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CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO

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CAPÍTULO II

MARCO TEÓRICO

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CAPÍTULO II

MARCO TEÓRICO.

En este capítulo primeramente se presenta los estudios previos referentes

que aportan herramientas al proyecto. De igual forma, engloba las bases

teóricas que fijan el modelo a seguir a partir del cual se realiza el análisis

que sustenta al estudio, e indistintamente contiene el sistema de variables de

la investigación, definidas de forma nominal, conceptual y operacional.

1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN

Para el desarrollo de cualquier tipo de investigación, es necesario tomar

como referencia algunos estudios previos de diferentes trabajos de grado en

vista de reconocer apropiadamente el esfuerzo de otros investigadores en

torno al tema de estudio de esta forma garantizando que la investigación

presente, parta de aquello que es considerado más actual, sirviendo como

fundamento para desarrollo del mismo aportando datos e información con la

finalidad de lograr una mejor compresión y orientación de exploración.

En este orden de ideas, el trabajo presentado por Sánchez, Vallejo (2007),

titulado: “Sistema de comunicación de voz y datos para los usuarios móviles

basado en WIMAX en la ciudad de Maracaibo”, Universidad Dr. R

Belloso Chacín cuyo objetivo principal fue el desarrollar un sistema de

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transmisión y recepción para un sistema de comunicación inalámbrica. La

investigación fue de tipo descriptiva y de campo, se empleó como técnica de

investigación textos, apoyándose en los autores, entre ellos, Sabeh (2006),

Stallings (1998), Aquino (2006). Recurriendo también a tesis e internet, la

metodología empleada para el desarrollo de dicho sistema fue basada por el

autor Smith (2001).

Dicho estudio obtuvo como resultado un sistema que representa un

modelo operativo viable y óptimo para la trasmisión y recepción de datos,

logrando así su objetivo principal.

La relación entre el estudio de Sánchez, Vallejo y el que se realiza se

basa en el desarrollo de un sistema de transmisión y recepción de voz y

datos para los usuarios móviles. El tipo de enlace utilizado por el autor

mencionado fue a través de Wimax y lo que se emplea en la investigación

actual es una comunicación por medio de satélites pero persiguiendo los

mismos objetivos del antecedente ante mencionado (transmisión y recepción

de voz y datos para los usuarios móviles).

También se hace alusión al trabajo ejecutado por Bernal, Cano (2006),

titulado: “Optimización de rutas para redes móviles en entornos IPV6

heterogéneos”, Universidad Carlos III de Madrid, en su tesis estudia la

posibilidad de darle acceso a un usuario a internet sin importar su

localización (aviones, trenes o vehículos en movimiento)

En su trabajo de investigación propusieron un mecanismo que hace

posible la optimización de rutas en entornos heterogéneos. Este mecanismo,

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llamado VARON: Vehicular Ad-hoc Route Optimisation for NEMO, combina

una forma segura los conceptos de movilidad de redes y redes ad-hoc para

hacer posible la comunicación móvil y el acceso a internet desde un terminal

celular. Dicho trabajo se clasificó como una investigación de campo, de la

modalidad de proyecto factible basado en un diseño no experimental

descriptivo, la recolección de datos se llevó a cabo utilizando técnicas de

observación directa y documental, tesis y aportes de distintas página web

Este trabajo de investigación lleva una estrecha relación al que

actualmente se lleva a cabo ya que Bernal y Cano desarrollaron una red la

cual le garantiza un servicio confiable a los usuario de telefonía móvil en

plataformas móviles (autos, buses, trenes) dentro de una relación costo

beneficio aceptable, en la presente investigación se busca garantizarle el

servicio móvil a los usuario en una plataforma móvil como lo es una aeronave

mediante un enlace satelital

A su vez la investigación realizada por Conjeros (2004) titulada “Sistema

de posicionamiento global para aeronáutica civil, desarrollada en la

Universidad de Santiago de Chile, cuyo propósito de estudio fue el empleo

del sistema de posicionamiento global en la aeronáutica civil del país, desde

el punto de vista de la navegación aérea.

