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Estado del arte de las small cells y la amenaza de VoWiFi

Autor: Ramón Jesús Millán Tejedor

Publicado en Conectrónica nº 188, GM2 Publicaciones Técnicas, 2015

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small cell empresas Las “small cells” (término que engloba a las “femtocells”, “picocells” y “microcells”) son pequeñas estaciones radio, desplegadas en el interior o exterior de las casas de los abonados o empresas, que se conectan a la red del operador móvil (backhaul) utilizando la red de banda ancha fija del cliente (DSL, GPON, etc.). Las femtoceldas son las de menor tamaño y tienen un alcance de unos 10-50 m. Las picoceldas son algo más grandes y alcanzan distancias de 100-300 m. Finalmente las microceldas son las de mayor tamaño y mayores potencias de transmisión, alcanzando unos 250-1.000 m.

Las “small cells” llevan disponibles desde hace unos años, tanto en 2G (CDMA y GSM/GPRS) como en 3G (W-CDMA/HSPA y CDMA2000/EV-DO); sin embargo, los despliegues han sido bastante reducidos, por diversos motivos: el alto precio del dispositivo, los recelos de consumidores y operadores para financiarlos, la dificultad en su instalación y posterior operación y mantenimiento, la gestión de frecuencias e interferencias, la seguridad de las comunicaciones, etc. No obstante, estos problemas se han ido resolviendo a lo largo de los últimos años. La coincidencia de su madurez con la aparición de 4G (LTE), donde los operadores tenían por reto conseguir buena cobertura en poco tiempo y con un coste reducido, las convertían en una solución muy interesante para complementar los tradicionales despliegues basados en “macro cells”. El potencial de crecimiento de este mercado propició la aparición y consolidación de un amplio abanico de suministradores, abarcando tanto fabricantes tradicionales de infraestructura de red móvil y “macro cells”, como “start-up” especializadas en este segmento, entre los que cabe destacar: Airvana, ALU, Cisco, Ericsson, Huawei, IP.access, Nokia, NEC, Samsung, SpiderCloud, ZTE, etc.

Las principales ventajas de las “small cells” para los usuarios son, principalmente, una mejor cobertura y calidad de comunicaciones. El operador, además de un nuevo servicio que ofrece convergencia fijo-móvil capaz de rentabilizar y con el que mejorar la experiencia de usuario y fidelizarlo, consigue notables ahorros tanto en CAPEX (eNodeB, backhaul, etc.), como en OPEX (consumo energético, alquiler de emplazamientos, espectro radio, etc.). Además, este tipo de despliegue permitirá al operador una mayor cobertura de 4G en poco tiempo y descongestionar su limitado espectro radio a través de la descarga (offload) del tráfico por la conexión fija del cliente.

Según datos del Small Cell Forum [1], se han desplegado más de 11,2 millones de “small cell” en el mundo hasta marzo de 2015. De ellos, el 95% de ellos son residenciales, frente a 450.000 de empresas, 16.500 urbanos y 20.000 rurales y remotos. De acuerdo a datos del Small Cell Forum, más de 1,01 millón de “small cells” fueron desplegadas en Norte América el año pasado, frente a los 419.000 de Europa, 357.000 de Ásia-Pacífico, y los 282.000 de Oriente Medio y África. En efecto, las “small cells” han sido instaladas por operadores de todo el mundo, destacando los operadores en Estados Unidos [2], y en especial, Sprint. Los operadores norteamericanos comenzaron a ofrecer servicios comerciales de “small cells” de 2G y 3G en 2008, siendo la motivación principal la satisfacción y fidelización del cliente. En Europa, los despliegues se han acelerado en los últimos años, siendo Francia el mercado más avanzado. Free en Francia lleva desde 2003 proporcionado a sus clientes de banda ancha Triple Play un "set-top box" que integra una femtocelda 3G [3]. En el plan de negocio de Free, tiene más sentido ofrecer gratis femtoceldas residenciales a sus clientes, que realizar una mayor inversión por licencia de espectro o por tasas de “roaming” a France Telecom. Durante los últimos años se ha producido un continuo crecimiento en el mercado de “small cells” y, aunque las expectativas son a que continuará esta tendencia, probablemente lo hará a una tasa inferior a las inicialmente pronosticadas. La razón es que el pasado año las “small cells” se encontraron con una amenaza inesperada, la explosión de VoWiFi o “Wi-Fi calling” de la mano de Apple [4]. “Wi-Fi calling” mejora la cobertura en hogares y oficinas, empleando la señal Wi-Fi del propio router de banda ancha del hogar, sin necesidad de instalar dispositivos adicionales, como “small cells” o repetidores. Además, reduce los costes de “roaming”, pues estando en el extranjero un usuario móvil podría realizar una llamada VoWiFi gratuita utilizando el acceso Wi-Fi del hotel, cafetería, restaurante, estación de tren, etc. Por ello, muchos operadores pueden ahorrarse el coste de instalar “small cells” mediante VoWiFi.

