En el panorama en constante evolución de la tecnología de banda ancha, está surgiendo una ola revolucionaria: el acceso inalámbrico fijo de próxima generación (ngFWA). Esta solución de vanguardia está redefiniendo lo que es posible en el ámbito de la conectividad a Internet, desafiando las limitaciones tradicionales y remodelando el futuro de la banda ancha.
En medio de oportunidades de financiación federal sin precedentes para la banda ancha, Estados Unidos se enfrenta a una cruda realidad: la persistente “brecha digital”. Esta brecha, definida por el acceso desigual a Internet y a tecnologías de la información vitales, sigue afectando a decenas de millones de estadounidenses a través de fronteras socioeconómicas.
Si bien el impulso hacia el despliegue de fibra para llenar este vacío ha sido sustancial, surge una estadística sorprendente: aproximadamente el 55% de los hogares estadounidenses tienen fibra pasando por sus hogares, pero no necesariamente entregándoles el servicio. En este contexto, ngFWA surge no solo como una alternativa, sino como un posible punto de inflexión.
Centro Infra explora cómo ngFWA actúa como catalizador del cambio y ofrece cerrar la brecha digital con su acceso a Internet de banda ancha confiable, rentable y de alta velocidad. Descubra cómo esta tecnología de próxima generación, impulsada por Tarana, puede ser la clave para desbloquear un futuro más conectado e inclusivo.
Comprender la brecha digital
La “brecha digital” representa la brecha en el acceso a las tecnologías de la información y la comunicación (TIC), especialmente a Internet, entre personas, hogares, empresas y regiones geográficas de diferentes niveles socioeconómicos. Esta división no se trata sólo de quién posee un teléfono inteligente o una computadora portátil; es un problema más amplio que separa a comunidades enteras, empresas e incluso al país en “ricos” y “pobres” digitales. Un factor crítico que contribuye a la brecha digital es la disponibilidad de banda ancha. Cuando el acceso a Internet de alta velocidad es limitado o desigual, se exacerban las disparidades sociales y económicas.
Disparidades en el acceso a la banda ancha en EE. UU.
Reducir la brecha digital es reconocido como una prioridad en muchos organismos reguladores de Estados Unidos. Sin embargo, las estimaciones del número de personas desconectadas en todo el país varían significativamente debido a diferentes definiciones y metodologías.
La Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) mantiene un conjunto de datos llamado Broadband Serviceable Location Fabric. Según esta fuente, aproximadamente 7,8 millones de hogares estadounidenses están desatendidos y carecen de acceso al servicio básico de banda ancha, definido como una velocidad de descarga de 25 megabits por segundo (Mbps) y una velocidad de carga de 3 Mbps. Además, alrededor de 14,8 millones de hogares se consideran desatendidos y carecen de acceso a un servicio de banda ancha de mayor velocidad de 100 Mbps de velocidad de descarga y 20 Mbps de velocidad de carga.
Encuesta de la NTIA: % de uso de Internet por estado
Fuente: Administración Nacional de Información y Telecomunicaciones (NTIA).
En contraste, la Administración Nacional de Información y Telecomunicaciones (NTIA), otra agencia gubernamental de EE. UU., presenta una una perspectiva más amplia en su Encuesta sobre el uso de Internet. Esta encuesta indica que más de 24 millones de personas en Estados Unidos viven en hogares donde nadie usa Internet en casa, lo que pone de relieve una visión más amplia de la brecha digital.
Si bien las fuentes varían, es evidente que la brecha digital afecta a millones de estadounidenses, potencialmente decenas de millones. Además, otros 50 millones de personas en Estados Unidos enfrentan opciones muy limitadas de servicios de banda ancha de alta velocidad, lo que agrava el problema.
Un ejemplo de las implicaciones de la brecha digital
En el corazón digital de Orangetree, Florida, la dura realidad de la brecha digital es crudamente evidente. Aquí, la brecha entre los que tienen y los que no tienen no es sólo una cuestión de conveniencia; es una brecha que afecta todo, desde la educación hasta el empleo, ampliando las divisiones sociales y económicas. Esta brecha digital frena particularmente el crecimiento educativo, ya que los estudiantes sin recursos digitales se enfrentan a una experiencia de aprendizaje desafiante y desventajosa, lo que genera un efecto de bola de nieve en la adquisición de habilidades y conocimientos.