La metodología utilizada por el autor de este proyecto de investigación fue

descriptiva por considerar el método de estudio para tal fin, adicionalmente,

según su propósito, la investigación fue de carácter aplicada

Dicho trabajo de grado es de gran importancia debido a que dio una

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orientación general del esquema de bases teóricas a considerar, proporcionó

información sobre los actuales sistemas de navegación presentes en

Latinoamérica y los utilizados en la mayoría de los países en lo que a

aeronáutica civil se refiere, muestra modelos de equipos a utilizar, así mismo

propone un diseño del sistema y la implementación del mismo.

Por lo tanto, sirvió como aporte teórico a la investigación desarrollada ya

que explica detalladamente el acceso a internet y telefonía móvil desde una

plataforma en movimiento (trenes y vehículos), sin que con ello se

interrumpan las comunicaciones ya establecidas, siendo esto uno de los

principal objetivo planteados en esta investigación ya que abarca todo lo

relacionado con la variable “Red de telefonía móvil”.

2. BASES TEÓRICAS. Para toda investigación es de suma importancia las fundamentaciones

teóricas presentadas por diversos autores que sustente y le den validez al

estudio. En este sentido, se presentan las bases teóricas de la investigación,

de las cuales se establecen proposiciones y conceptos que constituyen un

punto de vista o enfoque dirigido a explicar el fenómeno o problema

planteado.

2.1. RED Para Forouzan (2002, p. 4), La red es un conjunto de dispositivos

(denominados a menudo nodos), conectados por enlaces de un medio físico.

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Un nodo puede ser una computadora, una impresora, o cualquier otro

dispositivo capaz de enviar y/o recibir datos generados por otros nodos de la

red. Los enlaces conectados con los dispositivos se denominan a menudo

canales de comunicación. Las redes se pueden diseñar de acuerdo al gusto

del administrador de red, tomando en cuenta materiales, equipos e

infraestructura. Es por ello que el estudio de todas las posibilidades, se da a

conocer el término de Topología, cuyo término se refiere a la forma en que

está diseñada la red.

Así mismo, para Huidobro (2003, p. 278), Una red de telecomunicaciones

es un conjunto de recursos bien sean, nodos de conmutación y sistemas de

transmisión interconectados por líneas o enlaces, cuya función es que los

elementos a ella conectados puedan establecer una comunicación.

En resumen una red de telecomunicaciones es un conjunto de equipos

interconectados, cuya función es entablar una comunicación y transmitir la

información entre los distintos departamentos en el área del trabajo

buscando una mayor eficacia.

2.1.1. CLASIFICACIÓN DE LA RED Una red puede recibir distintos calificativos de clasificación en base a

distintas taxonomías: alcance, tipo de conexión, tecnología entre otros.

2.1.1.1. SEGÚN SU TAMAÑO

Las redes de computadoras se clasifican por su tamaño, es decir la

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extensión física en que se ubican sus componentes, desde un aula hasta

una ciudad, un país o incluso el planeta.

(A). RED DE ÁREA LOCAL (LAN)

Al respecto Stallings (2000. p.11) define las redes de área local como: “red

de comunicaciones que interconecta varios dispositivos y proporciona un

medio para el intercambio de información entre ellos”. Tradicionalmente, en

LAN se utiliza la difusión donde no hay nodos intermedios. Una transmisión

desde cualquier estación se recibirá por todas las estaciones. Los datos se

transmiten en forma de paquetes. Debido a que el medio es compartido, una

sola estación puede transmitir el paquete en cada instante.

Figura 1. Red de área local (LAN) Fuente: Pérez (2003)

(B). RED DE ÁREA EXTENSA (WAN)

Siguiendo con el autor señalado (2000. p.9) expresa que: se considera

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como redes de área amplia a todas aquellas que cubren una extensa área

geográfica, que requieren atravesar rutas de acceso público, y utilizan

parcialmente circuitos proporcionados por una entidad proveedora de

servicios de telecomunicaciones.

