Comunicación presentada al II Congreso Edificios Inteligentes:
Autor
Guillermo Quintana Rodríguez, Director Segmento Banda Ancha Móvil, Ericsson Iberia
Resumen
Las comunicaciones móviles plantean en la actualidad numerosos retos para la provisión de servicios en el interior de edificios, que determinan la experiencia del usuario final. Los despliegues de nuevos sistemas móviles deben asegurar los más altos estándares de cobertura, velocidad de transferencia de datos, compatibilidad con las redes existentes, eficiencia energética, simplicidad de instalación y mantenimiento, integración con los elementos arquitectónicos y evolución a futuro, entre otros. La innovación aplicada a este entorno de redes móviles heterogéneas se materializa en conceptos como Cobertura para Aplicaciones (App coverage) y soluciones como Radio Dot System, facilitando el avance de las comunicaciones hacia el modelo hiperconectado de Sociedad en Red.
Nuevos retos en comunicaciones móviles
La evolución de las comunicaciones móviles y su relevancia en la Sociedad Conectada en Red vienen ligadas a una utilización ubicua de estos servicios, con relevantes implicaciones en el uso en interiores respecto de la experiencia de usuario. Los operadores afrontan por ello numerosos retos a la hora de ofrecer la mejor calidad de servicio con una inversión eficiente, especialmente en entornos complejos como los Smart buildings.
Las previsiones actuales [1] señalan que el tráfico mundial de datos en redes móviles va a experimentar un crecimiento medio anual del 45% hasta 2020, pasando de 4,2 Exabytes mensuales en 2015 a 30 Exabytes. Para el año 2020, se estima que el mercado móvil contará con una base de 9,200 millones de subscripciones (7,2 millones en 2015), de las cuales más del 70% corresponderán a smartphones. El porcentaje en entornos urbanos desarrollados se sitúa alrededor de 100%.
Son reseñables del mismo modo los siguientes factores en este contexto [2]:
- El 50% de la población se concentra en entornos urbanos en el año 2010, y el porcentaje se estima en un 70% para 2030
- El 90% del tiempo individual personal de la población urbana se consume en entornos de interior en 2014 [3]
Igualmente, los análisis más recientes indican que el doble de usuarios realizan llamadas y envían mensajes con smartphones desde el interior de edificios, respecto del exterior. Sin embargo, a nivel mundial, el índice de satisfacción de usuario es apenas del 40% en cuanto a su experiencia de conectividad móvil en interiores; y sólo del 30% respecto de la cobertura, fiabilidad y calidad de voz en la llamada.
Los propios estudios apuntan a la calidad de la red como el factor percibido como más relevante para los usuarios móviles en cuanto a su fidelidad a operador, con un peso del 20% en su elección de suministrador. Por ello, la cobertura en interiores se consolida como uno de los factores diferenciadores en el mercado.
Por otra parte, la generalización de la Internet de las Cosas (IoT) implica que un número creciente de elementos cotidianos serán dotados de conectividad; alarmas, medidores/detectores inteligentes o geolocalizadores, entre ellos. Se estima que en 2020 habrá globalmente más de 20,000 millones de dispositivos y equipos conectados en red [5].
En resumen, la evolución de las comunicaciones móviles se consolida alrededor de las siguientes tendencias y factores clave:
- Crecimiento masivo de subscripciones móviles y tráfico cursado
- Urbanización y concentración demográfica, generando una demanda heterogénea
- Necesidades específicas para interiores de edificios, con alto porcentaje de uso móvil
- Demanda por los usuarios de una altísima calidad de experiencia (app coverage[i])
- Crecimiento de dispositivos y tráfico IoT y Máquina-a-Máquina
- Conectividad permanente, ubicua y de gran movilidad, como base de la Sociedad en Red
Comunicaciones móviles en el interior de edificios
La constante evolución en el diseño de edificaciones y la necesidad creciente de incluir las comunicaciones móviles como componente esencial del modelo de Smart Buildings plantean una serie de retos para el diseño y despliegue de dichas comunicaciones en el interior de las nuevas construcciones [4]. Entre ellos, resultan especialmente relevantes:
Nuevos materiales y estructuras, con diferentes densidades y conductividad, que implican distintos modelos propagación de ondas radioeléctricas a los tradicionalmente considerados para interiores.
- Mayor extensión en las dimensiones de la construcción, especialmente en altura, que suponen nuevos requisitos en los diagramas de radiación de las estaciones móviles; necesidad de rediseño de los haces principales de radiación y su inclinación (tilt) para cubrir plantas elevadas.
- Creciente foco en el ahorro de costes operativos, de instalación y de mantenimiento, que suponen evaluar cada opción técnica desde una perspectiva holística.
- Eficiencia energética y aislamiento térmico, acústico y UV, que utilizan diseños y materiales que interfieren con la propagación de la señal en las bandas móviles.
- Necesidad de ultra-conexión permanente, con altas velocidades de datos, ubicua, con continuidad de experiencia de usuario y sin interferencias con la red móvil del exterior.
- Integración con los sistemas IT existentes o planificados, en un escenario de smart buildings, donde sea posible la gestión unificada de todos los elementos instalados.
