FWA de ondas milimétricas gana terreno a medida que Verizon presenta un nuevo dispositivo

Oct 31, 2023

Lento pero seguro, las ondas milimétricas se están abriendo paso en los servicios de acceso inalámbrico fijo (FWA) en ciertas regiones, impulsadas por los avances en la tecnología de transmisión y CPE, lo que hace que esta opción sea rentable para los operadores en una gama cada vez mayor de escenarios de implementación.

Entre los desarrollos recientes estuvo el lanzamiento del último CPE 5G FWA de Verizon en el Mobile World Congress Las Vegas, que abarca mmWave, rango medio y 4G, diseñado para que los operadores combinen diferentes opciones de conectividad de manera rentable para un servicio FWA sólido, capaz de cambiar de forma transparente entre las tres bandas.

Llamado Verizon Receiver, se basa en la última plataforma de acceso inalámbrico fijo Qualcomm 5G y se puede combinar con el enrutador del operador para proporcionar acceso de banda ancha basado en WiFi en el hogar, como un servicio fijo tradicional a través de fibra, cable o DSL de telecomunicaciones.

Verizon, al igual que un número cada vez mayor de operadores de redes móviles, ve a FWA como la primera fuente más probable de ingresos significativos de mmWave, en lugar de los densos entornos urbanos para los que se propuso por primera vez. En ese escenario denso, el mayor rango espectral disponible en frecuencias más altas se consideró esencial para satisfacer la creciente demanda de capacidad en altas concentraciones de usuarios. Es posible que ese sea el caso, pero por ahora la mayoría de los MNO están descubriendo que las frecuencias de rango medio tienen suficiente capacidad, al mismo tiempo que satisfacen la demanda de cobertura comparable a los servicios 4G existentes.

Verizon ha puesto el ojo en FWA como una posible fuente de ingresos de las implementaciones de mmWave desde el principio, pero originalmente construyó su modelo comercial en torno a casos de uso específicos y entornos urbanos densos. Invirtió más de mil millones de dólares en mmWave en tres subastas sucesivas de mmWave hasta 2020, superando en gran medida a sus dos principales rivales, AT&T y T Mobile.

Verizon fue aún más lejos con una serie de adquisiciones que trajeron espectro mmWave, entre otros activos, incluidos Straight Path, XO Communications y Nextlink.

Para sus rivales, mmWave se consideraba en esa etapa simplemente como un paso rápido hacia 5G para establecer un mamparo para la consolidación posterior en torno al espectro de banda media. Pero para Verizon iba a ser el pilar de su plataforma de servicio 5G, con espectro de banda media y también de banda baja llenando los vacíos de cobertura.

Verizon había subestimado el desafío de superar los obstáculos en la ruta de la señal, especialmente árboles y edificios en entornos urbanos densos. La cobertura resultó decepcionante para los primeros usuarios de sus servicios mmWave, que notaron que sus teléfonos inteligentes retrocedían la mayor parte del tiempo a frecuencias más bajas, incluso cuando estaban bastante cerca de una estación base mmWave. Varias pruebas mostraron que la cobertura de mmWave solo se extendía unos 500 pies (150 metros) en muchos entornos urbanos densos bastante típicos.

Por el contrario, la cobertura de mmWave superó las expectativas en algunas pruebas de FWA en entornos rurales, especialmente en terrenos relativamente planos y abiertos sin muchos árboles. En realidad, fue el quinto MNO de EE. UU., US Cellular, con sede en Chicago, el que en mayo de 2021 demostró una velocidad de enlace descendente promedio sostenida de 1 Gbps y un pico de alrededor de 2 Gbps en una distancia de 7 kilómetros. Esto se logró con la funcionalidad de rango extendido agregada al sistema de antena avanzado AIR 5322 de Ericsson, combinado con un CPE para exteriores Inseego Wavemake 5G FW2010 basado en la plataforma 5G FWA de Qualcomm, que incluye el sistema de módem-RF Snapdragon X55 5G y el módulo de antena QTM527 mmWave.

Este rango y velocidad solo se pueden lograr con la línea de visión (LOS). Casi más significativo fue el hallazgo adicional de que se podían alcanzar velocidades medias sostenidas de alrededor de 730 Mbps de bajada y 38 Mbps de subida a 1,75 km sin LOS, siempre que el terreno no fuera demasiado ondulado ni estuviera lleno de obstáculos. Esto proporcionó una estimación realista del potencial de mmWave para los servicios FWA rurales comerciales.

El rango mucho mayor de mmWave en entornos menos densos refleja el avance de la formación del haz capaz de concentrar la energía en canales estrechos para mitigar la degradación de la señal a través del aire que tiende a ser mayor a frecuencias más altas. FWA encaja bien con la formación de haces porque tanto el equipo de transmisión como el de recepción son fijos, lo que permite una reorientación continua en tiempo real para optimizar la transmisión de la señal.

Ensayos como el de US Cellular establecieron que mmWave era al menos un competidor serio para FWA. Pero aún planteaban la pregunta de qué tan rentable sería mmWave frente a las alternativas alámbricas, en diferentes escenarios.

