Ingeniería (E) en Telecomunicaciones

Área Electricidad, Electrónica y Telecomunicaciones

INACAP - Colón

Telefonía Satelital

Sistemas de Comunicaciones Móviles

Introducción y Objetivos

En la actualidad el flujo de comunicaciones, específicamente móviles, ha venido tomando tales dimensiones que el medio está formando nuevos tipos de usuarios, que exigen una mayor cobertura para los servicios de telefonía a los que están acogidos.

Esta demanda, que se venía arrastrando desde la década del ochenta, despertó el interés en diversas compañías del rubro, las que previeron en esto un gran negocio y la posibilidad de poner en marcha una estrategia de control de un sistema global terrestre.

A finales de 1990, algunas empresas iniciaron el desarrollo de sistemas de telefonía móvil, atrayendo el interés de empresas americanas, europeas y japonesas, iniciándose con ello una batalla política y burocrática extendida hasta la actualidad.

El objetivo principal de la telefonía satelital es crear un sistema que ofrezca los mismos servicios que la telefonía móvil terrestre, pero con una cobertura global y con una tarifa más elevada que la celular. En otras palabras, no se pretende competir o sustituir la actual telefonía terrestre sino que permite complementarla, puesto que desde el mismo teléfono, si no hubiese cobertura terrestre (en cualquiera de los operadores locales), por alguna razón geográfica u otra, se iniciará la conexión vía satélite. Este sistema permite la comunicación a distancia y tiene cobertura mundial. Cubre áreas donde la telefonía móvil terrestre no llega, como son las regiones rodeadas por montañas y los océanos.

Una de las grandes características que definen el sistema consiste en proveer los servicios de telecomunicaciones a una gran cantidad de usuarios que residen en áreas remotas, regiones que no están cubiertas por las compañías telefónicas o celulares, incluyendo minas, fincas, centros turísticos o de recreación lejos de la urbe y, sobre todo, una oferta de servicio marítimo, mayormente demandado.

Sin embargo, el mercado de la telefonía satelital es más reducido que la terrestre, debido a que el servicio que se brinda es para comunicaciones de carácter urgente e importante.

Funcionamiento

Los sistemas de telecomunicaciones móviles por satélite, destinados a prestar servicios, los que pueden ser voz, datos, fax y radiomensajería, se estructurarán en base a tres tipos de elementos: red de satélites, estaciones terrenas móviles y estaciones terrenas de terminación de red.

La red de satélites está conformada por las estaciones de telemetría y control orbital y por una "constelación" de satélites, no geoestacionarios, que giran en torno a la Tierra en uno o varios planos, dando origen a celdas terrestres móviles, brindando una constante cobertura múltiple que reduce las interferencias de la señal y elimina el fenómeno del eco en las llamadas.

Los sistemas de comunicaciones vía satélite se pueden clasificar según la órbita.

• Satélites Geoestacionarios (GEO)

En una órbita circular ecuatorial de altitud 35.786 Km. Con unos pocos satélites, bastarían 3, sería suficiente para dar cobertura global a la Tierra.

• Satélites de Orbita Media (MEO)

Altitud de 9.000 a 14.500 Km. De 10 a 15 satélites son necesarios para abarcar toda la Tierra. También se les suele llamar ICO (Intermediate Circular Orbit).

• Satélites de Orbita Baja (LEO)

Altitud de 725 a 1.450 Km. Son necesarios más de unos 40 satélites para la cobertura total.

Los satélites proyectan haces sobre la superficie terrestre que pueden llegar a tener diámetros desde 600 hasta 58.000 Km. Como se observa en la figura, los haces satelitales son divididos en celdas, cuyas frecuencias pueden ser reutilizadas en diferentes celdas no adyacentes, según un patrón conforme al Seamless handover.

En Chile, las normas para las bandas de frecuencias, según el sentido de la transmisión, para el servicio público de telefonía móvil por satélite, están estipuladas en la ley Nº 18.168, Ley General de Telecomunicaciones, artículo tercero y señala lo siguiente:

" Las bandas de frecuencias destinadas al servicio podrán utilizarse de acuerdo a las opciones que a continuación se indica: "

Bandas de Frecuencias	Sentido de Transmisión
a) 1.610 - 1.626,5 MHz	Espacio - Tierra Tierra - Espacio
b) 1.610 - 1.626,5 MHz	Espacio - Tierra 2483,5 - 2500 MHz Tierra - Espacio
c) 1.990 - 2025 MHz	Espacio - Tierra 2160 - 2200 MHz Tierra - Espacio

Las normas técnicas para el servicio público de transmisión de datos móvil por satélite, fijadas el 16 de diciembre de 1998, estipula el artículo quinto:

"Las bandas de frecuencias destinadas al servicio serán las siguientes: Espacio - Tierra: 137 - 138 MHz Tierra - Espacio: 148 - 149,9 MHz. La utilización de la banda 148 - 149,9 MHz por el servicio móvil por satélite, de acuerdo al Plan General de Uso del Espectro Radioeléctrico, tiene carácter secundario y compartirá la banda con asignaciones del servicio fijo y móvil, por lo que no deberá causar interferencia perjudicial a los servicios mencionados. Además, no deberá interferir las frecuencias 149,025 MHz; 149,325 MHz y 149,475 MHz, ..."

Las celdas, generadas por la huella que deja cada uno de los haces, están en movimiento mientras que el usuario se puede considerar como inmóvil. Básicamente, lo que se obtiene es una cobertura global, como lo muestra la figura.

La comunicación satelital se compone por estaciones terrenas de terminación de red, ubicadas alrededor del mundo que tienen la función de establecer los enlaces de conexión de la red de satélites, con el fin de intercambiar tráfico entre estaciones del servicio y proveer interconexión con otras redes de servicio público de telecomunicaciones. Las estaciones terrenas, de terminación de red y las de telemetría y control orbital, podrán o no estar instaladas en el territorio nacional.

Por otro lado, las estaciones terrenas móviles corresponden a los terminales de abonado, que pueden ser del tipo portátil, y se comunican a través de la red de satélites.

En el establecimiento de las llamadas se utiliza un aparato similar a un teléfono celular, que tiene un sólo número asignado a nivel mundial.

Estudio sobre empresas líderes en el mercado de Telefonía Móvil Satelital

Qué es Globalstar?

