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Retos que plantean las redes 4G

Retos que plantean las redes 4G

miércoles 22 de octubre de 2014, 13:04h

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Sin lugar a dudas, la banda ancha móvil (MBB) es el motor actual de crecimiento de la industria de las telecomunicaciones: los consumidores quieren móviles de banda ancha, y los quieren ahora; baste ver, por ejemplo, que en el mercado europeo de smartphones España sobresale con una penetración superior al 63,2%, casi 15 puntos más que hace un año.

Retos que plantean las redes 4G

De hecho, se ha dado un crecimiento espectacular hasta ahora, pero vamos a poner esto en perspectiva de lo que está por venir, ya que de las aproximadamente 6.600 millones de suscripciones móviles que existían a finales del año pasado, tan solo unas 1.600 MM lo son de banda ancha y el número real de usuarios es mucho menor, ya que calcula que aproximadamente un 10% de las tarjetas SIM se encuentran inactivas y, además, muchos usuarios poseen múltiples SIM (1,8 de media).

Las tecnologías móviles de banda ancha han alcanzado una tasa de adopción muy rápida y ahora constituyen el 25% del total de las conexiones globales, frente a alrededor del 3% cuando WCDMA HSPA fue lanzado en el año 2005. HSPA, que constituye la gran mayoría de las conexiones de banda ancha móvil es la tecnología inalámbrica de más rápido crecimiento de la historia, con una tasa de adopción en sus primeros seis años unas diez veces mayor que la asimilación de los teléfonos móviles GSM cuando se introdujeron por primera vez en a principios de la década de los noventa.

Así pues, la oportunidad de crecimiento para la banda ancha móvil (datos) es al menos 3.000 millones de suscriptores únicos, y hay una buena probabilidad de que muchos, si no la mayoría, de ellos pueden ser capturados en los próximos 5-10 años.

Para continuar con esta creciente demanda, los operadores de redes en todo el mundo están considerando desplegar, además de las de 3G (UMTS), redes 4G Long Term Evolution (LTE), que es el principal candidato mundial. Sin embargo, la comercialización masiva de LTE revela muchos problemas no triviales que todavía hay que superar para el correcto despliegue de la red, y más importante, para la adopción amplia por parte de los consumidores, como veremos a continuación.

LTE,antena1. Armonización del espectro
Una de las principales ventajas de las redes GSM ha sido un sistema de roaming entre países y continentes, en gran parte debido a la armonización del espectro que abarca gran parte del mundo. Las infraestructuras LTE están siendo diseñadas para operar en diferentes bandas del espectro y de tamaños diferentes, que van desde 1,25 MHz a 20 MHz, por lo que se hace necesaria una armonización del espectro para apoyar el roaming global, o de lo contrario la carga se desplazará a los terminales (por ejemplo, teléfonos o dispositivos móviles) que deberán soportar múltiples bandas de frecuencia, lo que agrega tiempo de operación, gastos, complejidad e ineficiencia.

Hoy en día se está lejos de alcanzar la armonización del espectro. Las tres opciones principales para la asignación de espectro LTE son las siguientes:
• Dividendo digital: En los EE.UU., la banda de 700 MHz ya ha sido asignada. En Europa hay una fuerte presión para liberar ancho de banda de 800 MHz común en todos los países: sin embargo, esto va a llevar aún algún tiempo, llegando como muy pronto en el año 2014.
• 2,6 GHz: el espectro de 2.6 GHz está disponible en muchas partes del mundo y puede servir para la armonización del espectro, al menos en Europa.
• Refarming del espectro 2G/3G: Otra opción contemplada en muchos países el la del refarming, o libertad para usar cualquier tecnología en cualquier banda, aunque inicialmente no estuviese planificado. De esta manera se pueden aprovechas las mejores características de ellas para el despliegue de nuevas tecnologías, siempre y cuando la capacidad lo admita.

2. Voz sobre LTE
Una de las ventajas que se promociona de LTE es su núcleo de red o EPC (Evolved Packet Core), que es un verdadero núcleo "All-IP" y por lo tanto debe ser capaz de tratar todo tipo de tráfico, el de voz, video y datos. Sin embargo, la mayoría de los trabajos de normalización se ha centrado en los aspectos de los datos de LTE y la voz se ha descuidado un poco. Los diferentes operadores están dando prioridad diferente a este tema y, de hecho, algunos de los primeros contemplan sólo los servicios de datos para sus implementaciones iniciales de redes LTE.

3. Células pequeñas o grandes
Históricamente, las redes 2G y 3G se construyeron con la filosofía de "crear y ellos vendrán", y la buena noticia es que los consumidores han adoptado estas tecnologías, aunque para la 3G se produjo un retraso de unos cuatro años hasta que han sido, finalmente, aceptadas. Con las femtoceldas, los operadores tienen ahora una nueva herramienta a considerar en las opciones de despliegue, es decir una estrategia de despliegue "dentro-fuera" para ofrecer altas velocidades de datos en interiores (por ejemplo, casa, cafetería, aeropuerto, etc.), mientras que aprovechan sus redes UMTS / HSPA para la cobertura de macro. Otra opción para exteriores, en zonas de alta densidad de usuarios, donde se genera mucho tráfico, son las llamadas smallcells, unas estaciones base de tamaño reducido y gran capacidad, lo que permite su rápido despliegue en caso necesario.

