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3. Tipos de
comunicaciones móviles |
Existen muchas formas de clasificar los sistemas de
comunicaciones móviles. Una de ellas, tal como hace el Reglamento de
Radiocomunicaciones, es en función del entorno en el que se utilizan
- terrestre, marítimo o aeronáutico. Otra posibilidad es
clasificarlos según su capacidad de comunicación, en uno o ambos
sentidos. Con este criterio, los sistemas móviles se clasificarían
en:
- Sistemas símplex. La transmisión y la
recepción se efectúan en forma secuencial, en un sentido cada vez.
Para hablar, se debe "solicitar permiso", lo que se hace pulsando
el botón del terminal denominado PTT, "Push To Talk" o "Pulsar
Para Hablar". Dentro de los sistemas símplex se encuentran los que
funcionan a una o a dos frecuencias. Los primeros son aquellos que
utilizan la misma frecuencia para transmisión y recepción.
Presentan como principal inconveniente la alta probabilidad de
captura de una comunicación por otra, debido a una alta
interferencia co-canal; sin embargo, permiten la comunicación
entre móviles, sin pasar por la base. Este tipo de sistemas se
utiliza para soportar las comunicaciones de seguridad en los
servicios móviles marítimo y aeronáutico. Los sistemas a dos
frecuencias separan la transmisión de la recepción. Ofrecen mayor
protección a la interferencia co-canal pero obligan a que todas
las comunicaciones pasen necesariamente por la estación base, al
no poder los móviles hablar entre sí.
- Sistemas semi-dúplex. Este sistema utiliza
frecuencias diferentes de transmisión y de recepción. Es una
mejora del sistema símplex a dos frecuencias, donde se incorpora
un duplexor a la estación de base. En este caso, la estación base
funciona en dúplex y los terminales móviles lo hacen en símplex.
La estación base se limita a retransmitir las comunicaciones que
recibe, a lo que se denomina "Talk Through" (TT). Para identificar
una solicitud de comunicación frente a posibles interferencias, se
manejan tonos de control a frecuencias "sub-audio" (< 300 Hz)
que acompañan a la comunicación. Así, sólo se activará la estación
base cuando reciba una señal, en la frecuencia de recepción
adecuada, acompañada del todo "sub-audio"
- Sistemas dúplex. En estos sistemas la
estación base transmite en una frecuencia f1 y recibe en una
frecuencia f2 mientras que el móvil transmite en una frecuencia f2
y recibe en f1. Tanto estación base como móvil disponen de
duplexor que permite la transmisión y recepción simultáneas. En
este sistema no es posible tampoco la comunicación directa móvil -
móvil, sin pasar por la estación base. La implementación de estos
sistemas es más cara y compleja que la de los anteriores.
Si bien esta clasificación es útil a la hora de comprender las
particularidades de cada sistema de comunicaciones móviles, para el
desarrollo de esta asignatura se cree más conveniente considerar la
clasificación de sistemas según un conjunto de características que
les confieren cierta operatividad. Además de las particularidades de
la comunicación - símplex, semi-dúplex o dúplex - dentro de este
conjunto de características se consideran otras como el tipo de
gestión de la comunicación, la canalización..., en definitiva, se
trata de agrupar los sistemas en relación con las facilidades de
comunicación que permiten.
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3.1.
Radiotelefonía de Corto Alcance
(RTCA) |
También denominados radiotelefonía convencional o
"Walkie-Talkies", son sistemas de comunicación símplex, a una o dos
frecuencias, o semi-dúplex, a los que se les asigna una serie de
frecuencias para que cualquiera pueda utilizar siempre que estén
libres. Este sistema, en principio, no permite ninguna privacidad al
usuario.
Hoy en día hay miles de sistemas de radio convencional
funcionando en todo el mundo. Estos sistemas, por su simplicidad,
son la manera más popular de comunicaciones bidireccionales vía
radio que existe.
En un principio, el protocolo de gestión de las comunicaciones
y de la utilización del canal o canales asignados es muy sencilla:
se basa en la utilización del botón PTT ("Push To Talk"" o Pulsar
Para Hablar) que existe en los equipos terminales y que sirve para
conmutar entre receptor y transmisor. Los sistemas convencionales
actuales ofrecen muchas posibilidades además de los básicos "hablar
y escuchar".