Globalstar, L.P. es un consorcio formado en 1991 por algunas de las principales compañías de telecomunicaciones líderes a nivel mundial, dueño de la constelación de satélites, provee servicios de telecomunicaciones móviles y fijos a gran escala, no sólo a nivel local y regional, sino a nivel global.

Gracias a Globalstar, solo basta con oprimir una tecla de su teléfono satelital para comunicarse desde y hacia, prácticamente, cualquier lugar de la tierra, de una manera sencilla y segura a precios razonables.

La constelación de 48 satélites de órbita baja (LEO), de Globalstar, enruta las llamadas desde los terminales Globalstar hacia una estación terrena de conexión (gateway) la cual, a su vez, las enruta por las redes de los operadores existentes tanto fijos como móviles, para así llegar a su destino en cualquier parte del mundo.

Globalstar como proveedor mayorista, vende el acceso a su sistema a los proveedores regionales y locales en todo el mundo. Estos proveedores y operadores de servicios que tienen el conocimiento de cada mercado local favoreciendo así a los usuarios en cada área.

De esta manera, Globalstar se beneficia de la capacidad y experiencia comercial, operativa y técnica de los principales proveedores de servicios de telecomunicaciones en todo el mundo. De esta manera, los servicios ofrecidos por Globalstar se convierten en un complemento y no en una competencia de las redes fijas y móviles existentes, al ofrecer cubrimiento en zonas y lugares que hasta ahora carecían de estos servicios.

Consorcio Globalstar

El consorcio Globalstar, está integrado por 11 compañías multinacionales líderes en el sector de las comunicaciones, las cuales han invertido cerca de 3.100 millones de dólares en el desarrollo y puesta en marcha del proyecto.

Empresa líder en comunicación espacial. Tiene amplia experiencia en la transmisión directa con tecnología satelital, así como en el diseño y fabricación de satélites.

Uno de los mayores proveedores de servicios de telecomunicaciones móviles en el mundo, con 1,4 millones de abonados celulares. Es una de las principales compañías de telecomunicaciones inalámbricas que operan en Estados Unidos, Europa y Asia. Actualmente cuenta con 3 millones de clientes celulares en todo el mundo.

Compañía líder en tecnología de acceso múltiple por división de códigos.

Es el cuarto operador mundial de telecomunicaciones, con 30 millones de abonados y operaciones en más de 19 países.

Es una de las principales compañías de telecomunicaciones de Corea del Sur, la cual proporciona una amplia gama de servicios, incluyendo servicios de conexiones telefónicas internacionales entre Corea del Sur y más de 150 países.

Es líder mundial en el desarrollo y producción de sistemas aerospaciales, tecnología de defensa y propulsión. Fabrica aeronaves militares y comerciales, satélites y sistemas de transporte y propulsión espacial.

Es el mayor fabricante mundial de equipos de telecomunicaciones, con operaciones en 32 países y clientes en 125 países.

Es la compañía aerospacial más grande de Italia, y posee amplia experiencia en sistemas de telecomunicación, telesensores, satélites meteorológicos y científicos, sistemas de lanzamiento y de segunda estación de acceso, y sistemas terrestres móviles de apoyo a las naves espaciales.

Es el conglomerado más grande del mundo en automóviles, industria pesada, proyectos electrónicos y de telecomunicaciones.

Conformada por la fusión de las compañías Elsag, Bailey/Finmmecanica, líderes en el campo de diseño, manufactura, instalación y manejo de sistemas distribuidos de telecomunicaciones y redes de valor agregado.

Principal proveedor de telefonía celular en China. Con una base de clientes cercana a los 10 millones de usuarios.

Globalstar es un sistema telefónico satelital que:

• Elimina “huecos” en la cobertura telefónica de las redes celulares.

• Brinda servicios de comunicación en áreas no cubiertas por servicios comunes o celulares.

• Proporciona una manera rápida y económica para que las naciones en desarrollo construyan su infraestructura y sus capacidades telefónicas.

El servicio de telefonía satelital móvil Globalstar le ofrece un conjunto de soluciones para mantenerlo siempre comunicado, permitiéndole llevar su voz a lugares remotos y carentes de servicios con un alto grado de calidad y confidencialidad. Con Globalstar usted podrá recibir llamadas, sean estas nacionales, internacionales, o de otro Globalstar desde cualquier lugar del mundo.

Le ofrecemos distintos planes de tarificación para sus llamadas.

Algunos de estos servicios ofrecidos por Globalstar son:

• Servicios de Voz

• Servicios de mensajes cortos (SMS)

• Roaming

• Posicionamiento

• Fax

• Transmisión de datos y

• Todos los demás servicios complementarios como: prohibición de llamadas entrantes y salientes, identificación del número que llama, reenvío de llamada, señal de llamada, llamada en espera, conferencia tripartita, transferencia de llamada, correo de voz, recepción de mensajes cortos y localización remota.

Constelación y Satelites

Los satélites Globalstar son sencillos y confiables gracias a que utilizan una tecnología probada desde ya hace algunos años. Cada satélites consiste de una antena, un cuerpo trapezoidal, dos paneles solares y un magnetómetro, opera a una distancia de 1414 Km de la tierra.

La constelación Globalstar está conformada por 48 satélites de órbita baja (LEO), y 4 satélites adicionales de reserva en órbita.

Los satélites utilizan una arquitectura sencilla cuya principal función es repetir las señales recibidas. En una llamada, varios satélites transmiten la señal simultáneamente utilizando tecnología CDMA hacia una estación terrena de conexión, de donde es enrutada a través de la infraestructura de redes local existentes.

Los satélites han sido ubicados en 8 planos orbitales de 6 satélites cada uno, inclinados a 52º para proveer servicios en la tierra desde 70º de latitud Norte hasta 70º de latitud Sur.

Debido a esta configuración, no se cubren las regiones polares, incluida la mayor parte de Groenlandia, pequeñas porciones de Alaska, Canadá, Escandinavia, Siberia y regiones del Hemisferio Sur, incluida la Antártida y partes de América del Sur.