Hay dos aplicaciones de esta red; típicamente, una WAN consiste en una

serie de dispositivos de conmutación interconectados. La transmisión

generada por cualquier dispositivo se encaminara a través de esos nodos

internos hasta alcanzar el destino y tradicionalmente, las WAN se han

implementado usando una de las dos tecnologías siguientes: conmutación de

circuitos y conmutación de paquetes.

Figura 2. Red de Área Extensa (WAN) Fuente: Pérez (2003)

2.1.1.2. SEGÚN SU FORMATO DE TRANSMISIÓN Una transmisión dada en un canal de comunicaciones entre dos equipos

puede ocurrir de diferentes maneras, está caracterizada por: la dirección de

los intercambios, el modo de transmisión: el número de bits enviados

simultáneamente, la sincronización entre el transmisor y el receptor.

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(A). FORMATO ASINCRONO Consiste en que cada byte de datos incluye señales de arranque y parada

al principio y al final. La misión de estas señales consiste en avisar al

receptor de que está llegando un dato y darle suficiente tiempo al receptor de

realizar funciones de sincronismo antes de que llegue el siguiente byte.

(B). FORMATO SINCRONO Se utilizan canales separados de reloj que administran la recepción y

transmisión de los datos. Al inicio de cada transmisión se emplean unas

señales preliminares llamadas las cuales son: Bytes de sincronización en los

protocolos orientados a byte; Flags en los protocolos orientados a bit. Su

misión principal es alertar al receptor de la llegada de los datos.

(C). TRANSMISIÓN SERIAL Los bits se transmiten de uno a uno sobre una línea única. Se utiliza para

transmitir a larga distancia.

(D). TRANSMISIÓN EN PARALELO Los bits se transmiten en grupos sobre varias líneas al mismo tiempo es

utilizada dentro del computador. La transmisión en paralela es más rápida

que en serie pero en la medida que la distancia entre equipos de incrementa

(no debe sobrepasarse la distancia de 100 pies).

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2.1.1.3. SEGÚN SU TOPOLOGIA Cuando se ha determinado realizar una red, lo que se debe tener en

cuenta es la estructura que va a hacer utilizada, o sea la distribución física de

los equipos conectados.

(A). TOPOLOGÍA EN BUS Todas las estaciones se encuentran directamente conectadas, a través de

interfaces físicas apropiadas conocidas como forma de conexión, a un medio

de transmisión lineal o bus. El funcionamiento full-dúplex entre la estación y

la toma de conexión permite la transferencia de datos a través del bus y la

recepción de estos desde aquel. Desde cualquier estación se propaga a

través del medio en ambos sentidos y es recibida por el resto de estaciones.

En cada extremo del bus existe un terminador que absorbe las señales,

eliminándolas del bus.

Figura 3. Topología en bus

Fuente: Pérez (2003)

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(B). TOPOLOGÍA EN ANILLO Esta topología consta de un conjunto de repetidores unidos por enlace

punto a punto formando un bucle cerrado. El repetidor es un dispositivo

relativamente simple, capaz de recibir datos a través del enlace y de

transmitirlos, bit a bit, a través del otro enlace tan rápido como son recibidos.

Los enlaces unidireccionales; es decir, los datos se trasmiten solo en un

sentido, de modo que estos circulan alrededor del anillo en el sentido de las

agujas del reloj, o en el contrario; cada estación se conecta en la red

mediante un repetidor, transmitiendo los datos en la red a través de él.

