Enlace de retorno (telecomunicaciones)

En una red de telecomunicaciones jerárquica , la parte de backhaul ^{[ 1 ]} de la red comprende los enlaces intermedios entre la red central, o red troncal , y las pequeñas subredes en el borde de la red (como por ejemplo redes privadas , LAN , etc. ).

El tipo de red más común en el que se implementa el backhaul es la red móvil . El backhaul de una red móvil, también conocido como backhaul móvil, conecta una estación base con la red central. Los dos métodos principales de implementación del backhaul móvil son el backhaul basado en fibra óptica y el backhaul inalámbrico punto a punto. ^{[ 2 ]} Otros métodos, como el cableado basado en cobre, las comunicaciones por satélite y las tecnologías inalámbricas punto a multipunto, se están eliminando gradualmente a medida que aumentan los requisitos de capacidad y latencia en las redes 4G y 5G.

Tanto en la definición técnica como en la comercial, el backhaul generalmente se refiere al lado de la red que se comunica con Internet global, pagado a tarifas comerciales mayoristas de acceso a un punto de intercambio de Internet u otra ubicación de acceso a la red central . En ocasiones, existen redes intermedias entre la LAN del cliente y dichos puntos de intercambio. Esto puede ser una conexión WAN local .

Los teléfonos móviles que se comunican con una única torre de telefonía celular constituyen una subred local. La conexión entre la torre y el resto del mundo comienza con un enlace de retorno a la red central del proveedor de servicios de internet (a través de un punto de presencia ). Este enlace de retorno puede incluir componentes cableados, de fibra óptica e inalámbricos. Las secciones inalámbricas pueden utilizar bandas de microondas y topologías de red en malla y de borde que emplean un canal inalámbrico de alta capacidad para enviar paquetes a los enlaces de microondas o fibra óptica.

Si visualizamos toda la red jerárquica como un esqueleto humano, la red central representaría la columna vertebral, los enlaces de retorno serían las extremidades, las redes periféricas serían las manos y los pies, y los enlaces individuales dentro de esas redes periféricas serían los dedos de las manos y de los pies.

Otros ejemplos incluyen:

• Conectar las estaciones base inalámbricas con los controladores de estación base correspondientes .
• Conectar los DSLAM al nodo de agregación ATM o Ethernet más cercano.
• Conectar las instalaciones de una gran empresa a una red Ethernet metropolitana .
• Conectar el punto de aterrizaje de un sistema de cable de comunicaciones submarino (que suele estar en una ubicación remota) con la red principal de telecomunicaciones terrestres del país al que da servicio el cable.

Una compañía telefónica suele ser el proveedor de servicios de internet que proporciona la conexión de retorno, aunque para redes de investigación académica y educativas, grandes redes comerciales o redes municipales, es cada vez más común conectarse a la red de retorno de banda ancha pública. Véanse los planes nacionales de banda ancha de todo el mundo , muchos de los cuales surgieron de la necesidad percibida de romper el monopolio de los proveedores comerciales establecidos. El plan de EE. UU. , por ejemplo, especifica que todas las instituciones comunitarias clave deben estar conectadas mediante fibra óptica gigabit antes de finales de 2020. ^{[ 3 ]}

La elección de la tecnología de enlace de retorno debe tener en cuenta parámetros como la capacidad, el coste, el alcance y la necesidad de recursos como el espectro de frecuencias , la fibra óptica , el cableado o los derechos de paso .

En general, las soluciones de backhaul se pueden clasificar en cableadas ( líneas arrendadas o cobre/fibra) o inalámbricas ( punto a punto , punto a multipunto a través de enlaces de radio de alta capacidad). Las soluciones cableadas suelen ser muy costosas y a menudo imposibles de implementar en zonas remotas, lo que convierte a las inalámbricas en una opción más adecuada y/o viable. La arquitectura inalámbrica de múltiples saltos puede superar las limitaciones de las soluciones cableadas para crear áreas de cobertura amplias y eficientes. Con la creciente demanda en los mercados emergentes, donde el coste suele ser un factor determinante en la elección de tecnologías, una solución de backhaul inalámbrica puede ofrecer servicios de "calidad de operador", algo que no es fácilmente factible con la conectividad de backhaul cableada. ^{[ 4 ]}

Las tecnologías de backhaul incluyen:

• Óptica de espacio libre (FSO)
• Transmisión de radio por microondas punto a punto (terrestre o, en algunos casos, por satélite).
• Las tecnologías de acceso por microondas punto a multipunto , como LMDS , Wi-Fi , WiMAX , etc., también pueden funcionar para fines de enlace de retorno.
• Variantes de DSL , como ADSL , VDSL y SHDSL.
• Interfaces PDH y SDH/SONET , como E1/T1 (fraccional), E3, T3, STM-1/OC-3, etc.
• Ethernet
• Telefonía VoIP sobre redes IP dedicadas y públicas ^{[ 5 ] [ 6 ]}

También se puede arrendar capacidad de backhaul a otro operador de red, en cuyo caso ese otro operador de red generalmente selecciona la tecnología que se utilizará, aunque esto puede limitarse a menos tecnologías si el requisito es muy específico, como enlaces a corto plazo para ayuda en casos de emergencia/desastre o para eventos públicos, donde el costo y el tiempo serían factores importantes y descartarían inmediatamente las soluciones cableadas, a menos que la infraestructura preexistente fuera fácilmente accesible o estuviera disponible. ^{[ 4 ]}

La conexión inalámbrica de retorno es fácil de implementar, rentable y puede proporcionar conectividad de alta capacidad, por ejemplo, varios gigabits por segundo e incluso decenas de Gbps. Por otro lado, la conexión de retorno por fibra óptica alámbrica puede proporcionar una capacidad prácticamente ilimitada, pero requiere inversión tanto en el despliegue de fibra como en equipos ópticos.