La reciente visita de Centro Infra a los paisajes suburbanos de la costa del Golfo de Florida puso este tema en el centro de atención. Imagínese esto: una madre decidida y su hijo educado en casa, que luchan por alcanzar la excelencia educativa, pero se ven frustrados por la más simple de las necesidades modernas: Internet confiable. Su historia refleja una narrativa más amplia de desigualdad digital.
A pesar de las constantes garantías de un gigante nacional del cable, esta familia se encontró en un desierto digital, sin un verdadero oasis de Internet a la vista. ¿Su solución provisional? Un servicio de banda ancha móvil 4G/LTE, impulsado por un punto de acceso Wi-Fi portátil. Pero esta solución estuvo plagada de problemas: velocidades lentas, conexiones poco confiables y niveles frustrantes de latencia.
Ingrese a Streamline Internet, un proveedor de servicios de Internet (ISP) local y orientado a la comunidad. Streamline amplió un salvavidas a través de la tecnología de acceso inalámbrico fijo (ngFWA) de próxima generación de Tarana, ofreciendo banda ancha inalámbrica fija que cambió el rumbo para esta familia.
De repente, el mundo digital se volvió accesible: la transmisión de videos, la carga de contenido y la inmersión en investigaciones en línea se volvieron fluidas. Ya no tendrá que conducir hasta parques y bibliotecas locales para obtener un poco de conectividad a Internet; ahora tenían una autopista digital que atravesaba su sala de estar. Esta transformación es más que una actualización tecnológica; es un salto hacia la reducción de la enorme brecha digital en Estados Unidos.
Tecnologías de banda ancha actuales
En Estados Unidos, las principales tecnologías de banda ancha cableadas son el cable, la fibra óptica y la línea de abonado digital (DSL) basada en cobre. Para la banda ancha inalámbrica, las principales tecnologías incluyen redes celulares que utilizan espectro con licencia, que cumplen con los estándares 4G LTE y 5G, y redes inalámbricas fijas que operan en espectro con licencia ligera y sin licencia, como la banda de 3,5 GHz (Citizens Broadband Radio Service, CBRS), frecuencias de 5 GHz y 6 GHz. Además, Internet por satélite juega un papel menor en la banda ancha inalámbrica.
Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta imagen. Fuente: Tarana.
La vasta geografía de Estados Unidos, que abarca aproximadamente 3,8 millones de millas cuadradas, presenta desafíos importantes en el despliegue de tecnologías de banda ancha por cable de alta velocidad, como cable y fibra óptica, a largas distancias. Esto es especialmente cierto en muchas áreas suburbanas, rurales y remotas, donde los altos costos de construcción y mano de obra, junto con las complejidades logísticas, hacen que estas tecnologías no sean prácticas. Mientras tanto, las soluciones alternativas como Internet satelital y DSL están limitadas por la capacidad, velocidad y latencia de la red. Por lo tanto, se necesita un nuevo enfoque.
Banda ancha de acceso inalámbrico fijo (FWA)
La banda ancha de acceso inalámbrico fijo (FWA) surge como una alternativa viable, que ofrece Internet más rápido y confiable que el satélite, con un despliegue más simple y rentable en comparación con la fibra óptica. FWA se destaca como una tecnología crucial para cerrar la brecha digital, beneficiando potencialmente a decenas de millones de estadounidenses que actualmente carecen de un acceso adecuado a Internet.
Los líderes de opinión en telecomunicaciones se hacen eco de este sentimiento. El último Informe de Movilidad de Ericsson destaca la rápida evolución de FWA, en particular “con su capacidad de ofrecer velocidades similares a las de la fibra”. El informe destaca que en América del Norte, “FWA, que proporciona Internet de alta velocidad a hogares y pequeñas empresas, sigue siendo la principal tecnología que impulsa el crecimiento de la banda ancha fija”.
El informe de Ericsson también proyecta una expansión significativa de las conexiones globales de acceso inalámbrico fijo, estimando un aumento de 132 millones en 2023 a 330 millones en 2029.
Conexiones de acceso inalámbrico fijo en millones
Fuente: Informe de movilidad de Ericsson.
