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TELEFONIA SATELITAL
Sistema de comunicación vía satélite, que permite la transmisión de información sonora (voz) utilizando el auricular del equipo o un teléfono auxiliar conectado al mismo, datos y transmisión de textos ya sea por conexión a un fax o directamente a una computadora (portátil o estación fija de trabajo), esta transmisión es de manera simultanea. • El principal proveedor es Globalstar que es un sistema de comunicación satelital, utilizado principalmente en telefonía inalámbrica, basado en la interconexión de puntos distantes en la superficie terrestre. La tecnología de codificación utilizada es la conocida como CDMA (Code Division Multiple Access), con la que se accede a una mayor eficiencia del sistema.
Dentro del sistema Globalstar se encuentran distintos niveles de transición de cada señal enviada: Señal Enviada por el Usuario Recepción Satelital Señal Enviada por el Satélite Globalstar Recepción de la Base Terrena (Gateway) Esquema base de una comunicación Satelital
En esa acción, la señal proveniente del celular viaja a través del aire en una dirección aleatoria en el espacio. El satélite de órbita baja (LEO) espera su tiempo de recepción de dicha señal, manteniéndose dentro de su órbita alrededor de la tierra. Una vez que el satélite ha recibido la señal, ésta es procesada, encriptada y codificada para su posterior envío hacia la base terrena (Gateway), más cercana al punto de destino final.
Los enlaces de información del sistema Globalstar se divide en: • Enlace satélite : La señal desde (hacia) el teléfono es recibida (y retransmitida) por el satélite LEO. • Enlace gateway : La señal desde (hacia) el satélite es recibida (y retransmitida) por la estación terrena.
Característica del sistema de Globalstar Satélites • La constelación Globalstar, está compuesta por 52 satélites móviles, de los cuales 48 son satélites principales y se encuentran a 1414Km de la tierra (LEO: Low Earth Orbiting), en órbita circular y distribuidos a en 8 planos inclinados a 52º con respecto al Ecuador. Los 4 satélites restantes se colocan en órbitas intermedias, en reserva de los satélites principales.
Todas las ventajas de la órbita baja: terminales de tamaño similar a los terminales celulares de primera generación y servicio sin ningún retraso de la voz (fenómeno característico de eco generado por los satélites geoestacionarios). Una cobertura completa y permanente del planeta entre los 70º y –70º de latitud. Ventajas
Un servicio satelital redundante para cada terminal: los satélites Globalstar se cruzan por encima de los usuarios. De esta forma cada terminal, tiene un acceso simultaneo a 4 satélites esto permite evitar los cortes de comunicación cuando un obstáculo surge entre el usuario y un satélite en particular.
Recepción en bases terrenas. • La recepción de las señales de RF enviadas desde los satélites a la tierra son recibidas por las gateways, o puertas de enlace en la recepción de aquéllas. En general, las gateways son una parte fundamental en el segmento terreno del sistema Globalstar, ya que cuentan, dentro la configuración recepción, con un Centro de Control de Operaciones Terreno (GOCCs), un Centro de Control de Operaciones Satelital (SOCCs), además de la Red de Datos Globalstar (GDN). Las gateways consisten en tres o cuatro grandes antenas; una base de administración de switches y un control de operación remoto. Debido a que el hardware complejo y los switches utilizados están en tierra, es fácil para Globalstar mantener el sistema en un estándar alto, según se los requieran los satélites en órbita. Las gateways poseen un servicio de integración con la telefonía regional y local, tanto en redes alámbricas como inalámbricas.
Centros de Control de Operaciones Terrestres (GOCC)Los Centros de Control de Operaciones Terrestres (GOCC) son responsables de planificar y controlar el uso de satélites por las terminales de puestos de entrada y la coordinación de esta utilización con el Centro de Control de Operaciones Satelitales (SOCC). Los centros GOCC planifican las programaciones de comunicaciones de los puestos de entrada y controlan la asignación de recursos satelitales a cada puesto de entrada. • Centros de Control de Operaciones Satelitales (SOCC)Los centros de control de operaciones satelitales (SOCC) administran la constelación de satélites Globalstar. El centro SOCC rastrea los satélites, controla sus órbitas y proporciona servicios de telemetría y comando (T&C) a la constelación. Los satélites Globalstar transmiten continuamente al vehículo espacial datos de telemetría que proporcionan informes de salud y estado de a bordo correspondientes al satélite. El centro SOCC controla también las actividades de lanzamiento y puesta en servicio del satélite. Las instalaciones SOCC y GOCC permanecen en constante contacto por medio de la Red de Datos Globalstar.
Red de Datos Globalstar (GDN)La GDN es la red de conexión que proporciona facilidades de intercomunicación de área amplia a los puestos de entrada, los Centros de Control de Operaciones Terrestres y los Centros de Control de Operaciones Satelitales. Visualización de un Gateway clásica
Transmisión • Las frecuencias del sistema Globalstar son las siguientes: • Enlaces de servicio: • Terminal a satélite de 1610 a 1626,5 [MHz] (banda L). • Satélite a terminal de 2483,5 a 2500 [MHz] (banda S). • Enlace de conexión: • Gateway a satélite 5091 a 5250[MHz] (banda C). • Satélite a Gateway 6875 a 7055[MHz] (banda C).