La disyuntiva mencionada anteriormente se tiene en cuenta durante la planificación. El tipo de enlace troncal para cada sitio se determina considerando los requisitos de capacidad (actuales y futuros), el cronograma de implementación, la disponibilidad y viabilidad de la fibra y las limitaciones presupuestarias.

A medida que aumentan las velocidades de transmisión de datos, se reduce el alcance de la cobertura de la red inalámbrica, lo que incrementa los costos de inversión para la construcción de infraestructura con puntos de acceso que cubran las áreas de servicio. Las redes malladas son una solución única que puede reducir este costo gracias a su arquitectura flexible.

En las redes de malla, los puntos de acceso se conectan de forma inalámbrica e intercambian tramas de datos entre sí para enviarlas desde/hacia un punto de puerta de enlace.

Dado que una red mallada no requiere costosas instalaciones de cableado para su red de retorno, reduce el costo total de inversión. Las capacidades de la tecnología de red mallada permiten ampliar la cobertura de las áreas de servicio de forma sencilla y flexible.

Para una mayor reducción de costos, es deseable una malla de alta capacidad a gran escala. Por ejemplo, el Proyecto Mimo-Mesh de la Universidad de Kyushu , con sede en la ciudad de Fukuoka , prefectura de Fukuoka , Japón, ha desarrollado y puesto en uso una nueva tecnología para la construcción de infraestructura de malla de alta capacidad. ^{[ 7 ]} Un componente clave se llama IPT, transmisión periódica intermitente , un esquema propietario de reenvío de paquetes diseñado para reducir la interferencia de radio en la ruta de reenvío de las redes de malla. En 2010, se instalaron cientos de puntos de acceso LAN inalámbricos que incorporaban la tecnología en el complejo comercial y de entretenimiento Canal City Hakata , lo que resultó en el funcionamiento exitoso de uno de los backhauls inalámbricos multi-salto interiores más grandes del mundo. Esa red utiliza un relé multi-salto inalámbrico de hasta 11 puntos de acceso mientras proporciona un alto ancho de banda a los usuarios finales. El rendimiento real es el doble que el de los sistemas de red de malla estándar que utilizan el reenvío de paquetes convencional. La latencia, como en todos los relés multi-salto, se ve afectada, pero no hasta el punto de comprometer las comunicaciones de voz sobre IP .

Muchas soluciones comunes de puntos de acceso de red inalámbrica en malla son compatibles con firmware de enrutador de código abierto , incluyendo DD-WRT , OpenWRT y sus derivados. El estándar IEEE 802.21 especifica capacidades básicas para estos sistemas, incluyendo la autenticación de usuario desconocido 802.11u y la compatibilidad con redes inalámbricas en malla ad hoc 802.11s . En la práctica, esto permite agrupar conexiones de red cableadas arbitrarias en lo que parece ser una única red de retorno : una " nube privada virtual ". Las redes propietarias de Meraki siguen principios similares. El uso del término "backhaul" para describir este tipo de conectividad puede resultar técnicamente controvertido. Invierten la definición comercial, ya que es el cliente quien proporciona la conectividad a Internet abierta, mientras que el proveedor ofrece servicios de autenticación y gestión. 

En redes de gran escala y largo alcance, incluidas las transcontinentales, se utilizan cables de telecomunicaciones submarinos . A veces, estos se instalan junto con cables HVDC en la misma ruta. Varias empresas, entre ellas Prysmian , operan tanto cables de alimentación HVDC ^{[ 8 ]} como cables de telecomunicaciones ^{[ 9 ]} hasta FTTx . Esto refleja que el backhaul de telecomunicaciones y la transmisión de electricidad de alta tensión de largo alcance comparten muchas tecnologías y son prácticamente idénticos en cuanto a la liberación de la ruta, la responsabilidad en caso de interrupciones y otros aspectos legales. ^{[ 10 ]}

• Red de acceso
• Óptica de espacio libre (FSO)
• Última milla
• Milla media
• Fibra óptica
• Punto a multipunto
• De punto a punto
• Canal de retorno
• Red inalámbrica

• Sauter, Martin (2009). Más allá del 3G: Conectando redes, terminales y la web: LTE, WiMAX, IMS, dispositivos 4G y la web móvil 2.0 . Wiley. ISBN 978-0-470-75188-6.
• Hilt, Attila (2022). Estimación del rendimiento de enlaces de radio Gbps de zona K que operan en la banda E , Informacije MIDEM, Revista de Microelectrónica, Componentes Electrónicos y Materiales, Vol. 52, No. 1, pp. 29-39, ISSN 2232-6979 , Eslovenia, 2022. DOI: 10.33180/InfMIDEM2022.104. ( PDF)