Conectividad urbana 25 Gbps: tecnologías clave y usos reales

La carrera por la conectividad urbana de 25 Gbps ya no es ciencia ficción: operadores, fabricantes y nuevos actores tecnológicos están poniendo sobre la mesa soluciones que van desde la fibra óptica más avanzada hasta enlaces ópticos inalámbricos y comunicaciones láser en el espacio. Todo ello con un objetivo muy claro: ofrecer velocidades de varios gigabits por segundo, latencias mínimas y despliegues cada vez más rápidos y flexibles.

En este contexto, tecnologías como 25G-PON, XGS-PON, enlaces ópticos de haz de luz tipo Taara Beam, WiFi 7 de 25 Gbps y comunicaciones láser satelitales se combinan para cubrir tanto el entorno urbano como las zonas remotas u orbitales. A la vez, se replantea el papel de la red de acceso, el “middle-mile” y las infraestructuras de backbone, mientras se busca reducir costes, consumo energético y tiempos de despliegue.

Conectividad urbana de 25 Gbps: mucho más que fibra

Cuando pensamos en conectividad de alta velocidad solemos imaginar directamente redes de fibra óptica hasta el hogar (FTTH), pero el salto a los 25 Gbps está llegando por varios frentes a la vez. Tenemos operadores que empiezan a comercializar acceso residencial y empresarial de 25 Gbps sobre fibra, fabricantes que lanzan routers WiFi 7 capaces de manejar hasta 25 Gbps de tráfico agregado, y soluciones ópticas inalámbricas que ofrecen “velocidad de fibra” sin necesidad de excavar una sola zanja.

En este nuevo escenario aparecen también redes satelitales de órbita baja con enlaces láser de 25 Gbps, capaces de interconectar satélites y estaciones espaciales entre sí y con la Tierra. Al mismo tiempo, tecnologías PON de nueva generación (XGS-PON, 25G-PON, 50G-PON) apuntalan el crecimiento del tráfico en ciudades inteligentes, backhaul 5G, AR/VR, IoT masivo o metaverso.

La clave no es solo subir la cifra de megabits o gigabits, sino lograr altas velocidades, latencias muy bajas y gran fiabilidad con un coste razonable por usuario y con capacidad de escalar año tras año, en un contexto en el que el tráfico de datos sigue creciendo alrededor de un 20-30% anual.

Taara Beam: enlaces ópticos de 25 Gbps para el “middle‑mile” urbano

Uno de los enfoques más llamativos para la conectividad urbana de 25 Gbps sin obra civil es el de Taara Beam. Se trata de un sistema de comunicaciones ópticas en espacio libre que utiliza haces de luz invisibles para unir dos puntos con línea de vista, logrando enlaces bidireccionales de hasta 25 Gbps con latencias por debajo de los 100 microsegundos y alcances aproximados de 10 km.

Esta solución está pensada sobre todo para el segmento “middle‑mile” de los operadores: el tramo que conecta el núcleo de red con los nodos de distribución cercanos al usuario final. En ciudades densas, campus, polígonos industriales o zonas con regulaciones complejas para abrir zanjas, levantar fibra puede resultar carísimo o directamente inviable, mientras que montar enlaces ópticos en azoteas o postes puede hacerse en cuestión de horas.

Taara Beam se apoya en una matriz fotónica integrada en silicio tipo “optical phased array”, algo comparable en concepto a las antenas por fases de radio, pero aplicado a luz. En lugar de servos o piezas mecánicas para orientar el haz, la dirección y forma del rayo se controla electrónicamente desde el chip, lo que mejora la fiabilidad, reduce el mantenimiento y agiliza el despliegue.

Al no utilizar espectro radioeléctrico convencional, estos enlaces gozan de gran ancho de banda agregado y mínima interferencia. En una misma zona urbana pueden coexistir múltiples enlaces ópticos sin los problemas de saturación y licencias del espectro de radio, permitiendo diseñar backbones urbanos de muy alta capacidad con un coste por kilómetro inferior al de la fibra enterrada en muchos escenarios.

Cómo funciona la transmisión por haces de luz en la ciudad

La esencia de estos sistemas ópticos inalámbricos es enviar datos mediante pulsos de luz modulados que viajan en línea de vista entre dos nodos perfectamente alineados. A ojos humanos el haz es invisible, pero transporta paquetes de datos de manera similar a como lo hace una fibra, solo que a través del aire.

