La idea de utilizar sistemas de plataformas en alta altitud (HAPS) ha estado en debate durante al menos 30 años. Sus beneficios son evidentes: una cobertura más amplia desde el cielo y una mayor probabilidad de propagación en línea de vista. Sin embargo, el desafío siempre ha sido cómo mantener estas plataformas en el aire de manera económica. A lo largo de los años, diversas soluciones han surgido y desaparecido. El proyecto Loon de Google, que utilizó globos sobre África, demostró lo difícil que es mantenerlos en la ubicación correcta. El Zephyr de Airbus (ahora Aalto Zephyr) está cerca de la operación comercial tras años de desarrollo y pruebas. Hoy en día, hay múltiples conceptos en fase de prueba, desde aerostatos con anclaje hasta globos propulsados y aviones de hidrógeno.
El interés continuo en HAPS por parte de tantas empresas responde a dos factores clave. Primero, la necesidad sigue siendo evidente: la cobertura en áreas rurales sigue siendo deficiente en muchos países y ha dejado de expandirse a medida que los operadores buscan reducir su inversión en infraestructura. Segundo, las nuevas tecnologías están reduciendo los costos de implementación de HAPS, permitiendo mantener aerostatos en el aire por más tiempo, desarrollar aeronaves no tripuladas y utilizar antenas avanzadas capaces de proyectar múltiples celdas sobre el terreno.
Existe una gran necesidad de HAPS y tecnologías emergentes prometedoras, pero el camino hacia una operación rentable sigue siendo incierto.
El impacto del satélite directo al dispositivo en el futuro de HAPS
En 2022, Apple lanzó su servicio de mensajería de emergencia vía satélite en el iPhone, demostrando que las comunicaciones D2D (Direct-to-Device) desde el espacio son una realidad, aunque por ahora limitadas a mensajería. Desde entonces, empresas como SpaceX y AST han prometido soluciones D2D más avanzadas, generando expectativas sobre su potencial.
Si D2D logra ofrecer una alternativa viable en zonas sin cobertura celular, la necesidad de HAPS podría verse comprometida. Sin embargo, aún existen dudas clave: ¿podrá D2D superar un nivel de servicio equivalente a 2G? ¿Tendrá la capacidad suficiente para atender a todas las personas fuera del alcance de las redes terrestres?
La capacidad de un servicio D2D depende en gran medida del espectro disponible. La solución de Apple, por ejemplo, está altamente limitada, ya que su socio Globalstar cuenta con una asignación de espectro reducida. SpaceX y AST, por otro lado, planean operar sobre espectro móvil en lugar de espectro satelital, pero los operadores tradicionales tienen poca disponibilidad para destinarlo a D2D sin afectar sus redes existentes.
En los escenarios más probables, D2D seguirá ofreciendo un servicio de nivel 2G en áreas rurales profundas, lo que sin duda representa un avance, pero deja un vacío entre la cobertura terrestre y la de órbita baja (LEO). Aquí es donde HAPS podría desempeñar un papel clave, proporcionando una solución de mayor capacidad con prestaciones similares a 5G. Sin embargo, hasta que el alcance real de D2D se defina con mayor claridad, la incertidumbre seguirá nublando el futuro de HAPS.
Avances tecnológicos sin modelos comerciales claros
Mientras la tecnología avanza, los modelos comerciales no han seguido el mismo ritmo. Hasta ahora, los operadores móviles han mostrado poco interés en adoptar HAPS. Mientras que algunos, como Vodafone, han invertido en operadores D2D, la financiación de HAPS ha venido principalmente de fondos de capital de riesgo y empresas como SoftBank.
A primera vista, esto parece contradictorio. HAPS ofrece una alternativa potencialmente más económica para expandir la cobertura, y en teoría, reemplazar varias celdas rurales terrestres por una sola estación HAPS podría reducir costos. ¿Por qué un operador no querría expandir su cobertura y reducir gastos al mismo tiempo?