Los sistemas de radio convencional varían en tamaño y
complejidad. En función del tamaño, los sistemas se dividen en
mono-emplazamiento y multi-emplazamiento. Los sistemas
mono-emplazamiento contienen una única estación base o repetidor y
operan según la distancia que cubre dicha base. Los sistemas
multi-emplazamiento contienen múltiples emisores y transmisores que
extienden el área de cobertura más allá de un sistema
mono-emplazamiento convencional. Para ello, se utilizan diversas
técnicas:
- Voting - Para extender la cobertura de un
área, se añaden múltiples receptores remotos al sistema. Dichos
receptores pueden incorporarse a áreas remotas o edificios que
están fuera del alcance normal del sistema.
- Simulcast - Provee cobertura en un amplio
área introduciendo varios transmisores que emiten la misma
frecuencia de forma simultánea. Dado que los emplazamientos
"simulcast" suelen solaparse, los usuarios pueden recibir
comunicaciones independientemente de donde se hallen en el
sistema.
- Multicast - Similar al simulcast", éste
proporciona un amplio área de cobertura a través de múltiples
emplazamientos que se solapan y que utilizan conjuntos diferentes
de frecuencias.
En estos sistemas RTCA, existen bastantes probabilidades de ser
interferido o de captar la señal de un transmisor cercano. La figura
siguiente muestra gráficamente este hecho. Por tanto, la aparente
simplicidad de este tipo de sistemas trae aparejados otra serie de
problemas, como son la seguridad en las comunicaciones, el control
de las mismas y la utilización eficiente del espectro
radioeléctrico.
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La simplicidad de este tipo de sistemas hace que existan tantos
equipos o "normas" como fabricantes. No obstante, dentro del seno
del ETSI ("European Telecommunications Standards Institute") se
intenta la normalización de este tipo de servicio. El objetivo final
de esta normalización es que todos los fabricantes cumplan con un
mismo estándar y, de esta manera, que todos los equipos sean
compatibles o "interconectables" entre sí.
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3.1.1.
Digital Short Range Radio (DSRR) |
Esta norma, denominada "Digital Short Range Radio (DSRR)",
define un transceptor de radio de baja potencia del servicio de
radio móvil privada, diseñado para ofrecer comunicaciones, tanto de
voz como de datos, vía radio en distancias cortas y capaz de
trabajar en modo símplex a una frecuencia, para lo que se le asigna
la banda de 933-935 MHz, y/o en modo semi-dúplex con dos frecuencias
en la banda 933-935 MHz emparejada con 888-890 MHz.
El sistema DSRR consiste de 2 canales de control y 76 canales
de tráfico, con una separación de 25 kHz en cualquier banda de
frecuencias. Para la operación a dos frecuencias, cada canal en la
banda de frecuencias inferior está asociado a un canal de la banda
superior, separado del primero 45 MHz.
Se utiliza una modulación directa de la portadora para enviar
el "Selective Signalling Code" - SSC o código de señalización
selectivo - y los mensajes de voz y/o datos. El sistema DSRR utiliza
diferentes velocidades de transmisión y tipos de modulación para los
mensajes de señalización y para las comunicaciones de voz y datos.
El sistema DSRR utiliza una técnica de acceso multi-canal
automático que funciona sin la ayuda de un controlador central en
operación símplex a una frecuencia. En la operación a dos
frecuencias, los repetidores y las unidades maestras toman control
de la asignación de canales para los equipos que necesiten
comunicar. En el modo de operación a una frecuencia, el equipo que
inicia la llamada es responsable de asignar el canal de tráfico para
la comunicación.
Como puede observarse, este sistema añade ciertos elementos de
control que permiten no sólo la compartición de fabricantes sobre un
mismo sistema, sino la gestión más eficiente del espectro
radioeléctrico mediante el diseño de un protocolo de señalización
algo más completo.
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3.2.
Radiotelefonía de Grupo Cerrado
(RTGC) |
También denominados sistemas "trunking". Son sistemas en los
que un conjunto de canales de radio soporta a todo un colectivo de
usuarios móviles, gracias a un sistema dinámico de asignación de
frecuencias. El concepto es que muchos usuarios utilicen un mismo
conjunto de radiocanales. Estos canales se asignan a los usuarios,
según demanda, para el establecimiento de una llamada y, a medida
que las llamadas se completan, se devuelven los canales al "almacén"
para que puedan ser asignados a otros usuarios. Para que este
sistema tenga sentido, el número de usuarios debe ser muchas veces
el número de enlaces o canales disponibles.
Las características diferenciadoras de este tipo de sistemas
podrían resumirse en dos:
- la primera, es que estos sistemas funcionan según
asignación dinámica de frecuencias, permitiendo así su utilización
por un gran número de usuarios a la vez. Además, estos sistemas
permiten al usuario "esperar" cierto tiempo desde que éste
solicita el canal hasta que dicho canal le es asignado: son los
denominados sistemas de colas.
