El mercado inalámbrico tiene muchos segmentos o verticales, pero las dos categorías más grandes son interiores y exteriores. Inalámbrico en interiores consiste en varias tecnologías de acceso, típicamente Wi-Fi y celdas pequeñas celulares. En el segmento exterior hay más casos de uso y, por lo tanto, más alineaciones verticales. El más común de estos es el celular, que luego se puede dividir en macro, micro y pico, o celdas pequeñas. Una tecnología de acceso exterior más pequeña pero también importante es el mercado de Acceso Inalámbrico Fijo.
Junto con estos casos de uso de acceso, durante mucho tiempo se ha utilizado inalámbrico para conectar torres de células y edificios con tecnología punto a punto, todo desplegado en las bandas de microondas y ondas milimétricas de 6GHz a 86GHz. Estos sistemas pueden soportar capacidades de conexión de hasta 10Gbps full duplex. Lo que nunca se había visto en el mercado hasta hace poco es el concepto de utilizar frecuencias de microondas u ondas milimétricas para realizar la misma función, en interiores. A pesar de las claras ventajas de usar inalámbrico en este papel: más barato, más rápido y más flexible de usar en comparación con la fibra o el cable, hubo obstáculos significativos para este enfoque en interiores, principalmente el requisito de que los sistemas en estas bandas deben tener una clara Línea de Vista para operar. Claramente, en un entorno interior con pasillos, paredes y planos de piso únicos en una casi por edificio, esto termina siendo una barrera demasiado alta para superar si la LdV es un requisito.
Sin embargo, si este obstáculo se puede superar, el backhaul inalámbrico en interiores ofrece todas las mismas ventajas que los sistemas de backhaul de microondas al aire libre. Los casos de uso en interiores reflejan los soportados por cable y fibra, pero hay cambios en marcha que podrían ser mejor atendidos con un enfoque inalámbrico en lugar de cable. Las redes interiores ahora están viendo tecnologías de acceso multigigabit en 5G y Wi-Fi superando las capacidades de CAT5 e incluso CAT6 y, para eventos temporales, las corridas de cable en grandes lugares privados llevan tiempo y dinero para un evento que puede durar solo unos días. Además, IoT está explotando, y muchos CIO no quieren el tráfico de IoT en la misma red que el tráfico de información por razones de seguridad. La opción es desplegar una segunda red cableada o utilizar los nuevos productos de backhaul inalámbrico que llegan al mercado.
David Sumi
VP de Marketing y PLM en Airvine.
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Al aire libre frente a Adentro
Los sistemas punto a punto al aire libre, como se mencionó, pueden proporcionar hasta 10Gbps full duplex en capacidad, y según la frecuencia pueden cubrir distancias de hasta 10 millas o más. Para lograr estas especificaciones, estos sistemas utilizan amplificadores de alta potencia (decenas de vatios) y antenas de plato grandes (6 pies) con ganancias de hasta 40dBi se utilizan para lograr estas distancias. Las regulaciones de la FCC y otros dominios permiten estas altas potencias ya que el uso de estas bandas requiere una licencia geográfica. Típicamente, el regulador especificará una potencia de salida máxima y una ganancia máxima de antena. Sumar esos dos te lleva al EIRP permitido. Una nota interesante sobre estas regulaciones: a menudo la autoridad permitirá un aumento en la ganancia de la antena por cada dB de reducción de la potencia de salida. La lógica es simple: una antena de mayor ganancia tiene un haz más estrecho que reduce la “contaminación” de RF.
Todas estas implementaciones requieren una estricta Línea de Vista entre los nodos. Las tecnologías más nuevas que se están utilizando para esta aplicación están basadas en la banda de 60GHz. Esta banda tiene varias cualidades atractivas y algunas limitaciones.
Lo Bueno: es libre de licencia, lo que significa que la implementación se puede hacer casi instantáneamente. La banda se asigna comúnmente en todo el mundo con hasta 14GHz de espectro disponible. Más espectro que todas las bandas inferiores combinadas.
Lo Menos Bueno: como todos los sistemas de microondas, cuanto mayor es la frecuencia, menor es el alcance. En 60GHz hay una limitación adicional de alcance: la absorción de oxígeno. La molécula de O2 es del tamaño adecuado para absorber radiación de 60GHz. Esta es una limitación adicional en los alcances que se pueden lograr en la banda de 60GHz en implementaciones al aire libre.