Figura 4. Topología en anillo Fuente: Pérez (2003)

(C). TOPOLOGÍA EN ESTRELLA En redes LAN con topología en estrella cada estación está directamente

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conectada a un nodo central. Generalmente a través de dos enlaces punto a

punto, uno para transmisión y otro para recepción. En general existen dos

alternativas para el funcionamiento del nodo central. Una es el

funcionamiento en modo de difusión, en el que la transmisión de una trama

por parte de una estación se retransmite sobre todos los enlaces de salida

del nodo central.

Figura 5. Topología en estrella Fuente: Pérez (2003)

2.1.1.4. SEGÚN SU MEDIO DE TRANSMISIÓN El medio de transmisión constituye el canal que permite la transmisión

de información entre dos terminales en un sistema de transmisión. Las

transmisiones se realizan habitualmente empleando ondas

electromagnéticas que se propagan a través del canal.

(A). PARES TRENZADOS Para Tanembaum (1991 p.66), el medio de transmisión de datos más

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antiguo es el par trenzado, el cual posee dos alambres de cobre aislados que

por lo general son de un milímetro de espesor, los alambres se entrelazan en

forma helicoidal, la forma trenzada del cable se utiliza para reducir la

interferencia eléctrica con respecto a los pares cercanos que se encuentran a

su alrededor, además, se pueden utilizar tanto para transmisión analógica

como digital, y su ancho de banda depende del calibre del alambre y de la

distancia que recorre.

(B). CABLE COAXIAL DE BANDA BASE El cable coaxial es otro medio típico de transmisión consta de un alambre

de cobre duro en su parte central que constituye el núcleo, el cable coaxial

de banda base, es normalmente empleado en redes de ordenadores con una

resistencia de 50 Ohm, por el que fluyen señales digitales.

(C). CABLE COAXIAL DE BANDA ANCHA El cable coaxial de banda ancha normalmente mueve señales analógicas,

posibilitando la transmisión de gran cantidad de información por varias

frecuencias, y su uso más común es la televisión por cable.

(D). FIBRA ÓPTICA De acuerdo a Sheldom (1995 p.111) el cable de fibra óptica utiliza fotones

en la transmisión de señales digitales, se fabrica con vidrio puro que no

impone resistencia alguna al paso de los fotones es resistente a la

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interferencia electromagnética y no genera radiación por si solo; puede

enrollarse un cable alrededor de uno mismo adaptar la luz a un extremo y

observar la luminosidad en el otro, este es capaz de transmitir datos a alta

velocidad y no es susceptible de interferencia exteriores.

2.1.2. DISPOSITIVOS PARA UNA RED DE ÁREA LOCAL Se puede definir como dispositivo un aparato, artificio, mecanismo,

artefacto, órgano o elemento de un sistema. Seguidamente se explican los

dispositivos necesitados para diseñar una red de área local

2.1.2.1. TARJETAS DE RED O NIC

De acuerdo a Huidobro (2003, p.319), es una tarjeta de expansión que

permite a una DTE (data terminal equipamiento) ordenador o impresora

acceder a una red y compartir recursos entre dos o más equipos (discos

duros, CD-ROM, etc.). Hay diversos tipos de adaptadores en función del tipo

de cableado o arquitectura que se utilice en la red, pero actualmente el más

común es del tipo Ethernet utilizando un interfaz o conector RJ45. Las

tarjetas de red Ethernet pueden variar en función de la velocidad de

transmisión, normalmente 10Mbps o 10/100 Mbps, actualmente se están

empezando a utilizar las de 1000 Mbps conocida como Gigabit Ethernet y en

algunos casos 10 Gigabit Ethernet. También son NIC las tarjetas

inalámbricas o wireless, las cuales vienen de diferentes variedades

dependiendo de la norma a la cual se ajusten.

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2.1.2.2. COMPUTADORES U ORDENADOR Es un sistema digital con tecnología microelectrónica, capaz de procesar

datos a partir de un grupo de instrucciones denominado programa. La

estructura básica de una computadora incluye microprocesador (CPU)

memoria y dispositivos de entrada/salida (E/S), junto a los buses que

permiten la comunicación entre ellos. En realidad la computadora puede

dividirse en dos partes una parte física (como la pantalla, el teclado) y una

parte lógica (como el software), que interactúan entre sí para una

determinada función.

