Un nuevo método para estudiar posibles rutas de fibra

Sep 05, 2023

Cumplir con nuestra visión del metaverso requerirá que volvamos a imaginar una infraestructura de red capaz de admitir las plataformas informáticas del futuro. Aunque el metaverso aún está lejos, algunos elementos ya están en marcha y ya estamos colaborando con empresas de telecomunicaciones de todo el mundo para desarrollar redes de fibra óptica compartidas y de acceso abierto que puedan ayudar a respaldar este trabajo. Al compartir costos y hacer que la capacidad de la red esté disponible para ecosistemas de mercado completos, las redes abiertas ayudan a que Internet abundante, asequible y de alta calidad esté disponible para más personas hoy y, eventualmente, para cumplir la promesa del metaverso.

Cuando comenzamos a pensar en inspeccionar posibles rutas de fibra en la República Democrática del Congo (RDC), sabíamos que las carreteras pavimentadas (críticas para tender estos cables de fibra óptica) eran escasas, lo que significaba que necesitaríamos un enfoque diferente para reunir una rico conjunto de datos para informar nuestras estimaciones de costos de construcción. En colaboración con Sofrecom y sus socios Groupe CVA y SOTEK Group, hemos implementado una técnica novedosa para levantamientos de rutas de fibra óptica, que aprovecha los penetrómetros de cono dinámico (DCP) y los espectrómetros de rayos gamma para acelerar el proceso de levantamiento y mejorar la precisión de los costos. estimaciones para la construcción de la red, lo que permite a las empresas determinar rápidamente si un nuevo proyecto es factible.

Para la mayoría de los proyectos de fibra Meta, trabajamos con socios de la industria de las telecomunicaciones para planificar e implementar redes. El proceso comienza identificando los sitios a los que Meta y nuestros socios les gustaría conectarse, y luego usamos los datos de OpenStreetMap (OSM) con nuestras herramientas de planificación de red para iterar sobre las opciones de ruta y seleccionar un diseño óptimo de nivel medio (es decir, qué camino). Después de afinar más los diseños en colaboración con los socios del proyecto, pasamos al paso final: completar un diseño de bajo nivel (es decir, de qué lado de la carretera) utilizando varias técnicas de estudio de campo destinadas a recopilar datos sobre posibles obstáculos de construcción.

Como parte del proceso, también buscamos determinar la cantidad de materiales necesarios para un proyecto, así como los métodos de construcción preferidos. Con estos datos en la mano, podemos estimar tanto el tiempo como el costo de implementar una red de fibra, los cuales son insumos clave para evaluar la viabilidad financiera de cualquier proyecto.

Una forma de mejorar la precisión de las estimaciones de costes de las redes de fibra subterráneas es clasificar las condiciones del suelo. Esto es importante, ya que el volumen de suelo que se excavará es uno de los principales factores de costo y la densidad del suelo es otro: cuanto más duro sea el suelo, más esfuerzo se requerirá y mayor será el costo.

Un método común para recopilar datos de densidad del suelo es con un penetrómetro de cono dinámico (DCP). Este dispositivo estima la densidad del suelo (medida en megapascales) al correlacionar la fuerza requerida para clavar una varilla de acero en el suelo con la profundidad de la varilla lograda por esa fuerza. Golpeando repetidamente la varilla hasta la profundidad deseada (por ejemplo, dos metros), se puede calcular un perfil de densidad del suelo desde la superficie hasta la profundidad final. Un DCP es un instrumento relativamente económico y fácil de usar, pero no es un proceso rápido. Además, sus mediciones están muy localizadas, por lo que para proporcionar valor de verdad, es necesario completar una gran cantidad de pruebas, fácilmente docenas por kilómetro, lo que agrega tiempo y costos significativos a una encuesta.

Otro método para estimar la densidad del suelo es a través de datos recopilados con un espectrómetro de rayos gamma. Este dispositivo es bastante común en la industria minera y aprovecha el hecho de que existen trazas de elementos radiactivos en muchos minerales. Un espectrómetro puede detectar y medir las emisiones de radiación gamma de elementos como el uranio, el torio y el potasio. Dichos datos se pueden analizar y utilizar para estimar la densidad del suelo porque la fuente de radiación y los niveles de radiación dependen de la composición del suelo y del tamaño de las partículas del suelo. Si bien es más costosa y compleja que un DCP, la recopilación de datos con un espectrómetro está altamente automatizada, y una persona puede capacitarse rápidamente para recopilar datos para el posprocesamiento y análisis remotos por parte de geólogos especializados.

Otro punto fuerte de un espectrómetro es su capacidad para detectar la heterogeneidad del suelo. Puede identificar dónde ocurren los cambios en las condiciones del subsuelo. Si las emisiones son similares en un área, es relativamente seguro concluir que el suelo es homogéneo en toda el área. Esto es importante porque los resultados del espectrómetro requieren calibración contra datos de control. En nuestro caso, los datos de control se recopilan a través de DCP.