Gracias a la modulación avanzada y al control de fase de la matriz fotónica, se consigue multiplexar información con una eficiencia cercana a la fibra, manteniendo latencias ultrabajas. Es justo lo que necesitan aplicaciones sensibles al retardo como trading de alta frecuencia, realidad aumentada, coordinación de flotas autónomas o comunicaciones máquina‑a‑máquina críticas.

Taara ya había probado antes este concepto con su dispositivo Lightbridge, capaz de enlazar puntos remotos a 20 km con velocidades de 20 Gbps. Con Beam se da un salto en integración y control electrónico del haz, eliminando partes móviles y enfocando el uso a entornos urbanos densos, con enlaces de hasta 10 km montados en tejados, torres o infraestructuras ya existentes.

Desde la perspectiva regulatoria, la gran ventaja es que no se usan frecuencias de radio licenciadas, se minimizan trámites con el regulador del espectro y se evita el coste de adquirir bandas específicas. Los permisos se centran en la instalación física en edificios o postes, algo habitualmente más sencillo y rápido que una obra de canalización de fibra.

Ventajas y límites de los enlaces ópticos de 25 Gbps

El principal atractivo de estas soluciones ópticas inalámbricas es su capacidad para ofrecer ancho de banda de “nivel fibra” con despliegues muy rápidos. En un escenario donde tirar fibra puede llevar semanas o meses por permisos, excavaciones y coordinación con ayuntamientos, montar un enlace óptico en pocas horas y empezar a pasar 25 Gbps por él es un cambio de juego evidente.

También resultan especialmente interesantes allí donde la fibra es demasiado cara o físicamente complicada: cruces de ríos, autopistas, áreas históricas protegidas, campus extensos, complejos industriales o barrios con mucha infraestructura enterrada donde ya no cabe ni un cable más. En estos casos, la opción óptica aérea puede suponer grandes ahorros y tiempos de puesta en servicio mucho más cortos.

Sin embargo, hay un peaje: estos enlaces dependen totalmente de la línea de vista directa entre los nodos. Cualquier nueva construcción, arbolado que crece, grúas, niebla densa o lluvia intensa pueden atenuar o interrumpir parcialmente la señal. Por eso, en muchos diseños se plantea la red con redundancias (múltiples rutas ópticas) o combinándola con enlaces de radio o con fibra donde esté disponible.

A diferencia de la fibra enterrada, que está mucho más aislada de la meteorología, los enlaces ópticos están expuestos a dispersión, absorción y otros fenómenos atmosféricos. Esto no implica necesariamente que nos quedemos sin servicio en cuanto llueve, pero sí exige mecanismos de ajuste dinámico de potencia, codificación robusta y, en algunos casos, rutas alternativas para mantener la calidad de la conexión.

25 Gbps más allá de la Tierra: láseres espaciales y WiFi orbital

La idea de alcanzar los 25 Gbps también se ha trasladado al espacio. Starlink está probando un “mini láser” capaz de enlazar satélites y estaciones espaciales de terceros a su constelación, con velocidades de hasta 25 Gbps a distancias de unos 4.000 km. Esto supone una evolución natural de sus enlaces láser intersatélite ya desplegados.

El concepto es simple: ofrecer una especie de “WiFi espacial” de alta capacidad que facilite a misiones científicas, estaciones orbitales o empresas con proyectos en órbita el envío de grandes volúmenes de datos a la Tierra de forma más directa y eficiente que con los sistemas tradicionales de contacto puntual con antenas terrestres.

Hasta ahora, la red de Starlink se centraba sobre todo en dar internet de banda ancha en la superficie, especialmente en ubicaciones remotas sin buena cobertura fija o móvil. Con esta nueva línea de negocio, la constelación pasaría a ser también un hub de conectividad orbital, actuando como puente entre distintos actores espaciales y las infraestructuras de red terrestres.

Aunque Starlink no ha dado fechas exactas para la entrada en servicio comercial plena, el hecho de que ya estén realizando pruebas en misiones como Starlink G10‑20 indica que el sistema se encuentra en fases avanzadas de validación. De confirmarse su fiabilidad, podría convertirse en una pieza clave en la forma de operar misiones científicas y comerciales en órbita baja.