La realidad es que la mayoría de los operadores han llegado a la conclusión de que expandir la cobertura no les genera un gran beneficio económico una vez que la mayoría de los suscriptores ya cuentan con servicio. A partir de ahí, los usuarios eligen operadores por precio y promociones, asumiendo que la cobertura es similar en todos.
Reducir costos es atractivo, pero muchos operadores están atados a contratos a largo plazo con TowerCos o deben adquirir un paquete completo de sitios celulares sin poder elegir individualmente. Además, la mayoría de las soluciones HAPS aún no están disponibles comercialmente y requieren inversión en desarrollo, algo que los operadores rara vez financian. Están acostumbrados a comprar soluciones listas para desplegar de fabricantes de equipos ya establecidos. Por lo tanto, aunque HAPS podría reducir costos en teoría, en la práctica no es tan simple.
Incluso si los operadores estuvieran interesados en HAPS, los modelos de cobertura rural están evolucionando de la competencia a la colaboración. Muchos gobiernos ahora subsidian la cobertura rural, ya sea de forma directa o indirecta, y buscan redes compartidas, desde el uso pasivo de torres hasta la infraestructura activa. Esto obliga a los operadores a coordinarse para construir nuevas torres, lo que hace que la colaboración en HAPS sea aún más difícil debido a la diversidad de plataformas y la incertidumbre sobre cuál será la mejor opción. Es más fácil continuar con el modelo tradicional de expansión que todos conocen. Además, algunos gobiernos agravan la situación estableciendo objetivos basados en la cantidad de torres instaladas en lugar del área efectivamente cubierta.
Existen alternativas a que los operadores sean quienes desplieguen soluciones de cobertura rural. Las torres de telecomunicaciones son, en esencia, una forma de infraestructura desplegable, al igual que HAPS. Hoy en día, muchas torres son operadas por TowerCos, que bien podrían gestionar una red de HAPS en lugar de torres físicas. Sin embargo, su incentivo es limitado: cuantas más torres instalen, más ingresos generan por alquiler, por lo que reemplazarlas con HAPS solo sería viable si pudieran rentabilizar la cobertura por kilómetros cuadrados en lugar de por sitio alquilado.
Ante estos desafíos, algunos proveedores de HAPS han optado por convertirse en operadores de red, construyendo y gestionando directamente sus plataformas aéreas. Sin embargo, no pueden ofrecer servicios directamente a los consumidores, ya que no poseen espectro y el lanzamiento de una oferta al consumidor implica altos costos en marketing, adquisición y servicio al cliente. En cambio, ofrecen su capacidad a operadores móviles, pero esto enfrenta los mismos obstáculos que si los operadores desplegaran HAPS por sí mismos. Y si el servicio se ofrece a todos los operadores por igual, ninguno obtiene una ventaja competitiva real.
LEO integration?
Apple has demonstrated a completely different coverage model with its iPhone-satellite emergency messaging. It is providing rural coverage to iPhone users as part of the overall value package of owning an iPhone. It can do this because (1) the service does not require access to mobile operator spectrum, instead using satellite spectrum assigned to Globalstar and (2) it can build into the handset the “rules” for using this service, which are broadly to offer satellite connectivity when the phone has no other forms of connection.
Apple, or indeed any other company, could do the same with HAPS. They could deploy their own network of HAPS devices, perhaps flying drones across large areas, and programme their devices to access the network. Indeed, Google owned and operated the network of Loon balloons, not a mobile operator. Issues of spectrum arise, but there may be solutions such as using satellite spectrum on the basis that satellite coverage will not be needed where there is HAPS coverage or using unlicensed spectrum.
But the iPhone satellite service does not appear to have provided a significant advantage to Apple – the fact that no other handset manufacturers have copied it suggests that it is not seen as a “must have” feature. And it is much harder for a non-handset manufacturer to make the service work because they may not be able to get the frequency band used integrated into the device.
