Banda ancha rural: hacer la decisión de tecnología correcta

Los gobiernos de todo el mundo buscan brindar conectividad de banda ancha a ciudadanos desatendidos y de difícil acceso en áreas rurales. Esto presentará importantes oportunidades para ciudadanos, gobiernos, operadores y proveedores. En un proyecto para proveedores de comunicaciones del Reino Unido, identificamos seis tecnologías de banda ancha diferentes que pueden usarse para conectar ubicaciones de muy difícil acceso, con un rendimiento de descarga de al menos 30 Mbit/s.

Todas estas tecnologías están mejorando y ofrecerán un mayor rendimiento en los próximos años (Figura 2). Este artículo presenta brevemente cada técnica y evalúa sus ventajas y desventajas.

El despliegue de banda ancha en zonas rurales supone un desafío económico. A menudo, a los empresarios les resulta difícil o imposible recuperar plenamente su inversión a partir de los ingresos pagados por los residentes y/o las empresas en zonas escasamente pobladas. Como resultado, la banda ancha rural a menudo se entrega mediante intervención gubernamental; Los gobiernos apoyan la inversión cuando los procesos comerciales normales no logran satisfacer las necesidades de los ciudadanos. Como tales, estas intervenciones brindan servicios críticos que son necesarios pero que no cumplen del todo los criterios para una inversión comercial normal.

Los formuladores de políticas deben considerar una serie de factores, incluidos sus objetivos sociales generales, las limitaciones relacionadas con el monto de inversión disponible, el papel de los operadores de redes establecidos y la fecha límite para la cobertura universal. Una elección importante en cualquier despliegue de banda ancha rural es qué tecnologías lograrán mejor sus objetivos teniendo en cuenta estos factores.

La tecnología adecuada es aquella que proporciona el nivel requerido de rendimiento para la mayoría de las ubicaciones al menor costo. La elección de tecnología adecuada variará según el país debido a los diferentes niveles de cobertura de banda ancha existente, los diferentes costos de implementación, los diferentes patrones residenciales en las zonas rurales y los diferentes niveles de financiación gubernamental. En muchos casos, se requieren múltiples tecnologías para brindar la mejor solución.

Seis tecnologías de banda ancha rural para elegir

Fibra hasta el Local (FTTP)

FTTP implica colocar un conexión de fibra óptica entre las instalaciones del usuario final y el punto de retorno habilitado para fibra más cercano. Utilizando una arquitectura de red óptica pasiva (PON), un divisor óptico permite que una sola fibra en el punto de retorno atienda a múltiples clientes (normalmente 32 o 64 por fibra). Esto reduce la cantidad total de cables de fibra optica requerida en la red. El rendimiento está limitado únicamente por el dispositivo terminal. FTTP actualmente ofrece velocidades de descarga de hasta aproximadamente 1 Gbit/s, pero planea alcanzar velocidades de 10 Gbit/s y más. En comparación con las tecnologías inalámbricas, FTTP se ve mucho menos afectado por si otros usuarios también intentan acceder a alta velocidad al mismo tiempo.

FTTP es la tecnología de banda ancha fija preferida en la mayoría de los entornos urbanos. La mayoría de los proveedores de banda ancha fija están presionando para lograr implementaciones completas de FTTP en áreas urbanas y suburbanas. Ofrece un rendimiento muy alto, una latencia muy baja y bajos costos operativos continuos. Sin embargo, en comparación con otras tecnologías, el costo inicial de implementación de FTTP es muy alto. En entornos urbanos y suburbanos, este coste se distribuye entre los numerosos establecimientos por los que se pasa debido a la corta distancia entre establecimientos. El costo de pasar por cada local es mucho mayor en las áreas rurales, donde las ubicaciones de los residentes son más escasas y las distancias entre cada local son grandes, lo que hace que sea muy difícil desde el punto de vista económico implementar FTTP en estas áreas.

Macro FWA

Macrocell FWA utiliza la infraestructura de red móvil existente; La conectividad se proporciona de forma inalámbrica entre torres de telefonía móvil y enrutadores con capacidad 4G o 5G en las instalaciones del usuario final. El rendimiento de la cobertura y la velocidad de descarga depende principalmente de la banda de frecuencia utilizada. Todos los sitios comparten el ancho de banda disponible del sitio (o sectores en un sitio multisectorial). Macrocell FWA es atractivo porque aprovecha la infraestructura de red móvil, que ya existe hasta cierto punto en la mayoría de las regiones. En las zonas rurales, la baja densidad de usuarios móviles significa que puede haber capacidad para usuarios FWA en el espectro que actualmente poseen los operadores de redes móviles.

Macrocell FWA utiliza medios compartidos con capacidad total (espectro) limitada para las conexiones de los usuarios finales, por lo que durante las horas pico la velocidad de descarga de cada usuario puede estar limitada por la cantidad de otros lugares que utilizan el servicio al mismo tiempo. En ausencia de infraestructura existente, es difícilmente viable económicamente expandir una red macrocelular simplemente agregando FWA.