Redes GPON, XGS‑PON y 25G‑PON: la base de la fibra a 25 Gbps

Mientras tanto, en tierra firme, la columna vertebral de la conectividad urbana sigue siendo la fibra óptica y, en particular, las redes PON (Passive Optical Network). La tecnología GPON ha sido el estándar dominante en despliegues FTTH, ofreciendo hasta unos 2,488 Gbps de bajada y 1,244 Gbps de subida compartidos entre múltiples usuarios mediante divisores ópticos pasivos.

Su gran ventaja es que se trata de una arquitectura pasiva, muy eficiente y de bajo consumo, con pocos componentes activos entre la central y el hogar. Eso reduce costes operativos y mantenimiento, a la vez que ofrece un ancho de banda más que suficiente para la mayoría de hogares conectados a 1 Gbps.

Sin embargo, con el auge del 4K/8K, el teletrabajo, la nube, la realidad virtual, las smart cities o el IoT masivo, las limitaciones de GPON se vuelven evidentes. De ahí que se haya ido impulsando una transición a tecnologías PON de nueva generación como XGS‑PON, 25G‑PON y 50G‑PON, que permiten incrementar drásticamente capacidad y simetría de las conexiones.

25G‑PON, 50G‑PON y NG‑PON2: escalando hacia el futuro urbano

Por encima de XGS‑PON aparecen nuevas generaciones como 25G‑PON y 50G‑PON, ya estandarizadas por la ITU‑T y en fase de despliegue. 25G‑PON proporciona hasta 25 Gbps (simétricos o asimétricos 25/10) y está orientado, entre otros usos, a entornos de alta densidad como estadios, rascacielos, edificios inteligentes o celdas 5G que necesitan backhaul muy potente.

50G‑PON, por su parte, apunta a hasta 50 Gbps de capacidad sobre una única fibra, reforzando la red fija frente a un tráfico de datos que se prevé siga creciendo entre un 20% y un 30% anual al menos hasta 2030. Estas tecnologías incorporan funciones avanzadas de segmentación de baja latencia y mejor QoS para aplicaciones críticas.

Un ejemplo concreto de este salto es la colaboración entre Telefónica y Nokia en España para probar 25G‑PON. Usando el chipset Quillion y tarjetas Multi‑PON en nodos Lightspan e ISAM, se ha demostrado que es posible añadir 25G‑PON a la red existente, haciendo coexistir en la misma fibra GPON, XGS‑PON y 25G‑PON. Eso permite migrar usuarios progresivamente según las necesidades de ancho de banda.

Al mismo tiempo, soluciones como NG‑PON2 y TWDM‑PON utilizan multiplexación por división de longitud de onda (WDM) y por tiempo y longitud de onda (TWDM) para enviar múltiples señales ópticas a la vez en una sola fibra, maximizando capacidad y flexibilidad. De esta forma se pueden ofrecer distintos niveles de servicio sobre la misma infraestructura física, optimizando inversión y operación.

EPB y la primera fibra comercial de 25 Gbps

Uno de los hitos más llamativos en el salto a 25 Gbps lo ha protagonizado EPB, un operador de Chattanooga (Tennessee, EE. UU.), que se ha convertido en el primero en ofrecer conexiones comerciales de 25 Gbps sobre fibra a empresas y particulares.

Este operador, que ya fue pionero en lanzar servicios de 1 Gbps y 10 Gbps, ha actualizado su red utilizando tecnología 25GS‑PON de Nokia sobre la misma infraestructura GPON y XGS‑PON existente. Así, puede ofrecer 25 Gbps simétricos sin necesidad de instalaciones especiales para cada cliente, más allá del cambio de ONT/módem cuando es necesario.

El primer gran cliente emblemático es el Centro de Convenciones del Condado de Chattanooga‑Hamilton, que presume de ser el primer centro de este tipo en el mundo con una conexión tan potente. La idea es poder albergar sin problemas congresos tecnológicos, eventos de e‑sports, ferias con streaming masivo o producciones audiovisuales en directo, todo gracias a una conectividad WiFi 6 respaldada por una fibra de 25 Gbps.

Para EPB, este movimiento es estratégico: se trata de mantener a la ciudad “en la vanguardia” tecnológica y anticiparse a las necesidades de tráfico de los próximos años, habilitando a empresas locales, universidades y centros de innovación a experimentar con aplicaciones que hoy apenas están madurando, como entornos inmersivos, metaverso o IA distribuida.