Tecnología de “tubos curvados”

Como “tubos curvados” o espejos en el cielo, la constelación de satélites Globalstar puede captar señales provenientes de más del 80% de la superficie terrestre. Varios satélites captan la llamada y esta “diversidad de trayectos” asegura que la llamada no se interrumpa, aún si un teléfono desaparece de la vista de uno de los satélites. Si los edificios o el terreno obstruyen la señal telefónica, tiene lugar un “traspaso lógico” y la transmisión de la llamada se conmuta a un satélite de alternativa sin interrupciones. Este satélite mantiene ahora la transmisión de la señal original a uno de los diversos puestos de entrada terrestres Globalstar. Puesto que todos los conmutadores y equipos complejos se encuentran en tierra, en los puestos de entrada, los satélites Globalstar son relativamente sencillos, los que constituye fundamentalmente a la confiabilidad del sistema.

Entre las ventajas adicionales del uso de satélites de órbita terrestre baja, en el sistema de comunicaciones Globalstar, se incluyen aparatos telefónicos más pequeños, livianos y compactos, sin retardos de voz perceptible. Los satélites LEO minimizan también los retardos de transmisión de la llamada. Los retardos de transmisión prolongados causan interrupciones perceptibles entre el momento que habla un abonado y el momento en que el otro escucha lo que se dice.

Huella de cobertura satelital

Los haces de cobertura satelital para enlaces de comunicaciones telefónicas satelitales y los enlaces de comunicaciones de los puestos de entrada son bastante grandes. La figura de la derecha, da una idea escalar para la cobertura de una huella de haz típica de 58.000 Km. de diámetro.

Cada huella se mueve rápidamente a lo largo de la superficie terrestre. Un satélite que pasa directamente sobre la vertical es visible para ese lugar sólo durante 15 minutos. Cuando un usuario efectúa una llamada satelital Globalstar, el satélite más cercano capta la señal. Los teléfonos satelitales Globalstar puede operar con un sólo satélite a la vista, aunque normalmente se encontrarán sobre la vertical de dos a cuatro satélites. Esta cobertura simultánea por varios satélites se denomina “diversidad de trayecto”, característica que mejora la calidad de la llamada satelital Globalstar.

Diversidad de trayectos

La diversidad de trayectos es un método de recepción de señal que combina las señales múltiples de intensidades variables en una única señal coherente. Los teléfonos satelitales se comunican con hasta tres satélites simultáneamente. Combinando estas señales en una única señal libre de estática, también alteran los niveles de potencia para compensar el efecto de sombra y la interferencia según sea necesario.

A medida que los satélites aparecen y desaparecen de la vista, se agregarán y eliminarán de las llamadas en proceso sin discontinuidades, reduciendo las interrupciones de las llamadas. Esto permite que el sistema Globalstar proporcione un servicio superior en una amplia variedad de lugares con menor potencial de bloqueo de la señal por edificios, relieve del terreno u otras características naturales.

Estaciones Terrenas

Las estaciones terrenas son una parte fundamental del segmento terrestre del sistema Globalstar, del que también forman parte los centros de control de operaciones terrestres (GOCC), los centros de control de operaciones satelitales (SOCCs), y la red de datos Globalstar (GDN).

Cada estación operada y administrada por el proveedor de servicios de cada región recibe transmisiones provenientes de los satélites, procesa las llamadas, y hace la conmutación hacia la red terrestre apropiada.

Una estación terrena puede dar servicios a más de una país. Están compuestas de tres o cuatro antenas, conmutadores y controles de operación remota. Debido a que toda la infraestructura de tratamiento de llamadas está ubicada en tierra, es posible mantener y actualizar el sistema aprovechando nuevas tecnologías.

Las estaciones terrenas ofrecen encriptación en las comunicaciones, asegurando confidencialidad y seguridad en las transmisiones tanto de señalización como de mensajes y voz. Los puestos de entrada también ofrecen integración sin discontinuidad con las redes telefónicas inalámbricas locales y regionales. El puesto de entrada conecta la red inalámbrica satelital Globalstar con las redes de telefonía móvil terrestre pública (PLMN), tales como AMPS y GSM. También se conecta directamente a la red telefónica pública con conmutación (PSTN). Como tal, el puesto de entrada es el punto de terminación para la transmisión y la señalización de la red.

El puesto de entrada se conecta a la red PSTN existente mediante un troncal E1/T1 estándar, que brinda soporte a una variedad de protocolos de señalización. La interoperatividad entre el sistema Globalstar y las compañías telefónicas/celulares permite que el abonado mantenga un conveniente punto único de facturación. La codificación asegura la seguridad de voz y la señalización de las transmisiones individuales.

El puesto de entrada es un elemento de ingeniería sofisticado, diseñado por QUALCOMM para proporcional al Sistema de Comunicaciones Globalstar la capacidad de ofrecer servicios sin discontinuidades a todos los clientes de Globalstar.

Centros de Control de Operaciones Terrestres (GOCC)

Los Centros de Control de Operaciones Terrestres cumplen la función de planificar y controlar el uso de los satélites por parte de las estaciones terrenas y coordinar su utilización junto con los Centros de Control de Operaciones Satelitales.

Centros de Control de Operaciones Satelitales (SOCC)

Los Centros de Control de Operaciones Satelitales administran la constelación de satélites Globalstar. El centro SOCC hace el seguimiento a los satélites, controlan sus órbitas, y proveen servicios de telemetría y comando (T & C) requeridos por la constelación. Los satélites Globalstar transmiten continuamente al vehículo espacial datos de telemetría que proporcionan informes de salud y estado de abordo correspondiente al satélite. El centro SOCC controla también las actividades de lanzamiento y puesta en servicio de satélites. las instalaciones SOCC y GOCC permanecen en constante contacto por medio de la Red de Datos Globalstar.

Red de Datos Globalstar (GND)

La Red de Datos Globalstar es la red de conectividad que provee intercomunicaciones a nivel global entre las estaciones terrenas, los Centros de Control de Operaciones Terrestres, y los Centros de Control de Operaciones Satelitales.

Tecnología CDMA

El acceso múltiple por división de código (CDMA) es una técnica de acceso múltiple de radio, que luego de haber sido utilizada casi exclusivamente para las comunicaciones militares, ha sido ahora adoptada para sistemas comerciales de comunicaciones móviles. Terrestres o por satélites, como en el caso de Globalstar.

CDMA se basa en la separación del espectro, que en los medios de la transmisión digital es cuando la señal ocupa una banda de frecuencia que sea considerablemente más amplia que el mínimo requerido para la transmisión de datos por otras técnicas.

