El transporte backhaul proporciona un puente de alta capacidad entre torres de telefonía celular inalámbricas y la infraestructura de fibra óptica cableada. Este enlace de retorno se crea mediante una combinación de conexiones de microondas inalámbricas y circuitos Ethernet y de fibra oscura cableados.
Backhaul es el transporte de tráfico de voz, video y datos, que se origina desde la estación base móvil o torre celular de un proveedor de servicios inalámbricos, hasta su centro de conmutación móvil (MSC) u otro punto central de intercambio donde luego el tráfico se conmuta a una red de telecomunicaciones por cable.
Centro Infra proporciona una descripción detallada del backhaul, incluido su significado, su función en la red de telecomunicaciones más amplia y diferencia entre backhaul cableado (fibra oscura, Ethernet y cobre) e inalámbrico (microondas). Además, describimos los importantes impulsores de la demanda de backhaul, así como también identificamos a los proveedores y clientes de backhaul. Finalmente, Centro Infra responde preguntas críticas que incluyen ¿Qué es Backhauling?, ¿Cuál es la diferencia entre Backhaul y Backbone? y ¿Qué es Wi-Fi Backhaul?
¿Qué es Backhaul?
Backhaul es el transporte de tráfico de voz, video y datos, que se origina desde la estación base móvil o torre celular de un proveedor de servicios inalámbricos, hasta su centro de conmutación móvil (MSC) u otro punto de intercambio central donde luego el tráfico se conmuta a una red de telecomunicaciones por cable. Los proveedores de servicios inalámbricos, como AT&T, Verizon y T-Mobile, utilizan el segmento de retorno de las redes inalámbricas para transmitir tráfico hacia su red principal.
Métodos de transporte de retorno
Como se muestra a continuación, los tres métodos de transporte principales para el tráfico de voz, video y datos son conexiones de fibra óptica, microondas (que utiliza espectro inalámbrico) y conexiones heredadas de cobre. Las conexiones de red que utilizan fibra y cobre son formas de backhaul cableado, mientras que las conexiones de microondas son un método de backhaul inalámbrico.
Estas tecnologías facilitan el transporte de este tráfico a un centro de conmutación móvil (MSC), que es un edificio donde los operadores inalámbricos alojan sus enrutadores de Internet y equipos de conmutación de voz.
Las conexiones de fibra se utilizan para backhaul cuando son económicas, particularmente en áreas urbanas y suburbanas densamente pobladas. Mientras que las conexiones de microondas se utilizan en gran medida para ampliar la cobertura en zonas rurales, remotas y de difícil acceso (por ejemplo, estaciones de esquí, cimas de montañas e islas), donde los despliegues de fibra tienen un costo prohibitivo.
En los mercados desarrollados, como Estados Unidos y el Reino Unido, la mayoría de las torres de telefonía móvil están conectadas mediante redes de fibra. Mientras que en los mercados emergentes, como Brasil e India, la prevalencia de conexiones de cobre para backhaul sigue siendo mucho mayor.
Papel del backhaul en la arquitectura de red
Como se destaca a continuación, el backhaul comprende la red de Transporte, que conecta la Torre/Punto de acceso (estación base móvil), que forma parte de la Red de acceso por radio (RAN), a la Red principal, donde se encuentran la mayoría de los recursos informáticos.
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Diagrama de red de retorno
Las torres de telefonía móvil suelen estar conectadas mediante un anillo de cable de fibra óptica (en lugar de una línea recta) donde varias torres se unen a concentradores. Esta arquitectura de red garantiza la redundancia, lo que significa que si una red de fibra óptica se interrumpe, habrá otra red que ocupará su lugar sin problemas, lo que garantiza que los clientes no se verán afectados.
Desde estos anillos, el cable de fibra óptica se extiende para conectarse directamente a las torres de telefonía celular, lo que a menudo se denomina Fibra hasta la torre (FTTT). Aquí es donde se construyen laterales o spurs para conectar las torres de telefonía móvil a la red terrestre más amplia a través de conexiones de fibra óptica.