- la segunda característica importante en estos
sistemas es que posibilitan realizar llamadas a varios miembros de
un grupo de usuarios, haciéndolos por tanto muy convenientes para
aplicaciones de gestión de flotas o grupos cerrados de usuarios
(policía, bomberos, cuerpos de seguridad, etc.).
Existen varias soluciones de sistemas trunking en
funcionamiento. Actualmente, en Europa, la norma más extendida es la
denominada MPT1327 y sus derivadas. Además, el ETSI ha estandarizado
un sistema de comunicaciones trunking digital, al que denomina
TETRA.
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Esta norma es un estándar de señalización para los sistemas de
radio privada terrestre tipo "trunking". Este estándar fue
desarrollado por el Departamento de Comercio e Industria del Reino
Unido (DTI - Department of Trade and Industry).
El estándar puede utilizarse para implementar una gran variedad
de sistemas. El protocolo ofrece un gran abanico de opciones y
facilidades para el usuario. No obstante, no es necesario
implementar todas las funciones de que dispone este estándar,
bastando sólo un subconjunto que configure los requisitos mínimos
del cliente.
El estándar sólo define la señalización sobre el interfaz aire,
e impone unas restricciones mínimas sobre el diseño final del
sistema. Este protocolo permite realizar las siguientes
funciones:
- Llamadas de voz.
- Llamadas de datos, para la transmisión de
señalización no pre-definida.
- Llamadas de emergencia.
- Introducción en una llamada en curso.
- Mensajes de estado.
- Mensajes
cortos.
El protocolo utiliza señalización a 1200 bps, con
modulación de subportadora en FFSK (Fast Frequency Shift Keying).
Está diseñado para trabajar con unidades de radio a dos frecuencias
semi-dúplex y un centro de control que trabaja en dúplex.
La señalización para establecer llamadas se transmite sobre un
canal de control . Un centro de control puede configurarse para
trabajar según dos estrategias diferenciadas: canal de control
dedicado, en cuyo caso el canal de control está permanentemente
dedicado a la señalización con los móviles; y, canal de control
no-dedicado, donde el sistema puede asignar el canal de control para
cursar tráfico.
Uno de los problemas de la señalización vía radio es el colapso
de mensajes provenientes de varias unidades radio que transmiten a
la vez. Estos problemas de colapso se controlan mediante un
protocolo de acceso que ofrece alta eficiencia, estabilidad y
flexibilidad: un Protocolo de Acceso Aleatorio basado en el Aloha
ranurado.
El protocolo está diseñado para ser utilizado por sistemas que
ponen en cola aquellas llamadas que no puedan establecerse de forma
inmediata. El protocolo tiene también una facilidad de registro para
ayudar a la implementación de sistemas y redes multiemplazamiento:
una unidad puede informar a la unidad de control de su posición
cuando transita entre diferentes emplazamientos o sistemas.
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3.2.2. TETRA
(Trans-European Trunked RAdio
system) |
El ETSI ha definido un sistema de trunking, al que se ha
denominado TETRA, que soporta voz y datos. Para ello, ha
especificado el interfaz aire, la interconexión entre redes TETRA y
otras redes mediante nodos intermedios ("gateways"), el interfaz de
equipo terminal en la estación móvil, los aspectos de seguridad en
la red, los objetivos de calidad de la misma y los servicios
suplementarios que se proporcionan adicionalmente a los servicios de
voz y datos.
Una red TETRA podrá estar conectada a otra red que puede
también seguir el estándar TETRA o no; esta segunda red podría
incluso ser una RDSI. La red TETRA puede ofrecer varios servicios de
telecomunicación, en diferentes puntos de acceso.
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Uno de los aspectos diferenciales en la especificación del
sistema TETRA es la definición del estándar radio. El subsistema
radio proporciona una serie de canales lógicos , que representan el
interfaz entre el protocolo y la radio. En la figura siguiente se
muestra una configuración de referencia de las funciones radio.
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Como se verá más adelante, este esquema es muy similar al
especificado en el sistema GSM.
El acceso radio en el TETRA es TDMA (Time Division Multiple
Access), con 4 canales físicos por portadora. La separación entre
portadoras es de 25 kHz.
El recurso radio básico es un "timeslot", que dura 14,167 ms
(85/6 ms), que transmite información a una velocidad de 36 kbps.