2.1.2.3. CABLE UTP Es un tipo de cable de par tranzado, el segmento máximo de longitud es

de 100 metros, el cable tradicional consta de dos hilos de cobre aislados.

Actualmente dependiendo de lo que el usuario desea se encuentran cincos

categorías.

Categoría 1: hace referencia al cable telefónico UTP tradicional, es bueno

para transmitir voz, pero no datos.

Categoría 2: hace referencia a un cable UTP que consta de cuatro pares

trenzados de hilo de cobre, el cual asegura una transmisión de datos de

hasta 4 megabits por segundo (Mbps).

Categoría 3: En esta categoría el cable UTP contiene cuatro pares

trenzados de hilo de cobre con tres enlazados por pie, para la transmisión de

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datos de hasta 16 Mbps

Categoría 4: Esta categoría certifica el cable UTP para transmisión de

datos de hasta 20 Mbps, consta de cuatro pares trenzados de hilo de cobre.

Categoría 5: En esta categoría el cable consta de cuatro pares trenzados

de hilo de cobre para transmisión de datos de hasta 100 Mbps.

2.1.2.4. CONECTORES RJ-45 Es una interfaz física tradicionalmente usada para conectar redes de

cableado estructurado. Contiene ocho (8) pines o conexiones eléctricas, que

se usan como extremos de cables de par trenzado.

2.1.2.5. CABLE COAXIAL Consiste en un cable interior el cual se mantiene fijo en un medio aislante

con una cubierta metálica. La capa exterior evita que las señales de otros

cables interrumpa la información conducida por el cable coaxial.

2.1.2.6. CONEXIÓN

Para que todos los cables funcionen adecuadamente en una red, se sigue

un estándar a la hora de hacer las conexiones. Los dos extremos del cable

llevan un conector de tipo RJ-45

2.1.2.7. SWITCH Es un dispositivo electrónico de interconexión de redes de ordenadores

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que operan en la capa 2 (enlace de datos) del modelo OSI (Open Systems

Interconection). Un switch interconecta dos o más segmentos de red,

traspasando datos de un segmento a otro. Se utilizan cuando se desea

conectar múltiples redes, uniéndolas en una sola también poseen la

capacidad de aprender y almacenar las direcciones de red de nivel 2

(direcciones MAC) de los dispositivos alcanzables a través de cada uno de

sus puertos.

2.1.2.8. SOFTWARE Es el conjunto de órdenes lógicas empleadas por el ordenador. A los

paquetes de software se les llama aplicaciones o programas. Cada

aplicación es apta para realizar una tarea. Se clasifica el software

dependiendo de la función a realizar en el ordenador.

2.1.2.9. EL SISTEMA OPERATIVO Es el software que se ejecuta cuando se enciende la máquina. Sin sistema

operativo el ordenador no funcionara ya que este permite llevar a cabo las

tareas básicas, como leer y escribir datos o controlar el aspecto grafico de la

pantalla.

2.1.2.10. ESCALERILLA Son una especie de escalerillas de material de hierro liviano, utilizada para

transportar el ramal del cableado desde el servidor a cada una de las oficinas

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por medio del techo, cubiertas por lo general con cielo raso.

2.1.2.11. FACEPLATE Son una especie de cajetín superficial, mediante el cual se puede conectar

de una forma estética los puntos de red ubicados para cada una de las

estaciones.

2.1.2.12. PISO FALSO Son una especie de piezas de piso removibles utilizado de forma estético

para cubrir ramales de cableado

2.1.2.13. CANALETAS Son una especie de tubería plástica, utilizada para dirigir el cableado

desde el servidor hacia cada una de las estaciones de trabajo la cual se

puede observar empotrada en la pared.