Esto llevó a la GSA a realizar un estudio integral que compara el costo total de propiedad (TCO) de mmWave con las tres principales opciones de telefonía fija en diferentes regiones y bajo diferentes suposiciones para el despliegue de la fibra subyacente.

Las tres opciones tienen infraestructura de fibra óptica al menos para backhaul pero difieren en su última milla. Uno es fibra hasta el hogar (FTTH), el segundo G. Fast basado en cobre, o VDSL, como lo implementan las empresas de telecomunicaciones, y el tercero fibra coaxial híbrida (HFC) de los operadores de cable. Estos se compararon con la red 5G FWA sobre la infraestructura 5G existente servida principalmente por mmWave con un espectro disponible limitado por debajo de 6 GHz.

El principal hallazgo fue que, en las ciudades rurales más pequeñas, una red FWA de onda milimétrica 5G es la opción más rentable para brindar servicios de banda ancha de próxima generación preparados para el futuro en situaciones en las que los cables de fibra no se pueden implementar sobre la infraestructura física existente que se puede alquilar o compartido. Dicha infraestructura comprende conductos subterráneos o construcciones tales como postes sobre el suelo para tender cables de fibra hasta las instalaciones del cliente.

En este escenario, una red 5G mmWave FWA tendría en promedio un 55 % menos de TCO en Europa, un 45 % menos en EE. UU. y un 65 % menos en América Latina, según el estudio.

La situación se invierte cuando la fibra se puede implementar en infraestructura aérea o subterránea que se puede compartir o alquilar, lo que reduce el costo de FTTH, que luego puede volverse más rentable que 5G mmWave en pueblos rurales para el suministro de banda ancha de alta velocidad. Pero incluso en esos casos, 5G mmWave tiene la ventaja de ser el primero en moverse porque puede implementarse más rápidamente que FTTH y luego escalar más fácilmente.

Como lo expresó el estudio: "El tiempo de comercialización más rápido de 5G FWA significa que los operadores pueden implementar servicios de banda ancha mejorados en áreas desatendidas antes de la llegada de FTTH, atrayendo a suscriptores potenciales ansiosos por mejoras en el rendimiento de la red. 5G FWA también es una solución ágil; operadores móviles con una base de infraestructura existente puede escalar los servicios 5G FWA de acuerdo con el crecimiento del tráfico de datos, agregando ancho de banda y equipos a la infraestructura existente".

El estudio de GSA también analiza otros factores, como el potencial de CPE para interiores de alta potencia para mover el dial aún más a favor de mmWave para FWA al permitir la instalación del cliente sin la visita de un ingeniero. El CPE para exteriores tiende a permitir una mejor recepción, pero requiere un camión para instalarlo, mientras que los usuarios pueden implementar su propio CPE para interiores.

Luego, la GSA sugiere que un enfoque híbrido podría ser más rentable en algunos casos, emitiendo suscriptores lejos de las estaciones base con antenas exteriores y CPE interior para el resto que está más cerca.

El estudio también insinúa una confusión entre FWA y el servicio móvil normal en algunos casos. Esto ya se está reflejando en el diseño de algunos CPE y el enfoque de algunos operadores.

Ejemplos de tales CPE incluyen los enrutadores móviles Netgear Nighthawk M6 y M6 Pro lanzados en abril de 2022 y distribuidos por Telstra de Australia, entre otros. Los dos se diferencian principalmente en que, si bien ambos admiten Wi-Fi para acceder a los servicios a través de 5G, solo la versión Pro admite el último Wi-Fi 6E que se extiende a la banda de 6 GHz. Los dispositivos han sido implementados en EE. UU. por AT&T para hotspots inalámbricos móviles o fijos. De hecho, Netgear argumenta que los dispositivos son propicios para "estilos de vida de trabajo híbridos y remotos".

Telstra parece más interesada en el potencial de ofrecer banda ancha a los hogares en un paquete flexible. La compañía ha reclamado un récord de velocidad utilizando el software NR-DC de Ericsson con agregación de portadoras de ocho componentes de enlace descendente (DL 8CC CA), para combinar ocho portadoras contiguas de onda milimétrica de 100 MHz con un solo espectro de banda media de 100 MHz, alcanzando 5,9 Gbps en el enlace descendente.

Una advertencia puede ser que los enrutadores móviles carecen del mismo alcance para optimizar la transmisión de señales mmWave para FWA en distancias más largas. Pero no hay duda sobre el atractivo potencial de mmWave en entornos más remotos para aplicaciones como los juegos que requieren velocidades de bits altas y latencias bajas. También ofrece una ruta prometedora hacia la monetización para operadores como Verizon, cuyas esperanzas iniciales de retorno de las grandes inversiones en espectro de ondas milimétricas parecían haberse hundido, al menos por ahora, debido a una cobertura deficiente. Verizon ha frenado la promoción de su servicio mmWave para movilidad, pero está intensificando sus esfuerzos por FWA.