TENDENCIAS EN TECNOLOGÍA

ACCESO INALAMBRIO DE BANDA ANCHALMDS: LA SOLUCIÓN TECNOLÓGICA

ALCATEL: Alejandro Maccio- Argentina

A l e j a n d ro Maccio es Product Manager Wi reless de Alcatel. Es Ingeniero en Elec-trónica de la Universidad de Buenos Aires y Master en Telecomunicaciones de laEscuela Superior Técnica del Ejército. Comenzó su actividad en la Empresa deTelecomunicaciones de Argentina y luego se unió a Teletra para luego pasar a lao rganización de Alcatel donde se comenzó a desempeñar en diversas funciones.

Antes que nada, agradecer al invitación de OSIPTEL a participar en esta conferencia y también unagradecimiento especial a Alcatel Perú que me la ha traslado a mi para tener esta responsabilidad.

Vamos a hablar ahora de productos, cambiando un poco el enfoque, que tienen que ver con lastecnologías inalámbricas pero en particular me voy a referir a las tecnologías inalámbricas de acceso fi-jo. Vamos a hacer un rápido repaso de las distintas tecnologías de acceso inalámbrico fijo y despuésnos vamos a focalizar específicamente en el LMDS.

Frecuencias, ancho de banda y tamaño de celda

El gráfico (Frecuencias/Ancho de Banda/Tamaño de Celda) pretende mostrar un poco la ubica-ción de las bandas, los alcances y de los anchos de bandas disponibles, según sea el caso. Ve m o sque a bandas más bajas (2.6 a 3.5), evidentemente, tenemos mayores alcances en el orden de los 15Km. En el otro extremo, en el orden de los 40 GHz, los alcances están limitados a un kilómetro dedistancia.

Habitualmente las regulaciones en los distintos países también asignan porciones muy distintasde ancho de banda según se trate de la porción de espectro que estemos analizando. Está claroque cuando hablamos de las porciones bajas del espectro (2.4, 2.6 y 3.5) estamos hablando de an-chos de banda disponible del orden de los cientos de MHz. Mientas que cuando vamos a las fre-cuencias altas, estas porciones de ancho de banda que se regulan y que se ofrecen a los operado-res, normalmente están en el orden de los GHz. Por eso que cada una de las tecnologías inalámbri-cas que se han desarrollado, para las distintas bandas, tienen una aplicación específica que vamosa comentar.

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Soluciones inalámbricas en segmentos del mercado

Wireless Local Loop

Si queremos abarcar el acceso inalámbrico fijo para telefonía básica residencial y residencial plus,nos ubicamos en la tecnología comúnmente conocida como Wi reless Local Loop. Esta tecnología quesuele estar en las bandas bajas de (3.4–3.5) ofrece un ancho de banda de acceso muy adecuado pa-ra el servicio de telefonía, como puede ser alrededor de 64 Kbps, un acceso un poco más limitado side transición de datos estamos hablando. Pero es para despliegue de nuevos entrantes que quiere nhacer una red de telefonía inalámbrica fija tratando de competir con los incumbentes que ya tienend e s a rrollada sus redes de cobre o eventualmente para su aplicación en zonas rurales donde el des-pliegue de planta externa de cobre es muy costoso y poco eficiente desde el punto de vista econó-m i c o .

Wireless IP

La tecnología que le sigue, en cuanto a capacidad de ofrecer ancho de banda al usuario, es la de-nominada tecnología de acceso Wireless IP que como su nombre lo indica maneja un protocolo en elaire que trata con paquetes, ya no trata con una conexión extremo a extremo de tipo TDM como es elcaso de Wireless Local Loop. Por lo tanto esta tecnología que suele también estar ubicada en las ban-das bajas de 2.4, 2.6 y 3.5, si bien funciona en la misma frecuencia tiene una aplicación claramente dis-tinta, esto es básicamente el acceso a Internet de alta velocidad del orden de los 512 Kbps. Comple-mentariamente, puede ofrecer como un servicio adicional la telefonía básica fija pero en este caso latelefonía está tratada como VoIP, es decir, la voz es paquetizada y como tal transmitida como paquetede datos a través de la interfaz aire.

Local Multipoint Distribution Service

Como elemento sustancial del acceso inalámbrico de banda ancha encontramos la tecnologíaLMDS, Local Multipoint Distribution Service, es decir, todos estos sistemas son de tipo punto multipun-to (una estación base que transmite a varios usuarios). El ancho de banda disponible para el usuario fi-nal es mucho mayor pero también el segmento de mercado al que está enfocado es distinto. El LMDSes una técnica de acceso básicamente enfocada a las empresas pequeñas y medianas. No enfocado alsegmento residencial o SoHo, Small Office Home Office, empresas unipersonales o de dos o tres per-sonas.