Esto significa que la duración del timeslot, incluyendo tiempos de
guarda y rampa, es de 510 bits (255 símbolos). Al igual que ocurre
en el GSM, el acceso radio define una estructura de hipertrama,
multitrama, trama, timeslot y ráfaga. Igualmente existe un
emparejamiento entre canales lógicos y físicos. Aunque esto se
explicará con mayor detalle cuando se hable sobre GSM, en la figura
siguiente se muestra la estructura del acceso radio.
El recurso físico disponible al subsistema de radio es una
asignación de parte del espectro radioeléctrico (223 a 235 MHz).
Este recurso se divide en frecuencia y en tiempo. La frecuencia se
divide según radiocanales mientras que el tiempo se divide en
timeslots y tramas TDMA, tal y como muestra la figura. Se definen
aquí dos tipos de canales físicos: el canal de tráfico (TP), que
transporta principalmente canales de tráfico, y el Canal de Control
(CP) que lleva exclusivamente la señalización de la comunicación.
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El canal de control lleva mensajes de señalización y datos en
modo paquete. Se definen cinco categorías de canal de control:
- Canal de difusión (BCCH, Broadcast Control
Channel), que es un canal unidireccional para uso común de todas
las estaciones móviles y que lleva información general.
- Canal de Señalización (SCH, Signalling
Channel), compartido por todas las estaciones móviles pero que
puede llevar información particular a un grupo de ellas. Puede ser
up-link o down-link (desde MS a BS o viceversa).
- Canal de Asignación de Acceso (AACH, Access
Asignment Channel), donde se indica la asignación de slots para la
comunicación entre estación base y estación móvil (up-link y
down-link).
- Canal "Robado" (STCH, Stealing Channel),
que es un canal asociado a un canal de tráfico que se "roba"
temporamente para enviar información de control.
Como puede observarse, la especificación de este sistema es
suficientemente compleja, siendo esto lo que permite, por otra
parte, mayor flexibilidad a la hora de operar el sistema, así como
mayor efectividad en la utilización de los recursos disponibles.
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3.3.
Radiomensajería (Paging) |
La radiomensajería es una forma barata y popular de
comunicaciones móviles. Por definición, radiomensajería es la
transmisión unidireccional de un mensaje desde el originador hasta
el terminal destino.
Hay varios tipos de mensajes que pueden originarse: desde un
únio tono o señal, donde el receptor sólo "pita" al recibir un
mensaje, pasando por la radiomensajería numérica, donde el terminal
recibe un código en forma de dígitos (generalmente, con un máximo de
20 dígitos por mensaje) y, por último, la radiomensajería
alfanumérica, donde se pueden enviar al receptor mensajes de hasta
1000 caracteres (dependiendo del sistema elegido y de la
configuración que el operador haya hecho de su red).
La arquitectura general de una red de radiomensajería, para
cualquiera de estos sistemas, se basa en:
- Unidades de Control, cuya misión es la
recogida de avisos y mensajes para su distribución, una vez
procesados y codificados, hacia los Controladores de Zona,
Estaciones de Base u otras Unidades de Control;
- Controladores de Zona, que se encargan de
sincronizar el funcionamiento de los transmisores por él atendidos
("simulcast");
- Estaciones de Base, que son las
infraestructuras en las que se ubican los equipos transmisores
dedicados a la emisión radioeléctrica de los mensajes.
- Transmisores, equipos destinados a la
transmisión radioeléctrica de los mensajes. Transmiten las señales
codificadas en el intervalo de tiempo marcado por la Unidad de
Control a través de los Controladores de Zona.
- Receptores, elementos en poder del cliente
en los que se reciben los mensajes.
En la figura siguente se muestra un ejemplo de arquitectura de
una red de radiomensajería.
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Por la naturaleza de la radio, hay problemas en la recepción de
señal si dicha señal se recibe a través de dos o más transmisores de
manera simultanea fuera de fase. Los lugares donde se da esta
posibilidad se denominan áreas de solape.
Hay tres maneras fundamentales para superar este problema. La
primera es utilizar división en frecuencia, es decir, cambiar la
frecuencia de transmisión en transmisores adyacentes para que no se
produzcan solapes de cobertura en la misma frecuencia.
La segunda posibilidad es transmitir en turnos. En este método,
hay varios grupos de transmisores situados de tal forma que cuando
un grupo transmite, sus transmisores no se interfieren el uno al
otro. En la segunda fase, transmite un segundo grupo y así
sucesivamente.
Ambas propuestas presentadas tienen como objetivo final evitar
que existan áreas de solapamiento.
La última de las soluciones se basa en la sincronización de los
transmisores y la emisión simultánea, o "simulcast". Esta es la
técnica más utilizada actualmente por los sistemas de
radiomensajería. El "simulcast" ofrece dos ventajas: en primer
lugar, el radiocanal tendrá una capacidad entre 4 y 8 veces superior
a la transmisión "por turnos"; en segundo lugar, la suma de las
señales mejorará la recepción en las áreas de solape.