Se espera que este crecimiento, que representa una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 17%, represente el 18% de todas las conexiones de banda ancha fija en todo el mundo para 2029.
Un impulsor clave del crecimiento del acceso inalámbrico fijo es la introducción de la tecnología de acceso inalámbrico fijo de próxima generación (ngFWA) debido a sus capacidades superiores en comparación con las opciones existentes en el mercado. ngFWA está configurado para mejorar significativamente las características y el rendimiento del servicio de banda ancha de acceso inalámbrico fijo.
Tecnología de acceso inalámbrico fijo de próxima generación (ngFWA)
La tecnología de acceso inalámbrico fijo (ngFWA) de próxima generación marca un avance notable en las comunicaciones inalámbricas. Proporciona conectividad a Internet de alta velocidad a través de un sofisticado sistema de gestión de ondas de radio. Este sistema garantiza un acceso a Internet estable y rápido en diversos entornos, incluidas zonas urbanas, suburbanas y rurales, superando eficazmente los desafíos que plantean los obstáculos físicos y las interferencias.
Comprensión de la tecnología ngFWA
Fuente: Taraña.
La tecnología ngFWA se compone de tres componentes principales:
- Nodos de base (BN): Un único nodo de base cubre varias millas cuadradas y generalmente se monta a 100 pies o más sobre el nivel del suelo en estructuras verticales como torres de telefonía celular, torres de agua o edificios altos. Cada nodo base, que actúa como transmisor y controlador central, ofrece una cobertura de 90 grados y puede proporcionar conectividad a aproximadamente 250 hogares. Por lo general, se instalan cuatro nodos base en una torre celular para garantizar una cobertura de 360 grados, satisfaciendo las necesidades de hasta 1000 hogares dentro de este rango.
- Nodos remotos (RN): Estos nodos se instalan al aire libre en sitios residenciales de suscriptores. Conocidos como equipos en las instalaciones del cliente (CPE), los nodos remotos se alinean automáticamente con el nodo base óptimo, estableciendo un punto de conexión entre los clientes y la red.
- Backhaul: Los nodos base están vinculados a la infraestructura principal de Internet a través de una conexión de fibra óptica. Esta conexión de retorno facilita la transferencia de datos de alta velocidad y la conectividad confiable entre los puntos de acceso inalámbrico y la red central, lo que garantiza un servicio de Internet eficiente e ininterrumpido.
Características clave y mejoras de la tecnología ngFWA
Anteriormente, la tecnología de banda ancha de acceso inalámbrico fijo (FWA) enfrentaba desafíos a la hora de ofrecer capacidad constante e Internet de alta velocidad. Estos desafíos se debieron principalmente a interferencias, problemas de línea de visión y la distancia entre los usuarios y los nodos base. Además, factores ambientales como el terreno, las condiciones climáticas y las obstrucciones físicas como árboles también afectaron significativamente la confiabilidad y calidad del servicio.
Sin embargo, la llegada de la tecnología de acceso inalámbrico fijo de próxima generación (ngFWA) ha aportado mejoras significativas. La tecnología ngFWA presenta varias características innovadoras, que incluyen:
Rediseñado para banda ancha
Tarana, líder en tecnología ngFWA, ha diseñado específicamente su plataforma Gigabit 1 (G1) para la entrega de banda ancha. A diferencia de sus predecesores, el G1 no cumple con los estándares 3GPP utilizados en sistemas como 5G, que están destinados principalmente a teléfonos móviles. Tampoco sigue los estándares de Wi-Fi, típicamente diseñados para redes compartidas en interiores con un enfoque de “mejores esfuerzos”.
Los productos FWA heredados existentes se basan en silicio inalámbrico comercial diseñado para estas redes celulares o Wi-Fi. Por el contrario, ngFWA de Tarana utiliza circuitos integrados para aplicaciones específicas (ASIC) patentados y diseñados a medida diseñados específicamente para la entrega de banda ancha. Este enfoque único permite que la tecnología ngFWA mejore significativamente el rendimiento de los proveedores de servicios de Internet (ISP) que ofrecen servicios de banda ancha a sus clientes a gran escala.
