El presente trabajo consiste en las aplicaciones que tendrá la tecnología inalámbrica LMDS en los próximos años en el mundo. Podremos apreciar una larga lista de alternativas que permitirán mejorar la calidad del servicio y el rendimiento de los servicios de voz, datos, vídeo y fax, a nivel doméstico e internacional. Basándose en las tecnologías como ATM, SONET, SDH, etc. tendremos las aplicaciones funcionando para servir a un mundo interactivo de información constante.

The present work covers the applications that will be use wireless technology LMDS on the world in the next years. We can see a large choice that will allow improving the quality of service and the performance of voice, data, video and fax service, in the domestic and international area. Based on technologies like ATM, SONET, SDH, etc, there will be applications to serve an interactive world of continue information.

- Local se refiere a las características de propagación de la señal en un rango de frecuencia limitado dentro del área de cobertura de una celda que depende de la frecuencia utilizada y la zona climática.

- Multipoint indica que la señal se transmite por método punto - multipunto, donde el retorno del suscriptor a la estación es punto a punto.

- Distribution se refiere a la distribución de la señal, que puede consistir simultáneamente en voz, datos, Internet o vídeo.

- Service implica que el suscriptor recibe alguno de los servicios mencionados a través del operador que utiliza LMDS como sistema de distribución.

Es equivalente a LMCS, Local Multipoint Communication System en Canadá y MDVS Microwave Video Distribution System en Europa. Es conocido también como ¨fiber in the sky technology¨ porque es capaz de proveer servicio local, interactivo (bidireccional) de banda ancha para voz, vídeo y datos a alta velocidad. La calidad es superior con respecto a sistemas tradicionales inalámbricos y su arquitectura es similar a la arquitectura celular fija.

Cada empresa operadora que decida hacer uso de esta tecnología y cuente con infraestructura existente desarrollará una arquitectura particular que le permita sacar provecho de la misma. Sin embargo, la arquitectura más común es la equivalente a ¨fixed wireless¨. Utiliza el concepto de celdas similar a las redes móviles celulares y/o PCS. El sistema está conformado por los siguientes componentes:

Punto central de operación donde se realizan las funciones de modulación y demodulación, la conmutación con la red de la operación local, al proveedor de acceso a Internet, los servidores de vídeo y cualquier equipo multimedia. El costo depende de la combinación de servicios que se ofrezcan, favoreciendo especialmente el uso de la tecnología ATM e IP. Adicionalmente se realizan todas las funciones el monitoreo y manejo de los equipos LMDS, asignación de canales, autenticación, gerencia de tráfico y facturación.

Es donde se colocan los radios para la distribución punto - multipunto de la señal. Pueden estar conectados con la oficina central vía fibra óptica o vía enlace microondas punto a punto. Se permite el reuso de frecuencia y sectores de 90, 45, 30, 22,5 ó 15 grados, cada solución dependerá de las necesidades de cobertura de la empresa operadora.

Considera todo el equipo necesario para garantizar la recepción y decodificación de las señales e incluye antena, tarjeta de interfaz a red y decodificador integrado en el receptor.

La conexión entre el transmisor (celda) y el receptor (suscriptor) requiere línea de vista directa y está basada en métodos de acceso conocidos como TDMA y FDMA.

En ambos casos hay un número de factores que afectan la eficiencia y el uso. Para enlaces FDMA la unidad del suscriptor tiene asignada un ancho de banda fijo y constante en el tiempo, mientras que en TDMA el ancho de banda depende de la demanda de transmisión del suscriptor. La selección de cuál tecnología es la más apropiada dependerá de la estrategia del proveedor de servicios, incluyendo la combinación de los dos tipos de acceso.

Usualmente se utiliza modulación PSK (Phase Shift Keying) o modulación AM (amplitud modulada). Los enlaces TDMA típicamente no incluyen 64QAM, aunque se espera que esté disponible en el futuro. Los enlaces FDMA se muestran en la siguiente tabla, de acuerdo con el ancho de banda que consumen.