Los antiguos conceptos sobre radiomensajería están
desapareciendo poco a poco. Hoy en día se puede hablar de tres
sistemas de radiomensajería básicos: el POCSAG, el ERMES y el FLEX.
Los tres utilizan la técnica de "simulcast". A continuación se
esbozan las diferencias entre ellos.
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El código de radiomensajería denominado POCSAG (Post Office
Code Standard Advisory Group) es actualmente un estándar mundial "de
facto". También se le conoce como el sistema de radiomensajería Nº1
de la UIT-R (antiguo CCIR). El POCSAG permite la difusión simultanea
- simulcast - con velocidades de datos de 512 y 1200 bps.
Este es el sistema más extendido en la actualidad.
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El ETSI ha desarrollado las especificaciones de un completo
sistema de radiomensajería al que denomina ERMES - "European Radio
MEssage System". Este sistema se presenta como la nueva generación
de sistemas de radiomensajería en Europa. Este sistema, al igual que
el POCSAG, también está basado en la técnica de "simulcasting",
aunque utiliza una mayor velocidad para la transmisión de los datos
(6,25 kbps).
Además de las funciones básicas de envío y recepción de
mensajes de aviso (tono), numéricos o alfanuméricos, en el sistema
ERMES se definen una serie de servicios adicionales. Entre los
principales objetivos a cubrir por el sistema destacan:
- dar a los usuarios los servicios básicos de otros
sistemas de radiomensajería, además de un servicio de transmisión
de datos en modo transparente;
- soportar una serie de servicios suplementarios y
facilidades que pueden ofrecerse por los distintos operadores de
acuerdo a su política;
- soportar llamadas individuales, llamadas de grupo
y servicios de radiodistribución;
- permitir a los usuarios utilizar sus terminales en
"roaming" internacional.
Entre la lista de servicios suplementarios que ofrece el ERMES
se encuentran los siguientes:
- confirmación de recepción del
mensaje;
- asignación de prioridades - hasta tres niveles -
para la entrega de los mensajes;
- servicios para la tarificación;
- posibilidad de restringir llamadas;
- servicios relacionados con el destino de la
llamada; etc...
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Mientras en Europa se desarrollaba el estándar común ERMES, en
los Estados Unidos se trabajaba en otro protocolo diferente para
soportar el servicio de radiomensajería. Este protocolo está basado
fundamentalmente en una evolución del actual POCSAG. El protocolo
FLEX es capaz de utilizar la infraestructura de los sistemas
existentes, básicamente POCSAG, integrándose con los actuales
componentes.
Este protocolo funciona con tres velocidades diferentes de
transmisión: 1600, 3200 y 6400 bps, sobre anchos de banda de 25 o 50
kHz. Mediante este protocolo, se pretende asegurar mayor eficiencia
y fiabilidad que su antecesor POCSAG, además de una mayor capacidad.
Sobre el protocolo FLEX se ha construido el denominado ReFLEX,
protocolo más avanzado que permite diseñar un sistema de
radiomensajería bidireccional. El ReFLEX añade un canal de respuesta
a 12,5 kHz al sistema de radiomensajería convencional, pudiéndose
transmitir a 800, 1600, 6400 o 9600 bps. No sólo se permite
confirmación de recepción del mensaje, como ocurre con el ERMES,
sino que es posible enviar un texto corto de vuelta.
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3.4.
Telecomunicación sin hilos |
La telecomunicación sin hilos está diseñada para usuarios cuyos
movimientos están delimitados a un área bien definida. El usuario de
la telecomunicación sin hilos hace llamadas desde un terminal
portatil que se comunica por señales de radio a una estación de base
fija. La estación de base está conectada directa o indirectamente a
la red telefónica conmutada (RTC).
El área restringida cubierta por un sistema de telecomunicación
sin hilos puede ser desde una casa o apartamento privados hasta un
distrito urbano o un bloque de oficinas. Cada aplicación tiene sus
necesidades específicas.
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Las denominaciones CT se corresponden con "Cordless
Telecommunications". Las denominaciones CT0 y CT1 corresponden a los
estándares de primera generación de este tipo de sistemas.
Partiendo de una estación de base, cargador y terminal, y
enfocados principalmente al uso doméstico, estos sistemas estuvieron
disponibles a primeros de los 80. Con un radio de cobertura de 100 a
200 metros, utilizan técnicas analógicas de transmisión radio sobre
dos canales independientes: uno para transmitir y otro para recibir
voz. El inconveniente es que el número limitado de frecuencias
disponibles para estos sistemas puede provocar interferencias entre
terminales, a pesar de la baja densidad relativa de usuarios.
