En este artículo cerramos la serie analizando por qué 80 GHz se ha convertido en la opción preferida para backhaul carrier-grade y aplicaciones donde cada microsegundo cuenta.

Después de analizar la banda V (60 GHz) y sus aplicaciones, el siguiente paso natural en la evolución de enlaces milimétricos es la banda E, y en particular el segmento de 80 GHz (71–86 GHz). Si la banda de 60 GHz destaca por su simplicidad y despliegue rápido, la de 80 GHz está diseñada para algo muy concreto: máxima capacidad, mayor alcance y latencias extremadamente bajas.

De 60 GHz a 80 GHz: ¿cuándo dar el salto?

En el artículo anterior sobre 60 GHz vimos cómo esta banda es ideal para distancias cortas y despliegues rápidos. Sin embargo, tiene una limitación clave: la absorción por oxígeno, que restringe el alcance efectivo a unos pocos kilómetros.

La banda de 80 GHz elimina en gran medida ese problema:

• Mayor alcance
• Mayor estabilidad en condiciones normales
• Espectro más amplio
• Enlaces con capacidad multi-gigabit comparables a fibra

Además, gracias a la alta direccionalidad de sus antenas, se consiguen enlaces muy “limpios”, con interferencias prácticamente inexistentes incluso en entornos urbanos densos. Es verdad que esto también implica que los enlaces son más complicados de alinear correctamente.

En 80 GHz se pueden llegar a tener enlaces de 10 Km e incluso 20 Km, pero el apuntamiento es algo muy complicado a estas distancias, ya que las antenas pueden tener una zona de cobertura de menos de 1°. Lograr un apuntamiento correcto a distancias largas requiere de mucha experiencia y paciencia.

Instalación y alineamiento de enlaces en 80 GHz

Uno de los aspectos más críticos, y a menudo subestimados, en los enlaces de 80 GHz es la instalación física. A diferencia de bandas más bajas, donde existe cierto margen de tolerancia, en frecuencias milimétricas pequeños errores mecánicos puede traducirse directamente en pérdida de rendimiento o incluso en la caída del enlace.

En instalaciones con radios de 80 GHz es necesario hacer una instalación robusta donde los movimientos por viento, dilataciones y contracciones por cambios de temperatura o las vibraciones estructurales se reduzcan al mínimo o sean inexistentes.

El motivo principal de esta necesidad es la extrema directividad de las antenas, incluso antenas con poca ganancia pueden tener una apertura menor de 1 grado. Esto implica que cualquier pequeño ajuste que hagamos en la instalación, al apretar los tornillos o al moverse el soporte del radio, puede hacer que la antena deje de apuntar hacia el receptor.

Alineamiento

Como se pueden imaginar, el alineamiento de las antenas es otro punto vital en estos enlaces con una apertura de antena tan pequeña. Las antenas en 80 GHz generan haces extremadamente estrechos. Esto tiene grandes ventajas (alta ganancia, baja interferencia), pero también implica una dificultad añadida: el margen de error en el apuntamiento es mínimo.

Todos los enlaces de 80 GHz incluyen un kit de montaje de alta precisión. En estos accesorios los tornillos para mover la antena son muy precisos, necesitando varias vueltas para mover un solo grado la antena. Hay sistemas más avanzados que permiten mejorar el alineamiento electrónicamente y ajustarlo en tiempo real en caso de pequeñas variaciones debido al viento o dilataciones.

Para hacer un apuntamiento adecuado es necesario tener una estructura muy estable donde instalar los equipos y coordinación entre los equipos de instalación que deben estar en los dos extremos del enlace. El proceso de apuntamiento es lento y meticuloso. A veces alinear correctamente un enlace en 80Ghz pueden llevar varias horas o incluso unos pocos días. Técnicos experimentados ayudan mucho en este proceso mejorando radicalmente los tiempos.

FDD y TDD

En este artículo explico las técnicas de transmisión TDD y FDD. ¿por qué es importante nombrarlas ahora? Porque a diferencia de 60 GHz donde la mayoría de los aparatos utilizan TDD y transmiten y reciben en el mismo canal, en 80 GHz se utiliza FDD y se tiene un canal de transmisión y otro de recepción emparejados entre sí. Esto permite tener una latencia mucho más baja que en cualquier sistema TDD y un ancho de banda mayor, aunque siempre está dividido al 50 % entre subida y bajada.

Latencia extremadamente baja

A diferencia de muchas soluciones inalámbricas tradicionales, los sistemas en 80Ghz están diseñados para funcionar prácticamente como una extensión de la fibra, con latencias del orden de los nanosegundos y con transmisión transparente en capa 1, es decir, básicamente sin procesar la información que entre por el puerto cableado, simplemente cualquier bit que entra, por un lado, es mandado al otro lo más rápidamente posible.

Esto implica que muchas de las soluciones en 80 GHz no tengan ninguna funcionalidad de switching o calidad de servicio o ni siquiera de encriptado, dejando todas estas funciones a los switches o routers de la red que las harán mejor y más rápido, ya que esa es su función principal. Esta simplificación implica que la transmisión tendrá menor latencia, los radios tendrán menor complejidad y se disminuyen los puntos de fallo.

¿Cuándo utilizar soluciones de 80 GHz?

Si necesitamos conectar dos puntos a través de un enlace inalámbrico, tenemos que decidir qué tecnología usar. Los enlaces de 80 GHz suelen ser caros y complejos de instalar. Normalmente, su configuración es muy sencilla, pero su complejidad estriba en lo meticuloso que hay que ser a la hora de la instalación y apuntamiento.

Otro punto de decisión es su gran ancho de banda, que puede llegar hasta los 10 Gbps full dúplex, es decir 10 Gbps de bajada más 10 Gbps de subida.

Por estas razones los enlaces en 80 GHz se utilizan casi exclusivamente para Backhaul, donde se necesitará transmitir grandes cantidades de datos, muy rápidamente y con fiabilidad, condiciones todas que cumplen las soluciones en 80 GHz.

Entre las aplicaciones más comunes podemos encontrar radioenlaces PtP para conectar redes móviles 5G o posteriores y extensión de redes metropolitanas para transmisión de cualquier tipo de datos donde las obras de infraestructura son muy caras o llevan demasiado tiempo.

Podemos concluir que las soluciones en 80 GHz pueden ser usadas para conexiones que requieran gran ancho de banda y baja latencia con muy buena disponibilidad y fiabilidad. Normalmente, se utilizan para enlaces en el core de la red y pueden ser una opción interesante para reemplazar enlaces en banda licenciada.