En este documento se ofrece una descripción detallada del sistema de acceso al espectro (SAS), incluidas sus funciones y su arquitectura, así como su funcionamiento con otros componentes de la red.
La tecnología inalámbrica ha crecido considerablemente en las últimas décadas. Con miles de millones de dispositivos conectados a redes móviles en todo el mundo, la demanda de un acceso a Internet más rápido y mejorado no deja de crecer. Para satisfacer esta demanda creciente, los proveedores de servicios están invirtiendo considerablemente en mejorar su infraestructura inalámbrica y están presionando para acceder a más espectro inalámbrico.
Como la mayor parte del espectro inalámbrico con licencia ya está asignado, la Administración Nacional de Telecomunicaciones e Información (NTIA) y la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) han identificado conjuntamente la banda del espectro del servicio de radio de banda ancha para ciudadanos (CBRS), de 3550 a 3700 MHz, que se puede reutilizar para el servicio comercial de Internet inalámbrico de banda ancha.
Para el uso comercial de CBRS, la FCC ha definido el apartado 96 de la normativa , que el Wireless Innovation Forum (WInnForum) ha convertido en estándares. Estos estándares, procesos y procedimientos aseguran que el espectro de CBRS se pueda compartir entre usuarios federales y no federales sin interrumpir los servicios de los demás. Por ejemplo, cuando un sistema de radar gubernamental no utiliza canales en momentos específicos, ese espectro se puede liberar para uso comercial.
Los operadores de redes móviles y las empresas de redes inalámbricas fijas usan el espectro CBRS para crear sus propias redes privadas. Para crear esta red, necesitan servicios que les ayuden a hacer lo siguiente:
- Planifica, implementa y gestiona redes rentables
- Desplegar redes de bajo coste para vender acceso al por mayor
- Gestionar los costes transfiriendo el tráfico de datos de las redes anfitrionas al espectro CBRS
- Encontrar soluciones algorítmicas a problemas como la coexistencia de redes
- Compartir redes mediante reglas de prioridad de usuario
- Aumentar la capacidad de una red de movilidad
Google es un administrador de SAS certificado por la FCC y también es uno de los principales colaboradores de las especificaciones de CBRS WInnForum y de OnGo Alliance. Google ha desarrollado un paquete de productos y servicios basados en la nube que ayudan a estos operadores de redes a crear un ecosistema CBRS que proporcione una mejor conexión inalámbrica a Internet. Para obtener más información sobre los distintos productos y servicios de Google en el espacio de espectro compartido, consulta Compartir espectro.
La banda CBRS es un espectro inalámbrico compartido con una banda de frecuencia de 3550 MHz a 3700 MHz. La FCC ha definido tres niveles de usuarios de CBRS en función de la prioridad:
Nivel 1 Usuarios actuales.
Usuarios de alta prioridad, como portaaviones y estaciones de satélite fijas.
Usuarios con licencia de acceso prioritario (LAP) de nivel 2.
Usuarios con licencia que no interfieran con los usuarios actuales y que toleren cualquier posible interferencia de estos.
Usuarios de nivel 3 Acceso General Autorizado (GAA).
Usuarios generales que tienen autorización para usar la banda CBRS siempre que no interfieran con los usuarios de nivel 1 y 2.
Un dispositivo Citizens Broadband Radio Service (CBSD) es un dispositivo transmisor que funciona en el espectro Citizens Broadband Radio Service (CBRS), como un nodo B evolucionado (eNodeB).
La función principal de Spectrum Access System (SAS) es controlar el acceso al espectro de un CBSD. Una CBSD solo transmite después de haber recibido la autorización de SAS. Este control asegura la protección de los usuarios de CBRS de mayor prioridad controlando los parámetros de funcionamiento, como los canales o la potencia de transmisión, de los dispositivos de CBRS de menor prioridad.
Un CBSD inicia todas las comunicaciones necesarias con el SAS mediante protocolos estándar definidos por WInnForum. A continuación, el SAS emite arrendamientos de espectro a corto plazo a estos CBSDs, lo que abstrae la complejidad de facilitar la coexistencia entre muchos sistemas dispares que compiten por los recursos de espectro compartido.
Funciones de SAS de Google
Google SAS es un servicio en la nube que ayuda a los operadores de redes a gestionar la comunicación inalámbrica en la banda CBRS. Como operador de red, puedes usar Google SAS para lo siguiente:
- Registra dispositivos CBRS.
- Monitoriza el estado de los dispositivos con vistas de mapa integradas.