Los usuarios comparten la misma banda de frecuencia y cada señal es identificada por un código especial, que actúa como una clave reconocida por el transmisor y el receptor. La señal recibida es la suma de todas las señales “combinadas”, y cada receptor debe clasificar e identificar las señales que le corresponden de las demás señales. Para hacer esto utiliza un código que corresponde con el código transmitido

La primera operación implica encontrar el código correcto, y así sincronizar el código local con el código entrante. Una vez que ha ocurrido la sincronización, la correlación del código local y del código entrante permite a la información apropiada ser extraída y las otras señales ser rechazadas.

También permite que dos señales idénticas que vienen de diversas fuentes, sean demoduladas y combinadas, de modo tal que se mejore la calidad de la conexión, por lo que es también una ventaja el uso simultáneo de varios satélites (diversidad). Igualmente, una de las principales características de la tecnología CDMA es que hace prácticamente imposible que sea objeto de interferencias e interceptaciones, ofreciendo gran seguridad en las comunicaciones.

Beneficios de la Tecnología CDMA

Hay muchas razones por las que CDMA es la tecnología elegida para la próxima generación de productos y servicios de comunicaciones digitales inalámbricas:

• Excepcional calidad de voz y de llamadas

La tecnología CDMA filtra el ruido de fondo, la diafonía y la interferencia, de modo que usted puede disfrutar una mayor claridad de voz, privacidad y mejor calidad de llamadas. El codificador de voz de velocidad variable del sistema CDMA de QUALCOMM traduce la voz humana a transmisiones digitales, ceros y unos, a las mayores velocidades de traducción posibles (8 ó 13 Kbps). Esto aumenta la claridad de la voz y maximiza la capacidad de su sistema.

• Mayor cobertura a menor costo

La señal de espectro expandido CDMA proporciona la mayor cobertura de la industria inalámbrica, permitiendo construir redes con muchas menos instalaciones base que lo que resulta posible con otras tecnologías inalámbricas. Una menor cantidad de instalaciones base significa reducir los gastos operativos, con ahorros resultantes tanto para operadores como clientes.

• Datos en paquetes

Las redes CDMA se construyen con protocolos de datos en paquetes IP estándar. Otras redes requieren costosas mejoras para agregar nuevos equipos de datos en paquetes a las mismas y necesitan asimismo nuevos teléfonos para datos en paquetes. Los teléfonos CDMAone estándar ya tienen incorporados los protocolos TCP/IP y PPP.

• Más tiempo de conversación, mayor duración de la batería y teléfonos más pequeños

Gracias a CDMA, usted puede dejar su teléfono encendido. La tecnología CDMA usa el control de potencia para monitorear la cantidad de energía que su sistema y su aparato telefónico necesitan en todo momento. Los teléfonos CDMA normalmente transmiten a los menores niveles de potencia de la industria, aumentando la vida de la batería y logrando, por consiguiente, tiempos de conversación y de espera más prolongados. Los teléfonos CDMA pueden incorporar también baterías más pequeñas, resultando así teléfonos más pequeños y livianos. Más fáciles de llevar. Más fáciles de usar.

• Menor llamadas perdidas

El método CDMA patentado de “traspaso lógico”, consistentes en el pasaje de llamadas entre células, reduce abruptamente el riesgo de interrupción o pérdidas de llamadas durante el traspaso. El proceso de traspaso lógico origina menos llamadas perdidas, puesto que 2 ó 3 células están monitoreando su llamada en todo momento.

• Mayor seguridad y privacidad

Las transmisiones de espectro expandido y codificación digital CDMA resisten la escucha oculta. Diseñada con alrededor de 4,4 billones de códigos, la tecnología CDMA elimina virtualmente la clonación y otros tipos de fraudes.

• Mayor capacidad

La tecnología CDMA permite que un mayor número de abonados comparta las mismas frecuencias de radio. Ayudando a los proveedores de servicios a aumentar su rentabilidad. CDMA usa la tecnología de espectro expandido, que puede proporcionar hasta 10-20 veces la capacidad de los equipos analógicos y más de 3 veces la capacidad de otras plataformas digitales. Con teléfonos de modo dual, la tecnología CDMA es compatible con otras tecnologías para lograr una cobertura de servicios a usuarios itinerantes sin discontinuidad.

• Reducción del ruido de fondo y la interferencia

La tecnología CDMA combina múltiples señales y mejora la intensidad de señal. Esto permite la casi total eliminación de la interferencia y el desvanecimiento. Tonto el ruido eléctrico de fondo (ruido de computadora) como el ruido de fondo acústico (conversaciones de fondo) se filtran usando un ancho de banda angosto que corresponde a la frecuencia de la voz humana de esta forma el ruido de fondo se mantiene fuera de sus conversaciones.

• Rápido desarrollo

Los sistemas CDMA se pueden poner en servicio y ampliar en forma más rápida y económica que la mayoría de las redes alámbricas. Además, dado que requieren menos instalaciones celulares, las redes CDMA pueden ponerse en servicios más rápidamente que los otros tipos de redes inalámbricas.

• Amplia selección de productos

Qualcomm ha otorgado licencias de la tecnología CDMA a más de 65 fabricantes líderes de comunicaciones de todo el mundo, permitiendo a los proveedores de servicios y a los clientes elegir entre una amplia gama de productos basados en el sistema CDMA altamente avanzados y de costo competitivos.

• Avances continuos

La tecnología CDMA permite a los usuarios acceder a una amplia gama de nuevos servicios, incluidos la identificación de llamadas, los servicios de mensajería cortos (SMS) y las conexiones a Internet. Las llamadas de voz y datos simultáneas son también posibles con la tecnología CDMA.

• Avances tecnológicos continuos

La tecnología CDMA de tercera generación de QUALCOMM, las más avanzada tecnología inalámbrica digital del mundo, es también la norma para la industria inalámbrica. Esta flexible norma funciona en tres modo: multiportadora, expansión directa y dúplex por división de tiempo, y opera con las redes ANSI-41 y GSM-MAP. Con CDMA como norma única de la industria, las compañías de telecomunicaciones de todo el mundo se benefician con una mayor selección de equipos, precios más bajos y la capacidad de poner en marcha equipos y servicios más rápidos que antes. Los productos de la próxima generación se pueden beneficiar con las curvas de costos de los productos actuales, obteniéndose como resultado menores costos tanto para operadores como clientes.

