La Conferencia Mundial de Radiocomunicaciones 2023 (CMR-23), que finalizó el 15-dic -2023, aprobó el uso de estaciones de plataforma de gran altitud (HAPS) en nuevos rangos de frecuencias.
La nueva norma aprobada permite utilizar frecuencias adicionales para HAPS, por debajo de los 2 GHz. Específicamente en las bandas de 694 a 960 MHz, 1,710 a 1,885 MHz y 2,500 a 2,690 MHz.
SoftBank y su exsubsidiaria HAPSMobile habían presentado en 2019 una propuesta común de la región Asia-Pacífico (APT) para las bandas de espectro HAPS, la cual fue adoptada formalmente como uno de los puntos de la agenda de la CMR-23.
Recientemente, SoftBank anunció un proceso de fusión por absorción de su subsidiaria HAPSMobile. La fusión tiene la intención de promover y ampliar los niveles de inversión para el desarrollo de HAPS.
Softbank acordó en junio 2023 el uso de los satélites LEO y GEO de OneWeb para impulsar el despliegue de soluciones de red no terrestres (NTN) para brindar servicios de comunicación satelital directamente al teléfono.
Nota: SoftBank, grupo de inversión y uno de los principales proveedores de conectividad móvil en Japón.
El ecosistema NTN incluye: satélites (GEO y LEO), plataformas HAPS, UAV y drones. Pero los HAPS aportan una serie de ventajas únicas:
. Llenando un punto óptimo entre las redes terrestres y los satélites
, Proporciona una cobertura específica de alta capacidad desde 20 km de altura
. Ofrece una cobertura similar a la de un satélite con un rendimiento similar al de una torre de telefonía móvil
Piense en el ecosistema NTN como un enfoque estratificado para la conectividad global, y los HAPS son la capa intermedia crucial que une el espacio y la Tierra.
ANTECEDENTES
ENERGIA SOLAR para HASP
Para mantener una HAPS alimentada por energía solar funcionando continuamente, su generación de energía debe exceder su consumo. Si bien predecir el consumo de energía de los motores es sencillo, predecir la generación de energía de las células solares es complejo. El sol cambia constantemente de ángulo, los ángulos de instalación de las células solares en la superficie del avión varían y toda la HAPS realiza una rotación de tres ejes (guiñada, balanceo y cabeceo). Si las predicciones son inexactas y la energía se agota, resulta difícil mantener el servicio y la altitud de la aeronave, lo que plantea riesgos importantes. Por lo tanto, es crucial mejorar la precisión de las simulaciones de generación de energía.
SoftBank está desarrollando un modelo de simulación de generación de energía HAPS en colaboración con el laboratorio del profesor Nishioka en la Universidad de Miyazaki, una corporación universitaria nacional. Este modelo de simulación combina la experiencia de la Universidad de Miyazaki en modelos de simulación móviles terrestres con el conocimiento de SoftBank sobre el entorno estratosférico y los aviones. Replica los movimientos de guiñada, balanceo y cabeceo de la aeronave y predice con precisión la radiación solar utilizando una malla 3D que considera la dispersión de la luz solar y los efectos de la autosombra. Esto permite un cálculo preciso de la insolación y el balance energético durante los vuelos HAPS.
Los HAPS de Aalto Haps - Zephyr
Los HAPS (high altitud platform station) son plataformas ubicadas en la estratosfera, ese espacio aéreo que está arriba del espacio aerocomercial y de los fenómenos meteorológicos. Dependiendo de la geografía y la topografía, puede alcanzar zonas que normalmente cubren entre 150 y 200 torres terrestres de telecomunicaciones con un sola haps.
La estratósfera también sirve para propiciar conectividad con flexibilidad y de alta calidad, y es la propuesta que la empresa Aalto Haps promueve desde su mismísimo slogan: “El futuro es estratosférico”.
Hasta hace un par de años los HAPS todavía no tenían la resiliencia y la robustez necesarias para poder hablar de una comercialización a escala y, ahora existe la plataforma llamada Zephyr, producto insignia de Aalto Haps que ya tiene un récord de 64 días de vuelo.
REGULACIÓN.
Los HAPS son un nuevo ecosistema de conectividad que tiene muchísimas ventajas y sobre la que hay mucho interés, de los operadores móviles sobre todo, pero también de los gobiernos, porque permite reducir la brecha digital en las zonas en las que no hay infraestructura, y también desarrollar casos de uso, como el de industria 4.0 y redes privadas. También de las torretas, que ven una alternativa interesante, importante y costo-eficiente para expandir sus infraestructuras.
