Conectividad de banda ancha mediante sistemas satélites de nueva generación

Estudio realizado por la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación.

Universidad Politécnica de Madrid.

Primeras conclusiones

Estudio sobre la conectividad de banda ancha mediante sistemas satélites de nueva generación y su contribución al desarrollo digital de Latinoamérica

ANTECEDENTES ASIET y la UPM suscribieron un acuerdo para el desarrollo de un estudio sobre la contribución de los servicios de banda ancha ofrecidos mediante satélites de nueva generación al desarrollo de la conectividad de la banda ancha en Latinoamérica, con el objeto de la difusión y conocimiento general de la importante innovación existente en el sector de los satélites y de ampliar el diálogo y colaboración en materia de estrategias digitales de banda ancha.

Estamos hablando de la innovación radical que suponen los satélites multispot basados en tecnología de alta velocidad HTS, que concentran elevados anchos de banda en zonas muy localizadas de la región, típicamente las grandes urbes y sus zonas suburbanas. En la región, ya existe un buen ejemplo de satélite HTS multispot, Amazonas 3 de Hispasat, junto y también es reseñable el lanzamiento de nuevos satélites planeados para antes del año 2017, de Hispasat y de Eutelsat.

El estudio se desarrolla explicando las tecnologías relacionadas y planteando un modelo de desarrollo y contribución del satélite al incremento de la banda ancha, identificando los escenarios de uso según el perfil de cada zona. El informe desarrolla casos de estudio sobre cómo la banda ancha satelital puede mejorar la conectividad de banda ancha en 5 países: México, Ecuador, Colombia, Perú y Chile.

El estudio también contiene una sección dedicada a identificar las trabas regulatorias que convendría eliminar para lograr un mejor desarrollo de los servicios de banda ancha por satélite.

LOS SATÉLITES EN BANDA KA BASADOS EN SISTEMAS MULTISPOT HTS Desde un satélite pueden ofrecerse diferentes huellas de cobertura geográfica o áreas de servicio en forma de: huellas regionales que abarca todo un continente o hemisferio, y huelas puntuales mediante haces ‘spot’, cuya zona de interés se reduce a pocos centenares de kilómetros.

Los satélites de nueva generación multispot son precisamente éstos, capaces de crear múltiples zonas de cobertura en una región, en los que cada uno de los spots cubre una zona de interés, típicamente grandes ciudades y conurbaciones, creando un spot de elevado ancho de banda dirigidos hacia zonas en las que existe un desarrollo insuficiente de las redes terrenales de banda ancha (xDSL, fibra, o móvil).

En las comunicaciones satelitales existen tres grandes bandas de frecuencias en las que operan los satélites (se indica la frecuencia del enlace descendente y del enlace ascendente): banda C en las frecuencias de 4/6 GHz, banda Ku en las frecuencias de 10/14 GHz, y la banda Ka, en las frecuencias de 20/30 GHz. En los últimos años, la banda Ka aparece como una solución a la congestión del espectro radioeléctrico en la banda Ku, a costa de utilizar frecuencias más altas, con la gran ventaja del importante ancho de banda disponible que a hace idónea para servicios de banda ancha (entre 2 y 20 Mbps), y antenas de menor tamaño.

Estudio realizado por la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación.

Universidad Politécnica de Madrid.

Ligado al uso de la banda Ka, se ha desarrollado un nuevo concepto en los últimos años, denominado HTS (High Throughput Satellite). Los satélites HTS ofrecen una capacidad de hasta 100 Gbps en el conjunto de sus transpondedores, debido a la importante reutilización espacial de frecuencias que se logra mediante sus antenas multihaz.

SATÉLITES HTS MULTISPOT EN LA REGIÓN Existen dos buenos ejemplos de satélites en banda Ka multispot, cada una con diferente estrategia de cobertura mediante los spots: Amazonas 3 de Hispasat con spots en diferentes megápolis seleccionadas de Latinoamérica, o el enfoque de Eutelsat, con Kasat, que cubre todo el continente Europeo con múltiples haces.

