Ionosfera
TIERRA
Frecuencias Altas VHF, UHF, ..
Las Microondas
Ondas electromagnéticas del extremo superior del espectro de radio,
frecuencias (Gigahertz),
longitud de onda del orden de centímetros
Debido a su alta frecuencia no son reflejados por la ionosfera
Se usa para comunicaciones satelitáles o con otros vehículos espaciales.
También para enlaces terrestres.
Las Microondas (cont.)
Utilizan antenas unidireccionales, que producen un haz (aprox. 1.4 grados de apertura) que se propaga en línea recta.
Debe existir línea de vista entre el transmisor y el receptor.
Son afectadas por fenómenos atmosféricos.
Necesario tener circuito de backup
Buena capacidad de transmisión: 2400 canales de voz, o 45 Mbps
Fácil de instalar y relocalizar
Las antenas se colocan en torres o sitios altos para salvar los obstáculos
En terreno montañoso se colocan en picos para lograr grandes distancias
En terrenos planos se colocan torres repetidoras cada 15-25 Kms. aprox.
En general, a mayor frecuencia mayor cercanía entre las torres repetidoras
Las Microondas (cont.)
Las microondas (cont.)
Se utilizan tanto en enlaces terrestres como en enlaces satelitáles
El Ministerio de Comunicaciones se encarga de asignación y mantenimiento del espectro
Una licencia define el rango de frecuencias y el área en que opera
BER 1 x 10 -6
Las microondas (cont.)
Mini-link
Enlaces cortos,generalmente en la ciudad
Usa cerros y edificios para tener línea de vista
Problemas de las Microondas
Requieren línea de vista
Se afectan por fenómenos atmosféricos
Requieren licencia del Ministerio de Comunicaciones
Rayos infrarojos
Son ondas electromagnéticas, entre las microondas y la luz, del orden de 100.000 GHz (100 THz)
Para transmisión de información en áreas reducidas.
Ej. el control remoto de un televisor.
Usados también en redes móviles en áreas pequeñas (sin muros)
Requieren línea de vista, pero no licencia por ser para interiores principalmente
IrDA (Infrared Data Association)
Define estándares para uso de infrarojos en aplicaciones de corto alcance
Para capacidades de 1 a 16 Mbps
Se preve gran utilización en turismo, transporte y transacciones de pago electrónico
Rayos LASER
LASER:
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,
radiación electromagnética de una sola frecuencia
luz monocromática
Se usan frecuencias más cerca de infrarrojos que de la luz visible, no perjudicial a la salud
Requiere perfecta alineación y línea de vista
No requieren licencia
Gran capacidad (hasta Gbps)
Tecnologia BLUE TOOTH
Propuesta por Ericsson (1994), pero hoy muchos fabricantes la trabajan
Para áreas reducidas,en banda de 2.4Ghz
Capacidades de 720 Kbps
No requiere línea de vista ni licencia
Facilita conexión en oficina,hogar, etc.
Traspasan muros: interferencias,seguridad
Encriptamiento y tecnologia FH-SS
Redes LAN Inalambricas
Familia de estantares definidos en IEEE 802.11
Inicialmente con spread spectrum hasta 2Mbps
IEEE 802.11a en banda de 5MHz, hasta 54Mbps
IEEE 802.11b en banda de 2.4MHz, hasta 11Mbps
IEEE 802.11g en banda de 2.4MHZ,hasta 54 MHz
Wireless Fidelity, Wi-Fi, se refiere a IEEE 802.11X
"Wi-Fi Certified" compatibilidad por Wi-Fi Alliance
Satélites
Cuerpo que gira libremente alrededor de otro.
Satélite natural: la luna
Satélites artificiales: Han sido colocados en órbitas por el hombre
1957: primer satélite artificial : Sputnik. Rusia.
Hoy en día colocar un satélite en órbita es una operación casi rutinaria
Usos de los SATELITES
Principales usos de los satélites artificiales:
Estudio de fenómenos atmosféricos
Determinación de zonas geológicas
Identificación de cosechas
Inteligencia militar
Telecomunicaciones
Posicionamiento Geografico
El satélite hace las veces de repetidor:
Recibe la señal que viene de la antena terrestre
La corrige y amplifica
La convierte a la frecuencia del enlace de regreso
La transmite a la tierra
Los satélites emplean enlaces de microondas para comunicarse con las antenas terrestres
Uplink : enlace de subida
Downlink : enlace de bajada
Satélites de Telecomunicaciones
1963 se funda COMSAT entidad del gobierno de los Estados Unidos,para los satélites de telecomunicaciones
En 1965 se lanzó el primer satélite de telecomunicaciones llamado Early Bird.