También pensado para el usuario residencial, se desarrolla el
CT2, que es una versión mejorada del CT0 y CT1. Utilizando FDMA
(Frequency Division Multiple Access) como técnica de acceso, el
sistema CT2 genera capacidad dividiendo el ancho de banda en varios
radiocanales en el dominio de la frecuencia. Al establecer una
llamada, el terminal buscará los canales disponibles y se
sintonizará en uno desocupado para esta llamada. Basado en la
técnica de TDD (Time Division Duplexing), la llamada se dividirá en
bloques que se alternarán entre transmisión y recepción.
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El DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications) se está
desarrollando en el ETSI casi desde el principio de la existencia de
esta institución. El DECT es esencialmente una tecnología genérica
de acceso radio para comunicaciones sin hilos en distancias cortas.
Al ser una tecnología de acceso radio, el DECT define un
interfaz aire diseñado para utilizarse como medio de acceso a muchos
tipos de redes distintas - RTC, RDSI, GSM, redes privadas y
centralitas, entre otras. El DECT no define una arquitectura de red
soporte ("backbone"), al contrario que, por ejemplo, el GSM. Por
ello, para poder conectarse a cualquier tipo de red, el DECT viene
provisto de una completa serie de protocolos en su estándar básico.
El DECT es un sistema diseñado para soportar altas densidades
de tráfico, a distancias reducidas - típicamente 300 metros, aunque
podría ampliarse considerablemente para aplicaciones específicas. El
DECT se aplica a cualquier tipo de comunicaciones sin hilos, no sólo
a telefonía convencional. Actualmente, el DECT permite el envío de
mensajes de texto, acceso RDSI básico 2B+D o, utilizando los
perfiles de datos de DECT, velocidades de transmisión de hasta 522
kbps para aplicaciones multimedia.
El DECT se diseñó para ser fácil de construir, fácil de
instalar, pero, a la vez, ofreciendo alta capacidad y calidad de
voz, equivalente a la delas redes fijas. Algunas de las
características de este sistema son las siguientes:
- 10 frecuencias entre 1880 y 1900 MHz, con 24
timeslots en cada canal, ofreciendo un total de 240 timeslots o
120 canales (TDMA).
- Alta capacidad: 10.000 E/m2.
- Selección dinámica de canal; el terminal DECT
decide cuando y hacia donde realiza el handover.
- No es necesario planificar frecuencias, lo que
permite una instalación relativamente sencilla.
- Alta calidad de voz gracias al uso de la
modulación ADPCM (Adaptative Differential Pulse Code Modulation) a
32 kbps, según norma G.736, con control de eco en la parte fija.
Uno de los bloques funcionales básicos del DECT es el
denominado GAP (Generic Access Profile). Éste define un conjunto
mínimo de requisitos para soportar telefonía vocal. También define
los componentes básicos del protocolo DECT que son necesarios para
permitir que cualquier terminal DECT pueda conectarse a cualquier
parte fija DECT que soporten este protocolo. Este perfil permite
movilidad dentro del sistema DECT, además de encriptación de la
señal.
ETSI está desarrollando en estos momentos otro proyecto basado
en DECT al que denomina CTM (Cordless Telecommunications Mobility),
cuyo objetiv o es proporcionar movilidad a las redes fijas
existentes. Gracias a este nuevo desarrollo, serán posibles las
funcionalidades de roaming y handover entre distintos sistemas y
redes DECT. El GAP cubre las funcionalidades exigidas en la primera
fase del CTM. Para la fase 2, se está desarrollando un nuevo perfil
denominado CAP (CTM Access Profile), donde ya se contienen las
facilidades de roaming y handover entre distintas redes DECT.
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Mientras en Europa se trabaja sobre el sistema DECT y su
evolución, en Japón ya se está comercializando con bastante éxito un
sistema de telecomunicaciones sin hilos al que denominan PHS
(Personal Handy-phone System).
Como puede identificarse en la figura siguiente, el sistema PHS
define algo más que el acceso radio, al contrario de lo que hace el
DECT. Este sistema identifica también elementos de red, tales como
el Servidor PHS, el HLR (Home Location Register) o registro de
posición de base, el CDR (Call Detail Recorder) o base de registros
de llamada, el NMS (Network Management System) o sistema de gestión
de red y la BC/SDM (Billing Centre/Subscriber Data Management) o
centro de explotación.