Those LEO operators working with mobile operators seem to believe that they can deliver a suitable service directly from their satellites and are unlikely to want to take on a HAPS network themselves.
El camino a seguir: un gobierno con visión estratégica
Como se ha mencionado, la expansión de redes rurales hoy en día depende en gran parte de la financiación gubernamental. Los gobiernos deberían buscar maximizar la cobertura dentro de su presupuesto disponible, y HAPS tiene el potencial de proporcionar una cobertura significativamente mayor que las celdas terrestres tradicionales.
Un gobierno con visión de futuro estaría dispuesto a financiar el desarrollo y despliegue de HAPS, siempre que su costo total sea menor que el de una infraestructura terrestre equivalente. Sin embargo, este enfoque es muy distinto al modelo tradicional, donde los gobiernos asignan fondos a un consorcio de operadores móviles y les dejan la ejecución del proyecto. Además, a muchos gobiernos les incomoda “elegir ganadores” y suelen evitar invertir en empresas extranjeras. Actualmente, la mayoría de los desarrolladores de HAPS se encuentran en el Reino Unido, EE. UU. y Europa, lo que podría desincentivar a países africanos, por ejemplo, que necesitan urgentemente mejorar la cobertura rural pero podrían mostrarse reticentes a invertir en empresas con sede en otras regiones.
Existen alternativas para superar este obstáculo. Una posible solución sería ofrecer contratos garantizados con márgenes de rentabilidad adecuados, lo que permitiría a las empresas de HAPS recaudar los fondos necesarios para completar su desarrollo.
Sin embargo, la mejor estrategia podría ser una acción conjunta entre varios gobiernos que comparten el objetivo de mejorar la cobertura. Estos países podrían cofinanciar el desarrollo de múltiples soluciones HAPS en un esquema de competencia, con el compromiso de luego subvencionar su despliegue en áreas rurales. Un enfoque colectivo ayudaría a superar barreras nacionalistas y reduciría significativamente los costos para cada país, posiblemente limitándolos a unas decenas de millones de dólares.
Cada gobierno, posteriormente, podría organizar una licitación nacional para seleccionar la mejor tecnología disponible para su despliegue rural. Este enfoque fomentaría el uso de la opción más eficiente sin que el gobierno tuviera que elegir la tecnología de antemano. Además, permitiría que operadores, TowerCos y otros actores participaran en el proceso, superando las limitaciones actuales. Incluso se podría habilitar el uso compartido de espectro entre operadores, dado que se trata de áreas donde actualmente no brindan cobertura, permitiendo que nuevos actores puedan desplegar y operar los servicios.
¿Podría esto ocurrir?
La acción colectiva entre gobiernos parece poco probable a menos que un tercero intervenga para liderar la iniciativa. Este rol podría recaer en organismos como la UIT, la GSMA o incluso una entidad sin fines de lucro, como la Marconi Society, cuyo objetivo es mejorar la conectividad global. Quizás si los desarrolladores de HAPS se organizaran y promovieran este enfoque, podrían generar el interés necesario para que estas organizaciones lo impulsen.
Un despegue que amenaza con estancarse
Parece contradictorio. HAPS promete mejorar la cobertura y reducir costos para los operadores, algo que tanto consumidores como gobiernos desean. Sin embargo, no hay un camino claro para materializar estos beneficios.
El problema radica en una falla del mercado dentro de una industria donde la estructura actual de los operadores ya no es óptima para su creciente rol como servicios esenciales. Las fallas del mercado requieren intervención gubernamental, pero lograr que los gobiernos actúen de manera eficaz es un desafío, especialmente cuando existen tensiones nacionalistas en juego.
Los desarrolladores de HAPS siguen explorando vías para financiar sus proyectos y, si encuentran entidades dispuestas a invertir, la tecnología podría abrirse camino. Sin embargo, esto tomaría más tiempo y probablemente reduciría el número de soluciones que llegarán al mercado.
Tiene que haber una mejor manera.