Infraestructuras de la energía eléctrica: ¿la red de información del mañana?

Asunto: En 1997 se dio a conocer una nueva tecnología capaz de transmitir datos por las principales redes eléctricas a velocidades de 1 Megabit por segundo. La omnipresencia de los cables de electricidad hace adecuada esta tecnología para la fácil diseminación de datos, y podría reducir el dominio absoluto de los operadores de telecomunicaciones oficiales en los futuros servicios de banda ancha.

Relevancia: En un momento en que se ha comprobado que la liberalización de las telecomunicaciones no ha tenido éxito en el logro de competencia en el bucle local (local-loop), el uso de la red eléctrica como red de datos podría colocar a las compañías eléctricas como principales protagonistas de la Sociedad de la Información del mañana. La posibilidad de tarifas planas que cobran por este servicio de datos permanentemente conectado podría presionar aún más a los operadores de telecomunicaciones para modificar el modo de facturar los servicios de Internet, basados generalmente en un cobro por unidad de tiempo utilizado. También podría actuar como catalizador para la implantación de la telefonía por Internet.

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Comunicación por línea de potencia

PowerLine Communication (PLC, Comunicación por línea de potencia) es el nombre genérico para la transmisión de datos por el segmento de baja tensión de las redes eléctricas, que va desde la subestación eléctrica al domicilio u oficina del cliente. Durante años, los ingenieros han trabajado sobre la posibilidad de enviar una señal fiable por los cables eléctricos a pesar de las interferencias electromagnéticas y del ruido eléctrico (1). Un desarrollo importante en este campo tuvo lugar en octubre de 1997, cuando la compañía británica Norweb en colaboración con el fabricante de telecomunicaciones canadiense Nortel, anunciaron que eran capaces de transmitir señales de datos a 1 Megabit por segundo a través del segmento de baja tensión de las redes eléctricas con una tecnología propia llamada "Digital Powerline" o DPL.

El interés por esta tecnología mostrado por un creciente número de operadores eléctricos ha llevado a las empresas asociadas a crear una joint-venture, NOR.WEB que ha firmado acuerdos con una docena de compañías eléctricas para probar la tecnología. El mercado potencial que cubren estos acuerdos podría llegar a ser de casi 40 millones de hogares en Europa y Asia.

Figura 1. Cómo funciona DPL

(Imágen Omitida)

Digital Powerline (Fig. 1) utiliza la red existente de distribución eléctrica subterránea de baja tensión como una infraestructura LAN (red de área local). Una o más estaciones principales (1) se utilizan para conectar las estaciones base (2) a una red central de transmisión de datos en la que líneas de radioenlace, cables de cobre y fibra son opciones posibles para este "backhaul" (medio de transporte). La conexión a la red de suministro de servicios y a la Internet pública se consigue a través de la red central de transmisión de datos. Las señales de datos desde una estación base DPL 1000 casi siempre se inyectan en la subestación final (3), donde las altas tensiones se transforman en energía a baja tensión para los clientes. El servicio DPL se separa del suministro de electricidad en un punto de conexión entre el fusible de la instalación del abonado y el contador (4). El PC del cliente u otro equipo compatible se conecta entonces al servicio DPL utilizando el Módulo de Comunicación DPL 1000 (5).

Fuente: Nortel

Ventajas de la tecnología PLC

Como la PLC se ha posicionado como un servicio de tipo IP utilizará routers de paquetes en vez de los de conmutación de circuitos típicos, de los suministradores de telecomunicaciones tradicionales, manteniendo así los costes de los equipos de IT bajos.

Como la electricidad se suministra a través de una conexión permanente, los servicios de transmisión de datos ofrecidos por la infraestructura eléctrica también están conectados permanentemente (no es necesario marcar el número de conexión) convirtiéndose en el ideal para el número creciente de servicios en línea. Las compañías eléctricas podrían pues comercializar un servicio básico de conexión a Internet con una suscripción mensual de tarifa plana, al igual que algunos operadores de cable. Pagar una tarifa estándar, sin tener en cuenta el nivel de utilización, será un gran atractivo para los clientes.

Al dar a los clientes de las compañías eléctricas acceso a Internet mediante la red que ya les suministra la electricidad, esta tecnología se pone virtualmente al alcance de cualquiera, con una escala potencial de mercado de masas sin necesidad de hacer las inversiones necesarias para enterrar el cableado hasta los hogares.