1965 se funda INTELSAT a nivel internacional (COMSAT tiene el 23%). TELECOM es socio .
1970 Primera antena terrestre para telecomunicaciones satelitales en Chocontá.
SATELITES DE TELECOMUNICACIONES
Los satélites se mantienen en órbitas al compensar la fuerza centrífuga por la velocidad con la fuerza de atracción de la gravedad terrestre
Dependiendo de la altura, el satélite toma más o menos tiempo en dar una vuelta completa alrededor de la tierra (ej. Sputnik distancia 100 km., tomaba menos de una hora para dar la vuelta)
ORBITA GEOESTACIONARIA
ORBITA GEOESTACIONARIA (Cont.)
Cuando el satélite gira en una órbita situada sobre el plano ecuatorial y a una distancia de 36.000 km sobre el nivel del mar, el tiempo de giro es de 24 horas
El satélite parece estar estático respecto a la tierra pues gira sincronizadamente con ella
Esta órbita se conoce como GEOESTACIONARIA
La UIT asigna la posición de los satélites en ésta órbita
ORBITA GEOESTACIONARIA
36.000 Km.
Plano del
Ecuador
ORBITA GEOESTACIONARIA
GEO : Geostationary Earth Orbit
(a 36.000 Km)
MEO : Medium Earth Orbit
(alrededor de 10.000-20.000 Km)
LEO : Low Earth Orbit
(alrededor de 5.000 Km, o menos)
Satelites GEO, MEO, LEO
Satelites MEO Y LEO
Los satélites MEO y LEO no están fijos con respecto a la tierra. Para mantener la sintonización, la antena lo sigue o debe haber un tren de satelites.
T I E R R A
INTELSAT e INMARSAT
Exitosos ejemplos de sistemas GEO
INTELSAT: consorcio multinacional para telecomunicaciones comerciales. Nueve generaciones , 21 satelites (24 proximamente)
INMARSAT: consorcio, sede Londres, 4 satelites,4 generaciones.Inicialmente para control maritimo. Prestara servicio BGAN para servicios Internet y afiines
TRANSPONDERS
Un satélite tiene varias decenas de transponders; cada uno de estos funciona como un subsatélite, haciendo las siguientes tareas principales:
Recibe la señal de una antena terrestre (uplink), la rectifica y amplifica
La convierte a la frecuencia de bajada
La retransmite hacia la tierra(downlink)
Con los avances de la electrónica y las baterías, la vida útil de un satélite ha aumentado:
18 meses, del Early Bird
18 años, de los ultimos INTELSAT
Vida util de un satelite
Bandas C, Ku, Ka y L
Frecuencias Utilizadas
BANDA
UPLINK
DOWNLINK
C
6 Ghz
4 Ghz
Ku
14 Ghz
11 Ghz
Ka
30 Ghz
20 Ghz
L
1.7 Ghz
1.5 Ghz
Componentes de una Estacion Satelital Terrestre
En el lado transmisor
Multiplexor que reúne varios canales en uno de mayor capacidad
Módem que lleva el canal a una frecuencia intermedia (IF) en MHz
Un convertidor (UP/DOWN CONVERTER) que la eleva a la frecuencia de transmisión (RF) en GHz
Una antena transmisora
Componentes de una Estacion Satelital Terrestre
En el lado del receptor se tienen los mismos equipos con las funciones inversas:
Antena receptora
Amplificador de bajo ruido (LNA), porque la señal llega débil
Up/Down converter
Demodulador
Demultiplexor
Estaciones Satelitáles
T I E R R A
(Gp:) M
(Gp:) HPA
(Gp:) Up/Down
Converter
(Gp:) RF
(Gp:) IF
(Gp:) MUX
M
LNA
Up/Down
Converter
RF
IF
MUX
P r o p a g a t i o n d e l a y
Se debe al tiempo que toma la señal para viajar entre la antena (en la tierra) y el satélite.
