El Internet que viene del cielo

En septiembre de 2017, el ciclón tropical María devastó una amplia zona del mar caribe, golpeando con especial intensidad la isla de Puerto Rico. Inundaciones, carreteras cortadas, edificios derruidos, infraestructuras inutilizadas, victimas mortales. Numerosas iniciativas internacionales ayudaron en las primeras fases de recuperación y de regreso a la normalidad.

Posiblemente, una de las iniciativas menos conocidas fue el despliegue de una tecnología, aún incipiente en esos días, que permitió restablecer parcialmente las comunicaciones en la isla. Complementando los planes de emergencia de las operadoras locales, la multinacional Google situó sobre Puerto Rico una serie de globos aerostáticos, que gracias al equipamiento de telecomunicaciones que llevaban a bordo permitieron restablecer la comunicaciones móviles en determinadas regiones. Comunicaciones que permitieron gestionar de forma más eficiente las primeras fases de la recuperación, las ayudas internacionales y que sobre todo, volvió a poner en contacto familiares y amigos afectados por el terrible desastre natural.

Un problema, múltiples soluciones

Nos hemos acostumbrado a llevar siempre con nosotros un terminal móvil, un dispositivo que nos abre una ventana infinita al mundo exterior gracias a la conectividad inalámbrica. Y aún más: queremos que esté disponible en cualquier lugar y en cualquier momento. Sin embargo, es muy fácil olvidarnos que todo ello depende de una infraestructura de miles de antenas, sin las cuales el sistema no funcionaría.

Cellnex viene desarrollado soluciones para la mejora de la conectividad en zonas de alta concentración de personas (DAS, sistemas de antenas distribuidas) y para rellenar zonas sin cobertura debido a la presencia de obstáculos (SmallCells, estaciones base de muy corto alcance). Pero, la industria móvil sigue teniendo los retos de llegar a zonas rurales con baja densidad de población, dar servicio en carreteras y vías férreas, así como mejorar las comunicaciones en alta mar.

La idea básica de elevar las antenas para que tengan un mayor alcance es muy intuitiva y desde luego no es nueva. Basta mirar a nuestro alrededor para comprobar que suelen estar ubicadas en la parte más alta de los edificios. ¿Y si pudiésemos elevar aún más las antenas para mejorar su alcance y evitar los obstáculos? Un amplio abanico de proyectos e iniciativas recogen esta idea básica y proponen diferentes potenciales soluciones al problema de la falta de cobertura:

• Drones. Son una solución económica que permiten dar un rápida respuesta a situaciones puntuales de falta de cobertura. La baja capacidad de carga y las actuales restricciones de vuelo son importantes limitaciones para su uso e implantación.
• HAPS (plataformas estratosféricas). Sin lugar a dudas, es en la estratosfera donde se concentran la mayor parte de las iniciativas y proyectos innovadores. Esta capa de la atmósfera situada a unos 20 km de altura presenta un interesante compromiso entre distancia a la tierra y alcance, lo que abre la puerta a incrementar la velocidad de comunicación, reducir el retardo y disponer de amplias zonas de cobertura. Adicionalmente, los vientos que la recorren tienen menos cambios a lo largo del tiempo, lo que permite que las aeronaves puedan volar con seguridad y estabilidad.
• Satélites LEO (órbita baja). Los satélites de órbita baja se sitúan entre los 400 y 1.200 km de altura. Desde hace años, diferentes compañías ofrecen servicios de voz, datos a baja velocidad o posicionamiento utilizando constelaciones de satélites de órbita baja. En los últimos años se están desarrollando importantes mejoras para proveer servicios de internet de banda ancha, especialmente en zonas rurales y países en desarrollo. Proyectos como Starlink (desarrollado por SpaceX) o Kuiper (perteneciente a Amazon) ya disponen de la autorización para el lanzamiento y operación de miles de satélites de órbita baja que prometen facilitar la conexión a Internet a través de una antena parabólica. Será importante conocer que velocidades de transmisión pueden alcanzar y cuál será su latencia.
• Satélites GEO (órbita geoestacionaria). Se sitúan en una posición fija respecto de la tierra, a una altura de 36.000 km, lo que permite iluminar grandes áreas. Se vienen utilizando desde hace años para comunicaciones punto a punto, transporte de señales primarias o difusión de contenidos. En comunicaciones móviles, su utilización está limitada por las características de esta tecnología que, por la distancia a la tierra, afecta al retardo y pérdidas de señal debidas.

Torres en el cielo

Las directivas de la Unión Europea establecen que todos los ciudadanos europeos deben tener disponible una conexión a Internet con una velocidad mínima de 30 Mbps. Esta velocidad, técnica y económicamente viable en ciudades y grandes núcleos de población, no lo es tanto en áreas con una baja densidad de población. Las soluciones de conectividad basadas en aeronaves no tripuladas situadas en la estratosfera pueden convertirse en una opción con futuro, no solo por poder dar banda ancha rural, sino que aportan una serie de capacidades adicionales que las convierten en una opción factible para dar infraestructuras de telecomunicaciones en el cielo.

En primer lugar, es necesario destacar que las plataformas estratosféricas anuncian que se pueden integrar de forma transparente en la red existente del operador, lo que puede permitir que el usuario pueda seguir utilizando el mismo terminal móvil. En teoría, al utilizar la misma tecnología y las mismas frecuencias, el móvil del usuario simplemente se conectaría a aquella estación base, en tierra o en el cielo, que le proporcione la mejor calidad de conexión en cada momento, sin necesidad de intervención por parte del usuario.

Por supuesto, el equipamiento que pueden llevar las aeronaves no tiene por qué limitarse a las comunicaciones móviles celulares. También las comunicaciones marítimas (AIS y VDES) podrían beneficiarse de esta tecnología, la recogida de datos procedentes de sensores (IoT), el control de drones, el aseguramiento de la conectividad para los vehículos autónomos e incluso la gestión de emergencias, gracias a la capacidad potencial de las aeronaves para desplazarse con velocidades que pueden superar los 100 km/h.

Los retos a los que se enfrentan estas aeronaves no son pocos ni sencillos de resolver: energía, control de vuelo, despegue, aterrizaje, limitaciones en espacio y peso del equipamiento, antenas de transmisión y recepción. Retos que para su resolución y el desarrollo contribuyen y se apoyan en técnicas innovadoras relacionadas con 5G, las comunicaciones móviles de quinta generación.

Drones, globos aerostáticos, aeronaves no tripuladas, dirigibles, satélites de órbita baja. Múltiples aproximaciones para desarrollar un misma idea: elevar las antenas para incrementar el alcance y evitar los obstáculos, llegando allí donde el despliegue de estaciones base adicionales no es económicamente viable. Cada sistema tiene sus ventajas y sus puntos a favor y también importantes retos que resolver, pero se espera que esta tecnología llegue para quedarse y para hacer realidad el paradigma de la conectividad en cualquier lugar y en cualquier momento, con la promesa de mejorar notablemente la gestión de emergencias, así como contribuir positivamente a la reducción de la brecha digital.

Manuel Cañete

Innovation Project Manager de Cellnex