Entonces el LMDS está más bien enfocado a empresas pequeñas y medianas. El Wireless IP al re-sidencial plus, aquel residencial que puede pagar un acceso a Internet de alta velocidad y el WirelessLocal Loop a la telefonía básica con un acceso de datos mucho más limitado en velocidad.

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Tecnologías para el segmento SME

Se observa que LMDS está debajo de los 38 GHz, de hecho nosotros tenemos producto en 38 GHz,pero sin duda las bandas más interesantes para desarrollar las aplicaciones LMDS son las bandas queandan en el orden de 26 a 28 GHz que son justamente las que Perú está próximamente licitando. Se leubica en SME, Small and Medium Enterprises, y SoHo en forma más limitada.

¿Con qué lo comparamos, al LMDS, desde el punto de vista de la alternativa inalámbrica? Básica-mente con el acceso simétrico a través de pares de cobre, acceso simétrico de alta velocidad, del or-den de los 2 Mbps. Digamos, la tecnología habitual que aquellos operadores que tienen cobre utilizanpara acceder a una empresa de tamaño pequeño o mediano. Obviamente, las empresas grandes noson servidas ni por el LMDS ni por HDSL porque ya requieren anchos de banda sólo alcanzables conconexiones tipo de fibra óptica.

Nuestra solución es una solución multiservicio que es capaz de entregar líneas punto a punto, lea-sed line, por la cual yo puedo transmitir la información que quiera, conexiones de tipo IP y obviamen-te también, el servicio de voz.

Tecnologías para el segmento SoHo y Residencial

En cuanto al mercado residencial, el LMDS también dirige una particular aplicación que son los edifi-cios con muchos usuarios o con muchos departamentos. El LMDS, como tecnología de acceso inalámbri-co fijo de banda ancha, es interesante porque se ubica en un lugar donde la demanda está concentrada.

Esta misma comparación, si la hacemos con la otra tecnología, que era la tecnología Wireless IPque está en la banda de 3.5, el "producto equivalente" en la versión alambica sería el Cable Modem,valor agregado que se le ha hecho a las redes de distribución de TV por cable o el más recientemen-te implementado en casi todos los países, el sistema de acceso por par de cobre ADSL, Asymetric Di-gital Suscriber Line.

Entonces tenemos el LMDS para el segmento de medianas y pequeñas empresas; Wireless IP, bá-sicamente orientada al mercado residencial y de muy pequeña empresa, SoHo. Vemos que cada tec-nología tiene su campos de aplicación.

Arquitectura de red de banda ancha

¿Cuál es la arquitectura básica, centrándonos en el LMDS? Decimos que es una tecnología de ac-ceso, por lo tanto está en la capa de acceso de las sucesivas capas que conforman una red completade telecomunicaciones. Consta de una estación base, similar a las estaciones base de tipo celular, quetiene un alcance como lo tiene una celda del servicio móvil que depende del rango de frecuencia, pe-ro que si nos ubicamos en las bandas de 26 a 28 GHz, anda en el orden de los 3 kilómetros, estas cel-

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das son sectorizadas. Finalmente, los terminales de usuario, al igual que los usuarios móviles, pero eneste caso están rígidamente ubicados en la casa del cliente.

Arriba de esta distribución de estaciones base celulares fijas tenemos típicamente la interfaz de redy la que tiene el sistema LMDS es una interfaz ATM. Por lo tanto, la interconexión entre las distintas es-taciones de la red celular LMDS se suele hacer por un plano de switches ATM que habitualmente sellama plano de EDGE o de borde.

¿Qué quiere decir? Que toda comunicación que, de un usuario de una determinada celda, tengaque ir a otro usuario de otra celda del sistema LMDS sube a la capa de EDGE donde encuentra elswitch ATM y de ahí es direccionado nuevamente a otra celda para finalmente llegar a la casa del clien-te corresponsal. La interconexión entre las estaciones base del Sistema LMDS y la ubicación de estosswitches ATM puede ser a través de cualquier medio de transmisión convencional.

También vale decir que uno puede elegir arquitecturas, en el sentido de tener switches de un ta-maño importante y en los cuales se concentra una cantidad de estaciones base o alternativamente es-tos mismos switches que se muestran en un plano separado pueden ser de mucho más pequeña di-mensión y estar colocalizados en cada una de las estaciones base.

P e ro acá no termina la historia, porque esto tiene que estar conectado al resto de la red de te-lecomunicaciones. Por lo tanto, arriba de la capa de EDGE, switches ATM, suele haber otra capa deswitches ATM mucho más potentes que son los que me dan la conectividad con el resto de las re-des de comunicaciones, sean éstas las redes convencionales de telefonía pública o las redes de ac-ceso a Internet, o bien una red pura de transmisión ATM como pudiera tener alguna corporación im-p o rt a n t e .

