LMDS: la gran solución para ‘la última milla’ (Versión final)

Los sistemas LMDS (por Local Multipoint Distribution System / Sistema Local de Distribución Multipunto), de tecnología inalámbrica (wireless ), pueden sin duda reemplazar con mayor eficiencia las líneas de teléfono, cable (TV) y cualquier otro tipo de infraestructura de comunicación alámbrica o de fibra. Describiremos aquí los diferentes desarrollos, aplicaciones y ventajas que los LMDS en 28 GHz (o banda Ka) son capaces de ofrecer.Como ya bien se sabe, los sistemas LMDS están concebidos para trabajar en una forma semejante a la los sistemas de telefonía celular, pero con la diferencia de que son capaces de ofrecer servicios múltiples en video, voz y datos. Proveen, en efecto, de un flujo bi-direccional de información a alta velocidad para redes comerciales o, simplemente, acceso a la información desde los hogares a un costo significativamente más bajo que el de la conexión a través de fibra o cable.La tecnología LMDS supera los tradicionales problemas de ‘la última milla’, añadiendo más ancho de banda que cualquiera de los sistemas de redes existentes. Operando en la banda entre los 27.5 GHz a 29.5 GHz (banda Ka), esta tecnología trabaja a frecuencias más altas que la mayoría de los sistemas inalámbricos, permitiendo así una flexibilidad mayor en la locación de la banda en el espectro radioeléctrico.La mayoría de los países que ya han otorgado licencias han asignado para LMDS un ancho de banda de 1000 MHz. En Estados Unidos, por ejemplo, la FCC ha tomado la decisión de ubicar un ancho de banda de 1000 MHz (27.5-28.35 GHz / 29.1-29.25 GHz) en el espectro radioeléctrico por cada operador en las diferentes localidades del país. Esto permitirá ofrecer una cantidad indefinida de servicios a través de un mismo operador, y dará la bienvenida a las comunicaciones en velocidades súper altas del Siglo XXI.A diferencia de las tecnologías competidoras en el área de la teledifusión, el LMDS tiene una verdadera capacidad bi-direccional (duplex). Esto dará cabida a un servicio efectivo de transmisión en dos vías de video, voz y datos que permitirá, a un costo mínimo, preparar el terreno para los nuevos servicios de video interactivo que se ofrecerán en le futuro.El LMDS se configura en pequeñas células polarizadas (polarización vertical y horizontal), para el aprovechamiento y reuso de las frecuencias, con lo cual se aprovecha enormemente el ancho de banda. La misma filosofía fue adoptada en Canadá, donde las licencias fueron otorgadas a finales del año pasado.El uso comercial que se le ha dado hasta los momentos al LMDS ha sido en sistemas de televisión paga. En Latinoamérica, por ejemplo, Costa Rica, Brasil, Panamá, Ecuador y Venezuela son algunos de los países que ofrecen dichos servicios.Venezuela ha sido pionera a nivel mundial en la oferta y comercialización del servicio de televisión paga, y muy pronto se empezará a ofrecer allí servicios de teleconferencia, transmisión de datos, acceso a Internet, televisión educativa a distancia de una forma interactiva, monitoreo de eventos especiales, videofonía, etc. Dichos servicios tienen su base en enlaces punto a punto de forma bidireccional. Esto significa que el usuario tiene la capacidad de transmitir y recibir video, voz y datos al nodo o central principal, logrando una interactividad total. La transmisión de retorno del usuario se realiza a través de transmisores (0.1 watts a 1 watt) de estado sólido totalmente direccionales, con un ángulo de emisión (beam) en la antena de aprox. 1,5 grados. Cada canal de transmisión ocupará un ancho de banda que dependerá de las características del retorno. En el caso de video, voz y datos comprimidos digitalmente, se podría hablar de un ancho de banda total de 1 Mhz, dependiendo del rango de compresión. El video por lo general es el que ocupa el mayor ancho de banda. El mayor aprovechamiento de la banda se logra con la alternativa de la transmisión en diferentes polaridades (vertical y horizontal). Así se alcanza un aprovechamiento de hasta un 50% por cada sector de transmisión en cada célula, y cada célula puede dividirse hasta en 8 sectores.La organización y cantidad de células en una ciudad o zona industrial dependerá de la demanda de usuarios y de las condiciones topográficas del sitio. El concepto de célula sería análogo al del nodo utilizado por cualquier sistema de televisión por cable, pero en vez de existir un tendido de cable coaxial o de fibra sería totalmente sin éstos (wireless o fiberless), teniendo como gran ventaja la rapidez en el desarrollo de los servicios y futuras mejoras y actualizaciones (upgrades) por parte del operador a costos muy inferiores a los de cualquier sistema de red de cable. Lo que a cualquier empresa de cable le tomaría años desarrollar, lo pueden lograr los sistemas de LMDS en sólo unos cuantos meses, y ofreciendo mayor y mejor calidad en los servicios.El tipo de modulación digital utilizado en la transmisión sería en su mayoría QPSK, y QAM en los casos de conexiones con menor ancho de banda. El sistema de compresión de video digital sería el estándar MPEG2 DVB, usando paquetes de transmisión asíncronos (ATM 155.2 Mb/seg).En el caso de los sistemas bi-direccionales, las unidades son capaces de recibir y transmitir un canal de retorno en la misma antena parabólica de doce pulgadas de diámetro tipo cassegrane, como la desarrollada por Wytec Inc. en Silicon Valley, California. Se cuenta en la actualidad, para lograr todo ésto, con equipos avanzados de modulación, compresión digital, multiplexores, y transmisores de estado sólido, así como con antenas de transmisión y recepción de altas ganancias.Además del servicio de transmisión de canales de televisión, el sistema LMDS es capaz de servicios de teleconferencias, transmisión de datos, acceso a Internet, televisión educativa interactiva a distancia, monitoreo de eventos especiales, videofonía, etc. Mencionaremos a continuación algunos ejemplos para dichos servicios.