Impulsando el futuro del 5G y más allá

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Aunque los despliegues de 5G a gran escala pueden demorar aún varios años, la tecnología 5G ya está demostrando ser disruptiva para el status quo.

Para preparar sus redes para soportar las demandas masivas de ancho de banda, nuevas aplicaciones, una menor latencia y cobertura ubicua, los operadores de redes móviles han comenzado el proceso de densificación de la red de acceso en la tecnología 4G, lo que ha implicado un aumento significativo en la cantidad de Small Cells que se están desplegando.

“Las capacidades avanzadas de las Small Cells de la actualidad, listas para soportar 5G, implican requisitos de potencia adicionales. El aumento en el tráfico de datos requiere mayor capacidad de procesamiento, y aunque Massive MIMO puede ayudar a mejorar la eficiencia espectral, la eficiencia energética es generalmente menor”, mencionó Andrés Vega, Technical Sales Manager – Mobility Network Engineering. “Una típica Small Cell de tres sectores puede requerir entre 200 y 1000 watts de potencia, por lo que el desafío será cómo suministrar esa energía a grandes cantidades de Small Cells de una manera rentable y que garantice implementaciones rápidas y eficientes”.

El modelo tradicional para energizar las celdas macro, donde cada ubicación se planifica cuidadosamente y particularmente para cada emplazamiento, a fin de eliminar cualquier problema en el sitio una vez que comienza la construcción, no aplica para el despliegue de Small Cells. La densificación de la red de acceso requiere un cambio total en esa metodología: La gran cantidad de Small Cells necesarias implica que los operadores deben acelerar la implementación con procesos preestablecidos, al mismo tiempo que deben estar preparados y ser lo suficientemente ágiles y flexibles para adaptar sus soluciones de estructura, transporte y energía sobre la marcha.

Pero también existen desafíos específicos con respecto al suministro de energía que los operadores deben abordar. Cuando se trata de afrontar los diversos problemas con la provisión de potencia a las Small Cells, para Andrés Vega existen contadas opciones existentes, cada una con sus oportunidades y obstáculos:

Potencia de la red de alimentación: Obtener alimentación de corriente alterna a partir de la red pública ha sido la solución de referencia para alimentar redes inalámbricas desde hace tiempo; sin embargo, esto requiere una intensa planificación y gestión de proyectos. Además, este método se vuelve menos atractivo a medida que los operadores de redes móviles pasan de desplegar una cantidad ahora reducida de sitios macro celulares de mayor capacidad a miles de Small Cells de menor capacidad. “Los desafíos incluyen el costo y el tiempo involucrados en obtener la contratación y el suministro de energía, disponibilidad de acometida eléctrica e implementación de medidores de luz para cada nodo; adicionalmente, los responsables del despliegue e implementación de red deben resolver el problema de equipar cada sitio con un respaldo de baterías en ubicaciones urbanas con limitaciones de espacio, y cumpliendo con estrictas regulaciones municipales relacionadas con el impacto visual y estética del sitio”, añadió Andrés Vega.

Híbrido Fibra-Coaxial (HFC – Hybrid Fiber Coaxial): Las redes de HFC son ahora el pilar de la industria de la televisión por cable. Al utilizar la capacidad de transporte de energía del cable coaxial integrado, también se provee una solución alternativa para el desafío de energizar las Small Cells. Las estimaciones indican que el 80% de una red HFC tiene la capacidad de suministrar energía a la red de acceso, y en la mayoría de los casos, ésta es más que adecuada para los puntos de acceso Wi-Fi o para Small Cells; pero su principal desafío es que no se encuentra disponible en todos lados y cuando los operadores no poseen sus propias redes backhaul, deben arrendar a otros proveedores.

