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DSS, tecnología clave para soportar 5G en un espectro finito

Ricardo Silva, director de Operaciones en Blue Telecom Consulting, afirma que para poder desplegar las capacidades de 5G es necesaria la liberación de más espectro y se centra en DSS como alternativa.

Ricardo Silva, director de Operaciones en Blue Telecom Consulting
Ricardo Silva, director de Operaciones en Blue Telecom Consulting

Una de las cuestiones clave para la evolución de las redes de telecomunicaciones es la buena gestión del espectro radioeléctrico. Actualmente, para poder desplegar las capacidades de 5G es necesaria la liberación de más espectro (con licencia) para que pueda ser utilizado por los proveedores de servicios móviles. Los organismos nacionales y gubernamentales deben desempeñar un papel fundamental en la puesta a disposición de espectro para los proveedores de servicios. Adicionalmente, teniendo en cuenta que ciertas partes del espectro de radiofrecuencia ya están muy congestionadas, la innovación tecnológica también juega un papel relevante a la hora de proponer alternativas donde los organismos gubernamentales no puedan llegar.

El Plan Nacional 5G 2018-2020 define una serie de acciones relacionadas con la gestión y planificación del espectro radioeléctrico y dirigidas a garantizar la disponibilidad, en los plazos adecuados, de las diferentes bandas de frecuencia necesarias para la prestación de los servicios de comunicaciones sobre redes 5G.

Para ofrecer una amplia cobertura, los servicios de 5G requieren un espectro en las gamas de espectro bajo (por debajo de 1 GHz) , medio (1 GHz-7 GHz) y alto (+24 GHz). En realidad, en 5G se habla de rangos de frecuencias: FR1 (410 MHz-7,2 GHz) y FR2 (24.25 GHz-52.6 GHz), aunque en la última ITU-World Radio Conference-2019 se ha identificado un nuevo espectro de radio de 66 GHz a 71 GHz que hará necesario que se modifiquen las especificaciones de 3GPP para FR2.

El Plan Nacional 5G establece también el proceso para la liberación del segundo dividendo digital, por el cual se libera la banda de 700 MHz del espectro radioeléctrico utilizado hasta ahora por la TDT para poder desplegar en ella las futuras redes de telecomunicaciones 5G. La licitación de la banda de 700 MHz estaba planificada para el primer semestre de 2020, pero la subasta de espectro ha tenido que retrasarse hasta principios de 2021 debido a la crisis del Covid-19.

Las bandas bajas resultan clave para el desarrollo de la tecnología 5G, al permitir una cobertura generalizada en las zonas urbanas, suburbanas y rurales

Para el sector Telco es muy importante que esta licitación sufra la menor demora posible, ya que las bandas bajas resultan clave para el desarrollo de la tecnología 5G, al permitir una cobertura generalizada en las zonas urbanas, suburbanas y rurales, contribuyendo también al avance de los servicios de IoT.

Dada la situación actual, también es relevante evitar el incremento de los precios del espectro de 5G, ya que ello podría limitar la inversión en redes y aumentar el coste de los servicios. Por cierto, esta es, entre otras, una de las recomendaciones que el GSMA recoge en su documento 5G Spectrum GSMA Public Policy Position.

DSS como alternativa

Con el objetivo de ayudar a los Proveedores de Servicios de Comunicación (CSP) a evolucionar sus redes para soportar 5G frente a los recursos de espectro finito, los fabricantes de equipos de telecomunicación junto con 3GPP han venido desarrollando nuevas funcionalidades que permiten compartir simultáneamente el espectro radioeléctrico entre varias tecnologías (4G Y 5G), evitando tener que recurrir al largo y costoso refarming.

La compartición dinámica del espectro (DSS, Dynamic Spectrum Sharing) permite la coexistencia de LTE (4G) y NR (5G) en las mismas frecuencias portadoras, y por tanto en el mismo hardware de la estación base. A través de algoritmos de programación inteligente (scheduling), DSS permite compartir el mismo espectro y ajustar la cantidad de espectro disponible para cada tecnología en función de las necesidades de los usuarios, que se evalúan en tiempo real y por tanto pueden cambiar rápidamente.

Una de las ventajas principales del uso de DSS es que no requiere introducir nuevos nodos en la red, sino que el software de los productos RAN que ya están en operación se podrá actualizar para incluir dicha funcionalidad. Desde el punto de vista de los terminales móviles de 4G, la mezcla de LTE y NR es transparente a ellos, por lo que dichos terminales funcionarán sin ninguna modificación.

Si bien la compartición de espectro se ha focalizado entre 4G y 5G, los fabricantes trabajan ya en nuevas funcionalidades como por ejemplo la capacidad de compartir simultáneamente el tráfico de tres tecnologías de acceso a la radio (3G, 4G, y 5G). También resultará interesante el poder utilizar en DSS franjas de ancho de banda mayores para 5G que para 4G (por ejemplo, 20 MHz de LTE y 50 MHz de NR, en lugar de 20 MHz de cada uno).

La tecnología de DSS tiene especial importancia para los operadores que están desplegando 5G en el espectro de banda baja o media existente a fin de lograr una amplia cobertura con servicios de 5G y, al mismo tiempo, hacer un uso más eficiente de los activos de espectro.

DSS va a resultar clave para agilizar el despliegue de 5G

Aunque es cierto que DSS presenta algún que otro reto por superar, como es, por ejemplo, la sobrecarga añadida al tráfico debida al aumento de los canales de control de 4G y 5G que son obligatorios a efectos de coordinación y control de la red, también es cierto que un número relevante de operadores de todo el mundo, como Swisscom, Play, Telstra, Ooredoo, VodafoneZiggo, Telia, AT&T o Verizon, han visto el valor añadido de DSS y ya han empezado desplegar esta tecnología en sus redes. Muchos de estos despliegues utilizan la solución ESS (Ericsson Spectrum Sharing), que es una de las soluciones más eficaces en la asignación dinámica de espectro actualmente disponibles.

A pesar de que seguirá habiendo operadores que prefieran dedicar bandas de frecuencias separadas para 4G y 5G, no hay duda de que DSS va a resultar clave para agilizar el despliegue de 5G y la implementación de nuevos casos de uso de valor añadido con independencia del desarrollo de los procesos de adjudicación de espectro y evitando el despliegue de nuevas y costosas infraestructuras radio.

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