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Este sistema se ha construido sobre la base de tecnologías de
acceso radio digital y una arquitectura de red microcelular. El PHS
utiliza una técnica de asignación dinámica de canales, que unido a
técnicas descentralizadas de control de los radiocanales permiten al
operador utilizar las frecuencias de forma flexible y eficiente.
El interfaz aire está totalmente estandarizado por la
Asociación de Industrias y Empresas de Radio (ARIB, Association of
Radio Industries and Businesses), que es una organización japonesa
encargada de estos temas. El interfaz de red entre estaciones de
base y red digital está estandarizado por el Comité Técnico de
Telecomunicaciones, que es el órgano japones responsable de los
estándares de red. Este interfaz de red está basado en la RDSI,
modificado para permitir funciones específicas del PHS, tales como
el registro, la autenticación y el handover.
Algunas de las características básicas de este sistema son las
siguientes:
- Funciona en la banda de 1898 a 1918 MHz.
- Utiliza la técnica de acceso TDMA/TDD, igual que
el DECT.
- Alta calidad de voz gracias al uso de la
modulación ADPCM (Adaptative Differential Pulse Code Modulation) a
32 kbps.
- Selección dinámica de canal; el terminal PHS
decide cuando y hacia donde realiza el handover.
- No es necesario planificar frecuencias, lo que
permite una instalación relativamente sencilla.
- Handover automático.
- A diferencia del resto de sus competidores,
permite la comunicación entre terminales sin necesidad de utilizar
el resto de la
red.
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3.5. Sistemas
de comunicaciones móviles por
satélite |
En la actualidad están teniendo gran auge los sistemas de
comunicaciones móviles vía satélite, gracias al gran desarrollo de
la tecnología y al gran mercado potencial que estos sistemas parecen
tener.
Se pueden diferenciar tres tipos de sistemas, en función de
cual es la órbita en que han situado, o van a situar, sus satélites.
Así hay:
- Sistemas geostacionarios, con satélites
situados en órbitas geostacionarias, a unos 36.000 km de
altura.
- Sistemas de órbitas medias, o MEOs (Medium
Earth Orbit), con satélites situados entre los 10.000 y 15.000 km
de altura.
- Sistemas de órbitas bajas o LEOs (Low Earth
Orbit), con satélites situados a menos de 3.000 km de altura.
Todos los sistemas de comunicaciones por satélite basan su
funcionamiento en la sustitución de la estación de base terrestre
por una "estación base" situada a varios kilómetros sobre la Tierra.
Por ello, aunque estos sistemas ofrecen una gran superficie de
cobertura, son muy susceptibles a desvanecimientos y a sombras de
cobertura debido a obstáculos del terreno, bien naturales o
artificiales.
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3.5.1.
Sistemas de órbitas
geostacionarias |
Hasta la fecha, si se omiten los sistemas denominados
regionales, que sólo dan cobertura a un país o grupo de países
determinados, sólo existe un consorcio que pueda ofrecer sistemas de
comunicaciones móviles comercialmente a nivel global: Inmarsat. A
través de sus distintos productos, denominados Standard A, B, C, D,
E M y mini-M, Inmarsat ofrece distintos servicios de comunicaciones,
dirigidos básicamente a instalaciones en vehículos.
Los sistemas Inmarsat están basados en su constelación de 4
satélites geostacionarios, que ofrecen cobertura en todo el planeta,
entre los 70º de latitud norte y sur. El sistema Inmarsat nació con
la necesidad de dotar de comunicaciones a los grandes barcos
transatlánticos y de aumentar la seguridad en casos de desastre
marítimo. Es por ello que la mayoría de los usuarios de estos
equipos son grandes embarcaciones.
Cada uno de los equipos Inmarsat ofrece unas características y
capacidad de comunicación diferentes. Así tenemos:
- Inmarsat-A; introducido en 1982 y proporcionando
servicio de telefonía, fax, datos, telex y correo electrónico.
- Inmarsat-B; lanzado en 1993, es el sucesor digital
del Inmarsat-A (que todavía está operativo). Ofrece servicios
similares al Inmarsat-A pero a precios más reducidos, gracias a su
mejor aprovechamiento espectral.
- Inmarsat-C; considerado el primer servicio de
comunicaciones personales vía satélite y uno de los más populares.
Permite enviar mensajes de datos mediante terminales
portables.
- Inmarsat-D; es un servicio de radiomensajería, por
tanto unidireccional, vía satélite.
- Inmarsat-E; utilizado para dar servicio de alerta
en desastres marítimos, combinando la capacidad de comunicación de
los satélites Inmarsat con la determinación de la posición
mediante el sistema de satélites GPS.