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Las carreteras son fundamentales para el desarrollo oportuno y rentable de las redes de fibra óptica. Enterrar cables de fibra a lo largo de las carreteras permite mover fácilmente los materiales, el equipo y la mano de obra necesarios para instalar una red. Las carreteras también simplifican las operaciones futuras, ya que los técnicos de red deben regresar para monitorear y mantener la fibra durante su vida útil de más de 20 años.

Sin embargo, las carreteras (y los puentes) son costosos de construir y mantener. Esto es especialmente cierto en algunos países como la República Democrática del Congo. Con una vasta geografía de 2,3 millones de km2 (mucha de la cual está cubierta de selva tropical y surcada por ríos y arroyos) y un PIB per cápita anual de alrededor de $1000, la República Democrática del Congo ha podido desarrollar solo 3000 km de caminos pavimentados (similar a Luxemburgo, un país del 0,1 por ciento del tamaño de la República Democrática del Congo). Esto significa que la logística del proyecto de fibra en la RDC es complicada y costosa.

Por lo tanto, cuando comenzamos a pensar en inspeccionar posibles rutas de fibra a través de DRC, sabíamos que podría ser necesario un enfoque diferente para recopilar un conjunto de datos completo que pudiera informar mejor nuestras estimaciones de costos de construcción. Fuimos en busca de una técnica de levantamiento de rutas innovadora y disruptiva y la encontramos en una solución propuesta por Sofrecom y sus socios Groupe CVA y SOTEK Group.

Usando un DCP junto con un espectrómetro montado en un vehículo 4×4 de alto espacio libre, creamos un proceso de clasificación de densidad del suelo de alta velocidad:

De esta manera, la cantidad de pruebas de DCP para la encuesta se minimizó con una colección relativamente pequeña de resultados de pruebas de DCP utilizados para calibrar una gran cantidad de datos del espectrómetro. Paralelamente a las mediciones de DCP, se utilizó una aplicación que se ejecutaba en un dispositivo móvil con GPS para capturar puntos de datos topográficos tradicionales, como obstáculos de construcción, junto con áreas ambiental y culturalmente sensibles. Con este proceso, pudimos crear un mapa detallado del sistema de información geográfica que combina los datos topográficos típicos con información detallada sobre la condición del suelo, todo sin extender el cronograma de la encuesta.

Una limitación de un espectrómetro es que no se puede usar para capturar datos debajo de superficies pavimentadas, ya que los materiales en el asfalto y el concreto incluyen algunos de los mismos elementos radiactivos que se encuentran en los suelos, por lo que cualquier resultado sería muy sesgado. Sin embargo, con tan pocas carreteras pavimentadas en la República Democrática del Congo, pudimos aprovechar las condiciones de la carretera.

La economía suele ser una barrera para la conectividad, más aún en los mercados emergentes, donde los costos de los proyectos suelen ser similares a los de los mercados desarrollados. Además, los rendimientos a corto plazo a menudo se reducen en comparación con los mercados desarrollados, debido a factores como la baja penetración de Internet y los ingresos. Esperamos que los métodos como los descritos anteriormente reduzcan el riesgo de los proyectos en todo el mundo con datos reales y sólidos, ayudando a más proyectos a superar los obstáculos iniciales de su caso de negocio y eliminando algunas de las incógnitas.

Con esta técnica, hemos completado el estudio de más de 5000 km de posibles rutas de fibra en la República Democrática del Congo, pero es posible mejorar este método. Otras tecnologías, como las imágenes hiperespectrales y el radar de penetración terrestre, también son prometedoras como técnicas de recopilación de datos. Por supuesto, somos líderes en visión artificial y aprendizaje automático, campos muy útiles para procesar este tipo de encuestas. Nuestras capacidades en estas áreas se pueden aplicar a estos tipos de conjuntos de datos para ayudar a futuras encuestas de rutas al:

Durante la última década, hemos invertido miles de millones de dólares junto con socios de la industria de las telecomunicaciones para mejorar la conectividad en todo el mundo. Estos esfuerzos colaborativos abiertos incluyen intercambios de Internet y colocación neutral de operadores para extender los beneficios de nuestras inversiones en infraestructura fundamental, como fibra y cables submarinos. Hemos visto de primera mano cómo la colaboración en toda la industria puede mejorar y expandir la conectividad global. Mientras ayudamos a construir los cimientos para el metaverso, continuaremos impulsando proyectos que ayuden a equipar a las personas en todas partes para prosperar en este futuro audaz.

Nos gustaría agradecer a Ibrahima Ba, Fabrice Ouandji y Clive Van Hilten por su trabajo en este proyecto.