Desde el punto de vista de cargas útiles, estamos desarrollando la de comunicaciones, para brindar conectividad; y también sirve para la observación de la tierra, que es un caso de uso cada vez más importante, para vigilar fenómenos meteorológicos o incendios. Por ejemplo, el gobierno de Brasil está súper interesado en su uso para vigilar el Amazonas; y lo estamos haciendo in house. .
Principales diferencias y ventajas, con la satelital LEO
Si comparas lo que significa (en costos) la fabricación de una red satelital en órbita baja, que va entre los 650 satélites de One Web o los 500 que tendrá Telebras en unos años, hasta los miles de Kuipper o Starlink, se está hablando de más de 10.000 satélites. Si se compara, en OPEX o CAPEX, el completar una constelación satelital LEO versus hacerlo con una de estas plataformas haps, como Zephyr, se suma muchísima flexibilidad porque, por ejemplo, no se necesita de un cohete para el lanzamiento u otra cosa más que un aeropuerto, para despegar y aterrizar. Además, las constelaciones tienen una vida útil de cinco a 10 años máximo, y esto también impacta en los costos.
Otro aspecto vinculado a la flexibilidad es el dado por la posibilidad de hacerle cambios, porque al LEO más que por software no se puede, y en los haps sí: se baja, se vuelve a subir a la estratósfera y ya está, es una cuestión de horas o un par de días.
No hay una solución regulatoria global. Habrá países que hagan sus propias consideraciones y que establezcan sus marcos regulatorios. En primera instancia, no hay una solución regulatoria y van a tener que ir estas empresas satelitales a hablar con países específicos para que se puedan dar permisos nacionales para este caso de uso. Y, cuando involucre la frontera, se vuelve más complejo.
Hay una solución regulatoria y hay un punto en la orden del día de la Conferencia Mundial de Radiocomunicaciones 2023 - CMR 23 que se hará en noviembre 2023, donde se analice el uso de diferentes bandas de uso terrestre (2.6, 1.8 y 800), que ya están identificadas para IMT y que son usadas por los operadores móviles. Otra cosa importante es que son bandas que los dispositivos móviles ya tienen y, entonces, no hay que hacer ninguna adecuación y se puede hacer un direct to device real.
La consideración de las tres bandas de la CMR 23 es para la región uno, dos y tres; o sea que tiene impacto en América latina y el Caribe.
La posición de la Citel es en apoyo a la identificación de estas tres bandas para uso de habs, el acrónimo de habs se define como una torre.
El segundo paso, tiene que ver con el acceso a los mercados y las autorizaciones nacionales. No van a tener su propio espectro, que no vamos a proveer servicios al consumidor final, que vamos a trabajar en asociación con los operadores móviles usando su espectro, bajo sus reglas y consentimiento. Es infraestructura, es como torres desde ese punto de vista, no se necesita una autorización ad hoc como tal o un proceso regulatorio muy complejo; veremos cómo lo reciben los reguladores.
Hay un aspecto vinculado a la aviación.
Si bien estas plataformas no vuelan en el espacio comercial y en la estratósfera no hay un aspecto de congestión, sí se cruza el espacio comercial. Se hablando con agencias y autoridades de tráfico aéreo y otras, como la International Civil Aviation Organization y la Agencia Europea de Seguridad Aérea (la Easa), donde se debate acerca de cómo regular la estratósfera. Esto no quiere decir que no se pueda operar, se tiene que hacer una labor de convencimiento a estas autoridades de aviación civil para que nos permitan operar, mientras que haya una solución global y regulatoria.
Aunque no se necesite infraestructura terrestre, se necesita un lugar de lanzamiento y aterrizaje de aviones para, por ejemplo, mantenimiento.
Sobre el caso de uso vinculado a la observación del Amazonas. Es una tecnología costo-eficiente donde gobiernos y demás ISPs, verán con mucho interés para, por ejemplo, reducir la brecha digital. haps, sirve para hacer de infraestructura terrestre en zonas marginadas y es buena para satisfacer redes privadas de, por ejemplo, una minera o para dar conectividad en aviones y embarcaciones.
El punto de latencia. Si bien los operadores LEO muestran a la latencia entre sus fortalezas comparativas vs los GEO, por estar más cerca de la tierra: entre 600 y 1.200 kilómetros mientras los estacionarios se ubican a 1.200 kilómetros de la tierra. Sin dudas, esto impacta en la calidad y en el throughput. HAPS esta a 20 kilómetros.
En cuanto a casos de uso y de aplicaciones, se puede ofrecer un servicio 4G y 5G., para las redes privadas, para conectividad en zonas marginadas y para observación de la Tierra. Y sí, también, a servicios de conectividad para la redundancia de urbes y de localidades semi urbanas. O sea, no hay ninguna restricción desde el punto de vista tecnológico; hay que ver qué hace más sentido desde el punto de vista de despliegue de costos.