Ya existen varias tecnologías que transforman los cables eléctricos existentes en un cableado LAN (Local Area Network) (2). Lo que hace diferente a la PLC es la alta velocidad de transmisión de datos que se puede conseguir y el hecho de que esté diseñada para trabajar en el exterior del hogar o del edificio. Por tanto, podrían instalarse sistemas sofisticados de automatización doméstica que permitiesen el acceso y el control remotos de aparatos electrodomésticos, alarmas antirrobo, etc.

PLC podría también facilitar a las compañías eléctricas la oportunidad de ofrecer servicios de valor añadido orientados sectorialmente, tales como la gestión de la energía (enlazando contadores "inteligentes", controladores programables y dispositivos "inteligentes" de control de la demanda/suministro, de modo que la empresa eléctrica suministradora del servicio pudiera introducir tarifas innovadoras que premiasen el uso sensato de la energía), la información remota (la conexión permanente ofrecida por PLC se podría optimizar para proporcionar información en tiempo real o indicadores de estado en apoyo de algunas aplicaciones de seguridad para sistemas de alarma/vigilancia) y la automatización de la distribución (la lectura remota automática de los contadores mejoraría el control y ayudaría al proveedor en la gestión de los picos de demanda eléctrica). Algunas empresas eléctricas han empezado a usar recientemente estas técnicas (3).

Comparación de tecnologías de acceso local

Esta sección enumera brevemente las características de algunas de las tecnologías/plataformas de más rápido acceso local previstas o ya en el mercado, para ayudar a evaluar las ventajas competitivas de la PLC.

La aplicación de la fibra óptica a los hogares es, sin lugar a dudas, el modo más eficiente y perdurable de suministrar anchos de banda elevados pero, aunque Japón ya ha optado por esta solución, su difusión a escala nacional implica cambiar millones de cables de cobre y se revela como un coste prohibitivo.

El enlace inalámbrico local (Wireless Local Loop, WLL) puede separarse en ancho de banda estrecho para la telefonía y en banda ancha. En este último caso, Local Multipoint Distribution/Communication Service (LMDS/LMCS) es un ejemplo prometedor de tecnología inalámbrica de banda ancha de dos sentidos, para la cual EE.UU. y Canadá han asignado espectro. En el 4º trimestre de 1998, el gobierno alemán concederá bloques de frecuencias de banda ancha WLL que cubrirán toda Alemania. En otros países, el éxito de esta tecnología como acceso creíble y competitivo de banda ancha, dependerá principalmente de su capacidad para asegurar la asignación del espectro de banda ancha a nivel nacional.

El sistema universal de telecomunicaciones móviles, (Universal Mobile Telecommunications System, UMTS) sin duda remodelará el mercado y modificará la frontera entre las comunicaciones fijas e inalámbricas. La mayoría de los Estados Miembros de la Unión Europea tienen al menos 4 operadores de telefonía móvil ansiosos de competir en esta nueva plataforma de transmisión sin cable. Su introducción comercial será en el 2002 y más tarde probablemente se introducirán anchos de banda de hasta 2 MB/s en algunas áreas, lo que deja un espacio de oportunidades para la (pronta) introducción de infraestructuras de banda ancha alternativas.

xDSL es una abreviatura genérica para varios tipos de tecnología de línea digital de abonado (Digital Subscriber Line), que suministra servicios de voz y de transmisión de datos a alta velocidad, de hasta 6MB/s, a través de un simple par de cables telefónicos de cobre. La ventaja de esta tecnología de módem reside en utilizar la infraestructura de tendido de cables telefónicos de cobre, permitiendo a los operadores de telecomunicaciones seguir a la cabeza en cuanto a productos de acceso competitivos que requieren enormes inversiones en infraestructura, con el fin de dar un acceso muy extenso. Según Ovum "las líneas xDSL (mundialmente) está previsto que crezcan de 7 millones (en 1997) a 49 millones en el 2003" (4). Sin embargo, el coste y el precio de la tecnología DSL siguen siendo altos en Europa (5), aunque se espera que disminuyan, y el rendimiento de la DSL variará enormemente dependiendo del estado de la red de cobre y de la distancia entre el abonado y las centrales locales/regionales. Al igual que la PLC, la ADSL tiene una conexión permanente hasta el conmutador.