Cancelación y gestión de interferencias
ngFWA emplea una técnica avanzada conocida como cancelación de interferencia de ráfaga asíncrona (ABIC) durante la transmisión en bandas de espectro sin licencia, como las utilizadas por las redes Wi-Fi. Este método puede lograr hasta 40 dB de cancelación de interferencias, lo que equivale a ignorar un ruido 1000 veces más fuerte que la señal de interés. Mitiga eficazmente múltiples formas de interferencia de otros puntos de acceso que operan en bandas de espectro compartidas (3,5 GHz, 5 GHz y 6 GHz en el caso de Tarana), que suelen utilizar varios usuarios diferentes.
Formación de haces dinámica para conectividad sin línea de visión
La formación de haces dinámica permite la creación de múltiples rutas en cada canal, lo que permite que las señales lleguen al nodo remoto (RN) mediante reflexión y difracción. Como resultado, la conectividad es posible incluso sin una línea de visión clara entre el nodo base transmisor (BN) y el nodo remoto receptor (RN). Obstáculos como árboles y edificios, que tradicionalmente impedían la claridad de la señal, ya no plantean problemas importantes.
La capacidad dual de línea de visión (LoS) y sin línea de visión (NLoS) en la tecnología ngFWA garantiza una conectividad a Internet consistente y confiable en diversos entornos físicos. Si bien LoS proporciona un rendimiento óptimo cuando el camino entre el transmisor y el receptor es claro y directo, NLoS es crucial para superar obstrucciones físicas como el follaje. Esta adaptabilidad mejora la efectividad de ngFWA en diversos terrenos geográficos y entornos urbanos, ampliando significativamente su rango de servicios y confiabilidad.
MIMO masivo distribuido para rendimiento
La tecnología Distributed Massive MIMO (múltiples entradas y múltiples salidas) es crucial para lograr altas tasas de rendimiento, lo que permite que la plataforma ngFWA de Tarana entregue alrededor de 800 Mbps de rendimiento agregado a un único nodo remoto (RN). También permite la entrega de ancho de banda simétrico, que es esencial para los hogares que buscan velocidades iguales de enlace ascendente y descendente de sus proveedores de servicios de Internet (ISP). Por ejemplo, los niveles de servicio ngFWA simétricos pueden incluir 100 megabits por segundo (Mbps) para velocidades de descarga y carga o 200 Mbps para ambas.
Tarana ha anunciado, demostró y está lista para comenzar a enviar productos comerciales a principios de este año una actualización de software a su plataforma G1 que le permite duplicar la cantidad de espectro que puede usar, duplicando así todas las velocidades mencionadas anteriormente.
Beneficios para el consumidor de la tecnología ngFWA
La tecnología de banda ancha de acceso inalámbrico fijo (ngFWA) de próxima generación ofrece varias ventajas, especialmente en regiones donde la banda ancha por cable tradicional es menos práctica o eficiente. A continuación se presentan cuatro beneficios principales de ngFWA para los consumidores:
1. Acceso a Internet de alta velocidad
La tecnología ngFWA ha evolucionado para proporcionar acceso a Internet de alta velocidad, rivalizando con las soluciones tradicionales de banda ancha. A modo de contexto, la Administración Nacional de Información y Telecomunicaciones (NTIA) exige que los proyectos de banda ancha estatales y territoriales ofrezcan un servicio mínimo de 100 Mbps de velocidad de descarga y 20 Mbps de velocidad de carga.
La plataforma ngFWA Gigabit 1 (G1) de Tarana supera significativamente el estándar de la NTIA al ofrecer aproximadamente 800 Mbps de rendimiento total a un único nodo remoto (RN) en el hogar de un cliente. Este desempeño supera ampliamente el mínimo recomendado por la NTIA.
Idealmente para los proveedores de servicios de Internet (ISP), 800 Mbps de rendimiento total se traducen en velocidades de Internet para los consumidores de alrededor de 640 Mbps para descarga y 160 Mbps para carga. El sistema ngFWA de Tarana permite una distribución flexible del ancho de banda entre flujos de carga y descarga, satisfaciendo las preferencias del cliente o los objetivos de rendimiento de la red del ISP.
2. Cobertura mejorada
ngFWA mejora significativamente la cobertura de Internet y llega a más hogares porque sus señales no dependen únicamente de rutas visuales directas entre el transmisor y el receptor. Como se muestra en el video a continuación, la tecnología ngFWA de Tarana está diseñada para operar no solo en condiciones de línea de visión (LoS), sino también en escenarios cercanos y sin línea de visión (NLoS).