- Delega la administración y controla el acceso a tu red entre los usuarios.
- Elige los mejores canales para un CBSD.
- Ver las áreas de protección dinámica como superposición.
- Actualiza y firma varias configuraciones de CBSD con las plantillas de importación.
- Visualiza la conectividad de los equipos de las instalaciones de los clientes (CPE) y de las estaciones base en el mapa.
- Resuelve las interferencias entre CBSDs.
- Retirar o mover CBSDs.
- Consulta el historial de dispositivos CBSD de los últimos 30 días.
- Consulta tu configuración de facturación en el portal de SAS para obtener más información.
- Organiza los CBSDs por implementación de red en el portal de SAS.
Google SAS ofrece las siguientes funciones y características.
Cree una implementación optimizada de CBSD en su red.
Una implementación es una forma de organizar los CBSDs en el portal de SAS. Tiene un ID de usuario único y está asociado a tu cuenta de SAS. También puedes monitorizar el estado de la implementación, crear usuarios para gestionar el acceso a tu red y acceder a recursos de asistencia. Para obtener más información, consulta el artículo Empezar a usar el portal de SAS.
Identificar la disponibilidad del espectro mediante mapas de calor.
El portal de SAS proporciona los límites de los barrios de las áreas de protección dinámica (DPA) y mapas de calor de la disponibilidad del espectro de CBRS en todo Estados Unidos mediante la interfaz de Google Maps. Los mapas de calor le ayudan a determinar cuántos canales hay disponibles en una zona antes de desplegar los CBSDs. Para obtener más información sobre los mapas de calor del espectro, consulta Información sobre la disponibilidad del espectro CBRS.
Selecciona el plan de canales en función de las directrices de los canales.
El portal de SAS ofrece asesoramiento sobre canales para ayudarte a maximizar el espectro CBRS y gestionar las interferencias. Puedes revisar e implementar el plan de canales más adecuado para tu red CBRS desde el portal de SAS. El plan de canales se optimiza para minimizar las interferencias con otros CBSDs. Para obtener más información sobre los canales, las máscaras de canal y los planes de canales, consulta Gestionar las interferencias de la red.
Gestionar el flujo de trabajo de principio a fin de los CBSDs.
SAS admite todo el ciclo de vida de los CBSDs, desde el registro, la consulta del espectro, las solicitudes de concesión y las solicitudes de latido hasta la cancelación del registro. Para obtener más información, consulta Acerca de CBSD.
Minimizar las activaciones de DPA y el impacto de las zonas de susurro.
Para obtener más información, consulta las prácticas recomendadas para operadores de CBSD.
Analizar el estado de la red mediante paneles de control de monitorización en tiempo real.
El portal SAS proporciona el estado en tiempo real de las concesiones actuales, la última señal de latido y el historial de concesiones de cada CBSD. También proporciona datos en tiempo real sobre la lista de movimientos de la DPA para monitorizar qué subvenciones se suspendieron durante la actividad del titular.
Protege a los operadores de PAL de la interferencia de los usuarios de GAA.
Para obtener más información sobre la asignación de canales PAL y la protección contra interferencias, consulta Gestionar licencias de acceso prioritario.
Elige un plan de facturación en función de los requisitos de tu organización.
Para obtener más información sobre las distintas opciones de facturación disponibles en SAS, consulta Facturación de SAS.
Ventajas de usar un SAS
Canalización.
El SAS divide automáticamente las solicitudes de consulta de espectro en canales de 10 MHz. Como las condiciones pueden variar significativamente entre los canales, la división de las solicitudes proporciona la máxima información a los CBSDs.
Ahorro de costes.
El SAS asigna capacidad o cobertura de red según sea necesario. Esto ayuda a reducir significativamente los costes operativos.
El parámetro
maxEirpdetermina la PIRE aprobada máxima.El parámetro
maxEirpde la respuesta a la consulta de espectro es la mejor estimación de la potencia isotrópica radiada efectiva (PIRE) que se podría autorizar para la transmisión inmediata. Si un CBSD solicita una concesión de más de 10 MHz, la PIRE máxima aprobada será la más baja de todos los canales de ese intervalo. Si SAS no autoriza una concesión con el EIRP especificado, puede deberse a la activación de DPA.
Arquitectura de servicio de SAS de Google
La red de espectro compartido consta de varios elementos de red que interactúan mediante interfaces específicas. SAS es el servicio principal de la red y se encarga de la asignación dinámica de frecuencias en el intervalo de espectro compartido.
