Hace
varios años, el equipo de Tecnología Inalámbrica Avanzada de Nortel
puso la mira en el objetivo de lograr un nivel de capacidad, ancho de
banda y rendimiento inalámbrico diez veces superior al existente en
ese momento. El equipo sabía que necesitaba
lograr que la red rindiera por último las velocidades de datos de 1
megabit por segundo (Mbit/s) necesarias para servicios verdaderamente
inalámbricos en banda ancha, en tiempo real.
Hoy día, Nortel
ya ha demostrado que ese nivel diez veces superior es factible, y en
nuestro laboratorio estamos demostrando la transmisión de 37 Mbit/s en
una portadora de 5-MHz.
En todo sentido,
nuestros objetivos y logros no son excesivos—ya existe un mercado de
aplicaciones significativas inalámbricas en banda ancha. Los éxitos
más notables en el mercado hasta la fecha se han dado en Corea y
Japón, con más de 20 millones de usuarios intensos de transmisiones de
datos de alta velocidad (en redes Evolución, optimizadas para datos, o
EV-DO [Evolution, Data Optimized] de la próxima generación).
Evidentemente, son cada vez más los usuarios que están adoptando una
mentalidad Internet y un estilo de vida móvil. Exigen que los sistemas
inalámbricos les ofrezcan las mismas posibilidades que ahora les
ofrecen sus servicios DSL o de módem de cable, a un precio asequible.
Por esa razón, las redes inalámbricas en banda ancha primero se
concentrarán en los dispositivos de datos—computadoras portátiles,
dispositivos personales de música/video, PDA y dispositivos de juegos.
Echando los
cimientos para el futuro
En estos últimos
15 años, los sistemas inalámbricos se han concentrado en optimizar la
multiplexión por división de tiempo y de código. La introducción de EV-DO
Rls A y HSUPA de mayor capacidad son la culminación de esos esfuerzos,
y con su introducción al mercado en 2007, los usuarios podrán tener
una verdadera experiencia inalámbrica en banda ancha. Pero estamos
llegando al punto de los rendimientos decrecientes con las nuevas
técnicas por división de tiempo y de código; para lograr el objetivo
de un sistema inalámbrico de banda ancha expandible, de alta capacidad
y asequible deben emplearse técnicas múltiplex espaciales.
Un símil sería la carretera por
la que uno maneja. Hay que imaginarse sus carriles cada vez más llenos
de automóviles que ingresan por cada entrada del camino; en un momento
determinado, el tránsito se atasca. Es inútil que los automóviles sean
más rápidos, más aerodinámicos y menos costosos. Se pierde el
movimiento y las posibilidades de innovación. La única solución es
agregar carriles o carreteras.
Durante estos
últimos cinco años, Nortel ha trabajado en una nueva tecnología de
interfaz aérea para sistemas macrocelulares de alta potencia que
combinan una técnica de procesamiento de antena denominada de entrada
múltiple, salida múltiple (multiple-input multiple-output:
MIMO), con un esquema de modulación llamado multiplexión por división
ortogonal de frecuencia (orthogonal frequency division multiplexing:
OFDM).
El sistema MIMO funciona creando
trenes múltiples paralelos de datos entre las antenas múltiples de
transmisión y recepción. Usando el fenómeno del trayecto múltiple, se
pueden diferenciar los trayectos de señal separados de cada antena
MIMO. Volviendo al ejemplo de la carretera, el MIMO en efecto añade
varias nuevas carreteras paralelas.
La OFDM es una técnica de
modulación, que emplea muchas subportadoras, o tonos, para portar una
señal, y que posee ciertas ventajas importantes. Es más sólida, lo
cual significa que ofrece mejores características en zonas con muchas
obstrucciones que causan una gran cantidad de reflejos (trayectos
múltiples). También permite el uso de receptores más simples. Tal vez
más importante aún, la OFDM es más compatible con las tecnologías
MIMO.
Opciones de evolución para OFDM /
MIMO
La primera
aplicación del sistema OFDM-MIMO multicelular de alta potencia es en
la norma WiMAX 802.16e, que se concentrará en las necesidades en
materia inalámbrica en banda ancha de empresas explotadoras nuevas y
alternativas.
El OFDM-MIMO
también se está incorporando en la evolución de las redes tanto CDMA
como UMTS. Las entidades normalizadoras del 3GPP2 (proyecto 2 de
asociación tercera generación) están tratando sobre la incorporación
del OFDM-MIMO en la evolución de las redes 1xEV-DO. Asimismo, el 3GPP
(proyecto de asociación tercera generación) está considerando el OFDM-MIMO
en la evolución a largo plazo (ELT) de las redes HSDPA/HSUPA—una
evolución que Nortel ha denominado HSOPA. Esas evoluciones OFDM – MIMO
se están diseñando para permitir que las compañías explotadoras
inalámbricas preserven una proporción importante de sus redes
existentes.
Sólo falta un par
de años para la construcción de redes OFDM-MIMO multicelulares de alta
potencia en gran escala, la cual enfrentará ciertos problemas. Por
ejemplo, en el sitio de la célula, el uso de antenas de polarización
cruzada evitará que los proveedores de servicios tengan que instalar
antenas grandes adicionales, las que pueden ser una pesadilla en lo
que toca a la instalación y las ordenanzas relativas a las
construcciones. Será necesaria una tecnología que reduzca la
instalación de cables desde las antenas. También serán afectados los
dispositivos, que requerirán antenas integrales adicionales, y
tolerancias más estrictas de los componentes. Afortunadamente, se está
trabajando activamente para resolver esas cuestiones.
En resumen
Es evidente que
la demanda de sistemas inalámbricos en banda ancha apenas está
comenzando, y que estos sistemas constituirán el sector de mayor
crecimiento de la industria inalámbrica. El punto de partida para
dicho crecimiento es la creciente preferencia de los consumidores por
las computadoras portátiles. Actualmente, en los Estados Unidos se
venden más computadoras portátiles que modelos de escritorio. A medida
que se acentúe esta tendencia, también crecerá la demanda de los
usuarios por el mismo tipo de servicio de banda ancha dondequiera que
se encuentren, ya sea en su hogar, en la oficina o de viaje. La
proliferación de reproductores MP3, aparatos PDA, dispositivos para
juegos, y otros dispositivos de mano impulsará la demanda de sistemas
inalámbricos de banda ancha. Desde luego, dicho crecimiento dependerá
de que se cuente con regulaciones y un espectro radioeléctrico
apropiados, sea cual fuere la tecnología.
Volviendo a
nuestro símil, si la industria de sistemas inalámbricos acelera la
aceptación del OFDM-MIMO tal como han progresado nuestras carreteras,
podremos poner los automóviles mejores y más avanzados—nuestras
aplicaciones—en las nuevas carreteras paralelas múltiples, permitiendo
que la gente llegue a sus destinos más rápida y eficientemente que
nunca. De esa forma, MIMO y OFDM son tecnologías esenciales que
permitirán a la industria de sistemas inalámbricos cumplir con la
promesa y el potencial que representan dichos sistemas de banda ancha.
John Hoadley
CTO de Inalámbricos
NORTEL
Información adicional:
Este es un resumen de la presentación realizada por el Sr. Hoadley en la SESION 3: “Perspectivas
del sector privado de telecomunicaciones” de
las Sesiones Especiales de la IV Reunión Ordinaria de la Asamblea
de la CITEL que tuvieron lugar el 20 de
febrero de 2006 en San José, Costa Rica.
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