Fundamentos de GPON: la base que lo sostiene todo

Para entender hacia dónde vamos con 25G‑PON y 50G‑PON, conviene repasar cómo funciona GPON, la tecnología que ha sostenido la expansión FTTH durante la última década. En lugar de una arquitectura Ethernet tradicional de tres capas (core, distribución y acceso), GPON se organiza en dos niveles básicos: la OLT en la central y las ONT/ONU en los domicilios o sedes de cliente, con uno o varios divisores ópticos pasivos intermedios.

La ODN (Optical Distribution Network) se compone de fibras, empalmes y splitters que pueden dividir una fibra en 16, 32 o 64 caminos, dependiendo del presupuesto de potencia. Todo ello sin elementos activos, de ahí que se hable de “red óptica pasiva”. Esto reduce el consumo eléctrico y el número de equipos que hay que mantener y refrigerar.

En el lado del usuario tenemos las ONT (Optical Network Terminal) u ONU, que convierten la señal óptica en eléctrica y ofrecen puertos Ethernet, telefonía IP, WiFi, etc. En el lado del operador, la OLT (Optical Line Terminal) agrega el tráfico de cientos o miles de ONT, multiplexándolo en un único haz de luz que luego se transforma en tramas Ethernet hacia el core de la red.

GPON utiliza, además, tecnologías como la multiplexación por división de longitud de onda (WDM) para separar tráfico de subida y bajada en diferentes longitudes de onda (aprox. 1290-1330 nm en upstream y 1480-1500 nm en downstream), y la multiplexación temporal (TDM/TDMA) para que todas las ONT compartan de forma ordenada la misma fibra en sentido ascendente.

Cómo viajan los paquetes en una red GPON

En sentido descendente (de OLT a ONT), las tramas GPON se transmiten como broadcast sobre la fibra compartida. Cada ONT recibe todas las tramas, pero solo procesa las que van etiquetadas con sus identificadores gemport (GEM Port ID), descartando el resto. El tráfico se agrupa en tramas GTC (GPON Transmission Convergence) de longitud fija (125 microsegundos), que incluyen un bloque de control físico (PCBd) y la carga útil.

Dentro de ese bloque de control encontramos campos como Psync, Ident, PLOAMd, BIP o BWmap, responsables de la sincronización, gestión, corrección de errores y asignación de ancho de banda. El BWmap, por ejemplo, indica a cada ONT en qué intervalos temporales podrá transmitir en sentido ascendente, evitando colisiones.

En sentido ascendente (de ONT a OLT), las ONT envían datos en ráfagas temporizadas según TDMA. La OLT mide la distancia a cada ONT mediante un proceso llamado “ranging”, calcula el retardo de ecualización (EqD) y sincroniza las ventanas de transmisión para que todas las señales lleguen coordinadas. De este modo se aprovecha el ancho de banda disponible sin que las tramas choquen entre sí en los splitters.

La gestión dinámica de ancho de banda, o DBA (Dynamic Bandwidth Allocation), permite a la OLT ajustar continuamente los intervalos de tiempo que asigna a cada ONT en función de su demanda y del estado de la red. Así se mejora la utilización de la subida, se pueden servir más usuarios por puerto PON y se garantiza la QoS de servicios sensibles como voz o vídeo en tiempo real.

Ventajas, límites y evolución de GPON hacia XGS‑PON

Entre los puntos fuertes de GPON destacan su gran alcance (hasta 20 km de fibra física), alta velocidad para su época y bajo coste por usuario. Comparada con el cobre, permite cubrir distancias mucho mayores con menos equipos intermedios, usa menos espacio en canalizaciones y racks, consume menos energía y reduce notablemente las necesidades de salas técnicas intermedias.

Una única fibra puede dividirse mediante splitters para servir a decenas de usuarios, lo que abarata el despliegue masivo. Además, GPON soporta una amplia variedad de servicios sobre la misma infraestructura: datos, telefonía IP, IPTV, cámaras de vigilancia, WiFi corporativo, VPNs, etc., simplificando el cableado y el soporte.

No obstante, también hay inconvenientes: la instalación exige empalmes muy precisos y conectores limpios, cualquier defecto puede traducirse en pérdida de señal. La compatibilidad de ONT suele estar fuertemente ligada a la OLT y al operador (no vale cualquier ONT genérica), y la inversión inicial en OLTs y ODN puede ser elevada, sobre todo en zonas rurales dispersas.

