Radio en el bucle de abonado

RADIO EN EL BUCLE DE ABONADO

A finales de los 80, los avances en microelectrónica hicieron posible el desarrollo de nuevos DSPs capaces de aplicar nuevos algoritmos de procesado digital de señal. Así aparecieron los módems ADSL. La primera generación de modems ADSL era capaz de transmitir sobre el bucle de abonado un caudal de 1.356 kbps en sentido red: Bajada y 64 Kbps de Subida, y todo ello sin interferir para nada en la banda de frecuencias vocal ( de 0 a 4 Khz) , la que se usa para las comunicaciones de voz. De este modo sobre el bucle de abonado podrían coexistir dos servicios: El servicio tradicional de voz y nuevos servicios de transmisión de datos a gran velocidad.

WLL( Wireless Local Loop) es el uso de un enlace de comunicaciones inalámbricas como la conexión de "última milla" para ofrecer servicios de telefonía (POTS) e Internet de banda ancha a los usuarios. Se trata principalmente del uso de frecuencias licenciadas, descartándose las llamadas "bandas libres" debido a la carencia de garantías, por tratarse de frecuencias de uso compartido, con el correspondiente riesgo de saturación e indisponibilidad de la red. Consiste en establecer una conexión inalámbrica entre el operador DSL y el hogar del consumidor. El acceso directo es vía radio y por tanto en principio el despliegue puede realizarse más rápidamente, sin embargo esta tecnología no está exenta de dificultades, por ejemplo: requiere instalar torres de antenas en las ciudades y para ello conseguir los permisos de instalación en los edificios pertinentes, requiere además conseguir acceso a las frecuencias del espectro radioeléctrico. El bucle local inalámbrico resulta útil para ofrecer conexión en áreas rurales donde el despliegue físico de una red es sumamente costoso. El enlace de radio sustituye al tradicional de cable de pares, y el usuario posee lo que aparentemente es una conexión fija ordinaria.

Administra la capacidad de transmisión de datos de radio y recursos de red compartidos por una pluralidad de estaciones de suscriptor a través de la consideración del tipo de conexiones deseadas para ser creadas para las estaciones de suscriptor y la capacidad de transmisión de datos de radio y, en algunos casos, los parámetros de qos, y recursos de red requeridos para esas conexiones. Las estaciones de suscriptor incluyen puertos de datos y de telefonía y pueden incluir un cliente de aplicación de suscriptor (suc) para ayudar en el proceso de administración. El suc en cada estación de suscriptor se comunica con el administrador de aplicación de red (num) para solicitar recursos de red de la estación base. El num determina los requerimientos, en la capacidad de transmisión de datos y/o niveles de qos, para la conexión deseada y considera la aplicación de los recursos de red en la estación base, o el sector de la estación base, en determinar si establecer la conexión deseada. El num puede considerar el nivel requerido y el nivel deseado de la capacidad de transmisión de datos y/o niveles de qos y asignar recursos para la conexión de acuerdo con cualquier nivel, o entre ellos. El suc y el num pueden priorizar el establecimiento de conexiones sobre bases apropiadas, incluyendo el tipo de conexión, las partes para la conexión, el ingreso potencial de la conexión, y el puerto de para la conexión en la estación de suscriptor, etc

Tendencia: el acceso inalámbrico debería proporcionar mayores velocidades de acceso para competir con el acceso cableado (DSL y cable-módem)

 Usar bandas de frecuencia más elevadas, con el problema de que a altas frecuencias es necesario tener visión directa (Line Of Sight, LOS)

BWA. Broadband Wireless Access

Los sistemas BWA surgieron en los años 70 como una forma alternativa al cable para transmitir las señales de televisión. Actualmente, y dadas sus capacidades, los sistemas BWA se utilizan para la transmisión de voz y datos, acceso a Internet, y otros servicios interactivos ya que el BWA establece comunicaciones bidireccionales entre las estaciones base y los usuarios. La banda de trabajo de estos sistemas es 3.4-3.6GHz.

Los equipos de usuario (CPE’s, Customer Premise Equipment) están formados por una unidad exterior de RF integrada con una antena parabólica tipo parrilla muy directiva. La unidad de RF consiste en un transmisor, transmitiendo una portadora con una potencia de 100mW. La cobertura de las células es de unos 15km.

Dos tecnologías han alterado la situación de los sistemas BWA considerablemente: la disponibilidad de equipos de compresión digital a coste relativamente bajo y la disponibilidad de sistemas de acceso con ancho de banda compartido para la transmisión (bidireccional de datos).

 Esta tecnología ha permitido:

- Multiplicar la capacidad de los sistemas de BWA de 31 a 155 canales.
- Uso de esquemas de modulación más eficientes espectralmente, tipo 64 QAM, que permite 30Mbps por cada canal de 6MHz
- Uso de formatos de modulación QPSK y DQPSK para el canal de retorno
- Proporcionar servicios de acceso rápido a Internet a pequeñas y medianas empresas y a usuarios residenciales.
- Posibilidad de utilizar estos sistemas para transmitir voz sobre IP.