¿Por qué necesitamos backhaul?
El transporte backhaul salva la distancia entre las torres de telefonía celular inalámbricas y la infraestructura de fibra óptica de línea fija. A continuación se ilustra este concepto mediante una secuencia típica de llamada móvil.
Los dispositivos móviles transmiten sus señales de forma inalámbrica, a través del espectro de ondas de radio, a una antena que se encuentra en la parte superior de una torre de telefonía móvil. A través de la estación base de la torre celular, las ondas de radio del espectro se traducen en backhaul (#4) y la señal viaja a través de un método de backhaul (por ejemplo, fibra) a puntos de agregación a nivel de mercado (#5). Luego, el tráfico se agrega y se envía a la red central móvil.
Las redes centrales suelen estar situadas en las oficinas centrales del proveedor de servicios inalámbricos y a una distancia significativa de la estación base. Finalmente, la señal de llamada se convierte de backhaul a espectro en otra estación base (#8) y utiliza otra torre de telefonía celular para llegar al dispositivo de un usuario diferente.
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¿Qué es el backhaul por cable? (Fibra y Cobre)
El backhaul por cable transporta la gran mayoría del tráfico de backhaul en los Estados Unidos, principalmente a través de redes de fibra óptica (es decir, más del 90%), pero también a través de circuitos T-1 heredados basados en cobre. Las redes de fibra óptica son superiores al cobre en términos de velocidad, latencia y capacidad para el transporte de tráfico de voz, vídeo y datos.
Retorno de fibra
Los servicios de backhaul de fibra brindan a los operadores inalámbricos una solución cableada para su creciente tráfico y, como resultado, sus demandas de capacidad, al tiempo que ofrecen mayor disponibilidad y confiabilidad. Dentro del backhaul por cable, existen dos ofertas principales de productos de backhaul de fibra:
- Arrendamientos de infraestructura de fibra oscura, que comúnmente se conocen como fibra hasta la torre (FTTT)
- Servicios de fibra iluminados (o empresariales), que utilizan específicamente circuitos Ethernet y pueden considerarse como ancho de banda hasta la torre.
Backhaul se conecta a la estación base
Fuente: Cellnex.
La fibra oscura proporciona un gran ancho de banda dedicado y capacidad de red fija, pero no proporciona ningún servicio de comunicaciones a través de la fibra. Mientras que la fibra iluminada (o empresarial) es donde un proveedor de servicios “ilumina” la fibra y permite la conectividad para el cliente.
Históricamente, el backhaul basado en fibra se ha entregado a los operadores inalámbricos a través de servicios lit, siendo el estándar más utilizado actualmente los circuitos Ethernet de alto ancho de banda. Sin embargo, los proveedores de servicios inalámbricos alquilan cada vez más fibra oscura para fines de backhaul, en lugar de utilizar circuitos Ethernet.
Con este fin, en lugar de comprar progresivamente más ancho de banda a través de circuitos Ethernet a medida que aumenta la demanda de tráfico de datos, los operadores inalámbricos pueden alquilar una conexión de fibra oscura a la torre. A su vez, estos proveedores de servicios inalámbricos pueden “encender” y aumentar todo el ancho de banda que necesiten.
¿Qué es el backhaul de fibra oscura?
El backhaul de fibra oscura es una infraestructura para los proveedores de servicios inalámbricos, que les permite crear sus propios servicios, controlar su propia red y ofrecer niveles de rendimiento para sus necesidades únicas. Específicamente, el backhaul de fibra oscura se vende a través de un arrendamiento de derecho de uso (IRU) inelegible a un proveedor de servicios inalámbricos para la fibra recién instalada entre el centro de conmutación móvil (MSC) del proveedor de servicios inalámbricos y la torre de telefonía celular.
Por ejemplo, fibra oscura se alquila en pares de fibra dedicados, que generalmente constan de 2 a 12 fibras en total, a proveedores de servicios inalámbricos que “iluminan” la fibra utilizando su propia optrónica.