Servicio principal de SAS
Como se muestra en el diagrama anterior, el SAS consta de tres componentes principales:
Portal SAS de Google.
Incluye la IU del portal y la API del portal, que gestionan los CBSDs conectados a SAS.
Backend de SAS (SAS BE).
Incluye todos los servicios que ofrece SAS.
Base de datos (BD) de SAS.
Incluye la DB que almacena todos los CBSDs registrados en el SAS, así como la información necesaria para gestionar los CBSDs. Esta información incluye detalles sobre las concesiones que están activas y la interferencia agregada de los puntos o las áreas protegidos. También almacena información recogida de otros SASs sobre dónde tienen CBSDs y qué puntos o áreas protegidos existen.
Estos tres módulos SAS interactúan entre sí y con los demás elementos de la red para proporcionar a los operadores de redes todas las herramientas y los procesos necesarios para gestionar su red CBRS.
Transmisor CBSD
Un transmisor CBSD envía una solicitud de registro al SAS con información como el propietario, la ubicación y las características de transmisión.
Una vez que el SAS aprueba la solicitud de registro, el CBSD está listo para realizar varias operaciones, como las siguientes:
- Solicitar una concesión de espectro
- Hacer consultas sobre el espectro
- Proporcionar comprobaciones del estado
- Renunciar a una concesión
- Anular registro
Un CBSD puede registrarse en varios SASs, pero no puede tener una concesión activa de varios SASs simultáneamente. Para asegurarse de que no haya concesiones activas superpuestas, es necesario sincronizar SAS con SAS a diario. En este tipo de sincronización, el SAS se comunica con otros SASs de la red para asegurar la coherencia de la asignación de ancho de banda entre los SASs. Cuando se produce una sincronización SAS-SAS, todos los CBSDs y las zonas protegidas que conoce el SAS se comparten con otros SASs de la red. Consulta más información sobre cómo se comunican las CBSDs con el SAS más adelante en esta página.
Dispositivos con función de detección ambiental
La FCC ha proporcionado directrices y normativas estrictas para compartir el espectro en función de la prioridad del usuario. Estas directrices aseguran que las transmisiones de los usuarios de mayor prioridad no sufran interferencias de los usuarios de menor prioridad. Los dispositivos con capacidad de detección ambiental (ESC) cumplen las normas de la FCC y permiten que el SAS gestione la asignación del espectro sin interferir con los usuarios prioritarios y otros usuarios.
Los ESCs se colocan a lo largo de la costa de EE. UU. para detectar cuándo está activa una DPA. Una DPA es una zona de exclusión que suele activarse cuando los usuarios actuales transmiten en el espectro de CBRS. SAS mantiene una lista de CBSDs para cada barrio de DPA. Cuando los ESCs detectan la activación de las APDs en un canal determinado, envían esta información al SAS. A continuación, el SAS suspende las concesiones a los CBSDs del barrio de la DPA en ese canal para asegurarse de que no haya interferencias.
Cómo funciona SAS
La función principal de cualquier SAS es autorizar y gestionar la comunicación inalámbrica de los CBSDs que transmiten en la banda CBRS. Por lo tanto, las CBSDs deben poder comunicarse con el SAS para iniciar la transmisión. WInnForum ha definido estándares y protocolos para habilitar esta comunicación. SAS implementa la especificación técnica de la API de SAS-CBSD para la interfaz de CBSD-SAS. Esta interfaz se basa en el protocolo HTTP sobre Seguridad en la capa de transporte (HTTPS).
Interfaz CBSD-SAS
El CBSD es responsable de iniciar la comunicación con el SAS de la siguiente manera:
- El CBSD envía una solicitud de registro al SAS para indicar su intención de operar. Si el registro se realiza correctamente, significa que el SAS ha validado que el CBSD tiene la certificación de la FCC y que está autorizado para recibir una concesión de espectro para la transmisión.
- Una vez que el registro se haya completado correctamente, el CBSD podrá solicitar una concesión de espectro.
- El SAS asigna un canal y un nivel de potencia al CBSD. Este canal se identifica mediante un identificador de concesión único. Un CBSD solo puede iniciar la transmisión en la concesión asignada después de haber enviado una solicitud de latido.
- Cuando reciba una respuesta positiva a la solicitud de latido, el CBSD podrá iniciar la transmisión.
- Un CBSD puede solicitar varias concesiones en diferentes canales de espectro y renunciar a las concesiones que ya no necesite.