En el caso de Ka, el uso de haces spot permite reutilizar las frecuencias en varios haces, haciendo uso además de polarizaciones ortogonales en haces separados espacialmente. En el caso del satélite KaSat de Eutelsat, cada frecuencia se reutiliza más de 20 veces.

El Amazonas 3, lanzado en el año 2013, es el primer satélite en banda Ka en la región latinoamericana, lo que coloca a la región al mismo nivel de progreso tecnológico avanzado que América del Norte y Europa, regiones en las que también operan satélites multispot en banda Ka. El satélite cuenta con 33 transpondedores en banda Ku, 19 en banda C y 9 spot beams en banda Ka, esta banda especialmente dedicada a ofrecer servicios avanzados de banda ancha en zonas periurbanas de las megápolis que están infra-servidas por las soluciones de banda ancha terrenal (xDSL, cable, 3G/4G).

La cobertura geográfica de Amazonas 3 se logra mediante cada uno de los 9 haces dirigidos a la mayor parte de las áreas circundantes a las megápolis de Latinoamérica: México DF (2 haces), Bogotá DF, Sur de Ecuador/Norte de Perú, Santiago de Chile, Buenos Aires, Sao Paulo, Rio de Janeiro y Brasilia.

Figura.

Cobertura geográfica de cada uno de los 9 haces spot en banda Ka de Amazonas 3 dirigidos a grandes megápolis de Latinoamérica: México DF (2 haces), Bogotá DF, Sur de Ecuador/Norte de Perú, Santiago de Chile, Buenos Aires, Sao Paulo, Rio de Janeiro y Brasilia. Nota: representación aproximada orientativa de las zonas de cobertura. Fuente: elaboración propia a partir de información de Satbeams.

El resto de zonas del continente puede ser cubierto mediante la cobertura global que ofrecen los transpondedores en la banda Ku, con inferior ancho en banda, aunque cen cualquier caso permite ofrecer a usuarios servicios del orden de 1-2 Mbps.

Estudio realizado por la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación.

Universidad Politécnica de Madrid.

Por su parte, Kasat de Eutelsat ofrece servicios de conectividad de banda ancha en banda Ka en Europa mediante 82 haces que cubren completamente el continente europeo y parte del Norte de África.

A la vista del número de satélites proyectados, es reseñable que Latinoamérica es el centro de atención de un buen número de nuevos satélites HTS en banda Ka para la banda ancha satelital. Igualmente relevante es quién son los operadores de ellos: los principales players de la industria global de satélites: Eutelsat e Hispasat. Esto nos da una clara señal de que banda ancha y acceso satelital van unidos de la mano en Latinoamérica y que los agentes deben prestar atención a la promoción del satélite en las estrategias digitales de cada país.

Los satélites HTS en banda Ka planeados para prestar servicios de banda ancha satelital en Latinoamérica más destacables son los siguientes: • Eutelsat 65W, previsto para el año 2016, multibanda, con 24 transponder en banda Ka multispot dirigidos hacia las zonas urbanas más pobladas y suburbanas de Brasil.

• Amazonas 4B previsto para el año 2018, con 14 transponders en banda Ka multispot y 4 para los Gateways.

• Intelsat Epic, el sistema mundial de satélites que proyecta Intelsat, en banda Ku y mediante multispot en banda Ka.

ESTRATEGIA SATELITAL PARA LAS DIFERENTES ZONAS DEMOGRÁFICAS DE LA REGIÓN Latinoamérica presenta grandes zonas completamente despobladas combinadas con grandes conurbaciones en torno a megápolis como Río de Janeiro, Sao Paulo, México DF, Bogotá DF, Lima, Santiago, etc.

No sería óptimo cubrir toda la región latinoamericana con haces multispot Ka cubriendo zonas de densidad nula de habitantes. Para ello, la estrategia adecuada para prestar servicios banda ancha en Latinoamérica consiste en proporcionar cobertura multispot Ka. En el contexto de la promoción de la conectividad de la banda ancha en Latinoamérica y su inclusión en las Agendas Digitales, los satélites pueden ofertar sus servicios en las siguientes zonas.