¿Qué es el backhaul Ethernet?
El backhaul Ethernet es un servicio de transporte basado en fibra que permite a los proveedores de servicios inalámbricos obtener la “última milla” de conectividad para aumentar el alcance de su red. En particular, los circuitos Ethernet para backhaul se venden con un ancho de banda de alta capacidad y están totalmente administrados por proveedores de servicios de red.
Por ejemplo, en la actualidad, el ancho de banda para las torres de telefonía móvil iluminadas generalmente oscila entre velocidades de 300 megabits por segundo (Mbps) a 1 gigabit por segundo (Gbps). Al mismo tiempo, los proveedores de servicios inalámbricos están actualizando continuamente su capacidad para llevar un servicio de 10 Gbps a sus torres de telefonía móvil.
En el futuro, los proveedores de servicios inalámbricos necesitarán más actualizaciones, a 25 Gbps y, posteriormente, a 100 Gbps, para admitir sus redes 5G. Con este fin, Verizon espera que los requisitos de backhaul aumenten 10 veces los niveles actuales en los próximos años.
Fibra hasta la celda pequeña (FTTS)
El backhaul de fibra oscura es necesario para el despliegue de celdas pequeñas y sistemas de antena distribuida (DAS) en centros urbanos, lo que a menudo se denomina Fibra a la Célula Pequeña (FTTS) o Fibra a la Celda (FTTC). En particular, la mayor parte del costo de implementar celdas pequeñas se relaciona con la fibra y la construcción de esa fibra hasta la celda pequeña.
Utilizando una arquitectura C-RAN (red de acceso de radio en la nube), los proveedores de servicios inalámbricos están implementando celdas pequeñas para complementar sus torres de telefonía celular en cuanto a cobertura y capacidad. Como se muestra a continuación, las implementaciones de fibra oscura con un alto número de hebras son fundamentales porque cada celda pequeña requiere dos hebras de fibra oscura, una para backhaul y otra para fronthaul.
Arquitectura C-RAN
¿Qué es Fronthaul?
En la arquitectura C-RAN, fronthaul se refiere a la transmisión de tráfico, a través de fibra oscura, desde la unidad de banda base centralizada (BBU) en una torre celular, hasta una celda pequeña, también conocida como cabezal de radio remoto (RRH). Fronthaul permite a los proveedores de servicios inalámbricos utilizar estas unidades de radio y banda base independientes, evitando la necesidad de implementar y administrar estaciones base o celdas con todas las funciones. Al hacerlo, los proveedores de servicios inalámbricos pueden reducir el costo total de propiedad de su red.
En última instancia, la red de fronthaul de celda pequeña está conectada a los centros de conmutación móvil (MSC) en la red de backhaul del proveedor de servicios inalámbricos.
¿Qué es el backhaul inalámbrico? (Microondas vía espectro inalámbrico)
El backhaul inalámbrico, también conocido como backhaul inalámbrico fijo, utiliza conexiones de microondas, a través del espectro inalámbrico, para transportar tráfico de voz, video y datos. Como se destaca a continuación, en una torre celular, el proveedor de servicios inalámbricos posee un plato de microondas para fines de backhaul. Este plato de microondas es un tipo específico de antena que se utiliza en comunicaciones de datos punto a punto.
Conexiones de microondas en una torre celular
Fuente: Torre Americana.
El backhaul de microondas se centra en dar servicio a torres de telefonía móvil en zonas rurales, remotas y de difícil acceso, que tienen menores necesidades de ancho de banda. Esto se debe a que la tecnología de microondas no proporciona capacidad suficiente para las necesidades de tráfico de datos de áreas urbanas y suburbanas densamente pobladas.
Al mismo tiempo, el backhaul de microondas sirve a estas áreas rurales y remotas de manera más económica que la alternativa, la fibra, que tiene un costo de implementación mucho mayor. Por lo tanto, estas áreas menos pobladas pueden recibir servicios con soluciones de microondas que requieran menos capital y menos capacidad de ancho de banda, a un costo total más bajo.