2.1.3. DISPOSITIVOS PARA UNA RED DE ÁREA EXTENDIDA Los dispositivos son elementos que se requieren en todo momento para

que la red funcione de manera correcta. Es decir, son imprescindibles al

momento de usar la red. Estos dispositivos permiten al usuario ver los

resultados de los cálculos o de las manipulaciones de datos de la red. Por

consiguiente se explican a continuación los dispositivos necesitados para

diseñar una red de área extensa

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2.1.3.1. TARJETAS DE RED O NIC

De acuerdo a Huidobro (2003, p.420), es una tarjeta de expansión que

permite a una DTE (data terminal equipamiento) ordenador o impresora

acceder a una red y compartir recursos entre dos o más equipos (discos

duros, CD-ROM, etc.).

2.1.3.2. COMPUTADORES U ORDENADOR Es un sistema digital con tecnología microelectrónica, capaz de procesar

datos a partir de un grupo de instrucciones denominado programa. La

estructura básica de una computadora incluye microprocesador (CPU)

memoria y dispositivos de entrada/salida (E/S), junto a los buses que

permiten la comunicación entre ellos. En realidad la computadora puede

dividirse en dos partes una parte física (como la pantalla, el teclado) y una

parte lógica (como el software), que interactúan entre sí.

2.1.3.3. CABLE UTP Es un tipo de cable de par tranzado, el segmento máximo de longitud es

de 100 metros, el cable tradicional consta de dos hilos de cobre aislados.

Hoy día dependiendo de lo que el usuario desea se encuentran 5 categorías.

2.1.3.4. CONECTORES RJ-45 Es una interfaz física tradicionalmente usada para conectar redes de

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cableado estructurado. Contiene 8 pines o conexiones eléctricas, que se

usan como extremos de cables de par trenzado.

2.1.3.5. CABLE COAXIAL Consiste en un cable interior el cual se mantiene fijo en un medio aislante

con una cubierta metálica. La capa exterior evita que las señales de otros

cables interrumpa la información conducida por el cable coaxial.

2.1.3.6. SWITCH Es un dispositivo electrónico de interconexión de redes de ordenadores

que operan en la capa 2 (enlace de datos) del modelo OSI (Open Systems

Interconection). Un switch interconecta dos o más segmentos de red,

traspasando datos de un segmento a otro. Se utilizan cuando se desea

conectar múltiples redes, uniéndolas en una sola también poseen la

capacidad de aprender y almacenar las direcciones de red de nivel 2

(direcciones MAC) de los dispositivos alcanzables a través de cada uno de

sus puertos.

2.1.3.7. FIREWALL Es un dispositivo que funciona como cortafuegos entre redes, permitiendo

o denegando la transmisión de una red a otra. En resumen es un filtro que

controla todas las comunicaciones que pasan de una red a la otra el cual

para permitir o denegar una comunicación, un firewall examina el tipo de

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servicio al que corresponde, y si la comunicación es entrante o saliente para

acceder o denegar la transmisión.

2.1.3.8. SOFTWARE Es el conjunto de órdenes lógicas empleadas por el ordenador. A los

paquetes de software se les llama aplicaciones o programas. Cada

aplicación es apta para realizar una tarea. Se clasifica el software

dependiendo de la función a realizar en el ordenador.

2.1.3.9. PLATAFORMA FRAME RELAY Según Stallings (2000, p.330). La capacidad de enviar en ciertos periodos

breves de tiempo un gran volumen de tráfico aumenta la eficiencia de las

redes basadas en Frame Relay. Se trata de un servicio de transporte que

opera en la capa 2 del modelo OSI, transmite la información estructurada en

tramas y es capaz de soportar múltiples protocolos y aplicaciones

correspondientes a diversos entornos de comunicaciones de clientes. Las

aplicaciones típicas son: correo electrónico, trasferencia de ficheros e

imágenes, impresión remota, acceso remoto a bases de datos, entre otros.