Par trenzado: Otra posibilidad consiste en aprovechar la capacidad de transporte de energía de las antiguas redes telefónicas de cobre, también conocidas como circuitos de telecomunicaciones de alimentación remota (RFT – Remote Feed Telecommunications). La principal ventaja de la solución RFT es la capacidad de reutilizar la planta de cobre existente. Sin embargo, los pares de cobre de bajo calibre proporcionan una potencia limitada bajo el estándar actual y exhiben pérdidas de potencia considerables a distancias largas. A una longitud de 3,000 metros, 100 watts de potencia inyectada pueden caer a alrededor de 60 watts de potencia efectiva. Además, existe una falta general de documentación con respecto a los cables de cobre disponibles dentro de la red telefónica pública conmutada, por lo que identificar los puntos de inyección de energía adecuados puede suponer un gran reto.

Power over Ethernet (PoE): Desde que se introdujo PoE, a principios de la década de los 2000, los fabricantes, organizaciones de la industria y organismos de estandarización han progresado considerablemente en la expansión de sus capacidades y aplicaciones. Para 2018 se espera que el último estándar PoE, IEEE P802.3bt (PoE ++) esté listo, lo cual permitirá soportar hasta 71.3 watts (CD) por dispositivo port6. Como tal, su uso en un entorno de Small Cells estaría limitado a puntos de acceso Wi-Fi de muy baja potencia.

Pese a todo, para Andrés Vega, además de las restricciones de potencia, PoE también tiene una limitación en cuanto a distancia, “Por ejemplo, PoE ++ permite una distancia máxima de 100 metros, y aunque existen soluciones que permiten a los operadores utilizar esta tecnología en distancias más largas, los requisitos de velocidad y latencia para la red de transporte de Small Cells dictan el uso de fibra, lo que debilita aún más el argumento comercial para PoE”, añadió.

Conectividad de potencia distribuida: Un nuevo enfoque desarrollado por CommScope utiliza cableado híbrido (fibra + cobre) para brindar potencia y conectividad desde una ubicación central a un grupo de Small Cells cercanas. Una ubicación centralizada adecuada puede ser cualquier lugar que tenga acceso a energía y a la red óptica, tal y como un gabinete de distribución, un TC (Telecom Closet) o una estación base macro. Este enfoque aprovecha el cableado híbrido que se encuentra en evolución, así como los avances en el suministro de potencia en CD. Estas mejoras han incrementado la eficiencia de la conversión de CD a CD a más del 95%, y habilitan el uso de niveles de voltaje más altos de tal forma que sea posible transportar una mayor cantidad energía sobre distancias largas de manera eficiente.

Mientras tanto, el uso de cable híbrido permite a los operadores combinar conductores de potencia y cables de fibra en la red de acceso, haciendo posible, por ejemplo, alimentar y conectar docenas de ubicaciones tipo Small Cell, espaciadas a aproximadamente 200 metros de distancia, desde una única localización centralizada que cuente con alimentación proveniente de la red eléctrica local y dentro de un espacio que cuente con capacidad de respaldo de energía. De igual forma, al eliminar el tiempo y los costos excesivos necesarios para la contratación y suministro de energía eléctrica de la red pública, los operadores de redes móviles pueden entregar energía en sus Small Cells de manera más rápida y económica en lugares donde la energía no está disponible fácilmente. También permite el contar con un sistema de baterías o generadores en la ubicación centralizada para asegurar el suministro de energía a Small Cells que requieran de un alto nivel de disponibilidad.

“Al reducir el número de variables no controladas, como retrasos en las tareas de despliegue e implementación, disponibilidad de la acometida eléctrica, contratación del suministro eléctrico, etcétera, el enfoque de conectividad de potencia distribuida brinda a los operadores un control total sobre cómo, cuándo y dónde agregar cobertura a través de una Small Cell. Esto permite a los operadores de redes móviles responder rápidamente a las nuevas oportunidades de mercado y aumentar la velocidad para generar ingresos, capacidades que son fundamentales en un mercado cada vez más competitivo”, Andrés Vega, Technical Sales Manager – Mobility Network Engineering.

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