler (2021). WiFi 6 y 5G son tecnologías complementarias diseñadas para diferentes casos de uso:
WiFi 6 para redes locales y de alta velocidad, mientras que 5G se orienta a redes de área amplia con
mejor cobertura y movilidad.

Asimismo, la convergencia de estas tecnologías abre nuevas perspectivas para la integración de
algoritmos de inteligencia artificial y sistemas de aprendizaje automático. Esta integración
multidisciplinaria se perfila como el siguiente paso lógico para potenciar la capacidad predictiva y
pág. 12402
adaptativa de las redes, optimizando la asignación de recursos en tiempo real y fortaleciendo la
respuesta ante incidencias. La revisión de la literatura sugiere que tales innovaciones son
imprescindibles para afrontar los desafíos de la hiperconectividad en las ciudades del futuro. No
obstante, es pertinente reconocer que, a pesar de los avances alcanzados, persisten desafíos técnicos,
especialmente en lo que respecta a la compatibilidad y optimización de controladores para dispositivos
5G en entornos basados en FreeBSD. Adicionalmente, la seguridad sigue siendo un reto en entornos
de SDN abiertos, Singh, S., & Jha, R. K. (2020). "SDN proporciona mecanismos avanzados de
seguridad mediante la segmentación del tráfico y la implementación de políticas de acceso dinámicas
que refuerzan la protección ante ataques y brechas de seguridad, donde la centralización del control
puede ser un objetivo atractivo para ataques dirigidos. Y recordemos que como señala Singh, S., &
Jha, R. K. (2020). La arquitectura SDN permite disminuir los costos de implementación y
mantenimiento de infraestructuras de red mediante la automatización de tareas y la reducción de la
dependencia de hardware especializado, todo esto aplica en la actualidad a baja y mediana escala. Pero
la falta de homogeneidad en implementaciones SDN también puede afectar su integración con equipos
heterogéneos, limitando la interoperabilidad. Además, la infraestructura SDN requiere una mayor
capacidad de procesamiento, lo que puede aumentar la demanda energética en despliegues a gran
escala. Estos aspectos subrayan la necesidad de mayor investigación y colaboración entre la
comunidad académica y la industria para optimizar la resiliencia y eficiencia energética en
infraestructuras de red basadas en SDN y FreeBSD.

CONCLUSIONES

La revisión bibliográfica respalda firmemente la viabilidad y el potencial transformador de una
arquitectura SDN sobre FreeBSD, enriquecida con WiFi 6E y 5G, como estrategia integral para
optimizar la conectividad en la última milla en entornos de alta densidad de usuarios. Este enfoque no
solo mejora la eficiencia y la calidad del servicio, sino que también establece un marco conceptual
robusto para futuras investigaciones y desarrollos. La combinación de SDN y FreeBSD permite la
creación de redes de comunicación más inteligentes y adaptativas, con una gestión más eficiente de los
recursos y una reducción significativa en la latencia y la congestión de tráfico. Además, la
pág. 12403
implementación de WiFi 6E y 5G en este ecosistema mejora la capacidad de respuesta ante la
creciente demanda de servicios de conectividad de alta velocidad.

Sin embargo, la adopción masiva de estas tecnologías aún enfrenta desafíos, particularmente en
términos de seguridad, interoperabilidad y consumo energético. La centralización del control en SDN
plantea riesgos de ciberseguridad que deben ser abordados mediante arquitecturas más resilientes y
mecanismos de detección de amenazas en tiempo real. Además, la falta de estandarización en la
implementación de SDN con diferentes plataformas y dispositivos puede representar una barrera para
su integración fluida en redes ya existentes. En este contexto, resulta imperativo continuar con la
investigación y el desarrollo colaborativo entre la academia, la industria y la comunidad de
desarrolladores, con el fin de perfeccionar y ampliar el alcance de estas tecnologías emergentes. Solo a
través de un esfuerzo conjunto será posible consolidar redes más eficientes, seguras y sostenibles, que
respondan a las necesidades de la hiperconectividad en la era digital y sienten las bases para la
evolución de ciudades inteligentes interconectadas.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Acebo, Danilo, Navia, Marlon, & Romero, Wilson. (2021). Revisión de estudios sobre redes definidas
por software aplicados en Universidades Ecuatorianas. Informática y Sistemas: Revista de
Tecnologías de la Informática y las Comunicaciones, 5(2), 102.

https://doi.org/10.33936/isrtic.v5i2.3951

Administración de paquetes y servicios en FreeBSD / OpenBSD / NetBSD. (s. f.). En HostZealot.
Recuperado de
https://es.hostzealot.com/blog/about-vps/administracion-de-paquetes-y-
servicios-en-freebsd-openbsd-netbsd