Los beneficios aportados por Frame Relay pueden ser analizados desde tres

criterios básicos: tarifación, múltiplexación y tráfico en ráfagas.

2.1.3.10. ROUTER Es un enrutador, dispositivo de hardware para interconexión de redes de

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las computadoras que opera en la capa tres (nivel de red). Comúnmente los

routers se implementan también como puertas de acceso a Internet (por

ejemplo router ADSL), usándose normalmente en casas y oficinas pequeñas.

Una forma de adquirir un router es ya contactando con fabricantes que se

dedican a desarrollar su propio software no libre y con su hardware

especialmente hecho para tal fin, como ejemplo Cisco Systems.

2.1.3.11. RADIO MICROONDAS Para Forouzan (2002, p.125). Son ondas de radio de alta frecuencia y por

consiguiente de longitud de onda muy corta. Tienen la propiedad de excitar la

molécula de agua. Las microondas están situadas entre los rayos infrarrojos

(cuya frecuencia es mayor) y las ondas de radio convencionales. Su longitud

de onda va aproximadamente desde 1mm hasta 30 cm.

2.1.3.12. RADIO MODEM El radio modem permite transmitir datos de forma transparente para el

usuario, se entrega completo para su uso, incluyendo una pequeña antena

helicoidal, un cable de conexión para puerto serie RS232 y un transformador

de alimentación de 12V.

2.1.3.13. GATEWAYS Es una especie de pasarela, dispositivo encargado de interconectar dos

redes de tipos diferentes.

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2.1.3.14. GATEKEEPER Entidad H 323 (estándar de la ITU-t que recoge los protocolos empleados

en el soporte del servicio de audio, video y conferencia de datos sobre redes

y paquetes) que se encarga de funciones como el mantenimiento del registro

de los equipos (terminales, pasarelas y MCU).

2.1.3.15. CENTRALES TELEFÓNICAS La central telefónica es el lugar (puede ser un edificio, un local, una caseta

o un contenedor) utilizado por una empresa operadora de telefonía donde se

alberga el equipo de conmutación y los demás equipos necesarios para la

operación de las llamadas telefónicas. Es decir, es el lugar donde se

establecen conexiones entre los lazos (bucles) de los abonados, bien

directamente o bien mediante retransmisiones entre centrales de la señal de

voz. Las centrales se conectan entre sí mediante enlaces de comunicaciones

entre centrales o enlaces intercentrales.

En la central telefónica terminan las líneas de abonado y se originan los

enlaces de comunicaciones con otras centrales telefónicas de igual o distinta

jerarquía o, en su caso, parten los enlaces o circuitos interurbanos

necesarios para la conexión con centrales de otras poblaciones.

2.2. SISTEMAS DE COMUNICACIONES MÓVILES

La utilización de las ondas radioeléctricas se reveló desde hace tiempo

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como el único medio eficaz de establecer comunicaciones con puntos

móviles, y lo seguirá siendo durante mucho tiempo, ya que las ondas de

radio gozan de la propiedad de salvar obstáculos, y el resto de las

interacciones conocidas por la física actual no puede propagarse a grandes

distancias.

Desgraciadamente el espectro radioeléctrico es un recurso limitado cuya

utilización racional sólo ha sido posible mediante una reglamentación muy

estricta que permite la optimización de la asignación de frecuencias.

Los primeros sistemas diseñados en los años 20 para uso de la policía

en EE.UU., asignaban a cada vehículo policial un canal de radio, que

permanecía permanente ocupado pese a que los agentes no se estuvieran

comunicando con la central.

Tal despilfarro de recursos fue posible porque la única ocupación del

espectro, en aquellos tiempos, era la que hacían las emisoras de

radiodifusión. En los años 60, con la proliferación de las cadenas de radio y

televisión, el uso cada vez más frecuente de los radio enlaces de

microondas, los enlaces de satélite, etc., la ocupación del espectro

preocupaba ya de tal manera, que la telefonía móvil se vio obligada a

evolucionar hacia sis temas basados fundamentalmente en un

aprovechamiento mejor del espectro disponible.