No obstante, también hay motivos que hacen pensar que el impacto de VoWiFi no será tan importante para las “small cells”. Para ofrecer VoWiFi es necesario que los operadores hayan realizado despliegues de IMS (IP Multimedia Subsystem), siendo VoLTE el principal impulsor para estos despliegues [5]. Según datos de la GSA (Global mobile Suppliers Association), se han lanzado 393 redes comerciales LTE en 138 países hasta el 9 de abril de 2015 y las estimaciones son que haya 460 redes comerciales a finales de este año. Sin embargo, el número de operadores que han lanzado VoLTE es tan sólo de 16 en 7 países y, aunque se esperan muchos más nuevos lanzamientos durante 2015, el grado de penetración seguirá siendo pequeño. Aunque operadores como AT&T y Verizon desplegaron LTE hace varios años, aún no tienen servicios de llamadas VoLTE extremo a extremo entre ellos. Además, no todas las redes desplegarán VoLTE a corto plazo, por lo que continuarán utilizando la red 2G o 3G para ofrecer voz (3G fallback).

La principal limitación de VoWiFi con respecto al acceso celular es la falta de robustez y fiabilidad debido a las interferencias electromagnéticas, que generan una cobertura irregular y caídas inesperadas de las conexiones. Wi-Fi es un medio compartido que opera en la radio frecuencia sin licencia, dentro del rango de los 2,4 GHz y los 5 GHz. Los dispositivos deben compartir este ancho de banda y los que usan protocolos diferentes no se reconocen entre sí, por lo que esta contienda da lugar a reinicios, ruido, pérdida de paquetes y retardos. Aunque se han ido introduciendo mejoras, también existen retos en términos de automatización de la conexión, seguridad, “roaming”, calidad de servicio, etc.

En definitiva, las “small cells” son más seguras y fiables, pero tiene que haber un claro retorno de la inversión para que tengan éxito. Por ejemplo, Free en Francia y TalkTalk en Reino Unido, tienen un espectro radio reducido que han de optimizar al máximo. En el sector empresarial, donde la calidad es mucho más importante, el impacto de VoWiFi será mucho menor al residencial. Además, muchos suministradores han introducido mejoras notales en estas “small cells” respecto a las residenciales: servicios basados en localización y análisis de datos, convergencia de la tecnología radio celular con Bluetooth y Wi-Fi, caché de contenidos, etc. Por ello, no es de extrañar, que según datos de ABI Reseach las “small cells” empresariales lleguen a alcanzar los 759,9 millones de dólares en 2020.

Bibliografía y referencias

  1. Small cells deployment market status report”. Small Cell Forum, Junio 2015.
  2. AT&T drops goal of deploying 40,000 small cells by end of 2015, citing benefits of Leap deal”. March 5, 2015 | By Phil Goldstein, 5 Marzo 2015, FierceWireless.
  3. Free shakes up the residential femtocell market in France” David Chambers, 25 Junio 2013, ThinkSmallCell.
  4. La nueva re-revolución de Apple: Wi-Fi calling”. Ramón Millán, Telefonía y Comunicaciones para Todos nº 233, Novocuatro Ediciones, 2014.
  5. Tecnologias para ofrecer voz sobre 4G”. Ramón Millán, Conectrónica nº 162, GM2 Publicaciones Técnicas, 2012.

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