HAPS – Sistemas de estaciones en plataformas a gran altitud

• ​Aunque más de la mitad de la población mundial ya goza de conexión a Internet, se necesita ampliar la conectividad de banda ancha y los servicios de telecomunicaciones en las comunidades y zonas rurales y remotas que carecen de servicios suficientes.
• Los sistemas de estaciones en plataformas a gran altitud (HAPS) pueden utilizarse a fin de proporcionar tanto conectividad de banda ancha fija para usuarios finales como enlaces de transmisión entre redes móviles y centrales para el tráfico de retorno. Ambos tipos de aplicaciones HAPS permitirían el despliegue de la banda ancha inalámbrica en zonas remotas, incluidas zonas montañosas, costeras y desérticas​.
• En el Reglamento de Radiocomunicaciones (RR) ​de la UIT, las HAPS se definen como estaciones radioeléctricas situadas sobre un objeto a una altitud de 20 a 50 km y en un punto nominal, fijo y especificado con respecto a la Tierra. Radiocomu
  
• En la actualidad, la demanda de acceso a la banda ancha móvil es cada vez mayor, lo que exige una mayor flexibilidad en los criterios para ampliar la capacidad y la cobertura que ofrecen los sistemas de telecomunicaciones móviles internacionales (IMT). Los trabajos en curso en el marco del punto 1.4 del orden del día de la Conferencia Mundial de Radiocomunicaciones 2023 (CMR-23) comprenden el estudio de las posibles nuevas identificaciones para utilizar las HAPS como estaciones base IMT (HIBS) dentro de las redes IMT.
  
• En algunos contextos, las HAPS pueden instalarse rápidamente a efectos de las comunicaciones de recuperación en caso de catástrofe, en particular porque el uso de enlaces entre HAPS permite prestar servicios con una infraestructura de red en tierra mínima, por ejemplo, para reeemplar las redes terrenales dañadas en caso de catástrofe.
  
• Actualmente, algunas empresas están poniendo a prueba la prestación de servicios de acceso en banda ancha a través de HAPS, utilizando aeronaves y aviones ligeros de propulsión solar a una altitud de 20-50 km que funcionan de manera continua durante varios meses.
• Las identificaciones de bandas de frecuencias armonizadas a escala mundial y regional para las HAPS en la CMR-19, facilita el desarrollo de los servicios conexos y permitirán la transición del ámbito experimental a la esfera comercial. 
• Los sistemas HAPS contribuyen a alcanzar el Objetivo de Desarrollo Sostenible (ODS) 9 (industria, innovación e infraestructura) y otros ODS al ampliar la conectividad en banda ancha y los servicios de telecomunicaciones, especialmente en las comunidades y zonas rurales y remotas​.​

​​Las innovaciones tecnológicas y la creciente necesidad de ampliar la disponibilidad de banda ancha condujeron al desarrollo de los sistemas HAPS. Estas estaciones son fáciles de instalar, funcionan en la estratosfera (a saber, la capa de la atmósfera de la Tierra que comienza a una altitud de 20 kilómetros) y se hallan a una altura suficiente como para proporcionar servicios a zonas extensas o aumentar la capacidad de otros proveedores de servicios de banda ancha.

Las HAPS no integran un concepto nuevo y los primeros estudios de la UIT en la materia se remontan al mediados de la década de 1990. No obstante, las HAPS son más viables hoy en día debido a la los adelantos tecnológicos en la eficiencia de los paneles solares, la densidad de energía de las baterías, los materiales compuestos ultraligeros, la aviónica autónoma y la tecnología de las antenas.