Espectro: frecuencias utilizadas para el backhaul inalámbrico
El backhaul inalámbrico utiliza espectro inalámbrico con licencia, particularmente bandas de ondas milimétricas (mmWave), para transportar tráfico de voz, video y datos. Por ejemplo, en Estados Unidos se utiliza el espectro inalámbrico en las bandas de frecuencia de 24 GHz y 39 GHz para backhaul.
Impulsores de la demanda de backhaul
La demanda de servicios de backhaul proviene de operadores inalámbricos que buscan conexiones de alta capacidad, impulsada principalmente por el despliegue a nivel nacional de 5G, el aumento continuo en el uso de datos y video móvil, y la cobertura geográfica y la expansión de la capacidad de la red de los operadores inalámbricos.
¿Qué es Backhaul para 5G?
Para redes inalámbricas 5G, el backhaul de fibra está reemplazando gran parte de las conexiones de cobre heredadas y de microondas (utilizadas en redes 4G) para facilitar mejoras en la latencia, la velocidad, la densidad, la capacidad y los costos.
- Latencia: aplicaciones de baja latencia que requieren <10 milisegundos de latencia unidireccional (<20 milisegundos de latencia de ida y vuelta)
- Velocidad: Velocidades de varios gigabits por segundo que se pueden lograr con nuevos dispositivos inalámbricos habilitados para 5G y ofertas de datos ilimitadas
- Densidad: Capacidad de admitir más dispositivos conectados por milla cuadrada de red, lo cual es importante para el Internet de las cosas (IoT)
- Capacidad: Aumentos en el rendimiento de la red, que es la cantidad de datos que viajan a través de una torre de telefonía celular.
- Costos: Ahorros en gastos operativos y gastos de capital de más del 15 % gracias al transporte de retorno compartido
Además, el backhaul de fibra está permitiendo 5G porque se está construyendo fibra nueva de alta capacidad (con mayor número de hilos) que puede soportar mayores demandas de red. A su vez, el backhaul de fibra puede facilitar nuevas arquitecturas como redes definidas por software (SDN) y virtualización de funciones de red (NFV).
Proveedores de Backhaul
Los proveedores de servicios de backhaul incluyen operadores de intercambio local tradicionales (ILEC) y operadores de intercambio local competitivos (CLEC), operadores de sistemas múltiples de cable (MSO), proveedores de servicios de fibra y proveedores de servicios satelitales. Ejemplos de estos proveedores de backhaul incluyen:
- ILEC y CLEC: Frontier Communications, Lumen Technologies y Windstream. Además, los proveedores de servicios inalámbricos como AT&T y Verizon ofrecen su fibra a terceros con fines de backhaul.
- Operadores de sistemas múltiples por cable (MSO): Cox Communications, Charter Communications y Comcast
- Proveedores de servicios de fibra óptica: Zayo, Crown Castle, Uniti Group, Segra (propiedad de Cox Communications), Everstream, Fatbeam, FirstLight, Consolidated Communications, BAI Communications (Mobilitie), Conterra Networks, ExteNet Systems, Lightpath (propiedad de Altice USA y Morgan Stanley), Astound Broadband
- Proveedores de servicios satelitales: Intelsat, SES, Eutelsat, OneWeb y potencialmente Starlink (SpaceX) brindan servicios de backhaul móvil de mayor latencia, particularmente para ubicaciones rurales y remotas.
Estructura del mercado
El mercado de backhaul de fibra es extremadamente competitivo en las zonas urbanas. Por ejemplo, hay al menos siete proveedores de fibra en Boston, Denver y Los Ángeles. Si bien hay al menos 10 proveedores de fibra en la ciudad de Nueva York y en Washington, D.C.