Tecnología del sistema Globalstar

El sistema de comunicaciones Globalstar combina las tecnologías y las normas de comunicaciones celulares móviles y satelitales para proporcionar una solución global del servicio itinerante (roaming) para los usuarios de teléfonos celulares. Dentro de cualquier área de servicio celular, un abonado puede actuar como usuario itinerante de otras redes celulares o conmutar a la red Globalstar.

El papel de QUALCOMM como se vincula con el sistema

La constelación Globalstar transmite llamadas de su teléfono móvil o satelital fijo a un puesto de entrada terrestre desarrollado por QUALCOMM, que pertenece y es operado por el proveedor de servicios. Estas llamadas se transfieren al puesto de entrada y de allí a las redes telefónicas fijas y celulares de más de 100 países de 6 continentes.

Los puestos de entrada terrestres son parte importante de la estrategia Globalstar para mantener la tecnología y los equipos clave fácilmente accesibles e integrar los servicios tan estrechamente como sea posible con las redes telefónicas locales existentes. esto hace que el sistema de comunicaciones Globalstar y sus servicios sean sencillos de administrar.

QUALCOMM, como diseñador y líder en la normalización y comercialización de la tecnología CDMA para aplicaciones inalámbricas, suministra a Globalstar L.P. y a los proveedores de servicios con:

• Productos y teléfonos satelitales QUALCOMM Globalstar

• Puestos de entrada QUALCOMM Globalstar

La tendencia apunta al servicio telefónico “sin discontinuidades”, la cobertura telefónica móvil celular se proporciona mediante una red de antenas transreceptoras. Una red de círculos se representa mediante hexágonos. Así se muestra la ubicación optima de las torres para eliminar “huecos” en la cobertura (áreas en las que no puede lograrse la comunicación telefónica móvil). En el mundo real, los huecos de cobertura existen. Obstáculos tales como colinas, valles u obstrucciones construidas por el hombre, hacen que la intensidad de las señales entre el teléfono y las antenas celulares sean inadecuadas. Cuando al abonado que llama está en uno de esos huecos, las llamadas desde teléfonos móviles no puede realizarse o continuarse.

Teléfonos

Como se dijo anteriormente, el sistema de comunicaciones Globalstar usa la tecnología CDMA digital de QUALCOMM.

Los teléfonos QUALCOMM Globalstar están diseñados con una óptima claridad de voz como objetivo. Tanto el teléfono QUALCOMM Globalstar como el puesto de entrada Globalstar, pueden procesar su llamada usando simultáneamente las señales de varios satélites. Las señales redundantes se combinan y permiten aumentar la confiabilidad de la llamada y lograr una notable claridad de voz. Con lo cual se asegura una muy clara calidad de voz digital, tanto en el modo celular como en el satelital Globalstar.

A continuación veremos como funciona el sistema Globalstar

Descripción general de una llamada telefónica Globalstar

1.- El abonado usa el modo Globalstar para efectuar una llamada vía satélite a uno o más puestos de entrada.

2.- El puesto de entrada encamina la llamada a la red telefónica existente, en el caso abajo indicado, la red telefónica móvil terrestre pública (PLMN).

3.- La red PLMN encamina la llamada al receptor de destino, “se complete la llamada”.

4.- La duración de la llamada, el servicio usado y el área de servicio, se informa al proveedor de servicios para facturación.

Descripción entre una llamada satelital y una celular

1.- Una abonada llama desde Rusia a su amigo en San Francisco por su teléfono satelital Globalstar. Su señal la maneja el satélite que pasa.

2.- El satélite retransmite la llamada a un puesto de entrada de su huella de cobertura.

3.- El puesto de entrada convierte la señal para que funcione con la red PSTN local y transfiere la llamada. Según la distancia entre los usuarios de la llamada, una llamada satelital Globalstar puede pasar por varios puestos de entradas y redes PSTN antes de localizar el teléfono receptor. La red PSTN usa la información de encaminamiento de la llamada para conectarse a otro puesto de entrada que reconoce la ubicación del teléfono receptor.

4.- El puesto de entrada ubicado más cerca del teléfono receptor convierte la señal al formato Globalstar y la envía por enlace ascendente a un satélite. Este puesto de entrada sabe que el teléfono receptor está en su área de contacto, puesto que un satélite anterior retransmitió al puesto de entrada el mensaje de registro de encendido de ese teléfono. Esta información se almacenó en el registro de puntos de usuarios itinerantes (VLR) del puesto de entrada.

5.- La llamada se retransmite al teléfono receptor y se completa el enlace de la llamada.

Servicio a usuarios itinerantes (Roaming)

El sistema Globalstar soporta teléfonos basados en la norma ANSI-41 y GSM por la interfaz de transmisión Globalstar (GAI) común. La interfaz GAI permite que un usuario ANSI-41 opere itinerante en un área servida por GSM o viceversa. El puesto de entrada Globalstar proporciona la capacidad ANSI-41 y funciona con un centro de conmutación de teléfonos móviles GSM (MSC) para obetener capacidad GSM. Cada puesto de entrada que sirve un área gobernada por la norma GSM contiene un MSC de GSM.

Aunque cada puesto de entrada incluye las capacidades ANSI-41 y GSM, cada tipo de teléfono soporta sólo una de estas normas. Cuando una abonado de teléfono GSM de modo dual actúa como itinerante en América de Norte, su teléfono operará en modo Globalstar. Cuando el puesto de entrada reciba la señal de satélite, la encaminará al centro MSC GSM para procesamiento. El teléfono continuará operando con protocolos GSM.

De la misma manera, si un abonado con teléfono trimodal ANSI-41 viaja por Europa, el teléfono operará en modo Globalstar con protocolo ANSI-41.

A continuación daremos repuestas a algunas preguntas más frecuentes que se realizan los usuarios del sistema Globalstar.

¿Cómo funciona el teléfono QUALCOMM Globalstar?

El teléfono satelital trimodal portátil GSP-1600 QUALCOMM Globalstar funciona como un teléfono celular en los lugares en que el servicio celular está disponible, tanto en modo analógico como digital CDMA, y conmuta al modo satelital cuando el usuario está fuera del alcance del sistema celular del sistema celular o cuando se extiende la antena satelital del teléfono.