A. Zonas no servidas ‘unserved’ de zonas poco densas, sin cobertura de redes terrenales de banda ancha: serían zonas regionales bajo cobertura de satélites en banda Ku (velocidades de banda ancha del orden de 1 a 2 Mbps), o en banda C (velocidades de centenares de kbps), cobertura regional universal.

Se trata de zonas con brecha de acceso, es decir, en condiciones comerciales ningún operador desplegaría redes de banda ancha dada la baja demanda y densidad poblacional. Se trata de tomar medidas regulatorias en el ámbito de la universalización de la banda ancha que reduzcan la brecha de acceso mediante los servicios por satélite.

Estas grandes zonas se podrían cubrir mediante accesos basados en banda Ku, para dar servicio a accesos individuales, y a accesos colectivos en kioskos, cabinas, cibercafés, bibliotecas, centros cívico sociales, etc.

Estudio realizado por la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación.

Universidad Politécnica de Madrid.

B. Zonas infra-servidas ‘underserved’ de zonas periurbanas de las megápolis de Latinoamérica, con cobertura insuficiente de las redes terrenales de banda ancha (ADSL, cable, o 3G).

Estas megápolis experimentan problemas de población sin cubrir, aunque exista demanda potencial, debido a que su rápido crecimiento urbanístico impide una planificación de las inversiones en redes de banda ancha. Además existe el problema de la brecha de mercado, dado que la cuantía de las inversiones fijas que se requieren no ofrece aún suficiente retorno dada la penetración de banda ancha insuficiente que se obtiene. Las medidas de apoyo.

Se plantea en este estudio, que en Latinoamérica se empleen a los satélites en banda Ka existentes y futuros, con cobertura local lograda mediante haces spot focalizados en la zona infra-servida, típicamente zonas peri-urbanas de expansión de las grandes metrópolis (Bogotá DC, México DF, Santiago de Chile, Lima, Quito, etc.).

Se trata de tomar medidas regulatorias en el ámbito de la promoción de la creación de nuevas infraestructuras de banda ancha en competencia que reduzcan la brecha de mercado mediante los servicios por satélite.

CASOS DE ESTUDIO En el estudio se identifica el equipamiento requerido para el acceso individual y el acceso colectivo, junto a una identificación de los costes del equipamiento requerido en cada caso. Ellos nos permite analizar los costes de la solución en función del despliegue de usuarios e instalaciones en cada de estudio.

El estudio realiza cinco casos de estudio, de cada uno de los países: México, Ecuador, Colombia, Perú y Chile.

Para cada país se realiza el siguiente análisis.

1. Situación actual de la banda ancha del país, fija y móvil.

2. Evolución previsible para el año 2020 según el patrón de crecimiento actual.

3. Revisión de la Agenda Digital del Gobierno del país.

4. Formulación de la evolución de las líneas de banda ancha para el año 2020 que debe seguirse para alcanzar los objetivos de la Agenda Digital del Gobierno.

5. Identificación de iniciativas gubernamentales relevantes a efectos de la banda ancha.

6. Determinación de las líneas de banda ancha satelital en el año 2020 con las que puede contribuir el satélite al cumplimiento de la Agenda Digital, en sus modalidades individual y colectiva.

7. Impacto económico de la banda ancha satelital en el país, en términos de: inversiones, ingresos, aprovisionamientos, aranceles aduaneros, e impuestos.

8. Identificación de la brecha de acceso y de la brecha de mercado del país en la que el satélite podría contribuir a mejorar la conectividad con las medidas gubernamentales adecuadas, en forma de cuantificación del número de habitantes y de localidades, con detalle a nivel de municipio -si resulta viable por disponibilidad de datos-.

PROPUESTAS DE AGENDA DIGITAL El estudio concluye con una serie de propuestas para su posible inclusión en las Agendas Digitales de los países, que incrementen la aportación dele satélite a la mejora de la conectividad de banda ancha en el país.