Las femtoceldas y microceldas en gran medida permiten aumentar la frecuencia de "reutilización" en entornos interiores y exteriores, respectivamente, y constituyen la solución más barata de aumento de la capacidad disponible en la actualidad. Queda por ver cómo los operadores desplegarán redes LTE, pero lo cierto es que la 4G ya no será una única red macro-homogénea, sino heterogénea (Het Net).

4. Backhaul
Debido a que las redes inalámbricas hacen uso de un espectro limitado, por lo general, el cuello de botella ha sido hasta ahora en la interfaz aire, pero con LTE se desplazará hasta el enlace entre las estaciones base y el núcleo de la red (backhaul), y los operadores tendrán que hacer importantes inversiones en su infraestructura de transporte en el despliegue de LTE con el fin de abordar de manera lte,tecnologíaintegral el desafío, utilizando una amplia gama de tecnologías, incluyendo microondas, fibra óptica, Ethernet y, potencialmente, WiMAX. Si los operadores desplegarán sus propias soluciones de backhaul o continuarán con el arrendamiento a terceros para LTE es algo que está aún por ver.

5. Auto organización de redes
La auto organización de las redes hoy en día representa un objetivo que los operadores y proveedores por igual se esfuerzan por llevar a cabo. El principio básico es eliminar por completo la necesidad de una planificación engorrosa de la red de radio. Es de suponer que SON (Self Optimization Network) permitirá despliegues rápidos de la red y mejoras en su gestión y en gran medida debería reducir el OPEX típicamente asociados con la planificación y gestión de las redes.

6. Seguridad
La entrega segura de tráfico en las redes LTE requiere tratar con una serie de cuestiones:
• Fijación de la interfaz de aire para evitar las escuchas y el robo de datos
• Protección de la red central todo IP (es decir, el EPC)
• Asegurar los dispositivos todo-IP
EPC es susceptible a todo tipo de ataques de seguridad al igual que cualquier red IP tradicional, tales como una red de área local (LAN). Los equipos EPC necesitan el apoyo de un gran número de terminaciones IPsec para proteger los datos y las comunicaciones del plano de control. Además, el EPC debe ser protegido de Denegación de Servicio Distribuida (DDoS) y de prevención y detección de intrusiones; por lo tanto, es necesario implementar sistemas IPS / IDS.

lte,smartphones7. Dispositivos y terminales
Los dispositivos LTE necesitan disponer de MIMO (entrada múltiple - salida múltiple) con el fin de proporcionar alta tasas de datos, pero eso directamente aumenta la complejidad de los mismos. Una de las cosas interesantes será ver se si los dispositivos serán inicialmente sólo MIMO 2x2 o si algunos fabricantes lanzarán dispositivos compatibles con 4x4. Otra cuestión clave es las bandas de frecuencia que van a soportar, un factor que está directamente relacionado con la armonización del espectro y tiene un impacto significativo en la complejidad del dispositivo, su coste y consumo.

8. Gestión de Tráfico
Los operadores de redes tienen que hacer grandes inversiones para desplegar sus redes LTE, y sin embargo, la mayor amenaza a la que enfrentan es que con el tiempo pueden quedar reducidos a ser meros proveedores de bits (pipe). Con el tiempo, la inteligencia de red se ha desplazado desde el centro hasta el acceso y, ahora mucho más, a los dispositivos, necesitando los operadores de “redes inteligente” capaces de aportar diferentes niveles de entrega para cumplir los acuerdos de nivel de servicio con los consumidores y la asignación de ancho de banda con los proveedores de contenido.

9. Planes de tarifa plana
La introducción de las tarifas planas y de los planes de datos integrados es, si no el más importante, un factor decisivo para precipitar la adopción generalizada de la banda ancha móvil. Al mismo tiempo, con la introducción de estos planes se han fijado expectativas de los consumidores y ahora se espera más ancho de banda por menos dinero, para acceder a todo tipo de aplicaciones.

10. Interoperabilidad
La mayoría de los operadores en la actualidad tienen redes 2G y 3G en servicio y como pronto se desplegarán las redes 4G LTE, éstos tendrán administrar y operar simultáneamente tres redes: 2G, 3G y 4G, al menos en el corto plazo, pero poco a poco irán inhabilitando las más antiguas, pues lo que está muy claro es que la operación simultánea de tres redes no es una opción a largo plazo. En este caso, la interoperabilidad plena entre las distintas redes es un factor clave para el éxito.

Yoigo será el primer operador en desplegar 4G en España, aunque lo hará sobre frecuencias de 1800 MHz

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