Modems con cable: las redes de televisión por cable ofrecen un servicio dedicado a través de un medio compartido. Mientras que las redes de cables tienen altas capacidades de ancho de banda de salida (hasta 30 Mbps), este ancho de banda es compartido por todos los usuarios de una línea, lo que significa que su rendimiento está en proporción inversa al número de usuarios simultáneos en su vecindad. El principal obstáculo tecnológico es que el tráfico de entrada es, a menudo, lento puesto que las infraestructuras de TV por cable se construyeron históricamente para la radiodifusión. Muchas de las redes de cables antiguas no son, por tanto, capaces de ofrecer un canal de retorno y será necesario mejorarlas antes de que puedan ofrecer servicios interactivos de banda ancha. Mientras que el número de hogares que pueden admitir transmisiones por módem por cable de dos vías está creciendo continuamente, los progresos son relativamente lentos (6), lo que deja un margen de acción a los operadores de telecomunicaciones para desplegar y potenciar la DSL, pero también ofrece una oportunidad de mercado a las compañías eléctricas que tienen la intención de ofrecer PLC.

Las constelaciones de satélites de banda ancha (7), tales como Teledesic, son proyectos ambiciosos pero necesitan mucho capital y pasarán años antes de su posible entrada en el mercado (se estima que Teledesic costará 9 mil millones de $, es una tecnología patentada y no estará operativa antes del 2003). Esta tecnología también conlleva riesgos inherentes (8) y los torbellinos actuales de los mercados financieros han hecho que los inversores se retraigan en general, salvo en los créditos más dignos de confianza, lo que podría hacer más difícil para las empresas de comunicaciones por satélite el conseguir el dinero que necesiten para llevar a cabo sus planes en los años venideros. Por otro lado, los consorcios de satélites como Intelsat y Eutelsat ofrecen ya acceso a Internet por satélite a alta velocidad (por ejemplo enlace de hasta 2Mbps por usuario con la plataforma Eutelsat multimedia@).

Las categorías anteriormente mencionadas sólo son indicativas, ya que las fronteras entre las tecnologías están cambiando. Por ejemplo, las redes CATV de televisión por cable pueden ser controladas por las propias compañías eléctricas, en cuyo caso tendrían menos incentivos para prestar los servicios basados en PLC; y cuando algunos países como Holanda tengan una penetración del cable mayor del 90%, la razón para implantar PLC se reduce.

Es también significativo el hecho de que las tecnologías de banda ancha actualmente en el mercado pueden dar resultados comparables o mejores que la PLC, pero en general no tienen una infraestructura totalmente implantada con la que poder alcanzar un mercado de masas en un corto período de tiempo. Las que pueden dar esos resultados, ya las ofrecen los operadores oficiales (DSL) o los consorcios de satélites de los que son signatarios (p.ej. Eutelsat) (9), lo que da una oportunidad a la PLC como tecnología competitiva en bucle local (local-loop).

¿Dónde se encaja la PLC?

A pesar de sus características prometedoras, la PLC todavía tiene algunas limitaciones inherentes que superar, como su sensibilidad a las interferencias electromagnéticas (que afectan particularmente a los cables aéreos), que dan como resultado inaceptables interferencias a altas frecuencias (10). También su topología tiene similitudes con las redes de cable en el sentido de que, como medio compartido, la anchura de banda óptima anunciada podría reducirse conforme aumente el número de usuarios simultáneamente conectados a la misma subestación eléctrica.

Estas limitaciones no permitirán que la PLC se convierta inmediatamente en una tecnología revolucionaria, en especial ya que los operadores presentes están empezando a introducir xDSL e Internet vía satélite.

No obstante, en nuestra opinión, existen dos razones por las que la PLC podría desarrollarse:

La ventaja comercial de la PLC es su capacidad para adquirir una masa crítica dado el tamaño de su infraestructura, su fuerte potencia de marketing (de masas) asociada a la ubicuidad de su red y sus precios competitivos (11). Las agendas políticas enfocadas a romper el monopolio virtual de los operadores oficiales sobre el bucle local (véase más abajo), podrían mirar favorablemente a la PLC como competidor potencial del ADSL, en tanto en cuanto la infraestructura eléctrica a nivel nacional ya está totalmente implantada, lo cual no es el caso para el cable (12), por no hablar de los servicios por cable verdaderamente interactivos (13).