El teléfono GSP-1600 funciona dentro de edificios cuando está en modo celular. Sin embargo, cuando está en modo satelital, el usuario debe tener una línea de visibilidad directa con los satélites Globalstar, libre de obstrucciones de edificios o grandes estructuras.

¿Cuánto dura la batería?

En el modo satelital Globalstar, el teléfono satelital trimodal portátil GSP-1600 tiene alrededor de 3,5 horas de tiempo de conversación y unas 9 horas de tiempo de espera. Ambas capacidades de tiempo se incrementarán en el futuro a medida que se desarrolle el sistema. Cuando el teléfono se opera en modo en modo celular digital, tiene alrededor de 4,5 horas de tiempo de conversación y 72 horas de tiempo de espera. En el modo analógico tradicional, el teléfono tiene por lo menos 2,5 horas de tiempo de conversación y 14 horas de tiempo de espera.

¿Cuánto constarán el servicio y los teléfonos? ¿Existirá un derecho de acceso

mensual?

Los proveedores de servicios y sus distribuidores son responsables de determinar sus propios planes de precios del servicio y los teléfonos. Los planes están estructurados de manera similar a los planes de tarifas celulares

¿Se pueden transmitir datos por Globalstar? ¿A qué Velocidad?

Sí, Globalstar espera ofrecer servicios de datos (con caudal de 9,6 Kbps).

¿Cuáles son las ventajas distintivas del Sistema de comunicaciones Globalstar?

El sistema de comunicaciones Globalstar es económico porque la costosa potencia de procesamiento se administra en tierra, no en órbitas, y el sistema aprovecha la tecnología preexistente toda vez que sea posible. Globalstar es confiable, puesto que la tecnología CDMA patentada de QUALCOMM resiste la interferencia y proporciona una mejor calidad de voz. La diversidad satelital verdadera proporciona por lo menos 2 y hasta 4 satélites en todo momento, para efectuar y recibir llamadas Globalstar. Gracias a la tecnología CDMA de QUALCOMM y los satélites LEO, la claridad de voz es superior a la de otros sistemas satelitales, sin retardos de voz debido al uso de satélites de órbita terrestre baja.

Sistema económico

El sistema de comunicaciones Globalstar es muy económico porque la costosa potencia de procesamiento se administra en tierra (y no en órbitas). La tecnología del sistemas de comunicaciones Globalstar está diseñada para interconectarse directamente con el sistema telefónico existente en la nación. Esto brinda al proveedor de servicios y/o al gobierno local el control de su extremo del sistema telefónico satelital. Así mismo, con su red de puestos de entradas y de satélites con diseños de “tubos curvados”, Globalstar ofrece opciones de comunicaciones a las áreas del mundo en las que actualmente no existe la telefonía.

La Competencia

Globalstar interconecta el puesto de entrada Globalstar con las redes telefónicas públicas con conmutación existente PSTN de todo el mundo. Los servicios de comunicaciones Globalstar se ofrecen también en áreas actualmente no cubiertas por los servicios de líneas terrestres o celulares. El proveedor de servicios y/o el gobierno local reciben ingresos provenientes de su extremo de este sistema telefónico satelital.

Iridium

Iridium, Inc.: Consorcio privado internacional de compañías industriales y de telecomunicaciones.

Presupuesto: 4.600 millones de dólares.

Accionista principal e impulsor del proyecto: Motorola (USA).

Entre las empresas que aportaron a la financiación de Iridium se encuentran empresas de telecomunicaciones de Europa , Asia y Africa.

Nota: Inversión hasta 25 de marzo de 1996: 1,9 billones de dólares.

A pesar de un mayoritario capital norteamericano, los dos claros favoritos para hacerse con el mercado, es decir, Iridium y Globalstar, tienen unos inversores de procedencia muy específica, que limitarán las concesiones de licencias en los países de los competidores:

- Iridium se acerca a una clara participación asiática con empresas de Japón, China, India, Corea, ...

- Globalstar a una participación europea (Aerospatiale, Alcatel NV, Alenia Spazio, Deutsche, Aerospace).

Servicios

Los servicios ofrecidos por la empresa IRIDIUM son:

- Servicio de voz, fax, datos y radiomensajería (paging)

- El sistema está destinado a áreas de baja densidad de tráfico. En áreas donde haya cobertura terrestre GSM, se conmutará al operador correspondiente.

- Se puede obtener servicio en cualquier punto de la Tierra (tierra, mar y aire) siempre que la altitud sea inferior a 185 km.

- El servicio dependerá en cada país de las negociaciones con

el gobierno y/o compañía telefónica

- City - to - city: sin utilizar la constelación de satélites, este servicio ofrece la posibilidad de efectuar roaming entre protocolos celulares terrestres como el GSM y el IS-41 (AMPS, en América principalmente). El subscriptor utilizará su subscripción GSM y los servicios ofrecidos por ella en el mundo AMPS y viceversa, conservando un único número personal y un único recibo con su proveedor de servicios.

- Paging: ofrece la solución al actual problema de roaming en redes "busca personas", a través de la emisión de mensajes por satélite en las áreas suscritas por el usuario, incluyendo la posibilidad de búsqueda en todo el globo.

Precio del minuto: 2-5 dólares.

Estos servicios fueron creados para satisfacer cierto tipo de clientes entre los cuales están:

• Personas que tienen trabajos en lugares remotos sin un buen servicio telefónico, representantes comerciales, periodistas y en general, personas cuyo trabajo exige movilidad en grandes áreas (algunas sin cobertura celular terrestre), pero con necesidad de estar localizados en todo momento.

• Personas de clase acomodada que pueden pagar por el servicio global y que viven en zonas poco pobladas sin cobertura celular.

Aspectos políticos y de normalización

Lo más difícil de conseguir de un proyecto de este tipo son las licencias para usar un trozo del espectro radioeléctrico a nivel global, debido a las diferentes legislaciones de cada país. Además, se han de conseguir los acuerdos con las compañías telefónicas locales, entrando en juego muchos intereses.

El primer paso se dio en 1992, en la WARC ("World Administrative Radio Conference"), donde Motorola, haciendo uso de su peso corporativo, consiguió convencer al gobierno de los EE.UU. para que hiciese fuerza con el fin de conseguir un trozo de espectro en todo el globo, destinado a Iridium y sus competidores.