Para un satelite en la órbita GEO:
36.000 / 300.000 = 120 mseg
t (subida y bajada) = 240 mseg = 1/4 seg
Si se hace una consulta t= 1/2 seg
Demora Satelital
F o o t p r i n t:
Zona donde se puede captar la señal que envía el satélite
Puede haber una por cada
transponder
Hacia el borde se requieren antenas con mayor potencia
Huella Satelital
Inicialmente, por INTELSAT, cada país tenía una antena que canalizaba el tráfico nacional
Chocontá (1970) : 30 mts de diámetro
Luego se instalaron telepuertos que son antenas de menor tamaño (6-12 mts)
Posteriormente antenas de menor diametro 2-3mts
Antenas más pequeñas para satélites de órbitas bajas (alrededor de 40-20 cms)
Tamaño de Antenas Satelitales
VSAT : Very Small Aperture Terminal
USAT : Ultra Small Aperture Terminal (mayor tecnología)
Método económico de implementar un sistema de comunicaciones satelitales
SISTEMA VSAT
HUB o MASTER
Estación
terrestre de alta
capacidad
Antenas
VSAT
2mts de
diámetro
Sistema VSAT (Cont.)
Sistemas VSAT
A y B
compartiendo
el hub
A
B
Comunicación entre el HUB y la estación remota
El HUB envía tramas (bloques de información) usando el método TDM al satélite
El satélite retransmite a todas las estaciones VSAT
Cada estación VSAT recibe la trama y verifica que sea para ella. Si lo es la pasa al computador local, si no, la ignora
Sistema VSAT (Cont.)
COMUNICACIÓN DE LAS ESTACIONES AL HUB
METODOS BASICOS DE ACCESO
Se divide el canal en varias frecuencias y cada estación tiene una frecuencia por donde transmite: FDMA (Frequency Division Multiple Access)
Todas las estaciones utilizan el mismo canal pero cada una tiene un tiempo determinado (time slot) para enviar: TDMA (Time Division Multiple Access)
Sistema VSAT (Cont.)
Comunicacion entre las Estaciones y el Hub
HUB A ESTACION
ESTACION A HUB
TDMA
Tambien se usa CDMA (Code Division Multiple Access) para la comunicación entre HUB y estaciones.
Cada estacion tiene un codigo particular.
Normalmente para comunicar dos estaciones se debe pasar por el HUB .
Aunque es posible asignar subcanales temporales por parte del HUB para comunicaciones directas entre estaciones
Sistema VSAT (Cont.)
Están en las órbitas LEO alrededor de los 700 a 5.000 km y MEO de 5.000 a 20.000 km aprox.
Requieren trenes de satélites, en varias orbitas, para cubrimiento total.
Antenas más pequeñas y menos potentes
Ejemplos de estos sistemas:
IRIDIUM (66 satelites LEO a 780km, 6 orbitas)
GLOBALSTAR (48 satélites,a 1.414KM, 8 orbitas)
GPS: GLOBAL POSITIONING SYSTEM
Sistemas de SATELITES MOVILES
Estación
de control
Banda Ka
gateway
Banda L
Banda Ka
Banda Ka
Sistema IRIDIUM
Servicio satelital de telefonía y beepers
Consta de 66 satélites, ubicados en 6 planos orbitales
Ubicados a 780 Kms de altura
Tiene 11 estaciones terrestres
Periodo orbital de 100 min. con 28 seg.
Consorcio internacional encabezado por Motorola.
Sistema IRIDIUM (cont)
Sistema GPS
Utiliza sistema NAVSTAR, del Dpto de Defensa de los Estados Unidos
24 satelites en 6 planos orbitales, a 20.200 km
Un receptor GPS en cualquier punto terrestre puede recibir simultáneamente señales de varios satelites
Trigonomátricamente se puede calcular la posicion del receptor GPS
GPS es sistema con multiples aplicaciones
Sistemas Satelitáles Recientes
Servicios con mayores ancho de banda
Mejoras tecnológicas con funciones en el satélite, enlaces intersatelitales y antenas mas pequeñas
Enfrentan competencia terrestre de buen ancho de banda, a bajo costo y sin demora satelital
SPACEWAY: Hughes, GEO y MEO,
SKYBRIDGE: Alcatel, LEO
SKYNET: Loral, GEO
TELEDESIC: Gates, McCraw, Motorola, Boeing, LEO
Telefonía Celular
Sistema de gran crecimiento
Es un sistema telefónico completo en el cual el acceso al abonado es inalámbrico
Llamado también telefonía móvil
Celular porque la división de las áreas de servicio son células o celdas que conforma una especie de panal
Cada celda tiene asignadas unas frecuencias,que son reutilizadas en celdas no contiguas
Antes, por cada frecuencia, una llamada. Ahora, en digital, varias llamadas.
El diámetro de las celdas:de centenares de metros a varios kilómetros, dependiendo del tráfico esperado y la topología del terreno
Telefonía Celular (cont.)