- Requerimientos de Sostenibilidad y ciclo de vida, que exigen minimizar los costes de actualización, expansiones y sustitución, aun en un escenario donde el ratio de ciclo de vida de edificaciones frente a equipamiento móvil es del orden de 50:3.
Soluciones innovadoras: Ericsson Radio Dot System
En el escenario descrito, cobra especial relevancia el despliegue de soluciones específicas para cobertura móvil de interiores, teniendo como referencia la provisión de la mejor calidad de experiencia de usuario (referenciada en términos de app coverage).
Las redes macro de acceso radio han considerado tradicionalmente en su diseño los requisitos necesarios para proporcionar cobertura en interiores – por medio de cálculos de atenuación y pérdidas. Sin embargo, en el nivel de demanda de servicio actual, estos diseños resultan insuficientes y se hace necesaria la introducción de nuevos elementos en la red móvil que complementen la cobertura macro mediante instalaciones en interiores, resultando en el modelo denominado Redes Heterogéneas.
En consecuencia, la industria está evolucionando para crear diferentes soluciones de acceso móvil que permiten abordar esta casuística y disponer del diseño más adecuado para cada entorno interior específico. Dada la particularidad de cada escenario, y lo específico de estas soluciones, resulta especialmente importante el análisis de coste total e impacto de cada solución, a fin de garantizar el caso de negocio para el operador que realiza la inversión en el despliegue de la red.
Las soluciones habituales que se consideran para cobertura de interiores incluyen: cobertura macro desde el exterior, micro-celdas, pico-celdas, sistemas radiantes distribuidos, repetidores y femto-celdas. En escenarios reales, el diseño final para cada edificio viene dado frecuentemente por una combinación de estos elementos, teniendo en cuenta los factores ya mencionados en cuanto a las características del edificio y a la rentabilidad del despliegue.
Dentro de su portfolio de soluciones para interiores, Ericsson ha desarrollado el innovador Radio Dot System, que representa un hito en el entorno de redes heterogéneas, y ya desplegado con éxito en más de 30 países. El Radio Dot System (RDS) incorpora un conjunto de innovaciones técnicas patentadas, que lo convierten en la solución más compacta y eficiente en coste en su segmento.
Entre sus características principales destacan:
- Ultra-compacto: Peso inferior a 300 g., volumen inferior a 1 dm3
- Funcionalidad móvil 3G y 4G. Bandas de frecuencia y funcionalidades comunes al resto de red
- Alta capacidad de tráfico móvil: hasta 150 Mbps aislado. Capacidades superiores mediante agregación de portadoras
- Integrabilidad inmediata en la red móvil del operador mediante Self Organizing Networks (SON)
- Alimentación y conectividad vía cableado ethernet estándar Cat6
- Flexibilidad de configuración y adaptabilidad en función de nuevos requisitos funcionales o de capacidad
- Instalable en cualquier entorno / soporte interior mediante dos fijaciones simples (tornillos estándar). Mínimo impacto visual y estructural
- Funcionalidad actualizable por software
Con todo ello, Ericsson Radio Dot System proporciona como ventajas competitivas innovadoras para despliegues móviles en edificios:
- Máxima capacidad de tráfico móvil y cobertura interior (app coverage)
- Mínimo coste total (TCO) en escenarios adecuados, reduciendo su impacto en un 20% respecto de otras soluciones de interior (p.ej. mediante 60% de ahorro en cableado)
- Alta eficiencia energética – bajo consumo respecto de otras soluciones de interior
- Funcionalidad móvil estándar completa, coordinación y plena compatibilidad con el resto de soluciones móviles estándar disponibles en el mercado
- Rápida y sencilla instalación, a bajo coste; despliegue de un edificio completo de 8 plantas en 6 horas con una sola persona
- Evolución a futuro mediante actualizaciones software
- Seguridad: física (por sus dimensiones y alimentación mediante ethernet) y lógica (funcionalidades avanzadas de comunicaciones móviles estándar)
- Máxima precisión en interiores para llamadas de emergencia y servicios de localización
- Aseguramiento del modelo de negocio para operadores y propietarios de Smart buildings por su ventajoso balance funcionalidad / coste
- Compatibilidad con instalaciones de WiFi existentes
Como conclusión, sólo a través de soluciones avanzadas para cobertura en interiores – como Ericsson Radio Dot System, utilizado en el contexto de redes móviles heterogéneas – puede satisfacerse la demanda de conectividad móvil prevista en el medio plazo, en el entorno de edificaciones inteligentes, de las que formarán parte de modo integral como componentes fundamentales.
Referencias
- Ericsson Mobility Report. (12 Julio 2015)
- Ericsson. Improving indoor app coverage. (12 Julio 2015)
- Ericsson Radio Dot System, Media Kit. (15 Julio 2015)
- Ofcom. Technical Options for improving In-building Coverage. (10 Agosto 2015)
- Royal Academy of Engineering. Smart Buildings, People and performance. (18 Agosto 2015)
- App coverage: cobertura necesaria para el funcionamiento correcto de aplicaciones en dispositivos móviles