Los operadores europeos de telecomunicaciones son todavía reacios a modificar su actual política de precios y a introducir una tarifa plana para el tráfico local, un cambio que se ha comprobado que es uno de los factores clave para el despegue de Internet (14). Además, xDSL se está extendiendo muy despacio por Europa. Si tiene éxito, la tecnología de conexión permanente de la PLC podría actuar como catalizador para que el resto del mercado empiece a facturar a un precio más bajo, basado en tarifas fijas, reforzando una tendencia iniciada por Internet vía TV por cable.

Aspectos políticos

Algunos aspectos políticos surgen en relación con la tecnología PLC y su implantación. Tienen que ver con el despegue de la telefonía IP, el dominio de los operadores presentes sobre el bucle local, la posible necesidad de consolidar los marcos reglamentarios existentes y el efecto de servicios "combinados" de compañías para ofrecer a los consumidores servicios externos a sus áreas tradicionales.

Implantación de la telefonía IP: Dado que el tráfico de datos a nivel mundial está creciendo aproximadamente en un 30% cada año, mientras que el de la voz sólo crece un 3%, y que la transmisión de datos ya sobrepasa a la de la voz, la tendencia lógica en el futuro es transportar la voz por redes optimizadas para los datos en vez de lo contrario. Si se comprueba que la tecnología PLC (empleada inicialmente para datos) tiene éxito, podría también acelerar el despegue de la telefonía IP y, por tanto, acelerar la necesidad de adaptar la legislación en la materia inter alia la postura de la Comisión Europea sobre la telefonía IP (15).

Fin del dominio de los operadores oficiales sobre el bucle local

Desde la liberalización del sector de las telecomunicaciones, los operadores alternativos del bucle local han progresado poco, mientras que la cuota de mercado de los operadores oficiales en el bucle local fijo en todos los Estados Miembros sigue siendo superior al 90% (dado que los principales inversores en infraestructuras alternativas fijas siguen siendo los operadores oficiales que invierten en el exterior). Esta preocupación ha sido expresada recientemente por la DGIV (16).. En relación con esto, la tecnología PLC podría ser considerada por quienes elaboran los reglamentos en la Unión Europea como un catalizador para la auténtica competencia en el bucle local, especialmente para los servicios de banda ancha que darán forma a la economía de la información del mañana.

En EE.UU., las autoridades pertinentes intervienen también en el proceso de determinar si los medios avanzados "se están facilitando a todos los americanos de manera razonable y a tiempo" o si quienes dictan los reglamentos deben "ponerse en acción inmediatamente para acelerar el despliegue de tales medios, eliminando las barreras a las inversiones en infraestructura y promoviendo la competencia en el mercado de telecomunicaciones" (17).

El debate actual sobre reglas de competencia específicas para el sector frente a reglas de tipo general puede evolucionar también. Muchos operadores oficiales argumentan aún que son tratados injustamente por el concepto de poder de mercado significativo, argumentando que el marco reglamentario debería dirigirse hacia los cuellos de botella en vez de hacia los actores individuales. La liberalización de las telecomunicaciones en la Unión Europea no ha logrado hasta ahora cambiar las características específicas de un sector en el que las grandes inversiones necesarias para duplicar las redes, particularmente a nivel del acceso local, continuarán creando cuellos de botella que las fuerzas del mercado o la aplicación de las reglas de la competencia no pueden resolver siempre. El nivel de inversión requerido lleva consigo la necesidad de un grado de certidumbre respecto al tratamiento normativo que las reglas generales no pueden ofrecer siempre. La disponibilidad de una infraestructura ubicua competitiva de banda ancha que proporciona la PLC puede contribuir a mejorar este tema.

