Por qué los satélites no cerrarán la brecha digital

Las redes de satélites de órbita terrestre baja (LEO), como Starlink y Amazon Leo, se presentan cada vez más como una alternativa rentable a la infraestructura terrestre tradicional para proporcionar una conectividad a Internet universal y significativa que permita salvar la brecha digital, a la que gobiernos e instituciones, como la Administración Nacional de Transporte e Información (NTIA) de Estados Unidos, destinan miles de millones de dólares.

Estas redes ofrecen ventajas claras, como una amplia cobertura, una baja latencia y un despliegue rápido, a casos de uso mal atendidos por las redes tradicionales (como la aviación, los vehículos recreativos y las zonas rurales). Sin embargo, estas ventajas no deben hacer olvidar las limitaciones concretas de estas redes.

Los anteriores esfuerzos de conectividad innovadores y de alto perfil (como el Proyecto Loon de Google, el Proyecto Aquila de Meta e incluso los portátiles OLPC XO) mostraron promesas similares pero lucharon por cumplir sus objetivos de conectividad universal y significativa. Aunque los trabajos recientes han empezado a plantearse la cuestión, sigue sin estar claro si las redes LEO no alcanzan sus objetivos de conectividad y cómo lo hacen.

El riesgo de juzgar erróneamente las capacidades de las redes LEO no es sólo la exageración. Es tomar decisiones a largo plazo -como asignar miles de millones de dólares en fondos públicos- basadas en modelos mentales incompletos de lo que estos sistemas pueden ofrecer.

Con esto en mente, nuestro equipo de investigadores de Virginia Tech, INRIA-Lyon y UC Berkeley adoptó un enfoque de primeros principios para evaluar las limitaciones de las redes de acceso LEO para proporcionar la conectividad universal y significativa necesaria para cerrar la brecha digital. El análisis presentado en esta entrada de blog procede de un artículo publicado recientemente en el ACM Workshop on Hot Topics in Networks.

Nuestro trabajo se basa en la observación de que las redes LEO se escalan de forma diferente a las redes terrestres. El tamaño de la constelación de satélites (uno de los principales impulsores del coste y la capacidad del sistema) viene determinado por el lugar donde la demanda es más densa, no por el número total de usuarios. Aunque las opciones políticas como la asignación del espectro o los límites de las cofrecuencias pueden mover la aguja de la capacidad del sistema, no cambian fundamentalmente este comportamiento de escalado impulsado por los picos de demanda. No se trata de un defecto de ninguna empresa, sino de una limitación estructural clave de las redes de acceso LEO.

A partir de esta perspectiva, construimos un modelo para estimar la capacidad de una red de acceso LEO en función de parámetros clave, como la disponibilidad de espectro, el número de antenas por satélite y la densidad de satélites. A continuación, utilizamos los datos disponibles públicamente para estimar si Starlink tiene la capacidad adecuada para proporcionar banda ancha fiable a todos los lugares sin servicio de Estados Unidos.

Para ello utilizamos la propia definición de "banda ancha fiable" de la NTIA -es decir, velocidades de 100 Mbps x 20 Mbps- y los datos del Mapa Nacional de Banda Ancha de la FCC. Elegimos estos datos porque son los niveles de rendimiento objetivo y las zonas en las que la financiación federal de la banda ancha estadounidense, a través de programas como BEAD, financia el despliegue de constelaciones LEO en lugar de tecnologías terrestres.

Constatamos que, incluso con hipótesis optimistas, el despliegue actual de Starlink tiene dificultades para dar servicio a todos los hogares sin servicio con una calidad de banda ancha aceptable. El escalado para cubrir la larga cola de hogares sin servicio requiere o bien una degradación del rendimiento de los usuarios durante los periodos de alto uso de la red o la construcción de una constelación de satélites mucho mayor, del orden de 40.000 satélites (el despliegue actual de Starlink es de ~8.000). Encontrará más detalles sobre el análisis de la capacidad en nuestro documento.

Nuestro trabajo también examina si es probable que el servicio de Starlink sea asequible para estos hogares sin servicio. Descubrimos que los precios actuales hacen que el servicio sea inasequible para la mayoría de los hogares sin servicio según los parámetros de asequibilidad ampliamente utilizados. Incluso con las subvenciones gubernamentales existentes, más del 65% de los hogares sin servicio siguen sin poder permitirse un servicio fiable de Starlink.

Nuestro análisis sugiere que, si bien es cierto que las redes LEO pueden ampliar el acceso, las ofertas actuales por sí solas no pueden ofrecer fácilmente una conectividad universal y significativa. Entonces, ¿qué significa esto para el desembolso de los fondos dedicados a subvencionar la construcción de infraestructuras de Internet en las regiones desatendidas?

Identificamos las siguientes directrices como implicaciones naturales de nuestro trabajo:

1. No trate los satélites LEO como un sustituto "drop-in" del acceso terrestre.
   Los sistemas LEO escalan en función de la densidad de la demanda máxima, con fuertes desincentivos para dar servicio de alta calidad a las últimas comunidades desconectadas. Los financiadores deben reconocer esta diferencia en el comportamiento de escalado y esforzarse por identificar los "puntos de inflexión" de la financiación en los que las tecnologías terrestres tradicionales puedan ofrecer de forma más fiable un servicio de mayor calidad a costes de despliegue competitivos.
2. La cobertura por sí sola no es una medida suficiente del éxito de un enfoque.
   El servicio LEO puede llegar a todas partes, pero sigue sin ofrecer un servicio fiable y utilizable a todo el mundo. Es decir, no parece ser una vía para proporcionar un acceso universal a la banda ancha. Los proveedores deben ser capaces de demostrar no sólo que pueden proporcionar una cobertura de alta calidad a una única ubicación, sino también que pueden mantener la cobertura a medida que sus redes se amplían para cubrir ubicaciones en múltiples regiones.
3. La asequibilidad debe evaluarse independientemente de la disponibilidad.
   En muchos lugares sin ningún tipo de conectividad, los actuales planes de servicio LEO estadounidenses son inasequibles sin subvenciones sustanciales y sostenidas. Los financiadores deben garantizar que los proveedores puedan prestar servicio a los abonados dentro de estas zonas, ya sea mediante planes de bajo coste o subvenciones directas.

Tratar los servicios de Internet LEO como un sustituto y no como un complemento de los enfoques existentes para proporcionar una conectividad universal y significativa corre el riesgo de desplazar la inversión en otras tecnologías y enfoques necesarios. En su lugar, los enfoques basados en LEO deberían considerarse como un componente (o una piedra) que desempeña su propio papel único dentro del ecosistema de conectividad más amplio.

Wesley Woo es estudiante de doctorado asesorado por Shaddi Hasan en Virginia Tech. Su trabajo se centra en el diseño de sistemas en red para salvar la brecha digital en comunidades rurales y marginadas.

Las opiniones expresadas por los autores de este blog son suyas y no reflejan necesariamente los puntos de vista de la Internet Society.