Introducción

Desde hace varios años atrás, los sistemas de planificación de redes de radio vienen haciendo uso de información geográfica por ejemplo, utilizan la topografía del terreno y cartografía en diferentes formatos, especialmente archivos de tipo raster como el DTM, por sus siglas en inglés(Digital Terrain Model). A estos archivos, se les suele adicionar información que permita mejorar los resultados que arrojan los modelos matemáticos usados, en la predicción de la propagación radio.

En la medida en que se da el avance de estas herramientas y que además la tecnología evoluciona; los requisitos para la cartografía se hacen más exigentes y no basta con simples datos de altura de terreno, o información de edificios, sino utilizar descripciones detalladas de los ambientes y mapas con alta resolución.

Los nuevos sistemas de comunicaciones móviles conocidos como 5G o de quinta generación de sistemas móviles celulares, utilizan bandas de frecuencias mucho más altas que los que tenemos en uso en la actualidad, y que corresponden a la llamada cuarta generación (4G o 4.5G). Esto significa, que los tamaños de las “celdas” son mucho menores (de un par de cuadras o menos) y la precisión que se espera de los sistemas de planificación es mucho mayor.

A esto debemos adicionar la preocupación que existe, por parte de la ciudadanía, sobre los posibles efectos nocivos que puede tener la radiación asociada a los sistemas de radio. Esto implica un reto adicional para quienes planifican este tipo redes; pues el requisito indispensable es que se puedan usar los teléfonos inteligentes en todo lugary así acceder a los recursos a los que el mundo se ha acostumbrado: Internet, video streaming (tipo Netflix o YouTube), entre otros.

Los sistemas de información geográfica entonces juegan, cada día más, un papel importante en dichos sectores, ya sea como mecanismos de información para el público y los usuarios, como para quienes se dedican a la planificación y despliegue de dichas tecnologías.

Usos para planificación

Como ya se mencionó anteriormente, las altas frecuencias usadas por las redes 5G requieren de datos cartográficos detallados que permitan, mejores predicciones de las coberturas del sistema. En este caso, los mapas ideales deben tener una resolución de unos pocos metros o centímetros, de forma que, se incluya información acerca del mobiliario urbano y la vegetación. 

Adicionalmente, es ideal contar con detalles acerca de los materiales de construcción usados en edificios, calles, etc. Los sistemas de información geográfica actuales permiten almacenar este tipo de información, aunque no sea habitual su uso.

El manejo de vehículos no tripulados (drones), con cámaras de alta resolución 3D y sistemas LIDAR, permite obtener cartografía con resolución de pocos centímetros (menos de 10 cm.) Algunos países cuentan con este tipo de cartografía de forma abierta. Con esta información, las herramientas de planificación permiten realizar simulaciones de mucha precisión, aunque con alto costo computacional, de forma que, se pueda idear y desplegar las redes 5G con la precisión que se requiere en la actualidad. Esto significa, que las herramientas que se utilizan para hacer la programación de las redes celulares dependen de un sistema de información geográfica como parte esencial de su operación, e incorporan los algoritmos matemáticos necesarios para usar dicha información cartográfica, en los cálculos necesarios para la planificación de las mismas.

De igual forma, los organismos que regulan las telecomunicaciones a nivel mundial (el Ministerio de las Comunicaciones y las Tecnologías, en el caso colombiano), también cuentan con este tipo de herramientas, de manera que, puedan realizar su labor eficientemente.

La imagen siguiente ilustra el uso de estas herramientas.

(fuente: https://www.siradel.com/)

Usos para visualización

Así como los sistemas de información geográficos y la cartografía digital de alta resolución es muy útil y casi necesaria para la planificación de los nuevos sistemas celulares 4G y 5G, la evolución de estos sistemas y su migración a Internet, con herramientas tan populares como Google maps, por mencionar la tal vez la más conocida, han permitido que la información cartográfica esté disponible para todo el mundo.

En el caso de las aplicaciones en sistemas de radio, se dispone de varias herramientas en Colombia, que les permiten a los usuarios, conocer el estado de cobertura de los operadores celulares, así como los niveles de radiación electromagnética en las principales ciudades.

Estos sistemas de datos geográficos, con visualización a través de la web, permiten al usuario ver la información sin la complejidad que tiene por debajo, el mismo sistema que la genera. Los dos ejemplos que pueden ilustrar este uso son, por un lado, el de la Agencia Nacional del Espectro (el regulador colombiano de espectro radioeléctrico), que permite ver los niveles de radiación: http://medicionantenas.ane.gov.co:82/ y en segundo lugar, el reporte de cobertura geográfica a que están obligados los operadores. 

La figura ilustra las coberturas para un operador en la ciudad de Cali y sus alrededores, para la tecnología LTE (que corresponde a cuarta generación).

En resumen, el uso de cartografía de alta resolución, y con información detallada de materiales, usos de suelo, mobiliario urbano, entre otros, permite a los operadores hacer una mejor planificación de sus redes, a los reguladores, suministrar mejor información a la comunidad, y a los usuarios, conocer el nivel de servicio de los operadores de las redes 5G.