A su vez, el precio del backhaul es competitivo y se basa en la cantidad de fibra oscura o ancho de banda iluminado consumido y la cantidad de ubicaciones atendidas. Como regla general, el backhaul se vuelve relativamente menos costoso, en función del precio por bit, con anchos de banda más altos. Además, los arrendamientos de fibra oscura generan ingresos recurrentes mensuales (MRR) más bajos que los servicios de iluminación, aunque los arrendamientos de fibra oscura tienen un plazo más largo.
Por ejemplo, los circuitos de backhaul Ethernet podrían tener un precio de entre 500 y 1.000 dólares al mes.
Los términos del contrato de backhaul varían según el tipo de producto que se vende:
- Fibra Oscura: Los arrendamientos de derecho de uso irrenunciable (IRU) normalmente oscilan entre 10 y 20 años.
- Fibra Lit (o Empresarial): Los contratos de servicio de backhaul Ethernet generalmente tienen un plazo de 5 años, pero el plazo puede variar de 18 meses a 7 años.
LEER MÁS: Los 200 principales proveedores de fibra oscura y fibra iluminada del mundo
Clientes de Backhaul
Los clientes de servicios de backhaul incluyen proveedores de servicios inalámbricos, proveedores de servicios de fibra y entidades gubernamentales. Ejemplos de estos clientes de backhaul incluyen:
- Proveedores de servicios inalámbricos: AT&T, Verizon, T-Mobile y DISH Network son inquilinos anclas para las redes de backhaul. Al mismo tiempo, Verizon es un ejemplo de un proveedor de servicios inalámbricos que ha contratado porciones significativas de sus propios requisitos de backhaul en ciertas regiones geográficas.
- Proveedores de Servicios de Fibra: Clientes mayoristas de servicios de transporte. Posicionado como una alternativa rentable al despliegue de fibra, para llegar a torres que tienen un costo prohibitivo o son difíciles de alcanzar con fibra.
- Entidades gubernamentales: Redes de primeros auxilios, redes municipales (escuelas, hospitales, gobiernos locales), redes móviles comerciales
¿Qué es el backhauling?
El backhauling es el acto de transportar tráfico de voz, vídeo y datos, procedente de la estación base móvil o torre de telefonía móvil de un proveedor de servicios inalámbricos, hasta su centro de conmutación móvil (MSC) u otro punto de intercambio central donde luego el tráfico se conmuta a una red de telecomunicaciones por cable.
¿Cuál es la diferencia entre Backhaul y Backbone?
La red troncal, también conocida como red central, es una importante red de fibra óptica que interconecta redes intermedias más pequeñas, incluidas redes regionales y metropolitanas. Mientras que la parte de backhaul comprende los enlaces intermedios que conectan la red troncal (núcleo) y las subredes, incluida la estación base móvil o torre de telefonía móvil de un proveedor de servicios inalámbricos, que forma parte de la red de acceso por radio (RAN).
Arquitectura de red central y de acceso por radio
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¿Qué es el backhaul Wi-Fi?
El backhaul Wi-Fi admite celdas pequeñas en el borde de la red de un proveedor de servicios inalámbricos al colocar una celda pequeña (por ejemplo, femtocelda) en el hogar del consumidor para admitir servicios de conectividad inalámbrica tanto dentro como fuera del hogar.
A su vez, el backhaul Wi-Fi proporciona una forma alternativa de conectividad para otras personas, fuera del hogar, lo que permite brindar servicio inalámbrico en áreas fuera del área de cobertura de un proveedor de servicios inalámbricos. Esto se implementa utilizando el backhaul Ethernet cableado a través del dispositivo de puerta de enlace del consumidor, en lugar de una conexión de torre celular.
Estos puntos de acceso implementables de forma remota brindan servicios de conectividad celular en el borde de la red en combinación con funciones de transporte. Como resultado, el backhaul Wi-Fi permite a los proveedores de servicios inalámbricos densificar sus redes de manera más rentable y, al mismo tiempo, mejorar la cobertura y la capacidad. En última instancia, el backhaul Wi-Fi es una solución en áreas donde las conexiones cableadas de fibra oscura o microondas no están disponibles o tienen un costo prohibitivo.