• En la transmisión de canales de televisión, aparte de los formatos ya conocidos de la televisión comercial, el sistema puede transmitir televisión digital en los diferentes formatos de compresión digital, como lo es el formato MPEG (Moving Picture Experts Group), permitiendo la transmisión de cientos de canales dentro del espectro ocupando un ancho de banda mucho menor y con mejor calidad que los canales estándar de televisión analógica. Por ejemplo, el ancho de banda que ocuparía tradicionalmente la señal de un canal estándar de televisión en formato NTSC sería de 6 MHz.; comprimida según el estándar digital MPEG-2, esa señal ocuparía aproximadamente 1.5 MHz, ofreciendo mucha mejor calidad. El tipo de modulación utilizado en los sistemas LMDS para llevar la información de un sitio a otro es también digital, o sea que utilizando modulación digital QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) o 16/32/64 QAM, el tipo de modulación digital dependerá de la disponibilidad de ancho de banda, la cobertura y el servicio que se ofrezca. Esto trae como resultado una mejor relación señal/ruido que la de cualquier sistema de modulación análoga existente, aprovechando así mucho más la potencia de transmisión (un sistema de transmisión análogo necesitará diez veces más potencia de transmisión para cubrir la misma área que cubriría un sistema de transmisión digital).• En teleconferencias, el sistema es ideal, ya que por su rango de frecuencia de trabajo hace la propagación de la señal en forma lineal, controlando así tanto el haz de la antena transmisora como el de la receptora. Esta aplicación es ideal para lograr conferencias de diferentes grupos de trabajo ubicados en distintos puntos de la ciudad. Un banco, por ejemplo, puede sostener una videoconferencia entre la sede principal y varias de sus sucursales.• En la transmisión de datos, esta aplicación es utilizada para una extensa variedad de fines, enlazando puntos geográficos distantes a través de una red inalámbrica o iberless (sin fibra), logrando la comunicación bidireccional de datos T1 o E1 (1.5 Mb/s y 2.0Mb/s, respectivamente) entre corporaciones, universidades, bancos, etc. con mayor rapidez y eficiencia que la que se logra con muchos de los sistemas colapsados y de bajo rendimiento hoy existentes.• En el acceso a la Internet; el sistema es capaz anexar sus virtudes para la transmisión datos a las de la red de redes que es la Internet, logrando más rapidez en la transmisión de datos que el sistema básico de telefonía. Uno de los formatos utilizados para conexión a Internet es el ISDN (Integrated Service Digital Network) o, en algunos casos, las conexiones T1. Esta virtud sería de una gran ayuda a muchas instituciones que tienen fines didácticos, ya que les daría un acceso más expedito y eficiente a la colosal información contenida en los diferentes servidores a nivel mundial.• En la educación, a través de la televisión educativa, ya será posible llevar una clase a cualquier rincón de la ciudad de una forma rápida y económica; un profesor podrá dar clases en un salón universitario y ser visto en otro salón de otra universidad o módulo de una forma interactiva, es decir, que cualquier alumno podría hacerle preguntas al profesor sin necesidad de estar físicamente en el mismo lugar que éste.• El monitoreo de eventos especiales es otra de las aplicaciones para este sistema. Se podría por ejemplo, observar una operación quirúrgica desde un aula de la escuela de medicina de una universidad sin necesidad de preparar para tal fin la sala quirúrgica.• En videofonía, el sistema permitirá llevar a cualquier casa lo que por años el hombre imaginó sería el futuro de las comunicaciones: ver a la persona con la cual se habla por teléfono.En fin, existen aplicaciones similares a las mencionadas tan numerosas que es imposible mencionarlas a todas en este artículo. La arquitectura que se utiliza para ofrecer estos servicios es la de Switch ATM (Asynchronous Transfer Mode), protocolo CCITT (Comité Consultatif Internationale de Telephonie et Telegraphie) para la transmisión de video, voz y datos y, por lo general, los estándares OC-3 y OC-12 (155.2 Mb/s y 620 Mb/s respectivamente). La gran ventaja de esta arquitectura es que permite ofrecer diferentes servicios independientes y no es limitada o determinada por estándares actuales o futuros, es decir, que si un formato como el MPEG-2 fuera modificado en el futuro, el sistema no se vería afectado, porque la arquitectura ATM, que se encarga de llevar la información de un sitio a otro sin importar el servicio que porta ni el estándar en el cual lo porta, permanecería intacta.En conclusión, la finalidad de los sistemas LMDS es la de lograr la prestación de servicios múltiples a través de un sólo servicio, o sea el service-on-demand (servicio por demanda), adaptándolo a las necesidades y características del usuario con una calidad muy buena y a costo bajo.