Reportaje - Una nueva arquitectura de red celular de bajo impacto medioambiental para retransmitir vídeo a dispositivos móviles
Las estaciones base celulares que contienen antenas de radio, transceptores y procesadores de señal han supuesto la columna vertebral de las comunicaciones móviles desde que se conectaran las primeras redes celulares a principios de la década de los ochenta. Utilizadas para transmitir y procesar señales desde dispositivos móviles y conectar estos a la red telefónica, el rendimiento de las estaciones base y de la arquitectura que las sustenta ha sido relativamente adecuado hasta ahora, incluso tras la llegada de los comunicaciones móviles de tercera generación (3G), que trajeron consigo un aumento explosivo de la cantidad y la velocidad de los dispositivos móviles. Pero ahora existen indicios de que la arquitectura actual puede ser insuficiente para las comunicaciones móviles de cuarta generación (4G) y para satisfacer a los usuarios, que demandan velocidades de banda ancha similares a las ofrecidas en telefonía fija. La tecnología 4G permite lograr velocidades de transferencia de hasta 1 gigabit por segundo (Gbps) para usuarios estacionarios y de 100 megabits por segundo (Mbps) para dispositivos móviles, una velocidad docenas de veces superior a la proporcionada actualmente por los servicios 3G. Para atender la demanda del mercado habrá que superar distintos retos. Para empezar, las estaciones base han de ser capaces de gestionar una gama más amplia de señales procedentes de distintas tecnologías de comunicación con el fin de ofrecer mayor variedad de servicios, desde voz y datos hasta retransmisión de vídeo y juegos en línea. Esto ha supuesto un aumento gradual de la complejidad de la tecnología instalada en las estaciones base para procesar las señales, un proceso que continuará en el futuro. Además, para proporcionar mayor ancho de banda, la 4G ocupará frecuencias más altas, por lo que la señal no alcanzará las distancias actuales. De esta forma se reducirá en gran medida la zona cubierta por cada estación base o célula y será preciso instalar más estaciones base para proporcionar cobertura. Debido a que la interferencia entre estaciones base permanecerá en un rango más largo que el del tamaño de las células, la capacidad del sistema no aumentará de forma lineal, aumentando aún más la cantidad de antenas necesarias para cubrir una zona determinada. De hecho, la arquitectura celular actual podría seguir utilizándose con la tecnología 4G si se adapta a células más pequeñas y numerosas, más antenas y estaciones base con componentes para procesar señales más complejas. Al fin yal cabo, y a pesar del enorme coste de infraestructuras, esa fue la estrategia seguida durante el tránsito de la 1G a la 2G y luego a la 3G actual. Pero hay formas mejores de realizar este proceso. «Hemos tratado de dar con la solución más sencilla posible y eso supone sacar el procesamiento de la señal de las estaciones base y realizarlo en una ubicación central», explicó Paulo Pereira Monteiro, de Nokia Siemens Networks Portugal. ¿Un adiós a las estaciones base? En colaboración con el proyecto FUTON , el Sr. Monteiro coordinó un equipo de investigadores para desarrollar una arquitectura híbrida que emplease cables de fibra óptica de alta velocidad para transmitir señales entre «unidades de antena remotas» (RAU) y una unidad central en la que se lleva a cabo el procesamiento de señal. Las RAU podrían llegar a sustituir con solvencia a las estaciones base para proporcionar cobertura de radio en cada célula y convertir las señales de radio en ópticas para su procesamiento en una unidad central. «Las RAU son más pequeñas, baratas y sencillas de instalar y mantener que las estaciones base completas, y además se pueden instalar en una farola. Su impacto medioambiental es mucho menor, como también lo es su consumo energético», apunta el coordinador de FUTON. Las RAU operan de hecho como las antenas distribuidas de una estación base que cuenta con una unidad central que ejerce de núcleo. El cable de fibra óptica es la «elección lógica» para transmitir información sin trabas entre la unidad central y las RAU, indicó el Sr. Monteiro, debido a que presentan baja atenuación y un ancho de banda enorme. La radio sobre fibra no es una tecnología nueva; se utiliza desde hace tiempo para transmitir señales de televisión por cable, por ejemplo, y el método de FUTON es básicamente una nueva aplicación de la tecnología. Debido a que permite un procesamiento conjunto de señales procedentes de distintas RAU, los dispositivos móviles podrán comunicarse de forma simultánea con varias antenas, con una cooperación perfecta entre ellas. En la actualidad, las señales de otras estaciones base provocan interferencias negativas en la señal recibida, pero la capacidad de enlazar con varias RAU podría generar más ancho de banda para más personas en su zona de cobertura. «En la actualidad se dedica mucho trabajo a mantener la interferencia entre células en niveles aceptables, pero cada vez es más complicado debido al aumento de distintos servicios heterogéneos que precisan requisitos diferentes, necesitando a menudo una nueva planificación cada vez que el mercado demanda una ampliación de la red», aclara el Sr. Monteiro. «La arquitectura de FUTON no impone tantas restricciones, y si es necesario ampliar la red se pueden incluir nuevas RAU de forma dinámica.» El equipo de FUTON difundió su trabajo en una serie de demostraciones de prueba de concepto con las que se evaluó el funcionamiento del sistema en un entorno real. El Sr. Monteiro matizó que es necesario profundizar más y lograr un mayor consenso entre operadores, proveedores de servicios y fabricantes de equipos antes de que se pueda comercializar la arquitectura. «Existen muchas variables. Esta no es la única opción que existe para superar los retos que supone servir velocidades de banda ancha real a dispositivos móviles, pero para nosotros es la más sencilla y eficiente», declaró el coordinador de FUTON. El consorcio del proyecto, en el que participan socios industriales de primer orden y operadores como Nokia Siemens Networks, Alcatel-Thales III-V Labs, Portugal Telecom, Hellenic Telecommunications y VIVO, está inmerso en distintos trabajos de normalización. No obstante, el Sr. Monteiro avisó de que probablemente pasarán entre 6 y 10 años antes de que los resultados de la investigación de FUTON puedan integrarse en productos comerciales. Añadió que la arquitectura de FUTON podría contribuir a crear un nuevo segmento del mercado de las redes móviles. Mientras que las estaciones base y la infraestructura de red han sido hasta ahora el coto de los principales operadores móviles, el Sr. Monteiro prevé la inclusión de nuevas entidades para la construcción de la infraestructura de RAU de radio sobre fibra y sus unidades centrales para alquilarla a posteriori a los operadores. De esta forma se crearía la posibilidad de que se introduzcan nuevos proveedores de servicios en el mercado de las telecomunicaciones. El proyecto FUTON recibió 6,58 millones de euros mediante el subprograma «Red del futuro» perteneciente al Séptimo Programa Marco (7PM) de la Unión Europea. Enlaces útiles: - «Redes de fibra óptica para arquitecturas de radio heterogéneas, ampliables y distribuidas y la prestación de servicios» - registro de datos del proyecto FUTON en CORDIS Artículos relacionados: - Todos los dispositivos de Internet móvil bajo el mismo techo - Un proyecto comunitario para ahorrar energía en las telecomunicaciones 4G - El proyecto Celtic Genesis impulsa la globalización de las conexiones inalámbricas