El protocolo CDMA. • Existen varios protocolos de control de acceso al medio que son utilizados en la actualidad, tanto para aprovechar el espectro de frecuencias como para la inserción de bits de sincronismo y de chequeo de errores en las señales. Los protocolos más usados en telefonía digital inalámbrica son: • TDMA : Time Divison Multiple Access • FDMA : Frecuency Division Multiple Access • CDMA : Code Division Multiple Access • El protocolo CDMA es el utilizado por el sistema Globalstar (en realidad, DS-CDMA), debido a una notable de funcionalidad que se detallará a continuación
¿Por qué es elegido DS-CDMA? • ¿El protocolo FDMA otorga a cada usuario un canal de frecuencia para la comunicación mientras dure. En el caso de los canales satelitales pueden estar permanentemente asignados. Este esquema tiene la ventaja de ser relativamente fácil de implementar y sencillo de administrar cuando el número de usuarios es bajo. Como desventaja, el sistema debe contar con la implementación necesaria para aprovechar al máximo el canal de frecuencias asignado; es poco eficiente cuando el número de usuarios es elevado y no se adapta muy bien a la transmisión de datos, por lo que no es muy usado. Con el protocolo TDMA, cada usuario tiene asignado un canal durante una ranura de tiempo sobre un rango de frecuencia. Puede que se utilice la banda de frecuencias completa para la transmisión o, simplemente, un rango de frecuencias dentro de la banda. Esta técnica involucra a una señal ruidosa debida a la conmutación para el uso del canal. Además, requiere de una sincronización en la recepción para la recuperación de la información deseada.
El caso de CDMA es distinto, pues cada usuario tiene todo el ancho de banda de frecuencias asignado para la comunicación durante todo el tiempo que ésta dure, pero su comunicación se realiza utilizando un código que es único. Dicha codificación es digital, utilizando con ello, técnicas de radio de espectro amplio (RF). Es por ello que CDMA es la tecnología digital inalámbrica más utilizada, puesto que la utilización del ancho que los bits de datos entran al circuito receptor y mantenedor, son utilizados para alimentar alternadamente el filtro pasabajos superior e inferior, manteniendo su valor durante dos intervalos de señalización. Con esto se evitan las transiciones de fase de 180º.
Compromisos en la modificación. • Las ventajas del protocolo de acceso multiple (DS-CDMA, Direct Sequence CDMA) son diversas. Optimiza bastante el espectro de frecuencias en la transmisión montando información de diversos usuarios en un mismo ancho de banda y tiempo. La proposición de un cambio tecnológico en el sistema Globalstar radica en utilizar una mezcla entre los protocolos TDMA y CDMA, lo que significa la generación de un protocolo basado por ellos. El sistema que se propone utilizar es FH-CDMA (Frecuency de banda en la comunicación es altamente eficiente, permitiendo una mejor calidad en voz, llegando a ser muy similar a la transmitida en línea alámbrica. Además, filtra los ruidos de fondo cruces de llamadas, e interferencia por interrupciones o por flujo de señales de ocupado que congestionan el sistema, mejorando en forma considerable la privacidad y calidad de la llamada generada.
Costo de la red satelital • El costo inicial proyectado de la instalación de los 48 satélites más las 100 estaciones terrenas (proyecto original), alcanzaba la suma de 2,2 billones de dólares estimados. En marzo del presente año, tras los cambios en la red instalada, y dado los problemas presentados durante la puesta en marcha de este servicio, se tienen en funcionamiento 52 satélites orbitando más 11 estaciones terrenas, con un costo acumulado cercano a los 3,3 billones de dólares.
Costo del servicio • Los costos del servicio incluyen básicamente el de contratar el plan, incluyendo los equipos, y el del minuto cursado en llamadas. El costo del equipo se encuentra alrededor de los US$1.500, mientras que a continuación se muestran los costos del servicio en Estados Unidos:
Descripción general de una llamada telefónica Globalstar • El cliente usa el modo Globalstar para efectuarcar una llamada vía satélite a uno o más puestos de entrada. • El puesto de entrada encamina la llamada a la red telefónica existente, en el caso abajo indicado, la red telefónica móvil terrestre pública (PLMN). • La red PLMN encamina la llamada al receptor de destino. ¡Se completa la llamada! • La duración de la llamada, el servicio usado y el área de servicio, se informan al proveedor de servicios para facturación.
Un cliente llama desde Rusia a su amigo en San Francisco por su teléfono satelital Globalstar. Su señal la maneja el satélite que pasa. • El satélite retransmite la llamada a un puesto de entrada de su huella de cobertura. • 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 entrada 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 conoce la ubicación del teléfono receptor. • 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. • 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 las normas ANSI-41 y GSM por la interfaz de transmisión Globalstar (GAI) común. La interfaz GAI permite que un usuario ANSI-41 opere como 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 obtener 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 un cliente de teléfono GSM de modo dual actúa como itinerante en América del Norte, su teléfono operará en modo Globalstar. Cuando el puesto de entrada reciba la señal del satélite, la encaminará al centro MSC GSM para procesamiento. El teléfono continuará operando con protocolos GSM.
De la misma manera, si un cliente con teléfono trimodal ANSI-41 viaja por Europa, el teléfono operará en modo Globalstar con protocolos ANSI-41.
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