Consolidación de marcos reglamentarios diferentes: En el Reino Unido la desregulación de la industria eléctrica ha promovido la fusión entre compañías para, de este modo, ofrecer una mayor gama de servicios. Previamente cada mercado, electricidad, gas, agua, telecomunicaciones tenía su propio órgano regulador pero, si no se prevén cambios inmediatos en un futuro próximo, el marco reglamentario tendrá que consolidarse en consecuencia. El Libro Verde sobre la convergencia multimedia (18) afronta el tema complejo de adaptar los marcos reglamentarios a los mercados convergentes. Un ejemplo concreto en el sector energético es el de los desacuerdos sobre los llamados contratos ‘dual fuel’ (doble combustible) que están siendo ofrecidos actualmente por las Compañías Regionales de Electricidad del Reino Unido (UK Regional Electricity Companies, RECs) por lo que una REC puede ofrecer lo mismo gas que electricidad a los clientes de su región. Esto ha despertado la oposición de la industria del gas, pues el mercado del gas se está abriendo a la competencia más rápidamente que el mercado de la electricidad y antes de que el mercado de la electricidad se abra, las RECs monopolistas serán las únicas compañías capaces de ofrecer tanto electricidad como gas a sus clientes, creando con ello distorsiones en el mercado.

"Bundling" (Empaquetamiento): Esto que significa asociar suministro de un servicio con suministro de otros servicios, puede ser una opción óptima económicamente, pero también puede tener efectos anticompetitivos. Por ejemplo, distribuidores de energía podrían estar tentados de afianzar su posición dominante en cuanto al suministro de electricidad subvencionando otros servicios; un ejemplo típico sería usar rebajas de precios para el consumo combinado de servicios de telecomunicaciones y eléctricos por parte de un mismo suministrador.

Conclusiones

Durante muchos años las compañías eléctricas han utilizado la red de alta y media tensión para transmitir datos para su propio funcionamiento, por ejemplo, apertura remota de presas, vigilancia de redes e identificación de fallos, pero se limitaban a la transmisión de datos a bajas velocidades con fines internos.

Más recientemente, algunas compañías como Energis en el Reino Unido han instalado cables de fibra óptica junto con sus torres eléctricas y derechos de paso con el fin de ofrecer servicios de telecomunicaciones competitivos de larga distancia. La PLC es un complemento útil de bucle local para estos servicios de larga distancia. Compañías eléctricas posicionadas inicialmente como operadores de telecomunicaciones de larga distancia podrían, por tanto, utilizar la PLC para transformarse ellas mismas en operadores de telecomunicaciones polivalentes que ofrecen telefonía local y de larga distancia, tomando así las dimensiones de un genuino operador alternativo. La baja rentabilidad de la infraestructura del bucle local podría también compensarse por operaciones internas más rentables de larga distancia y por los servicios de valor añadido relacionados con la energía.

Al ayudar a compañías eléctricas a suministrar una amplia gama de servicios de información, la tecnología PLC ayudará a retener clientes cuando la industria de distribución de energía se liberalice en la próxima década.

Irónicamente, desde el punto de vista técnico sería difícil imaginar una infraestructura peor para transmitir datos, dada la incompatibilidad esencial entre el ruido eléctrico pulsante y los datos. Sin embargo, el contexto competitivo en el que las compañías eléctricas han estado funcionando en el Reino Unido, las ha animado a explorar este camino, ilustrando el modo en que la competencia puede ser un impulsor de la innovación.

Si las limitaciones técnicas se superan lo suficientemente pronto, la PLC podría influir en la forma futura del mercado en especial debido a que la conexión permanente a 1Mb/s se adapta bien al crecimiento mundial de las aplicaciones en Internet que necesitan anchura de banda. Las compañías eléctricas, ayudadas por una fuerte presencia en el mercado por su red omnipresente, pueden acelerar fuertemente el ritmo con que los distribuidores alternativos de bucle local ocupan cuotas de mercado que ahora dominan los operadores oficiales de telecomunicaciones.

La PLC podría por tanto considerarse como un impulsor de la competencia en un sector en el que hasta ahora la competencia de los distribuidores locales ha sido difícil. La apertura de esta área a la competencia beneficiará claramente al consumidor puesto que los resultados probables incluyen la reducción de la factura del teléfono (y de los datos), la presión para que se consiga una facturación con tarifas planas y, finalmente, será otro catalizador de la sociedad de la información.

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Palabras clave

infraestructuras competitivas de banda ancha, telecomunicaciones, productos y servicios multimedia, empresas eléctricas, bucle local, competencia

Notas

Véase por ejemplo: http://ksgwww.harvard.edu/iip/doeconf/propp.html

Véase por ejemplo: http://www.hth.com/plm-24/

Por ejemplo el sistema de lectura automática de contadores de Iberdrola (AMR) en el norte de España.

