Una forma conveniente de implementar servicios inalámbricos fijos de ultra banda ancha (Fixed Wireless Access, o FWA, por su sigla en inglés) es desplegar redes que exploten las bandas de frecuencias más altas, específicamente en el espectro de ondas milimétricas (mmWave). El acceso a tales bandas de espectro permite a los sistemas FWA entregar varios cientos de Mbps a suscriptores residenciales y comerciales, incluso en las zonas más lejanas de la celda. La tecnología 5G, basada en el estándar 3GPP, es una opción para ofrecer FWA de banda ultra ancha pero no es el único. Hay otras tecnologías especialmente diseñadas que utilizan el espectro mmWave y son capaces de ofrecer servicios FWA similares con coberturas más amplias y una red central menos compleja que la 5G. Las bandas de frecuencia adicionales que se identifican para el despliegue de redes 5G no están vinculadas exclusivamente a 3GPP. Según el país y los organismos reguladores pertinentes, hay casos en los que el espectro se asigna tanto para el uso de las IMT-2020 (5G) como para otras tecnologías inalámbricas fijas. Esto significa que habrá casos de coexistencia entre 5G y otras redes FWA propietarias (ya sean establecidas o recién llegadas). La necesidad de un funcionamiento pacífico entre estas redes es un requisito estricto y solo se puede lograr si la interferencia se mantiene al mínimo.
Para aumentar la flexibilidad y hacer que el uso del espectro sea más eficiente, Dúplex por División de Tiempo (TDD por sus siglas en inglés) se está volviendo cada vez más común e importante para las aplicaciones de acceso. La tecnología TDD usa la misma frecuencia para cada dirección dúplex, con una trama que incluye diferentes períodos de tiempo y ranuras para comunicaciones de enlace ascendente o descendente. Al cambiar la duración de estos, el rendimiento de la red se puede adaptar para satisfacer diferentes necesidades y ayudar a brindar la mejor experiencia posible.
Sin embargo, para que esto funcione, todas las redes TDD, ya sea 5G u otras soluciones FWA patentadas, que operan en el mismo rango de frecuencia y dentro de la misma área deben estar sincronizadas. Las estaciones base deben transmitir en los mismos períodos de tiempo fijos y todos los dispositivos solo deben transmitir en períodos de tiempo dedicados. De no hacerlo, se crean interferencias, que tienen un impacto importante en el rendimiento y la cobertura.
La sincronización es una de las funciones más críticas de un sistema de comunicación. Especialmente para TDD, donde tanto la transmisión de enlace ascendente como la de enlace descendente están en la misma frecuencia, la posibilidad de interferencia es mucho más significativa.
TDD resulta ser una opción más atractiva desde el punto de vista de la eficiencia espectral porque solo requiere un canal de transmisión (sin pareja) para su funcionamiento, lo cual es beneficioso considerando la escasez de recursos de frecuencia. Si bien aporta eficiencia espectral, TDD presenta un desafío crítico: el tiempo y la sincronización. Se imponen estrictas restricciones de tiempo en un sistema TDD para evitar interferencias, ya que tanto el enlace descendente (DL) como el enlace ascendente (UL) comparten el mismo espectro.
Además de la referencia común de reloj/temporización, las implementaciones TDD también necesitan usar una estructura de trama compatible entre los operadores tradicionales de FWA que usan recursos de espectro específicos y los equipos recién llegados que trabajen en las mismas bandas de frecuencia (por ejemplo, portadoras 5G). Si no se cumple esta condición, el espectro DL (enlace descendente) puede filtrarse a los canales adyacentes. Para FDD, esto es aceptable ya que los canales UL (uplink) y DL (downlink) están separados por una banda de guarda. Para TDD, UL y DL comparten el mismo canal. Cualquier imperfección espectral DL puede crear interferencia en la señal UL del operador adyacente, especialmente cuando los límites de ambas celdas se tocan.
5G NR utiliza un formato de intervalo configurable que permite la variación de la relación de división DL/UL dependiendo del tipo de tráfico/servicios que se intercambia entre la estación base y los equipos del usuario (UE, por sus siglas en inglés). Además de los beneficios de una relación de división configurable, podría ser un desafío si dos redes que ofrecen diferentes tipos de servicio están ubicadas una al lado de la otra. Pueden producirse interferencias aunque estén sincronizados en el tiempo, pero sus formatos de ranura no están sincronizados. Las siguientes viñetas resumen los criterios de sincronización que deben cumplirse en redes TDD colocadas o adyacentes y también la solución que los operadores deben seguir para que no interfieran entre sí.
La plataforma WiBAS™ G5 PtMP (punto-multipunto) es la última incorporación a la oferta de productos FWA de ultra banda ancha de Intracom Telecom. Opera en la banda de frecuencia licenciada de 26 y 28 GHz (24,25-29,5 GHz), utilizando las ventajas y la eficiencia del espectro TDD contiguo. Puede entregar varios cientos de Mbps a suscriptores que se encuentran a distancias de más de 5 km del concentrador de la estación base. Al mismo tiempo, los niveles de servicio (SLA, por sus siglas en inglés) de un extremo a otro están garantizados mediante el empleo de un mecanismo de calidad de servicio jerárquico avanzado. WiBAS™ G5 es un sistema basado en una capa física y MAC diseñadas específicamente, lo que lo hace flexible cuando se trata de enfrentar los desafíos que se mencionan en este artículo.
WiBAS™ G5 puede hacer frente a los tres principales desafíos antes mencionados. Puede entregar varias longitudes de formato de trama aérea que coinciden exactamente con todas las periodicidades de transmisión 5G disponibles que resultan de la codificación acordada entre los operadores 3GPP a nivel nacional. Además, también puede coordinar una referencia de inicio de trama común mediante el uso de un módulo GNSS externo que logre, de esa manera, sincronización de frecuencia y fase entre todos los sitios de estaciones base coexistentes. Y finalmente, puede dividir los recursos de su trama de aire de tal manera que pueda igualar las diversas relaciones de división de enlace descendente/enlace ascendente que se utilizan en las implementaciones de 5G.
El uso común de espectro de frecuencias contiguas en la banda de ondas milimétricas para redes de acceso de diferentes tecnologías FWA TDD disponibles está creando una necesidad inminente de coexistencia libre de interferencias en configuraciones adyacentes o vecinas. Dado que 5G se basa en el estándar 3GPP, todos los demás proveedores de equipos patentados deberán cumplir con los desafíos establecidos por la nueva tecnología. WIBAS™ G5 es capaz de abordar todos los criterios fundamentales de sincronización de la coexistencia de la red TDD y puede garantizar que los operadores que seleccionen esta solución para su red FWA se beneficiarán de una infraestructura central más simple y, al mismo tiempo, no causarán problemas de interferencia a 5G existente o futuro despliegues.