Pero, si llevas un sistema punto a punto de 60GHz al interior, las distancias que estás tratando de lograr son mucho más modestas (100 metros o menos) y la absorción de oxígeno a estas distancias no es un problema. Suena genial, pero todavía necesitas abordar el problema de la Línea de Vista, y en una implementación interior esta limitación puede ser significativa. Otro beneficio de usar 60GHz en interiores radica en la ausencia de interferencia. En el dominio exterior, el uso de sistemas libres de licencia mientras permite una instalación rápida, siempre plantea el espectro de otros sistemas libres de licencia en esa banda que pueden interferir con tu instalación. Cuando se usa en interiores, el haz estrecho que obtienes con 60GHz, y el hecho de que hay muy pocos o ningún otro sistema de 60GHz en operación (ciertamente los Puntos de Acceso Wi-Fi IEEE 802.11ad y 802.11ay han tenido una adopción muy limitada), minimiza la posibilidad de interferencia.
60GHz Encuentra un Hogar: Espinas Dorsales Inalámbricas Interiores
Además, la introducción de APs de mayor capacidad viene con una cobertura reducida, lo que requiere desplegar APs adicionales. IoT significa llevar conectividad a ubicaciones que no están cableadas hoy, y las pequeñas células privadas 5G cuando se desplieguen requerirán todo el respaldo en ubicaciones donde hoy no existe nada.
Hay enfoques que utilizan la banda libre de licencia de 5GHz en modo punto a punto, pero dada la enorme cantidad de APs de 5GHz que se han enviado y se enviarán, el piso de ruido en 5GHz está aumentando. Y tener la parte de acceso de la red en la misma banda que el sistema de backhaul es una receta para problemas.
Entra en las soluciones de 60GHz. De entrada, obtienes un amplio espectro para soportar tasas de datos masivas. Además, dos factores reducen la posibilidad de auto interferencia: disponibilidad de canales y el alcance inherente de 60GHz. La barrera restante para este enfoque es el requisito de Línea de Vista.
Esta barrera ha caído ahora. Con un conjunto de antenas de formación de haz de alto alcance en el extremo frontal de una radio de 60GHz diseñada adecuadamente, es posible construir un sistema que pueda penetrar la mayoría de las paredes interiores. El yeso, la madera y el vidrio pueden ser atravesados con un sistema diseñado adecuadamente. Añade a eso la capacidad de dirigir el haz hasta 90 grados para rodear esquinas y el backhaul inalámbrico interior se convierte en una realidad, como en espinas dorsales inalámbricas multigigabit para la conectividad interior.
¿Dónde lo usarías?
Los casos de uso para dicho sistema están limitados solo por la imaginación. Los complejos de apartamentos que desean agregar IoT en toda la propiedad o actualizar su Wi-Fi necesitarán ejecutar nuevos cables con capacidades más altas a nuevas ubicaciones. Un enfoque inalámbrico puede hacer esto sin interrupciones de inquilinos inherentes en el proceso de construcción de ejecutar nuevos conductos y cables. Lo mismo se puede decir para hoteles que desean agregar cerraduras de puertas, detección de fugas o una mayor seguridad de video. Las fábricas y almacenes están saltando a aplicaciones de próxima generación tal como se define en la Industria 4.0: aprendizaje automático, impresión 3D, automatización y robótica ofrecen nuevos niveles de eficiencia y fabricación avanzada, y todos claman por una conectividad flexible y de alto rendimiento.
El último ejemplo citado aquí pero de ninguna manera el final del universo de casos de uso serían los grandes lugares públicos. Un auditorio puede albergar un partido de hockey una noche, un concierto la siguiente y una feria después de eso. Cada uno de estos eventos tiene su propio plano de piso único con conectividad de red requerida en lugares específicos del evento que se está apoyando. Los salones de exposiciones son ejemplos perfectos de lugares que se beneficiarían de un sistema de espinas dorsales inalámbricas.
Envoltura
El futuro rebosa de nuevos servicios y aplicaciones emocionantes en toda la empresa y los dominios industriales, limitados solo por la imaginación y la conectividad. Los administradores de redes de TI / OT y los CIO tienen ambos en abundancia, y con las espinas dorsales de 60GHz en interiores, la conectividad también está disponible y combinada, eliminarán una barrera una vez insuperable para el futuro de la red en una amplia gama de sectores empresariales, industriales, de lugares públicos y residenciales.