Para efectos del calculo de velocidad de transmisión la capacidad es igual al número de celdas por la capacidad de celda, y a su vez, cada celda es igual al número de sectores por la capacidad del sector. Adicionalmente, cada modulación tiene una eficiencia espectral, por ejemplo:

Para un enlace FDMA de 5MHz con modulación 16-QAM, cuya eficiencia es de 3.5 b/sHz la capacidad es de 5 Mhz x 3.5 b/s Hz = 17.5 Mbps. Suponiendo que existen 50 enlaces de este tipo la capacidad es de 875 Mbps en ambos sentidos.

TDMA es la mejor solución para sistemas donde los suscriptores demandan baja capacidad en sus enlaces. Por ejemplo:

Tomando el mismo ancho de banda disponible: 1 GHz y un canal TDMA de 5 MHz que equivalen a 80 DS0, la capacidad de cada sector es de 16.000 DS0, la capacidad total del sistema dependerá del número de sectores y el reuso de frecuencia.

Es por ello que para que un sistema resulte economicamente rentable es necesario determinar cuál es la demanda estimada de los usuarios para definir que tipo de acceso es más eficiente y saber con cuanto espectro se cuenta para ello.

A nivel del sistema en sí, el área de cobertura de la celda dependerá de la disponibilidad o confiabilidad exigida para el enlace y el tipo de modulación escogida además de los factores ambientales antes mencionados.

Cada operador deberá determinar la combinación en el diseño que mejor satisface sus necesidades, en el caso de Venezuela la cobertura aproximada en la banda de 28 GHz para nuestra región climática es de 2 a 3 Km.

Se puede recibir la señal como consecuencia de reflejo en superficies, pero no representa un diseño confiable. Este fenómeno en muchos casos ocurre de manera imprevisible ocasionando interferencia.

Como otros sistemas de microondas permiten el reuso de frecuencias en la celda pero es necesario planificar cuidadosamente la disposición de las celdas para evitar interferencia, aprovechando las facilidades de los nuevos sistemas en relación con la polarización, direccionalidad de las antenas y sectorización.

A continuación se lista el rango de frecuencia ofrecidos por los vendedores más fuerte y confiables del sector de telecomunicaciones en Venezuela:

En todos los casos se requiere al menos un ancho de banda de 500 MHz, siendo el estándar, para aprovechar el máximo de la tecnología, al menos GHz.

Existen otras soluciones en desarrollo por otros proveedores menores, especialmente en algunas secciones del sistema: Radio Frecuencia (R.F.), módem, antenas, unidades de suscriptor, etc.

Los siguientes sistemas LMDS y productos estarán disponibles para ser implantados y mercadeados en los próximos años:

- Gateway residencial para aplicaciones domesticas e internacionales que soporta vídeo broadcast, vídeo en demanda, POTS, acceso a Internet para alta velocidad y aplicaciones de datos con ancho de banda compartidos.

- Gateway comercial para pequeñas y medianas empresas cuyas aplicaciones proporcionen circuitos dedicados E1/T1 para PBX y redes privadas, así como, circuitos de datos para acceso Internet y otras aplicaciones de datos.

- Unidades de interfaz aéreas y unidades de administración aérea en oficinas centrales y principales para soportar estos gateways residenciales y comerciales.

- Un sistema de administrador de red que soporte estos sistemas.

También se ofrecerá:

- Un gateway residencial el cual soporte multiprotocolos sobre ATM y un módem de datos PCI-Bus

Se prevé para el próximo año 1999 esté disponible productos residenciales donde se distribuya vídeo conmutado desde celdas usando frecuencias R.F separadas, la caja de vídeo tendrá la unidad de interfaz de red y la unidad de configuración. De esta saldrá la conexión bandabase de vídeo al equipo terminal.