(Gp:) C
(Gp:) B
(Gp:) B
(Gp:) A
(Gp:) C
(Gp:) C
(Gp:) B
(Gp:) B
(Gp:) A
(Gp:) C
(Gp:) B
(Gp:) C
Telefonía Celular (cont.)
Hand-off : Paso del control de un celular de una celda a otra. Tiene prelación a nuevas llamadas para evitar la desconexión del usuario
Roaming : Cuando es necesario pasar el control a otro operador para continuar la comunicación, se hace el hand-off y registro para efectos contables
Telefonía Celular (cont.)
Telefonía Celular (cont.)
MTSO
Central
larga
distancia
MTSO:
Mobil Telephone
Switching Office
Fibra óptica
o
inalámbrica
03 / 031
Trunking
Usado inicialmente en telefonía fija para compartir líneas.
Compartir un numero limitado de canales por un grupo numeroso de usuarios
Se usa para comunicar un grupo cerrado de personas.
No se necesita marcar un número, solo se presiona un botón donde todos escuchan. También hay canales individuales
Ejemplos :policía, redes de emergencia, empresas
Las antenas tienen mayor cobertura que celular.
Es posible hacer llamadas a fijos
Banda de 861 a 866 MHz.
Telefonía C T
Cordless Telephony
Híbrido entre telefonía fija y móvil
Se instalan antenas de poco alcance para teléfonos que estén o lleguen a la zona de alcance de la antena
La antena esta conectada al sistema telefónico fijo
Inicialmente era solo para llamar y era análoga
Telefonía CT (cont.)
RED
TELEFONICA
FIJA
PCS Personal Conmunications Systems
PCN Personal Conmunications Network
Sobre redes inalámbricas, inicialmente satelitales,. Con objetivo: roaming global.
Ahora terrestres, con mayores anchos de banda, nuevos servicios
Aparatos no solo para la voz (multimedia, navegar, etc)
En Colombia: en 1900 Mhz . Ley 555/ 2.000
Se consideran evolucion de la telefonia celular
REDES O SISTEMAS DE
COMUNICACIONES PERSONALES
La primera generacion fue análoga (AMPS, en USA, Laboratorios Bell, 1975). Otras en Europa
La segunda fue digital (DAMPS y GSM); es mas segura y eficiente, voz digital. Permitió datos limitadamente.
Digital permite una mejor utilización de las frecuencias (multiplexación) y nuevos servicios
Se pasa de FDMA, a TDMA y a CDMA
Las nuevas generaciónes (3G y 4G) ofreceran mas ancho de banda y variados servicios
Estandares: UMTS (Europa) e IMT-2000 (UIT)
Tecnologia en telefonia movil
Spread Spectrum
Transmitir en bandas de frecuencia ya asignadas, sin interferir con sus usuarios. Utiliza potencias bajas de transmisión. No requiere licencia.
La relación entre la potencia de la señal normal y la Spread Spectrum (PN/PSS) del orden de 16dB
Utiliza radio-módem en banda de 902 a 928 Mhz
Requiere línea de vista para lograr mayor distancia
Sincrónico: multiplos de 64kbps, hasta E1
Asincrónico: 76.8, 38.4 o 19.2 kbps
Alcance de hasta 16 kms (normal), 48 kms (ideal)
Spread Spectrum (cont.)
AB SS
AB Normal
Pss
Pn
Potencia
Ancho de banda
Señal normal
Señal
Spread Spectrum
Wireless Local Loop : WLL
El último kilómetro , o línea de abonado,
es inalámbrico.
Como central local se instala la "Unidad de
conmutación local" que atiende hasta 1.000
abonados .
Esta central se conecta por enlaces E-1 con
la red telefónica fija.
Wireless Local Loop : WLL (cont)
En cada area de suscriptores se instala una "radio base", conformándose una microcelda de 50 a 100 abonados.
Puede haber hasta 20 radio bases
Las radio bases se conectan con la unidad de conmutación local por medio de 3 pares telefónicos, de no más de 4 km.
La radio base tiene una cobertura de hasta 5
Km, preferiblemente con línea de vista
Wireless Local Loop : WLL
Red Telefónica
Conmutada
Unidad de
conmutación
local
Radio
Base
E1
3 Pares
Radio Base
LMDS y MMDS
LMDS: sitema inalámbrico de alta capacidad, en banda de 25 a 40 GHz. Tiene legislacion especial (se describe en Banda Ancha). Para distribuir información a muchos puntos.
MMDS: sistema inalámbrico en banda más baja 2-3Ghz. Tambien para distribuir información generalmente en areas rurales.
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