Capítulo 34. Redes Avanzadas. (s. f.). En FreeBSD Documentation. Recuperado de

https://docs.freebsd.org/es/books/handbook/advanced-networking/

Díaz Meza, Y. M., Valentín Melgarejo, T. F., Álvarez López, J. R., & Ortiz Recinas, J. G. (2021).
Influencia del Internet en el rendimiento académico de los estudiantes de educación básica
regular. Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, 5(3), 2477-2490.

https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v5i3.465
pág. 12404
Emulación Linux(R) en FreeBSD. (s. f.). En FreeBSD Documentation. Recuperado de

https://docs.freebsd.org/es/articles/linux-emulation/

FreeBSD Project. (2024). FreeBSD 13.4 hardware notes.
FreeBSD. Recuperado el [fecha de acceso],
de
https://www.freebsd.org/releases/13.4R/hardware/
FreeBSD vs Linux: comparación. (s. f.). En Serverspace. Recuperado de

https://serverspace.io/es/about/blog/freebsd-vs-linux-comparison/

Kreutz, D., Ramos, F. M. V., Verissimo, P. E., Rothenberg, C. E., Azodolmolky, S., & Uhlig, S.
(2014).
Software-defined networking: A comprehensive survey. arXiv.
https://arxiv.org/abs/1406.0440

Lehr, W., & McKnight, L. W. (2003). Wireless Internet access: 3G vs. WiFi?.
Telecommunications
Policy, 27(5-6), 351-370.
https://doi.org/10.1016/S0308-5961(03)00004-1
Lezama Ojeda, A. (2020). Router ARM AP+Cliente embebido, basado en FreeBSD para redes
inalámbricas [Tesis de maestría, Universidad de Guadalajara]. Repositorio Institucional UdeG.

https://hdl.handle.net/20.500.12104/96365

Lezama Ojeda, A., & Orizaga Trejo, J. A. (2024). Superando el Desafío de la Última Milla y la Brecha
Digital: Perspectivas para México en el Horizonte 2030. Ciencia Latina Revista Científica
Multidisciplinar, 8(1), 1433-1457.
https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v8i1.9538
Li Peng, Sr. (2024). La conectividad ubicua forja un futuro inteligente.
Huawei Corporate.
https://www.huawei.com

Ma, Z., Zhang, Z. Q., Ding, Z. G., Fan, P. Z., & Li, H. C. (2015). Key techniques for 5G wireless

communications: Network architecture, physical layer, and MAC layer perspectives.
Science
China Information Sciences, 58(041301), 120.
https://doi.org/10.1007/s11432-015-5293-y
Morales Villegas, H. V., Orozco Morocho, D. J., Morales Barreno, A. S., Pinto Muñoz, F. P., &
Duque Fernández, I. S. (2024). Agricultura de precisión de un invernadero a través de
virtualización y comunicación IoT. Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, 8(6),
6088-6099.
https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v8i6.15304
pág. 12405
Noll Barreto, A., Faria, B., Almeida, E., Rodriguez, I., Lauridsen, M., Amorim, R., & Vieira, R.
(2016).
5G Wireless Communications for 2020. Journal of Communication and Information
Systems, 31(1), 146
-157. https://doi.org/10.14209/jcis.2016.14
Pacheco Armijos, X. del C., Cartuche Calva, J. J., & Loja Mora, N. M. (2024). Herramientas de
Software para Simulación y Emulación de Redes de Computadoras: Implementación en
Entornos de Laboratorio. Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, 8(3), 11271-
11285.
https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v8i3.12276
Preguntas Frecuentes para FreeBSD 11.X, 12.X, y 13.X. (s. f.). Recuperado de

https://docs.freebsd.org/es/books/faq/

Rafamantanantsoa, J. A., Aubert, V., & Haja, R. (2021). Evaluación del rendimiento de cortafuegos
basados en software libre. ResearchGate. Recuperado de

https://www.researchgate.net/publication/358904154_Evaluacion_del_rendimiento_de_cortaf
uegos_basados_en_software_libre

Singh, S., & Jha, R. K. (2020). A survey on software
-defined networking: Architecture for next-
generation network. arXiv.
https://arxiv.org/abs/2001.10165
Stewart, B., Vexler, M., Abouahmed, M. O., & Ashraf, M. (2023). 5G vs. Wi
-Fi 6: A False Dilemma.
Integra100.
https://www.integra100.com
Vexler, M. (2021). 5G vs Wi
-Fi 6: A false dilemma. IEEE Communications Society. Recuperado de
https://www.academia.edu/45156345/5G_vs_Wi_Fi_6_A_False_Dilemma

Yang, C., Liang, P., Fu, L., Cui, G., Huang, F., Teng, F., & Bangash, Y. A. (2022). Using 5G in Smart

Cities: A Systematic Mapping Study. Intelligent Systems with Applications.
Recuperado de
https://arxiv.org/abs/2202.04312

Yu, H., Lee, H., & Jeon, H. (2017).
What is 5G? Emerging 5G mobile services and network
requirements.
Sustainability, 9(10), 1848. https://doi.org/10.3390/su9101848