Un gran conflicto surgió con el método de acceso. Mientras todos los sistemas están orientados al CDMA, pudiendo compartir todos el mismo espectro, Motorola optó por el TDMA intentando llevar la situación a un monopolio.

El resultado final fue que Motorola consiguió sus 8 MHz (la mitad del espectro) y el resto de compañías se tuvieron que conformar con otros 8 MHz, dando a Iridium la capacidad de convertirse en el sistema más poderoso, y consiguiendo en pocos meses atraer a los inversores.

El 31 de Enero de 1995 la FCC concedió la licencia para construir y lanzar los 66 satélites para operar en las bandas destinadas al sistema TDMA.

El 25 de marzo de 1996 Iridium, Inc. se hizo miembro de la Global System for Mobile Communications (GSM) MoU Association (fundada en 1995 por operadores de telefonía móvil con fines de permitir roaming internacional, seguridad, libre circulación de equipos de abonado autorizados, tarificación consolidada y promover la plataforma GSM como un estándar mundial) con objeto de llegar a acuerdos prósperos con los operadores de sistemas GSM - aumentando la oferta que estos dirigen hacia sus clientes en cuanto a capacidad de itineración (roaming). La interconexión entre ambos sistemas es factible debido a los equipos de conmutación empleados por Iridium (Siemens D-900 GSM)

En abril de 1996, Motorola consigue el respaldo de la Organización Mundial del Comercio (WTO), en un comunicado en que aprueba la globalización y liberalización del mercado de la telefonía móvil global. Además presiona al resto de países para que aprueben las licencias como ha hecho EE.UU.

El sistema de funcionamiento de la telefonía satelital se logra a través de:

• Satélites.

• Estaciones terrenas.

• Terminales de usuarios.

Satélites

Características:

Iridium consta de 66 satélites LEO los cuales se encuentran a una altitud de 725-1450 km, cada satélite pesa aproximadamente 700 kg su periodo de vida activa es de 5 a 8 años y su margen de enlace es de 16 dB.

Con respecto a las celdas, cada satélite proyecta 48 celdas sobre la superficie terrestre pudiendo reutilizar frecuencias en diferentes celdas no adyacentes, según un patrón conforme al Seamless handover.

La huella que deja cada uno de estos haces sobre la superficie terrestre

tiene unos 660 km. de diámetro

Las celdas están en movimiento mientras que el usuario se puede considerar como inmóvil => ventaja: los hand-off son deterministas y generalmente se producirán hacia la celda superior o inferior (según hacia donde gire el satélite Norte a Sur o viceversa).

La órbita en la que se encuentran los satélites son conocidas como órbitas bajas (LEO, Low Earth Orbit).

Las órbitas son circulares y casi polares (la inclinación es de 86,4º en vez de 90º)

Su periodo orbital de 100 minutos y 28 segundos y su velocidad es de 28000km/h.

El modo en que cubren el planeta es ocupando 6 planos orbitales separados algo más de 27º con satélites equiespaciados que se mueven todos en la

misma dirección.

Los satélites de los 6 planos rotan en el mismo sentido en un lado de la tierra (hacia el norte) cruzan el polo y siguen viajando en la misma dirección en el otro lado de la tierra (hacia el sur).

Los satélites de los planos 1, 3 y 5 recorrerán casi en fase sus órbitas, al igual que los de los planos 2, 4 y 6. Casi en fase porque si fueran en fase chocarían en los polos

Bloques

Coordinados por la división de comunicaciones vía satélite de Motorola (Motorola SATCOM) con sede en Chandler

Bus:

Hace de plataforma soporte para la carga útil y las antenas

Tiene 3 partes:

1.Bus

2.Placas solares

3.Módulo batería (radiador + acumulador)

Sección de comunicaciones

Hewlett Packard ha creado 8 sistemas de prueba de la carga útil de comunicaciones.

Antenas básicas

Antena phased-array de comunicación satélite-usuario

3 en cada satélite

Cada antena está constituida por 106 ranuras y proyecta 16 haces (fijos con respecto al satélite)

Formada por una placa de aluminio de 86 cm x 188 cm x 4 cm

Detrás de la placa van montados circuitos de GaAs

Peso total: 36 kg.

Empresa desarrolladora: Raytheon

Antenas de enlace secundario

Pequeña y simple que sirve para orientarlo tras el despliegue o cuando sea necesario

2 por satélite

Empresa desarrolladora: COM DEV, con sede en Cambridge (Ontario)

Antenas de enlace lateral

2 fijas por satélite para comunicación N-S

Otras 2 móviles para comunicación E-O

Formadas por un array de láminas planas

Empresa desarrolladora: COM DEV

Antenas a pasarela o de enlace vertical

Móvil

Full-duplex

4 por satélite

Formada por reflectores parabólicos y láminas planas.

Empresa desarrolladora: COM DEV

Módulo de control

Control y dirección de la red. Soft diseñado por Arinc (Annapolis, Maryland) e IONA Technologies (Dublín, Irlanda).

Estaciones terrenas

Su función es almacenar la información del abonado: darle validez de la cuenta (en caso de que el abonado corresponda) y situación geográfica para saber a dónde dirigir las llamadas que se produzcan. Parte de su función es la interconexión con la red telefónica pública conmutada (RTPC)

Señalización estación Terrena - Centro Internacional de Conmutación (ISC):

Transmisión PCM y sistema de señalización número 7 o MFCR2

Empresas encargadas:

• STI (Software Technologies Inc.)

Control y seguimiento de la red de satélites mediante un paquete de software llamado COMET que se ejecuta en Sun Sparcstations bajo Solaris.

COMET es un paquete GUI que traslada operaciones de datos y seguimiento de satélite, así como control de vuelo a operaciones de apuntar y apretar (click).

Sede en Melbourne (Florida)

• Bechtel

Encargada del diseño y la construcción de las estaciones terrenas que conectarán la constelación de 66 satélites con la tierra.

Ha creado un diseño de estación terrena genérica y aconseja sobre la ubicación de las mismas

• IEX Corporation (ubicada en Richardson, Texas)

Se ha encargado de la ingeniería de sistemas, modelado y diseño de la interacción entre los distintos elementos de la red.