Además, GPON se ha quedado corto para ciertos usos intensivos, de ahí que muchos operadores estén migrando progresivamente a XGS‑PON y, a medio plazo, a 25G‑PON. La ventaja es que estas nuevas tecnologías pueden coexistir con GPON en la misma red física, gracias al uso combinado de WDM y nuevos módulos ópticos, lo que protege la inversión existente y permite ofrecer distintos niveles de servicio (1 Gbps, 10 Gbps, 25 Gbps…) según el perfil del cliente.

WiFi 7 de 25 Gbps y redes domésticas preparadas para el futuro

El salto a 25 Gbps no termina en la calle ni en la central: también afecta a la red doméstica y al router del usuario. Un ejemplo es el router gaming GT‑BE98 WiFi 7, diseñado para manejar un rendimiento agregado de hasta 25 Gbps gracias a canales de 320 MHz en 6 GHz y modulación 4096‑QAM.

Este tipo de equipos incorporan puertos Ethernet de 10G y 2,5G para sacar partido a conexiones multigigabit, además de opciones de WAN de respaldo y conectividad 4G/5G plug‑and‑play. Para entornos de juego competitivo, streaming de alta resolución, realidad virtual o descargas masivas, son dispositivos pensados para no convertirse en cuello de botella.

En el terreno de la seguridad integran suites tipo AiProtection Pro con tecnología de Trend Micro, añadiendo protección avanzada frente a amenazas, filtrado de contenidos y funciones VPN de nivel empresarial (incluyendo VPN de sitio a sitio y apps móviles de acceso seguro). Así se refuerza la protección de redes domésticas que empiezan a manejar anchos de banda y volúmenes de tráfico propios de una pequeña empresa.

Sin routers de este tipo o saber cómo configurar una conexión WiFi, de poco sirve disponer de una línea de 10 o 25 Gbps: la red local se convierte en el factor limitante. Algo que ya sufren usuarios que, por ejemplo, tienen conexiones superiores al rendimiento con IDS/IPS activado de ciertos routers UDM, y que se ven obligados a buscar alternativas de routing de mayor capacidad para no desperdiciar ancho de banda.

Conectividad satelital y móvil: Direct to Cell y brecha digital

Otro frente abierto en la conectividad de nueva generación es la integración entre redes móviles y satelitales mediante soluciones como antenas 5G transparentes. En España, MasOrange se ha convertido en el primer operador en ofrecer el servicio “Direct to Cell” de Starlink, que permite que dispositivos móviles se conecten directamente a la constelación satelital, sin antenas parabólicas específicas.

Esta aproximación tiene un enorme potencial para cerrar la brecha digital en zonas rurales o con mala cobertura, combinando lo mejor de la infraestructura móvil existente con la cobertura global de los satélites LEO. La idea es que el usuario final apenas note la diferencia de experiencia, mientras la red decide por dónde enrutar el tráfico.

Eso sí, el despliegue masivo de este tipo de soluciones se enfrenta a retos técnicos, regulatorios y comerciales: coordinación de espectro, acuerdos de roaming, modelos tarifarios, gestión de latencias y calidad de servicio, o integración con servicios digitales que dependen de tiempos de respuesta muy estrictos.

Si se superan estos obstáculos, la combinación de fibra ultrarrápida, PON de 25/50 Gbps, enlaces ópticos urbanos, WiFi 7 y satélites “Direct to Cell” puede transformar radicalmente el mapa de conectividad, tanto en ciudades como en regiones aisladas, ofreciendo un abanico de opciones adaptado a cada escenario.

En conjunto, todo este ecosistema de tecnologías —desde GPON clásico hasta 25G‑PON, desde los haces de luz de Taara Beam hasta los mini láseres de Starlink y los routers WiFi 7 de 25 Gbps— está configurando una nueva era de conectividad urbana y global en la que velocidades antes reservadas a grandes centros de datos se vuelven accesibles a empresas, instituciones y, cada vez más, a usuarios residenciales exigentes. El reto ya no es solo llegar a los 25 Gbps, sino hacerlo de forma rentable, sostenible y con una experiencia de usuario que realmente aproveche todo ese potencial.