Posee una arquitectura PMP (Punto – Multipunto), Una Estación Base conectada a la oficina Central provee el acceso a múltiples usuarios conectados a través de los CPEs.

Un CPE puede prestar servicio a múltiples usuarios.

CONCEPTO DE BUCLE DE ABONADO

Se entiende por bucle de abonado el circuito físico entre las instalaciones del cliente y el conmutador local del operador de telecomunicaciones («centralita local»), el concentrador o la instalación equivalente. El conmutador local o centralita no forma parte del bucle local.

Dicho metafóricamente, la relevancia del bucle de abonado radica en que es la «puerta de acceso» a todos los servicios de telecomunicaciones y en particular a Internet. De la extensión y capacidad del bucle de abonado depende la calidad y precio del acceso a Internet.

Tradicionalmente este circuito físico adopta la forma de pares de cobre (un par por línea telefónica normal). Pero se están desarrollando otras modalidades: fibra óptica, acceso vía radio (bucles locales inalámbricos), redes de televisión por cable, satélite, redes de electricidad, etc.

El bucle de abonado inalambrico, es el uso de un enlace de comunicaciones inalámbricas como la conexión de última milla para ofrecer servicios de telefonia (POTS) e internet de banda ancha a los usuarios. Se trata principalmente del uso de frecuencias licenciadas, descartando las llamadas bandas libres debido a la carencia de garantías, por tratarse de frecuencias de uso compartido, con el correspondiente riesgo de saturación e indisponibilidad de la red.

Los operadores establecidos han implantado sus redes tras muchos años de despliegue de infraestructuras. La parte de la red que permite el acceso al abonado, lo que se conoce como la ultima milla, se han acometido tradicionalmente utilizando pares de cobre. Las liberacion del mercado de las telecomunicaciones han tenido lugar en los últimos años en muchos países y las nuevas licencias para operaciones de servicios de telefonia fija. unido a la demanda de mayor ancho de banda han sido los dos principales factores que han propiciado la aparición de nuevas tecnologías que optimizan el coste de llegar hasta el cliente.

Existe por lo tanto una necesidad de productos con los que el nuevo operador pueda acceder al usuario final con un despliegue rápido frente a los competidores y que garantice, no solo los servicios clásicos de telefonia para POST sino tambien otros servicios más avanzados para internet o telefonia digital como RDSI, BRA o PRA o servicios de datos a velocidades de N*64Kbps, superiores a las que hasta ahora se ofertaban.La solución para no utilizar cable ya sea de cobre, coaxial o fibra óptica y evitar que se ralentice el despliegue de una red de Acceso es utilizar un sistema vía radio aunque tampoco está exento de dificultades como la accesibilidad a las frecuencias por saturación del espectro, la instalación de torres de antenas, o la consecución de permisos de instalación en interiores o inmuebles.

Es habitual oír hablar de WLL o bucle de abonado sin hilos, englobando en este concepto otros sistemas de mayor capacidad como los de Acceso Radio Punto-multipunto de Banda Ancha. En realidad en una cuestión de la capacidad de transmisión y no hay un límite oficial para separar unos de otros, podemos diferenciar como sistemas WLL aquellos que no alcanzan la capacidad de 2 Mbps por enlace.

Se trata de utilizar una red de Estaciones Base que concentran el tráfico que le envían mediante radioenlaces los diferentes terminales instalados en los abonados.

Las estaciones base llevan dicho tráfico hasta la central de conmutación a través de las redes de transporte ya sea por fibra optica o radioenlaces. 

Tipos de tecnología:

Las plataformas WLL se pueden clasificar, según la tecnología que utilizan, aquellas que se basan en protocolos analogicos moviles, con la desventaja de tener limitaciones para servicios avanzados, las basadas en protocolos digitales móviles, GSM,TDMA,CDMA, las basadas en inalambricas como DECT, CT-2 y por último y de forma mucho más minoritaria y menos difundida, las soluciones propietarias de algunos fabricantes. 

Otra tecnología avanzada de gran ancho de banda es la conocida como LMDS para dar servicio a empresas y con posibilidad de servicios como el video on Demand ofreciendo capacidades superiores a los 2 Mbps por abonado. Se basa en tecnologías de alta frecuencia y que por tanto requieren visión directa entre la estación base y la terminal del usuario. Existen diversos operadores de bucle inalambrico en España, como es el caso de Iberbanda. que ofrece telefonia y acceso a Internet de banda ancha y esta siendo fomentada por diversas administraciones, para el acceso a internet de banda ancha para usuarios residenciales o empresarial en e medio rural.

Los nuevos operadores deben escoger el tipo de tecnología mas adecuado en términos de costes para cada uno de los escenarios que se dedican a atacar, teniendo en cuenta la penetracion que esperan conseguir, la densidad de población y otras consideraciones como las geográficas. Los costes del despliegue de la red son un factor importante a tener en cuenta, pero también lo son los costes de operación y mantenimiento de la misma, como la competencia del cable, ADSL y satélite.