La plataforma G1 de Tarana puede dar servicio a hasta 250 hogares. Ofrece cobertura con línea de visión que se extiende hasta 18,6 millas, cobertura con línea de visión cercana de hasta 10 millas y cobertura sin línea de visión de hasta 3 millas. Esta cobertura ampliada es vital para reducir la brecha digital. Permite el acceso a Internet de alta velocidad para comunidades en ubicaciones suburbanas, rurales o remotas, que a menudo son ignoradas por los proveedores tradicionales de banda ancha de cable y fibra óptica.
Además, ngFWA ofrece una solución mucho más rápida para cerrar la brecha digital en la cobertura del servicio de Internet de alta velocidad. Los ISP pueden implementarlo más rápido que las soluciones cableadas como la fibra, que requieren un trabajo preliminar extenso, como cavar zanjas. Esto es particularmente desafiante en áreas urbanas, lo que convierte a ngFWA en una alternativa eficaz.
3. Rentabilidad
La tecnología ngFWA requiere menos infraestructura física para la instalación y el mantenimiento, lo que genera costos reducidos para los proveedores de servicios de Internet (ISP) y, en última instancia, para los consumidores.
A modo de comparación, los planes típicos de banda ancha por cable a menudo exceden los $100 por mes. En contraste, los planes de banda ancha de acceso inalámbrico fijo (FWA) independientes ofrecidos por líderes de la industria como T-Mobile y Verizon tienen un precio de aproximadamente $50 y $60 por mes, respectivamente. Este precio sugiere que cambiar a FWA podría reducir casi a la mitad la factura de banda ancha por cable de un consumidor.
En los Estados Unidos, los proveedores de servicios de Internet inalámbricos (WISP) han sido, hasta la fecha, los principales usuarios de la tecnología ngFWA. Los precios de WISP, aunque varían de un mercado a otro, generalmente siguen siendo competitivos con otras opciones de banda ancha en esas áreas. Por ejemplo, Centro Infra observó precios competitivos con las ofertas de Streamline Internet, con sede en Florida, en el condado de Collier.
La asequibilidad de las soluciones de banda ancha basadas en ngFWA las convierte en una opción atractiva en regiones donde la instalación de cable y fibra óptica es prohibitivamente costosa. Además, ngFWA ofrece una alternativa de servicio más rápida y rentable a otras opciones de banda ancha inalámbrica, como Internet satelital.
4. Fiabilidad
Los sistemas ngFWA son cada vez más confiables y brindan conectividad a Internet estable incluso en condiciones climáticas adversas, como lluvias intensas. Un factor clave de esta confiabilidad mejorada es que la tecnología de Tarana opera en las frecuencias de banda media de 3,5 GHz, 5 GHz y 6 GHz, evitando efectivamente los desafíos que enfrentan otros sistemas FWA en frecuencias más altas, como las de las bandas de ondas milimétricas (por ejemplo, 28 GHz y 60 GHz).
Además, la tecnología de formación de haces de Tarana mejora significativamente la estabilidad de la conexión. Lo hace optimizando continua y rápidamente la señal inalámbrica fija recalibrando rutas alternativas alrededor de obstáculos 5000 veces por segundo, lo que garantiza una conexión fuerte y confiable incluso en condiciones climáticas adversas.
Impacto en el cierre de la brecha digital
La tecnología de acceso inalámbrico fijo (ngFWA) de próxima generación, combinada con iniciativas de financiación federal, tiene un potencial significativo para cerrar la brecha digital y lograr un servicio de banda ancha 100% universal. Este objetivo está en línea con la Ley de Infraestructura bipartidista federal, específicamente bajo el mandato de “Banda Ancha para Todos”.
En Estados Unidos, se dedican más de 80 mil millones de dólares a esta causa. El principal contribuyente es el Programa de Equidad, Acceso e Implementación de la Banda Ancha (BEAD), de 42.500 millones de dólares, complementado por el Fondo de Oportunidad Digital Rural (RDOF), el Fondo Connect America Fases I y II (CAF I/II) y la Ley del Plan de Rescate Estadounidense (ARPA).