Los Ángeles FWA

La tecnología LOS FWA utiliza conexiones inalámbricas de alta frecuencia de corto alcance para proporcionar conectividad a las instalaciones del usuario final a través de un espectro sin licencia o con licencia ligera (por ejemplo, 5,8 GHz, 60 GHz). Los estándares técnicos incluyen WiGig y otras soluciones patentadas por proveedores. Los puntos de acceso local LOS FWA generalmente se conectan mediante un backhaul de fibra óptica. LOS FWA es como un compromiso entre FTTP y macro FWA. Ofrece un mejor rendimiento que el FWA macrocelular (100 Mbit/s) y generalmente es menos costoso que las conexiones FTTP porque parte de la conexión se proporciona por aire.

De manera similar al macro FWA, todos los lugares con LOS FWA comparten el ancho de banda disponible del espectro implementado en el punto de acceso local. Además, como su nombre lo indica, LOS FWA requiere línea de visión, lo que agrega complejidad y costo a la implementación; los edificios y los árboles bloquean la señal y la lluvia degrada el rendimiento. Cada dispositivo receptor de cliente debe estar alineado con el punto de acceso local. El diseño de la red LOS FWA es fundamental para evitar objetos que puedan bloquear la señal y garantizar que la capacidad no sea compartida por demasiados lugares al mismo tiempo. En áreas de muy baja densidad, los puntos de acceso locales pueden dar servicio a pocos sitios de clientes, lo que aumenta el costo por sitio atendido.

Geostacionario Orbit Ssatélite

Los satélites GEO están fijos en el cielo, son grandes (unas 5 toneladas) y de larga duración (unos 15 años). En muchos casos, las soluciones de banda ancha GEO pueden aprovechar los satélites de comunicaciones ya lanzados. Proporciona conexión para una antena receptora fija, llamada terminal de apertura muy pequeña (VSAT), que se monta fuera de las instalaciones del usuario y se conecta al módem interno mediante un cable coaxial.

Las soluciones GEO son atractivas porque pueden cubrir casi cualquier ubicación sin la necesidad de equipos de retorno terrestre adicionales.

Sin embargo, una de las principales limitaciones de los satélites GEO es su ubicación; 36.000 km sobre la superficie de la Tierra. Esto da como resultado una alta latencia en los servicios de banda ancha en comparación con otras tecnologías de banda ancha, lo que afecta la experiencia del cliente en ciertas aplicaciones. La capacidad de cada satélite también es compartida por muchos usuarios y casos de uso. Esta restricción a menudo se gestiona poniendo límites al consumo de datos o a las velocidades de descarga de los clientes.

LEÓN Ssatélite

Los satélites LEO se mueven con respecto a la superficie de la Tierra, son más pequeños y tienen una vida útil más corta (aproximadamente 5 años) que los satélites GEO (aproximadamente 50-800 kg). Los proveedores incluyen OneWeb y Starlink, los cuales planean brindar cobertura global en los próximos años. LEO proporciona un mejor rendimiento y una menor latencia que GEO. Los proveedores de LEO afirman que ofrecerán un rendimiento de descarga de 200 Mbit/s o mejor.

Debido a que los satélites se están moviendo, el equipo receptor del cliente debe ser más complejo que el equipo receptor de GEO. Hay dos opciones tecnológicas principales para antenas de consumo:

Un sistema mecánico (que incluye antena parabólica, radomo, motor, etc.) que se mueve físicamente para rastrear los satélites que pasan.

Antena Electronically Scanned Array (ESA) que rastrea satélites en movimiento sin movimiento físico. Esta complejidad significa que proporcionar receptores es costoso y puede trasladar gran parte del costo al usuario final (aunque los costos están cayendo).

LEO todavía tiene algunas limitaciones en términos de latencia en comparación con las redes terrestres (pero los satélites GEO tienen un problema mayor).

HAPS

HAPS involucra vehículos aéreos que brindan conectividad desde lo alto de la atmósfera terrestre. Esto se puede lograr mediante vehículos aéreos no tripulados (UAV), globos o dirigibles. La altura de la plataforma puede variar desde unos pocos cientos de metros hasta varios kilómetros. La HAPS y su carga útil deben permanecer aproximadamente en la misma posición con respecto al suelo para proporcionar una cobertura constante. Se han realizado algunas pruebas muy publicitadas de soluciones HAPS, pero la tecnología y el modelo comercial no han llegado a un punto en el que puedan implementarse comercialmente.

In Conclusión

Cada técnica tiene sus ventajas y desventajas. Todo esto tiene graves implicaciones de costos para las zonas rurales, que en algunos casos requieren subsidios gubernamentales. La tecnología adecuada es aquella que proporciona el nivel requerido de rendimiento para la mayoría de las ubicaciones al menor costo. La elección de la tecnología correcta variará según el país debido a los diferentes niveles de cobertura de banda ancha existente, los diferentes costos de implementación y los diferentes niveles de financiamiento gubernamental. En muchos casos, se requieren múltiples tecnologías para proporcionar la mejor solución.

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