Fuente: Global Technology Business, 2/98.

El coste de adaptación de redes para el operador podría estar entre 450 y 675 ECU por línea, donde es factible y los costes del equipo terminal están de media en unos 3.400 ECU por usuario en lugares piloto (Fuente: Analysis).

En Europa, de los 40 millones de suscriptores de CATV, hay ahora sólo 4 millones de abonados por cable, bien a telefonía o a un servicio tipo Internet (Fuente ECCA).

Lo que puede considerarse como WLL extraterrestre.

El cohete portador de 12 satélites Globalstar LEO que tuvo un accidente al despegar en septiembre de 1998 supuso un retraso en la carrera de la industria de la alta tecnología para construir redes de comunicaciones basadas en satélites.

Sin embargo, debería destacarse que una resolución de 1994 (94/C 379/04) exigió la no discriminación en el acceso para todos los proveedores y usuarios, y que los consorcios de satélites están en proceso de reestructuración.

La Agencia de Radiocomunicación del Reino Unido reconoce sin embargo que el problema de interferencia de DPL podría resolverse en un año, especialmente con el uso de la tecnología de espectro extendido.

Basado en estimaciones. NOR.WEB hasta el día de hoy no ha dado a conocer los precios, pero confirma que se colocará competitivamente frente a DSL.

Excepto países con alta penetración del cable.

Sería un falso debate situar a la PLC frente al cable; se debería considerar mejor como un medio de las compañías eléctricas para potenciar su cartera de servicios e incrementar la retención de clientes en vísperas de la liberalización de su sector. Los operadores de cable del Reino Unido han empezado a ofrecer telefonía cuando el marco reglamentario les permitió hacerlo.

La facturación plana de llamadas locales en EE.UU. está de hecho entre los factores que explican que el número de usuarios de Internet en EE.UU. es mucho mayor que en Europa.

Estado de las comunicaciones por voz en Internet en cuanto a la ley comunitaria y en particular en cumplimiento de la Directiva 90/388/EEC Diario Oficial 006, 10/01/1998.

Conferencia de Herbert Ungerer – IIC TELECOMMUNICATIONS FORUM – Bruselas, CCAB, 6 y 7 julio de 1998.

Telecommunications Act of 1996. Véase también NTIA’s filing http://www.ntia.doc.gov/ntiahome/fccfilings/sec706.htm

COM (97)623.

Referencias

Web de Digital Powerline: http://www.norte.com/powerline

Instrucciones para la aplicación de las normas de la competencia, del Tratado de la Comisión Europea en el sector de las telecomunicaciones. DO n/C 233 de 6.9.1991.

Moncada, P., Soria, A., La venta de servicios energéticos, no sólo electricidad: evolución de las compañías de electricidad de la UE hacia el sector terciario, The IPTS Report nº 12 – marzo 1997.

Libro Verde sobre la Convergencia de las Telecomunicaciones, los Medios de Comunicación y los Sectores de Tecnología de la Información, y las implicaciones para la reglamentación. Hacia un acercamiento a la Sociedad de la Información. COM (97)623.

Noticia de Prensa de la Comisión Europea IP/98/733, 29 julio 1998: http://www.ispo.cec.be/convergencegp/ip733en.html

Caso Nº IV/M.1113 – NORTEL/NORWEB, Diario oficial NO. C 123, 22/04/1998.

Agradecimientos

Françoise Charbit/CEA, Christian Hocepied/DGIV, Andrew Houghton/DGXIII, Ioannis Maghiros/IPTS

Contacto

Gérard Carat, IPTS

Tel.: +34 95 448 83 53, fax: +34 95 448 82 79, correo electrónico: Gerard.Carat@jrc.es

Sobre el autor

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Gérard Carat posee un máster MBA del ENST. Antes de entrar en el IPTS, donde sus actividades actuales incluyen la vigilancia de la interfaz entre Ciencia y Tecnología y la política de la Unión Europea así como el marketing del Instituto, trabajó en la DGXIII en el equipo del Consejero del Director General en Aspectos Económicos y Estratégicos, Análisis y Prospectiva, especializándose en análisis del mercado de las telecomunicaciones y el sector multimedia.