- Inmarsat-M; el primer teléfono personal portable
vía satélite que permite transmisión de voz, datos, fax y
servicios de llamada de grupo a través de un terminal del tamaño
de un portafolios. La versión marítima de este sistema incorpora
una antena con un radomo de unos 70 cm de diámetro.
- Inmarsat Mini-M; diseñado para explotar las
posibilidades de la nueva generación de satélites Inmarsat-3, con
antenas de haces reducidos ("spot-beam"). Es el más pequeño de los
terminales Inmarsat, con un tamaño equivalente al de un ordenador
portátil ("Notebook").
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3.5.2.
Sistemas de órbitas medias (MEOs) y bajas
(LEOs) |
En este grupo se encuentran todas las nuevas generaciones de
satélites, que tienen previsto su lanzamiento comercial entre 1998 y
el 2001. La principal diferencia entre MEOs y LEOs es la altura de
la órbita y, por ello, la planificación en cuanto a número de
satélites necesarios para ofrecer cobertura global y la manera de
gestionar dicha red.
Al estar los satélites más próximos a la tierra, esto facilita
el diseñar equipos terminales más pequeños y con menor consumo
(menor distancia implica antenas de menor ganancia, menor potencia
radiada y, por tanto, menor consumo y menor tamaño de batería
requerido). Además, al no ser necesario aumentar la ganancia en el
equipo mediante antenas directivas, se pueden utilizar antenas
omnidireccionales en los terminales, lo que les confiere verdadera
movilidad personal frente a los más complejos terminales de sistemas
geostacionarios.
A continuación se muestan los cuatro proyectos de sistemas
globales que más posibilidades tienen de convertirse en sistemas
comerciales.
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Sistema basado en una constelación de 66 satélites en órbitas
bajas (740 km), situados en 11 planos polares, que pretende dar
cobertura global. El sistema Iridium está controlado por una serie
de estaciones de telemetría y control y se comunica con las redes
terrestres a través de una serie de centrales de conmutación, que
cumplen básicamente con el estándar GSM.
Los satélites se comunican con los móviles en la banda de 1,6
GHz (banda L), y utilizan como técnica de acceso el TDMA.
El sistema Iridium es el único capaz de conmutar llamadas entre
sus propios satélites, es decir, una llamada entre dos terminales
Iridium no tiene porqué pasar a través de una red conmutada
terrestre.
Se prevé que este sistema esté comercialmente operativo a
finales de 1998.
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Al igual que Iridium, se trata de un sistema de órbita baja
(LEO). Su constelación la componen 48 satélites a 1.410 km de
altitud y situados en 8 planos orbitales inclinados 52º respecto al
ecuador.
En este caso, los satélites actúan como meros espejos, haciendo
que la señal se transporte entre el terminal y la estación terrena
sin ningún proceso intermedio. En la estación terrena existe una
central de conmutación tipo GSM que manejará el tránsito de las
llamadas en ambos sentidos.
La comunicación entre satélites y terminales se realiza en la
banda de 1,6 GHz (banda L), mediante la técnica de acceso CDMA; cada
terminal utiliza la señal de dos satélites simultáneamente, lo que
mejora considerablemente la calidad de la comunicación.
Este sistema tiene prevista su entrada comercial a principios
de 1999.
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Este proyecto es el que antiguamente se denominaba Inmarsat
P-21 y que, con el cambio estructural de su accionariado y, por
ende, de empresa operadora, cambió también el nombre del sistema.
El proyecto ICO está basado en una constelación de satélites en
órbitas medias (MEOs). Necesita de 10 satélites (más dos de reserva)
situados en dos órbitas a 10.355 km sobre la tierra e inclinadas 45º
respecto al ecuador.
Al estar situados en órbitas más elevadas que los MEOs,
necesitan de menor número de satélites para ofrecer cobertura
global. La comunicación entre móvil y satélite se realiza en la
banda de 1,6 GHz (banda L) utilizando como técnica de acceso el
TDMA.
Se prevé que este proyecto entre en fase comercial en el año
2000.
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Es un proyecto muy similar al ICO. También se basa el sistema
en una constelación en órbitas medias (MEO), a 10.354 km de altitud.
Consiste dicha constelación en 12 satélites situados en tres planos
orbitales con una inclinación de 50º respecto al ecuador.
La comunicación entre móvil y satélite se realiza en la banda
de 1,6 GHz (banda L) utilizando como técnica de acceso el CDMA.
Se prevé que este proyecto entre en fase comercial en el año
2001.
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