ALCATEL LMDS

Configuración de la Solución Alcatel

Veamos un poco más físicamente la arquitectura del sistema LMDS, por el lado de la casa del clien-te (Configuración de la Solución Alcatel). Se cuenta con una antena, que habitualmente está ubicadaen algún punto que permite una visibilidad directa con la estación base. Un concepto importante enestos sistemas es que requieren línea de vista, es decir, deben estar adecuadamente planificadas des-de el punto de vista celular. Luego a través de un cable coaxial hay una pequeña caja que es la que tie-ne las distintas interfases que permiten aprovechar los servicios que presta este sistema.

También se muestran dos alternativas. Normalmente hablamos de la terminación de radio RT y dela terminación de red de la casa del cliente NT. En el caso de la terminación de radio tenemos dos ver-siones de equipamiento, radio co-polarizado y radio cross-polarizado.

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La estación base es un simple bastidor que va ubicado en un edificio, destinado a tal fin, adecua-damente elegido porque puedo ubicar la parte de radio externa con la posibilidad de tener una co-bertura interesante y evitar las obstrucciones hacia los lugares donde están los clientes.

Nuevamente se muestran dos alternativas de radio externa, esto ya son antenas de tipo sectoriza-do porque la estación base es sectorizada y según sea el caso de solución: cross-polarizada o co-pola-rizada. El transmisor y el receptor están separados y en este caso es un único módulo compacto. Atrásde la estación base está colocalizado un pequeño switch ATM o hay una capa de EDGE donde estánestos swithes ubicados.

Por último, y para completar el esquema total de la red de acceso LMDS, tenemos un sistema degestión. En el caso particular de Alcatel, el sistema de gestión que ofrece para la solución LMDS, es elmismo sistema de gestión que se está usando para los switches de datos y para nuestros routers, etc.De tal manera que yo pueda hacer conexiones end-to-end desde un único centro de gestión.

Canalizaciones posibles

Desde el punto de vista del aprovechamiento del espectro tenemos distintas posibilidades de ca-nalizar el espectro. Para el down link una versión de 28 MHz por portadora que aporta 34 MHz y en elup link tenemos 4 portadoras de 7 Mhz que hacen los 28. Por lo tanto, la velocidad disponible para elusuario en su terminación de usuario, en el sentido ascendente hacia la estación base, es de 8,5 me-gabitios.

Operación Co-polarizada y Polarización Cruzada

El tema de la operación co-polarizada o cross-polarizada depende del tipo de canalización que de-fina el regulador. Existen distintas maneras de canalizar para los sistemas del LMDS. Hay países queubican las portadoras del sentido descendente y ascendente en forma contigua, es decir, sin una se-paración importante y en ese caso es necesario que la transmisión en la recepción estén en polariza-ción cruzada.

En cambio, cuando existe una separación importante entre el sentido de ida y de vuelta, el trabajode transmisión y recepción pueden compartir la misma polarización. Por lo tanto, hablamos de la solu-ción co-polarizada que les mencionaba antes. En cualquier caso estamos ofreciendo ambas alternativas.

Planificación de Frecuencias

Este grafico (Ejemplo de planificación de frecuencias) es simplemente para que se den una idea deque existe una planificación celular al estilo de los celulares móviles donde la celda (circulitos) típica-mente tiene 4 sectores, puede tener 8, puede tener 2, según con qué tipo de antena sectorial estemostrabajando y se tiene que hacer una coordinación de frecuencias adecuadas.

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Nada más mencionar que para estos dos ejemplos que acá se muestran, la capacidad de esteejemplo particular tiene 120 megabitios para la celda, es decir, hay 120 megabitios ofrecidos a los usua-rios de esa celda siempre que cuente con 112 MHz de asignación. O incluso, en un aprovechamientomás exigente, puedo llegar a duplicar esa velocidad si trabajo en doble capa en polarización cruzada.Pero lo importante es que Uds. vean el ancho de banda disponible solamente con 112 MHz de anchode banda.

Interfaces y Servicios de Usuario

Estas son las distintas interfases que se ofrecen básicamente son interfases de tipo Ethernet quepueden ser 10BaseT o 100BaseT para el servicio de paquetes, desde el cual puede obviamente conec-tar PCs o LANs de las empresas. Tengo también la posibilidad de establecer leased line para lo quecuento con una particular facilidad del equipo de asignar tramas TDM. Tengo la posibilidad de llegarhasta la casa del cliente con una interfaz óptica STM-1 a los fines de conectar algún router que ofrez-ca ese tipo de interfaz. Tengo acceso ISDN nativo que es una interfase específica y también tengoPOTS, servicio de telefonía convencional, que puede ser manejado internamente por el equipo comovoz sobre IP o voz sobre ATM.