Las pruebas llevadas a cabo recientemente en instalaciones que proporcionan acceso a Internet de banda ancha a través de estaciones situadas a unos 20 km sobre el nivel del suelo han demostrado la capacidad de estas últimas para proporcionar conectividad a comunidades remotas o subatendidas. En algunos países se han llevado a cabo pruebas de HAPS con el fin de demostrar su potencial para proporcionar conectividad de banda ancha, enlaces de retorno y comunicaciones de recuperación en caso de catástrofes, así como para evolucionar hacia los despliegues comerciales. Sin embargo, para convertirse en una opción comercialmente viable que permita el suministro de banda ancha a nivel mundial, los sistemas HAPS deben superar ciertas dificultades.​

Algunos estudios del UIT-R​ estiman que el espectro total necesario para los sistemas HAPS se sitúa en la gama de 396 MHz a 2 969 MHz para los enlaces tierra-plataforma HAPS y en la gama de 324 MHz a 1 505 MHz para los enlaces HAPS-plataforma-tierra. Estas gamas incluyen el espectro necesario para la cobertura de aplicaciones específicas (por ejemplo, operaciones de socorro en caso de catástrofe) y para aplicaciones de conectividad (por ejemplo, banda ancha comercial).​

​En 1997 se identificaron a escala mundial las primeras bandas de frecuencias para su utilización por las HAPS en el Reglamento de Radiocomunicaciones (RR). Desde entonces, el RR se ha modificado con miras a la identificación de bandas de frecuencias adicionales a nivel regional y en países específicos para su utilización por dichas estaciones. Al determinar las bandas para las HAPS se tuvieron en cuenta principalmente las inquietudes relativas al desvanecimiento debido a la lluvia, es decir la pérdida de potencia de la señal debida a la lluvia, en ciertas bandas de frecuencias . Estas identificaciones se establecieron sin prever que tendrían que soportar las actuales aplicaciones de banda ancha.  

En tres conferencias mundiales de radiocomunicaciones (CMR-97, CMR-2000 y CMR-12) se designó espectro para las HAPS en las bandas de frecuencia de 47/48 GHz, 2 GHz, 27/31 GHz y 6 GHz, respectivamente. Si bien quedaron definidos en el RR tiempo atrás, los recursos de frecuencias para los sistemas HAPS no se utilizaron debido a las limitaciones y a la falta de madurez de las soluciones técnicas. 

Antes de la CMR-19, los estudios del UIT-R sobre las necesidades de espectro para las HAPS habían demostrado que los requisitos de espectro para las aplicaciones HAPS de banda ancha no podían satisfacerse plenamente en las bandas en las que había sido autorizada su utilización. Por otra parte, algunas de las bandas de frecuencias en las que se había autorizado la utilización de las HAPS presentaban limitaciones geográficas.  Asimismo, los estudios apuntan a que convendría identificar a escala mundial las bandas de frecuencias en las que se podría autorizar las HAPS para mejorar y armonizar su utilización.

Por consiguiente, en la CMR-19, los Estados miembros de la UIT identificaron bandas de radiofrecuencia adicionales en las que los sistemas HAPS podrían funcionar en determinadas condiciones técnicas.

La CMR-19 convino en identificar las bandas de frecuencias 31-31,3 GHz y 38-39,5 GHz para su utilización mundial por las HAPS. También confirmaron que las bandas 47,2-47,5 GHz y 47,9-48,2 GHz, que ya se habían identificado antes de la CMR-19, están disponibles para uso a escala mundial por las administraciones que deseen implementar las HAPS. La Conferencia acordó que las bandas de frecuencias 21,4-22 GHz y 24,25-27,5 GHz podrán utilizarse por las HAPS en el servicio fijo en la Región 2.

Asimismo, la CMR-19 acordó limitaciones respecto de las direcciones de los enlaces y la inclusión de condiciones técnicas de funcionamiento de sistemas HAPS para la protección de los demás servicios.

Al aprobar el espectro para las HAPS, los miembros de la UIT han hecho posible una nueva plataforma de comunicación para conectar a los que no lo están.

En cuanto a la evolución futura de las HAPS, el UIT-R está realizando estudios , en el marco del punto 1.4 del orden del día de la CMR-23, sobre la compartición y la compatibilidad con miras a una posible identificación de  bandas por debajo de 2,7 GHz para que las HAPS puedan funcionar como estaciones base de las IMT.
 

Última actualización: abril de 2022