El gateway residencial estará constituido por una unidad de interfaz de red y una unidad de interfaz de la capa de enlace. A esta unidad de capa de enlace se podrá conectar equipos terminales con interfaz física 10 base T y 2 hilos.

Con respecto a la parte de R.F, tenemos que la unidad de interfaz de red conecta al transceiver R.F., a través de un cable coaxial, donde la frecuencia de transmisión estará en 400-700mhz y la recepción entre 950-2050 MHz.

Los productos comerciales requerirán velocidades mayor de 5.4 Mbps que puedan servir con soporte de tipo de modulación QPSK o de mayor orden.

En cuanto al multiprotocolo sobre ATM tenemos que soportará cualquier protocolo de capa de red enrutable incluyendo IP, IPX y AppleTalk.

En los servicios de vídeo la limitación del broadcast en TV no toma ventaja del reuso de frecuencia proporcionado por la arquitectura de distribución de las microceldas. A una frecuencia de canal de 40mhz puede proporcionar 8 canales de vídeo MPEG-2 codificado a una velocidad de 6 Mbps. Un total de 9 canales de frecuencia o 360 MHz de espectro requiere un broadcast de 72 MPEG-2 de canales de vídeo para ser competitivo con la programación por cable. Si el proveedor de servicio sólo tiene 500 MHz de espectro, este llegará sólo a 140 MHz de espectro disponible para proveer altos servicios interactivos.

La fibra híbrida inalámbrica es una configuración similar al esquema coaxial fibra híbrida empleada por los operadores de cable con el coaxial drop que comienza a ser reemplazado por la ultima milla inalámbrica. En la arquitectura inalámbrica fibra híbrida, las señales son distribuidas en una configuración estrella usando fibra análoga en hubs vecinos. La data que viene de bajada puede ser modulada y convertida a señal óptica a la oficina central y distribuida vía fibra analógica a una frecuencia intermedia en un rango de 2 a 3 GHz. La data de subida es modulada alrededor de 1 GHz.

La arquitectura basada en multiplexación en SONET es idéntica a la arquitectura de multiplexaje ATM en lo referente a la topología, pero el conmutador ATM en el Hub es reemplazado por un multiplexor Drop OC-48 Add.

Conclusiones

El sistema LMDS comenzó con soluciones propietarias con poca versatilidad, siendo su uso para vídeo exclusivamente en sus inicios, por lo que no gozó de mucha aceptación en un mercado plenamente satisfecho por las empresas de televisión por cable (tipo SuperCable o Cabletel). Sin embargo, a medida que el sistema ha evolucionado, ha incorporado los estándares que garantizan la calidad de las redes de transporte, como son: ATM Forum, DAVIC, ETSI e IUTI.

LMDS se presenta como una solución ideal de última milla si el tráfico y número de suscriptores lo justifica.

Ofrece una solución simple que no represente cambios radicales en la forma que opera el cliente final y no se convierta en una limitación para el desarrollo del sistema. En pocas palabras, buscar el proveedor que ofrezca la solución más flexible con múltiples servicios en una sola infraestructura.

Se espera una convergencia en los servicios demandados que proyecta a LMDS como la solución ideal.

-STANFORD TELECOM, LMDS, Guía de referencia, 1998.

-NEWBRIDGE/SIEMENS, Wireless Boradband Access, Documento expreso, 1998.

-NEWBRIDGE, WireSpeed Air, Mainstreet Express, 1998.

-NEC, LMDS Manual del Usuario, 1998.

- SIEMEMS, Guía de Sistema de Transmisión Digital, 1997.

Diógenes Jimenez Perales, Ingeniero de Sistemas, UNEXPO ¨Luis Caballero Mejías¨1992. Trabajo actual: Telcel, División T-Data. Cargo: Ingeniero de Proyectos. Diseño y coordinación de proyectos de enlaces de última milla usando voz, datos, vídeo, sobre Frame Relay y TDM.

Correo: Diogenes@etheron.net