Servicios Orientados a Circuitos

Lo que se intenta mostrar es cómo se dan las distintas conexiones. Si yo quiero interc o n e c t a r,por ejemplo, dos PABX puedo establecer una leased line, una E1 o T1, según la norma del país enque trabajemos y a través de la terminación de abonado, la estación base y la interfase de la esta-ción base hacia la red, finalmente a través de cualquier red convencional de transmisión llego al otroe x t re m o .

Lo mismo me sirve esta aplicación para conectar estaciones celulares. Las estaciones celulares tam-bién requieren de interconexión entre sí y puesto que en definitiva, estamos hablando de una transmi-sión de algunos megabitios entre la estación base celular y la Base Station Controler, bien puedo apro-vechar el LMDS como un elemento más de transmisión entre la controladora de los sistemas celularesy sus estaciones base.

Por último, les diría que puedo establecer una mezcla de servicios de distinto tipo en la estaciónbase y unificarlos en una única trama T1 o E1, llevarlos a través de la red de transmisión pre existentey luego nuevamente, en el otro extremo, separarlos para entregarlos a las interfases finales.

Tipos de Conexiones de Datos

El ancho de banda que maneja el sistema LMDS en nuestro producto part i c u l a rmente, está divi-dido entre el ancho de banda asignado al servicio convencional del leased line TDM y el ancho debanda asignado al tráfico de paquete que a su vez es mapeado en el estándar ATM. Pero no solo

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eso, el tráfico de datos ATM a su vez, puede ser asignado como tráfico estático o tráfico dinámico.Es decir, hay clientes que demandan una conexión virtual permanente, extremo a extremo, con unaCBR, Constant Bit Rate, y por lo tanto caen dentro de la categoría del servicio estático. Pero hayo t ros que usan su ancho de banda de vez en cuando, a demanda, y por lo tanto el equipo es capazde aprovechar esta característica para hacer over booking y mejor aprovechar el espectro disponibleen el sector.

Estación Base

Esta una fotografía de lo que es la estación base que controla las celdas, es un pequeño bastidorque no tiene más de un metro veinte de altura, también se ve la radio de un sector típico de 90 gra-dos. Son equipos muy compactos y sencillos.

Terminación Radio Integrada

Esto es el terminal de radio (parte superior) que va en la casa del cliente. La versión estándar de laantena es muy pequeña, 26 centímetros si se trata de co-polarizado y 30 centímetros si es cross-pola-rizado.

Variantes de la unidad Network Termination

El equipo tiene la posibilidad de conectar varias terminaciones con una misma radio de manera dehacer más eficiente la inversión en la casa de abonado. Esta es la caja que va en la oficina, de esta ca-ja sale toda la variedad de interfases que son las que permiten los servicios ya comentados.

Instalación de la RT y NT

Esto es una descripción muy clara de la posibilidad de conectar varias terminaciones de abonado,hasta 8 con una única radio. Esto tiene el objetivo de disminuir sustancialmente el costo de inversiónpor abonado. Obviamente, esto depende del tráfico que cada abonado requiera porque claramente anivel de radio el ancho de banda disponible siguen siendo estos 8.5 megabitios que les mencioné an-teriormente. Pero dependiendo del tráfico generado en un edificio yo puedo aprovechar este tipo deconfiguraciones.

Distribución de Servicio de datos usando DSL

Hoy podemos utilizar el acceso LMDS para dar servicio de acceso a Internet en forma seudo masi-va, en los edificios, si acoplamos al terminal LMDS el concepto de DSLAMs (Digital Suscriber Line Ac-cess Multiplexers) que es una pequeña caja que aprovechando la distribución existente de cobre per-mite con un modem SDSL: mantener la telefonía que los abonados ya tienen a través del operador in-cumbente y adicionar el acceso de datos de alta velocidad aprovechando la distribución de cobre. La

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telefonía seguirá yendo a la red convencional por el plantel de cobre pero a través de DSLAMs, sepa-rando datos y telefonía, irá vía inalámbrica.

Esto también ya esta disponible, aun es posible con la versión de modem DSL que integra voz so-bre ATM, directamente evitar la conexión vía cobre de servicio telefónico básico. Obviamente, esto vaa competir con los incumbentes pero justamente son soluciones para los nuevos entrantes que no dis-ponen del plantel de cobre o que les costaría una inversión realmente importante.

Bueno, nada más. La idea era pasar este mensaje sobre este producto que creo va tener el desa-rrollo importante sobre todo ahora que Perú se ha decidido a avanzar en la regulación y en las licen-cias.

Muchas gracias.

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