Ejecutivo de RAD evalúa el impacto de HSDPA en el backhaul celular

Autor: Gaby Junowicz, RAD Data Communications.

Se espera que la introducción del HSDPA (High Speed Downlink Packet Access – acceso de enlace de bajada de paquetes de alta velocidad) permita a las operadoras móviles aprovechar a pleno el potencial de la tecnología 3G, ofreciendo servicios móviles de banda ancha a precios competitivos. Con un pico teórico máximo de 14,4 Mbps por usuario, el HSDPA puede reducir significativamente el tiempo requerido para descargar ficheros. Como ejemplo, se calcula que descargar un minuto de audio desde un fichero de música MP3 dura 132 segundos con GPRS y 22,4 segundos con UMTS, pero solamente 4,1 segundos con HSDPA. El resultado es un ahorro del 82% en tiempo de aire, lo que posibilita servir a más abonados usando la misma infraestructura.

Al entregar velocidades comparables o mejores que los sistemas de acceso de banda ancha de línea fija, HSDPA promete transformar la telefonía celular. Pero el desempeño de alta capacidad tiene un precio: un incremento exponencial en el ancho de banda requerido para el backhaul del tráfico celular desde los Nodos B al RNC (Radio Network Controller – controlador de red radial).

Alternativas a las líneas E1/T1
Hoy, la mayoría de las redes celulares se confían en los servicios de transmisión SDH o ATM con líneas de acceso E1 desde la estación base o el Nodo B al controlador de la estación base (BSC – Base Station Controller) o al RNC. Si bien el tráfico de datos 3G abarca aún solamente una porción relativamente pequeña de las transmisiones móviles, se espera que esta situación cambie rápidamente con la implementación ‘onstream’ de las redes HSDPA por los operadores UMTS. Suponiendo que las líneas E1/T1 adicionales estuvieran fácilmente disponibles para la operadora terrestre, el tráfico crecería más rápidamente que el rédito promedio por usuario (ARPU – Average Revenue Per User).

Esta situación está forzando a las operadoras móviles a buscar soluciones de backhaul alternativas que sean económicas, escalables, y que no comprometan la integridad de la calidad de la voz. El constante emplazamiento de IP DSLAMs por un lado, y la implementación exitosa de los dispositivos pseudowire para retorno celular sobre DSL por el otro, convencen a las operadoras UMTS a considerar redes de banda ancha y bajo coste para el backhaul. Como primer paso en la migración hacia el transporte basado en paquetes, se está adoptando un criterio híbrido interino para garantizar la calidad de la voz a la vez que se reducen los costes de acceso. Esta solución requiere desviar el tráfico de voz y tráfico real-time a una red de transporte TDM o ATM, mientras los datos HSDPA pueden ser llevados por cualquier medio de transporte de paquetes.

Soporte de las demandas y aplicaciones de tecnologías divergentes
La ecuación se ve complicada por la necesidad de soportar simultáneamente las demandas y aplicaciones de tecnologías divergentes, de redes 2G/2.5G existentes y de operaciones 3G emergentes. La transición de redes TDM de circuito conmutado a ATM y eventualmente a redes de conmutación de paquetes (PSNs – Packet Switched Networks) Gigabit Ethernet/IP/MPLS presenta desafíos nuevos, en particular respecto del coste y adaptabilidad de la plataforma de acceso para manejar y gestionar eficientemente el incremento de la capacidad de ancho de banda y las complejidades de la voz y los datos en una red convergente.

La solución más sencilla consistiría en construir redes paralelas. Sin embargo, el uso de una red de transporte dedicada para cada diferente generación móvil no es tan eficiente o potencialmente económico como la integración de diversas corrientes de tráfico en un solo enlace de retorno. Dadas las desventajas, ¿existe una solución para una red convergente de acceso de retorno que sea tecnológicamente factible, económicamente viable y fácilmente disponible?

Reducción de los costes  backhaul
Un método habitual para reducir los costes de backhaul, tradicionalmente implementados en los segmentos de alta densidad de la red central, tales como el BSC o el centro de conmutación móvil (MSC – Mobile Switching Center), consiste en la agregación de varias E1/T1s juntas y en utilizar la multiplexión estadística para transportarlo sobre líneas STM-1/OC-3. La multiplexión estadística también es apropiada para los nuevos servicios de datos 3G.

Después de este desafío significativo, el próximo gran reto que ya se percibe en el horizonte es la convergencia de redes fijas y móviles. Para tener éxito, la convergencia deberá mantener el mismo aspecto y estilo. Por esta razón, los servicios deberán ser independientes, tanto para el método de acceso como para los dispositivos que se conectan. Bajo el punto de vista del usuario, esto significa que el correo electrónico o la navegación por la Internet deben ser indiferentes si son provistos sobre una conexión WiFi doméstica o un teléfono móvil 3G. Esto requiere una red de transporte unificada, la cual puede suponerse que estará basada en tecnología IP. De hecho, los diversos organismos de estándares ya están definiendo esta red unificada de transporte basada en IP.

El pseudowire es particularmente apto para el backhaul celular
Por lo tanto, la tarea consiste en proveer una solución efectiva para conectar sobre IP la base instalada de infraestructura móvil, que tiene elementos tanto de red GSM basada en TDM como de red UMTS basada en ATM. Esto requiere el uso de tecnología pseudowire, que transporta los circuitos TDM/ATM a través de PSNs de manera transparente. Las soluciones pseudowire son particularmente aptas para el backhaul celular, porque son transparentes para el tráfico subyacente. Al contrario de lo que sucede con VoIP, que requiere la traducción de la señalización, el pseudowire provee un túnel de transporte a través de la red estadística de paquetes sin la distorsión.

Emplazamiento de HSDPA
Al aplicar las tecnologías pseudowire, las operadoras móviles estarán capacitadas para emplazar rápidamente servicios W-CDMA de alta capacidad y mantener los costes operativos del HSDPA al mínimo, a la vez que aumentan los ingresos y los beneficios gracias al contenido 3G rico en medios. Como recurso interino, una solución híbrida consistiría en llevar sobre enlaces TDM todo el tráfico existente y sensible al retardo, mientras que solamente el tráfico HSDPA de agregación sería conectado empleando tecnologías pseudowire y redes de transporte de paquetes.

El desafío del backhaul en la telefonía móvil abre un resquicio para poder incorporar nuevas soluciones a la red de transporte, tales como tecnologías basadas en paquetes. Las técnicas pseudowire son habilitadores comprobados de la tecnología para dicha migración.