APLICACIONES:

El bajo nivel de penetracion de servicios basicos de telecomunicaciones, en zona rural y aplicando una de las tecnologías para resolver el problema de interconexión en 

áreas rurales es utilizando WLAN con la tecnología de WIFI, esta utiliza la tecnología de radio, ofreciendo seguridad, fiabilidad y conectividad tanto entre equipos inalámbricos como en redes con hilos. Las redes wifi operan en las bandas de 2,4 y 5Ghz, con una velocidad de 11Mbps, ofreciendo un funcionamiento similar al de la red Ethernet. Aunque lo más probable es que los equipos de diferentes fabricantes que cumplan técnicamente los mismos estándares sean compatibles,el certificado wifi asegura que no presentan ningún tipo de incidencias al trabajar conjuntamente en una red. Los aspectos que debe cubrir un equipo para obtener el certificado wifi son; diversas pruebas para comprobar que sigue el estándar wifi; pruebas rigurosas de compatibilidad para asegurar la conexión con cualquier otro producto con certificado wifi y en cualquier aspecto, equipado con un acceso wifi.

Por otra parte las LAN inalámbricas están sujetas a la certificación de equipos y requesitos operativos establecidos por los administradores reguladores regional y nacional. Eso quiere que no se puede utilizar un equipo homologado en Europa, ni podemos modificar nuestro equipo,tanto interno como externo al añadirle una antena. Estas frecuencias podrán ser utilizadas en redes de área local para la interconexión sin hilos entre ordenadores y/o terminales y dispositivos periféricos para aplicaciones en interior de edificos, si bien los enlaces de largo alcance tienen un elevado riesgo de indisponibilidad debido a la saturación del espectro radioeléctrico.

Ventajas:

- Acceso a más sitios

- Facil y rapida implementacion

- Mejor escalabilidad

Desventajas:

- No puede asumirse conectividad completa y continua

- Existen problemas de multitrayectorias y propagación

- Cierta incomodidad visual por instalacion de antenas y torres

MODALIDADES DE ACCESO AL USUARIO (TIPOS DE BUCLE DE ABONADO)

A.    PAR DE COBRE (BUCLE LOCAL TRADICIONAL)

— Ventajas: extensión nacional (capilaridad y ubicuidad); posibilidad de mejorar sus cualidades gracias a la tecnología XDSL.

— Inconvenientes: limitada capacidad para la prestación de servicios de banda ancha (escasa capacidad de transmisión y baja velocidad); monopolio del operador tradicional.

— Aplicaciones: Servicio telefónico básico; servicios o facilidades especiales mediante Red Digital de Servicios Integrados (RDSI); datos de banda ancha (mejorado con tecnología XDSL).

B.    VÍA RADIO (BUCLE INALÁMBRICO)

— Ventajas: movilidad; menor coste y mayor rapidez del despliegue (escasa ocupación de dominio público, no requiere la realización de costosas obras en el dominio público viario y no depende de la concesión de licencias municipales); permite el acceso a los servicios de la Sociedad de la Información también en zonas en las que resulta difícil y costoso el cableado; capacidad de transmisión similar a la de las redes de cable.

 Inconvenientes: se orientan a satisfacer necesidades especiales de profesionales, pequeñas empresas y particulares, pero resultan poco económicos para prestar servicio a la gran mayoría de las viviendas particulares; incremento del precio del espectro para su utilización para el despliegue de redes y prestación de servicios de tercera generación (UMTS).

— Aplicaciones: servicios de telefonía móvil; servicios de Internet de alta velocidad, videoconferencia.

CABLE (FIBRA ÓPTICA Y CABLE COAXIAL)

— Ventajas: la fibra óptica y el cable coaxial ofrecen mayor ancho de banda que el par de cobre, implican la mejora de la calidad y el incremento de la velocidad del suministro de información; proporcionan acceso integrado a los servicios de telecomunicaciones (voz-datos-TV); multiplican el número de servicios prestables por la misma línea (servicio telefónico, vídeo bajo demanda, diversos canales de TV, acceso a Internet).

— Inconvenientes: la prestación de servicios de alta velocidad por cable obliga a que los clientes compartan la capacidad de un canal de cable. Por ello, mediante los módems de cable para datos de alta velocidad no se obtiene la misma capacidad que con el par de cobre, mejorado mediante las tecnologías DSL, que se aplican específicamente a cada usuario final; estas redes no tienen una cobertura nacional, que permita a los nuevos operadores ofrecer servicios en los mismos mercados geográficos que los operadores preexistentes; la implantación de la fibra óptica se reduce a áreas urbanas (centros de ciudades y áreas comerciales e industriales), pues se orienta a usuarios que demandan gran cantidad de servicios de alta velocidad y banda ancha (empresas); dificultades de despliegue (lentitud en la obtención de licencias municipales para realización de obras, problemas para compartir infraestructuras...etc.); las redes de TV por cable fueron concebidas para la transmisión de televisión (comunicación en un sentido: punto a multipunto) y exigen mejoras costosas para la prestación de servicios de telecomunicaciones en dos sentidos (punto a punto).

Aplicaciones: acceso integrado a los servicios de telecomunicaciones de banda ancha: servicio telefónico, vídeo bajo demanda, diversos canales de TV, acceso a Internet a alta velocidad, etc.