La conectividad confiable y de alta velocidad de ngFWA se alinea con los objetivos de telecomunicaciones de EE. UU., como los del programa BEAD de la NTIA. Su despliegue eficiente y rápido, que requiere una infraestructura mínima, también es atractivo, especialmente donde el cable y la fibra tradicionales son demasiado caros. Por lo tanto, ngFWA es un candidato principal para la financiación del Programa BEAD, que apunta a la brecha digital en áreas suburbanas, rurales y remotas.
Aún así, existe una brecha notable en la comprensión de los costos reales del despliegue de fibra a nivel gubernamental. Las oficinas estatales de banda ancha y las entidades involucradas en la financiación de BEAD a menudo carecen de información sobre los costos reales asociados con el tendido de fibra. Esta complejidad surge de las variaciones en los métodos de implementación (como la aérea y la excavación de zanjas) y la compleja arquitectura de red de fibra, que puede estar fuera de la experiencia de las personas en estas oficinas.
Estudio de caso: Desafíos para cerrar la brecha digital a través de la fibra
En un esfuerzo por profundizar la comprensión de la comunidad de la iniciativa de banda ancha de EE. UU. sobre los costos involucrados en cerrar la brecha digital del país, Tarana realizó una análisis de 132 proyectos de banda ancha de fibra financiados por el estado en cinco estados: Alabama, California, Michigan, Nebraska y Virginia. Estos proyectos tenían como objetivo prestar servicio a 52.700 hogares y brindaron información sobre las implicaciones de costos de ampliar la cobertura de fibra a los millones de hogares estadounidenses que todavía enfrentan opciones muy limitadas de servicios de banda ancha de alta velocidad, si es que tienen alguna.
Fuente: Tarana, consultando registros públicos de propuestas de proyectos de fibra financiadas por cinco oficinas estatales representativas de programas de banda ancha en 2019-2021.
Esta muestra fue elegida para representar la amplia gama de condiciones de “división de banda ancha” del mundo real en los EE. UU. El costo de capital promedio para estos 132 proyectos de fibra (incluidas subvenciones y fondos de contrapartida) fue de $14 000 por hogar atendido. Cuando se ajusta por la inflación relevante de los costos de los factores de construcción desde los plazos de la propuesta de la muestra de 2018-2020, que aumentó materialmente durante la “era de la inflación de Covid” y ahora está regresando a tasas históricas de más largo plazo, el costo promedio ponderado del año de implementación futuro relevante para BEAD por ubicación con servicio de fibra indicado por esta muestra es de más de $20,000.
Si bien una serie de factores entrarán en juego a medida que las oficinas de banda ancha estatales y territoriales individuales de EE. UU. continúen perfeccionando e implementando sus respectivos programas BEAD en el transcurso de 2024 y más allá, es prudente considerar el importante desafío presupuestario que representan los 12 millones de ubicaciones desatendidas o desatendidas que serán atendidas por la infraestructura financiada por BEAD. Dadas las direcciones tecnológicas orientadas a la fibra que se están siguiendo, es probable que ese capital promedio de aproximadamente $20 000 por ubicación genere costos totales del programa que excedan con creces los fondos disponibles.
Claramente, las tecnologías alternativas como ngFWA, que pueden ofrecer banda ancha confiable con un rendimiento de clase de fibra y una mayor eficiencia de capital en muchas circunstancias, merecen consideración en la ejecución del programa BEAD, a fin de ayudar a los estados a cumplir la intención claramente estipulada de banda ancha para todos en la Ley bipartidista de Empleo e Inversión en Infraestructura (IIJA) de 2021 del Congreso de los Estados Unidos.
El futuro de la conectividad: el papel de ngFWA para reducir la brecha digital
La llegada del acceso inalámbrico fijo de próxima generación (ngFWA) está transformando la conectividad a Internet, particularmente en áreas desatendidas o desatendidas. Con una próxima actualización de software de la tecnología de Tarana a principios de 2024, denominada G1x2, la capacidad de su plataforma ngFWA se duplicará, alcanzando 1,6 Gbps por hogar. Este avance permite servicios de nivel gigabit, rivalizando con el rendimiento de la fibra y reduciendo la brecha digital con una mayor eficiencia de capital. ngFWA surge como una solución poderosa y sostenible para el acceso universal a Internet de alta velocidad.