En el siguiente diagrama se muestra el flujo de trabajo de CBSD de principio a fin:
SAS ha implementado seis métodos definidos en la API SAS-CBSD para la interfaz CBSD-SAS:
- Registro
- Consulta sobre el espectro
- Solicitudes de subvención
- Solicitudes de latido
- Renunciar a un permiso
- Baja
En las siguientes subsecciones se describen estos métodos.
Registro
Un CBSD debe registrarse en SAS. Durante el proceso de registro, cada CBSD envía información de instalación, como la ubicación fija, los identificadores únicos, la pertenencia a grupos y las funciones relacionadas con la radio, al portal de SAS.
Si el registro se realiza correctamente, el SAS envía un identificador único para ese CBSD. Si el SAS rechaza la solicitud de registro, responde con un mensaje de error. A continuación, el CBSD debe corregir el error y enviar otra solicitud de registro. Para obtener más información sobre el registro, consulta Registro de CBSD.
Consulta sobre Spectrum
La consulta de espectro es un procedimiento opcional que un CBSD registrado puede iniciar con SAS para consultar el espectro disponible en su ubicación y las características de instalación. El SAS responde con información detallada sobre las frecuencias disponibles para el uso del CBSD y cualquier información adicional que pueda ayudar al CBSD a elegir un intervalo de frecuencias. Para obtener más información sobre las consultas de espectro, consulta Disponibilidad del espectro de CBSD.
Solicitudes de concesión
Las CBSDs solicitan una concesión para reservar una parte del espectro para su uso. La solicitud de concesión consta de varios parámetros operativos que dependen de las funciones, la operación actual y la configuración del CBSD.
Si se aprueba, SAS responde con el ID de concesión y otros parámetros, como el intervalo de vencimiento de la concesión, el intervalo de latido y el tipo de canal. Cuando se aprueba una concesión, el SAS hace una reserva para el CBSD solicitante. Sin embargo, la CBSD aún no tiene autorización para transmitir mediante la concesión. Para obtener más información, consulta Más información sobre cómo solicitar una subvención.
Solicitudes de latido
Los CBSDs envían periódicamente solicitudes de latido por cada una de sus concesiones aprobadas para recibir autorización de transmisión. Para obtener más información, consulta Más información sobre las solicitudes de latido.
Renunciar a una concesión
Cuando el CBSD ya no quiera usar una concesión, la renunciará. Para obtener más información, consulta Más información sobre cómo renunciar a una subvención.
Anulación del registro
Si la CBSD se retira o se mueve, se anula el registro en el SAS. Para obtener más información, consulta Más información sobre la cancelación del registro.
Interfaz SAS-SAS
La interfaz SAS-SAS sincroniza Google SAS con otros operadores de SAS. Mediante esta interfaz, SAS comparte todos los cambios relevantes del almacenamiento persistente con otros administradores de SAS. También recibe y procesa los cambios de otros administradores de SAS.
La interfaz SAS-SAS permite intercambiar los siguientes datos:
- Intercambio de datos de registro
- Intercambio de todas las subvenciones emitidas por el SAS
- Intercambio de todos los cambios en el registro y el estado de la subvención
- Intercambio de información normativa recibida por las bases de datos de la FCC y WInnForum
SAS usa actividades periódicas coordinadas entre SASs (CPAS) para facilitar la comunicación con otros SASs. CPAS es un proceso diario que ejecutan todos los SAS de las redes para intercambiar información. Google implementa CPAS, tal como lo define el WInnForum en WINNF-SSC-0008. Para obtener más información sobre el intercambio entre iguales de CPAS y SAS, consulta Más información sobre CPAS y qué implica para los operadores de CBSD.
Cómo protege SAS a los usuarios de mayor prioridad
SAS se comunica continuamente con los CBSDs para asegurarse de que los usuarios actuales, como los radares navales, estén protegidos frente a los usuarios de PAL y GAA. Para asegurarse de que no haya interferencias con estos usuarios de mayor prioridad, SAS hace lo siguiente:
- El SAS usa una red de ESCs para detectar cuándo están usando el espectro los usuarios actuales. Cuando se detecta alguna actividad, el espectro en el que transmiten no está disponible para otros usuarios. Para obtener más información, consulta Cómo usar CBSDs cerca de la costa.
- Todas las noches, todas las SASs ejecutan CPAS para asegurarse de que todas operan con la información más reciente.
Siguientes pasos
- Consulta información sobre el portal del sistema de acceso al espectro.
- Consulta información sobre el dispositivo Citizens Broadband Radio Service.
- Soluciona problemas con SAS.