Acceso inalámbrico a redes fijas con velocidad de fibra para todos los usuarios

La demanda de servicios de banda ancha con un mayor ancho de banda está aumentando gracias al rápido crecimiento de Internet, de las redes sociales y de los servicios de streaming, sobre todo a raíz del incremento de número de usuarios de banda ancha en los hogares y de su tendencia a evitar el uso de cables para conectarse. En áreas urbanas, suburbanas e incluso rurales siguen proliferando los servicios de vídeo de libre transmisión u OTT (over-the-top), los juegos en linea y los servicios de reproducción de contenidos de vídeo y audio con una resolución más alta para cubrir la demanda de los consumidores. Según las previsiones más recientes de Cisco VNI, se estima que el tráfico total de vídeo en Internet crecerá hasta representar el 82% de todo el tráfico en Internet en 2022 (en 2016 fue el 67%). Pero solo el 44% de las conexiones a banda ancha en todo el mundo superan los 50 Mbps. Un reciente informe de FCC Internet Access Services señala que 33,5 millones de hogares en EE.UU. aún tienen una conexión por línea fija con una velocidad de bajada inferior a 25 Mbps, principalmente porque se basan en una vieja infraestructura de cables de cobre. Las redes fijas de banda ancha que emplean cobre, cable o fibra suelen ser las preferidas para suministrar los servicios de banda ancha.
El coste y la complejidad que exige la modernización o ampliación de las líneas fijas se ha convertido en un desafío continuo para el despliegue ya que su período de amortización supera los 10 años. El acceso inalámbrico a redes fijas (fixed wireless access, FWA) aprovecha el medio inalámbrico para proporcionar conexiones de banda ancha en el último kilómetro a través de puntos de acceso (access points, AP) instalados sobre los tejados de los edificios o sobre el mobiliario urbano existente, y ofrece como ventaja fundamental que acorta el plazo de comercialización y disminuye la complejidad y el coste de la instalación. Para cubrir la creciente demanda de un mayor ancho de banda por parte de los consumidores el FWA se ha convertido en una opción muy atractiva para que los operadores amplíen sus redes de banda ancha con servicios de valor añadido.
El negocio de FWA para los operadores
Si bien el FWA se ha centrado tradicionalmente en zonas rurales sin servicio o con un servicio deficiente donde no resulta rentable instalar líneas fijas, el avance de la tecnología FWA, el equipamiento de las redes y la disponibilidad de espectro (bandas sin licencia, servicios de radio de banda ancha ciudadana y ondas milimétricas) también abren nuevas oportunidades en el mercado dentro de zonas urbanas y suburbanas, convirtiendo así al FWA en una alternativa favorable con respecto a las opciones tradicionales de línea fija con fibra hasta el hogar (fiber to the home, FTTH), cable o DSL (digital subscriber line), capaces de ofrecer unas velocidades equivalentes a las de la fibra y a unos precios más bajos en diferentes regiones. La ventaja competitiva del FWA es que crea nuevas oportunidades de negocio a los operadores, así como nuevos ingresos basados en el perfil de negocio del operador. Un operador móvil puede potenciar su oferta competitiva con una banda ancha fija que complemente el servicio móvil existente. Un operador de banda ancha sobre línea fija puede desplegar FWA como complemento a la fibra en densas zonas urbanas donde no hay una manera rápida y rentable de desplegar fibra o actualizar DSL. Además de un despliegue más rápido y un coste más bajo, la disponibilidad de bandas sin licencia y de ondas milimétricas permite que los operadores aprovechen FWA para cubrir zonas urbanas y rurales. El modelo de negocio de FWA es especialmente atractivo en mercados urbanos densos donde haya un solo proveedor de banda ancha a alta velocidad y/o con una baja implantación de FTTH, como ocurre en algunas partes de EE.UU. y Europa Occidental. Empresas ambiciosas de nueva creación y proveedores de servicios para Internet como Starry también prevén competir con los principales operadores que utilizan la tecnología inalámbrica fija. Compañías de Internet, entre ellas Google y Facebook, también han invertido en el desarrollo de sus propias tecnologías y redes inalámbricas fijas.