• Motorola India Electronics (ubicada en Bangalore, India)

Ha desarrollado pruebas del software y parte de la infraestructura de radiomensajería.

Centros de control

Existen centros de control en Washington DC, Hawaii, Florida, Italia, y Alaska.

Esto sólo permite todavía una pequeña ventana de tiempo para controlar el sistema en caso de que este falle.

STI debe combinar las bases de datos distribuidas geográficamente de áreas de cobertura con el software de control de vuelo para posibilitar un uso en tiempo real.

Terminales de usuario

Datos técnicos

Antenas de bajo perfil

Modulación QPSK

Multiplexación compatible con los sistemas celulares terrestres

Cada canal de voz utilizará un ancho de banda de 8kHz

El terminal de bolsillo usará vocoders de 2,4 kilobits por segundo

Teléfono Iridium de Kyocera

Información general

Unidades transportables, o bien, de mano

Pueden contactar con otro terminal Iridium del planeta, así como interconectarse con los sistemas actuales de telefonía por medio de la estación de conmutación. (tracking)

Información de latitud, longitud, altitud y hora respecto al meridiano Greenwich.

Teléfono dual GSM-Iridium

Coste elevado (unos 3.000 dólares, 450.000 pesetas)

Peso del modelo de Motorola: 453 gr.

Peso del modelo de Kyocera: 400 gr.

"Busca" de Motorola Teléfono Iridium de Motorola

Paso que sigue una llamada desde un teléfono satelital

- Cuando un teléfono se active se conectará al satélite más próximo.

- Gracias a la red de estaciones terrenas el satélite podrá determinar la validez de la cuenta y situación del usuario.

- El usuario podrá realizar una llamada eligiendo entre las alternativas de

transmisión celular terrestre o vía satélite.

- En caso de no estar disponible el sistema celular del abonado, el teléfono comunicará automáticamente con el satélite.

- La llamada será transferida de satélite en satélite a través de la red hasta su

destino (un teléfono Iridium o una pasarela Iridium)

Aspectos técnicos

Características

- Es un sistema digital que funciona como red de comunicaciones personal mundial.

- Emplea TDMA como método de acceso al medio.

- Basado en GSM

- Velocidad de transmisión de datos/fax: 2400 baudios

- Ancho de banda canal de voz: 8 kHz

- Velocidad de transmisión de voz: 2,4 kbps, full-duplex

- Sistema ampliable en capacidad conforme vaya madurando

Asignación de frecuencias

El sistema Iridium, como otros sistemas LEO, consta de tres componentes básicos: una constelación de satélites no geoestacionarios LEO, terminales móviles de usuario y bases terrestres para el control de los satélites.

Las frecuencias de subida y de bajada son distintas dependiendo con quién se está comunicando, las frecuencias utillizadas son:

- Enlaces con los usuarios ("service links"): 1.616-1.626,5 MHz (Banda L)

- Enlaces entre satélites (ISL) ("intersatellite transmissions"): 23,18-23,38 GHz (Banda Ka)

- Enlaces de bajada satélite-pasarela: 19,4-19,6 GHz (Banda Ka)

- Enlaces de subida pasarela-satélite: 29,1-29,3 GHz (Banda Ka)

Servicios especiales

- Canales de una sóla dirección de alerta: 1626,270833 MHz

- Para alertar a usuarios con terminales móviles terrestres de sólo recepción de la presencia de una llamada paging.

- Las potencias de transmisión de las alertas son superiores a las de voz/datos normales permitiendo su recepción en condiciones más adversas donde los terminales terrenos no consiguen transmitir.

- Transmisión de pagings: 1626,4375 ; 1626,395833 ; 1626,145833 ; o 1626,104167 MHz

- Su duración no excederá de 20,32 milisegundos

Costo de Servicio

Precios al Público

Cuotas por Servicios Iridium

Servicio	Precio Cuota mensual	Precio cuota activación
Voz - Satelital Global	$477.50	$955.00
Paging (además de voz)	$477.50	$0.00
Paging Global (sólo paging)	$955.00	$477.50

-Tarifas en Pesos, Moneda Nacional, no incluyen impuestos aplicables.

= La tarifa mensual por el servicio de paging o radiolocalización móvil de personas (en paquete con el servicio de voz o sólo paging), da derecho al usuario a un máximo de 200 (doscientos) mensajes,(mensuales no acumulables.)

Tarifas de Tiempo Aire Satelital Global IRIDIUM.

Las siguientes tarifas describen el costo para el usuario de llamadas originadas en un teléfono satelital Iridium, según el destino de la llamada.

Escena-rio	1	2	3	4	5	6	7	8
Destino	RPT Internacional	Iridium 8816	Iridium 8817	RPT Doméstica China	RPT Doméstica Países A	RPT Doméstica Países B	RPT Doméstica Países C	Inmarsat
$/Min.*	$31.35	$15.15	$27.95	$12.50	$18.40	$22.15	$28.70	$75.15

3. Tarifas de Tiempo Aire de Roaming Global IRIDIUM

Zona de Roaming	Tarifa por Minuto (más cargos por Terminación de llamada)*
Zona 1-Africa-Medio Oriente	$14.60
Zona 2-Europa	$14.60
Zona 3-China	$14.00
Zona 4-Región Océano Indico-Pacífico Sur-Lejano Oriente	$14.60
Zona 5-Norte y Centro América (excluyendo México)**	$19.20
Zona 6-Sur América	$14.60

* Tarifas en Pesos, Moneda Nacional, no incluyen impuestos aplicables.

Países A

-Anguila

-Islas Pitcaim

-Antigua y Barbuda

-Islas Turks y Caicos

-Argelia

-Islas Vírgenes Británicas

-Aruba

-Islas Vírgenes de EE.UU.

-Australia

-Isla Wake

-Bahamas

-Jamaica

-Barbados

- Japón

-Belice

-Montserrat

-Canadá

-Nueva Zelanda

-Corea del Sur

-Puerto Rico

-Dominica

-San Kitts y Nevis

-Estados Unidos

-San Vicente y las Granadinas

-Granada

-Santa Lucía

-Guam

-Taiwan

-Islas Caimán

-Tokelau

-Islas Cocos (Keeling)

-Trinidad y Tobago

-Islas Midway