Figura 1. Segmentos del mercado FWA.
Tecnología FWA basada en Wi-Fi
En el pasado, tecnologías celulares como WiMax y 4G LTE desempeñaron un importante papel en la red FWA pero su éxito comercial ha sido escaso debido a problemas como el alto coste del equipo para el cliente y la capacidad insuficiente de la red con el fin de proporcionar el servicio esperado. Dado que no hay estándares oficiales para el acceso inalámbrico a redes fijas, los operadores adoptan soluciones propietarias de sus proveedores, que incorporan diversas tecnologías de espectro y atenuación de interferencias para conseguir los objetivos de capacidad y menor coste por bit. Si bien la tecnología 5G promete una mayor capacidad y avances técnicos si se compara con 4G, los operadores móviles que traten de aprovechar su infraestructura 5G para FWA aplicarán una estrategia más prudente debido al aumento potencial del tráfico que provoca FWA. El exceso de capacidad móvil variará dependiendo de cada región y de la evolución de las aplicaciones móviles a lo largo del tiempo. Las soluciones basadas en Wi- Fi también han sido ampliamente utilizadas para implementar FWA utilizando los circuitos integrados usados en aplicaciones de consumo masivo.

Figura 2. Aumento de la capacidad con FWA basada en Wi-Fi 6.
El nuevo estándar de WiFi 802.11ax, comercializado como Wi-Fi 6, incorpora mejoras sustanciales y su adopción ha crecido permitiendo proporcionar velocidad de fibra óptica y ofrecer avances significativos en la eficiencia y en la capacidad de la red, además de economías de escala gracias el enorme ecosistema de Wi-Fi y de su cadena de suministro. Esto le ha permitido alcanzar una capacidad equivalente a la fibra y la posibilidad de suministrar velocidades desde 100 Mbps hasta más de 1 Gbps por usuario con un menor coste del equipo para el cliente, de manera que esta tecnología es adecuada tanto para zonas urbanas densas como rurales mediante bandas de ondas milimétricas y/o bandas sin licencia. Estas son algunas de las principales mejoras introducidas por Wi-Fi 6:

• Aumento de la capacidad con 8×8 MIMO y 160MHz

La capacidad para hasta 8 flujos de datos simultáneos en un ancho de banda de canal de 160 MHz con un solo Punto de Acceso (AP) ha aumentado significativamente la capacidad por sector con respecto a la generación anterior de dispositivos con configuraciones MIMO de menor orden. Con 1024- QAM, cada flujo de datos es capaz ahora de transportar más de 1 Gbps de tráfico de datos. La combinación de 8×8 MIMO y 1024-QAM potencia la capacidad total de un solo AP hasta casi 10 Gbps, acercándose así a FTTP. Esto significa que un solo sector de FWA con 8×8 MIMO y 1024-QAM puede llegar a 200 Mbps por usuario con un factor de sobresubscripción de 50:1.

• MIMO multiusuario (MU-MIMO)

La tecnología MU-MIMO en Wi-Fi trata de incrementar la capacidad total de la red al transmitir simultáneamente para diferentes usuarios, ofreciendo en la práctica una mayor velocidad por usuario. Además, la programación coordinada del tráfico descendente y ascendente de los datos permite una asignación más eficiente del tiempo de transmisión para evitar los cuellos de botella y las ineficiencias que se producían antes con el acceso inalámbrico basado en contención. De este modo FWA puede atender a un mayor número de equipos y disminuir el coste del despliegue.

• Ampliación del espectro sin licencia

Tras la apertura del espectro de 6 GHz para su uso sin licencia, primero en EE.UU., después en la UE y en otras regiones, habrá hasta 1,2 GHz disponibles para su uso sin licencia. Esto representa un importante punto de inflexión para el sector Wi-Fi en general en paralelo al auge de las aplicaciones basadas en mayores velocidades de la conectividad Wi-Fi. Los fabricantes de equipos para FWA podrán aprovechar los circuitos integrados dirigidos al mercado masivo para el despliegue en las bandas sin licencias de 6 GHz a principios del próximo año.
Hacia el acceso universal a banda ancha de alta velocidad
Ante la demanda de acceso de banda ancha a mayor velocidad, el FWA desempeñará un importante papel para que se haga realidad. La tecnología FWA basada en Wi-Fi es la única capaz de proporcionar una red con elevados niveles de capacidad y eficiencia que se pueda desplegar a gran escala. El Wi-Fi de próxima generación con 802.11be trata de aprovechar 802.11ax para suministrar un ancho de banda de 30 Gbps o superior. Gracias a los avances de la tecnología Wi- Fi y las economóas de escala, la red FWA aportará importantes ventajas desde el punto de vista del rendimiento y el coste, así como del plazo de comercialización, a los operadores que busquen opciones viables para sustituir o complementar su infraestructura de línea fija existente.