El primer avance significativo fue la introducción del trunking automático.

El sistema trunking consiste en la asignación de un canal libre existente

dentro de un conjunto de canales disponibles, y que se mantiene solamente

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durante el tiempo que el canal está siendo utilizado en la conversación,

pasando al estado de disponible para otro usuario cuando haya terminado la

conversación que se desarrollaba a través de él. De este modo, el número de

canales que hay que instalar y que ocupar en el espectro se reduce

notablemente.

Cuando el sistema gana inteligencia y la asignación de canal se realiza de

manera automática, sin la intervención de un operador humano, estamos en

presencia de un trunking automático. El paso siguiente en el

aprovechamiento del espectro radioeléctrico es el concepto celular,

propuesto por la "Bell South" a principios de los años setenta.

2.2.1. CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DE UN SISTEMA MÓVIL A continuación se presentan las características de un sistema móvil: 2.2.1.1 REUTILIZACIÓN DE FRECUENCIAS Este concepto define la utilización de radiocanales con las mismas

frecuencias portadoras para cubrir áreas diferentes. Cada una de estas áreas

se denomina célula.

Dentro de cada célula se utilizan un conjunto de radiocanales que pueden

repetirse en otras células. De esta forma, se aumenta el número de canales

de tráfico por unidad de superficie.

Por motivos de interferencia entre canales operando sobre el mismo canal

celular (interferencia cocanal) las mismas frecuencias no pueden utilizarse en

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todas las células. Debe respetarse una distancia mínima de separación,

denominada distancia de reutilización, entre cada uno de los emisores.

Figura 6. Reutilización de frecuencia. Fuente: http://www.une.edu.ve (2012)

2.2.1.2 FRAGMENTACIÓN CELULAR La idea celular permite aumentar la capacidad del sistema, para

adaptarse a futuros incrementos del número de usuarios, mediante sucesivas

divisiones o fragmentaciones de las células.

De esta forma, puede aumentarse la reutilización de las frecuencias

disponibles en zonas con mucho tráfico, aumentando la capacidad inicial.

Esto permite una inversión gradual y un crecimiento armonizado en

función de la demanda. Además, el crecimiento debido al aumento en la

demanda no supone retirarlos equipos e inversiones ya realizadas.

Figura 7. Fragmentación celular

Fuente: http://www.une.edu.ve (2012)

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2.2.1.3. COMPARTICIÓN DE RADIOCANALES Los primeros sistemas móviles utilizaban la asignación fija de una

frecuencia para cada pareja móvil-estación base, de forma que cada canal se

asignaba a un móvil específico o a un grupo de usuarios que lo compartían.

En los actuales sistemas celulares los radiocanales existentes dentro de

cada célula son compartidos por todos los usuarios (sistemas trunking).

Esto tiene como consecuencia el incremento de la eficiencia de utilización del

canal, al ser compartido; la eficiencia es mayor a medida que se incrementó

el número de canales.

El sistema debe tener localizado al terminal móvil en todo momento, de

forma que éste pueda recibir llamadas independientemente de su posición

actual. Esta función se realiza actualizando la posición de los terminales

móviles en registros de localización.

Cuando un terminal móvil detecta un cambio de área de localización,

inicia una llamada o una petición de servicio hacia la red TMA con el fin de

actualizar su posición. Los mecanismos para llevar a cabo esta función

presentan una gran diversidad dependiendo del tipo de sistema celular. A

otra cuando el móvil atraviesa la frontera entre ambas.

Mediante la función de supervisión de la calidad de la comunicación el

sistema celular debe detectar cuando es necesario realizar el procedimiento

de traspaso o cambio de canal. En este caso, debe ser capaz de conmutar la

llamada del canal de la primera célula a un canal libre de la segunda célula,

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que incluso, como en GSM, puede ser la misma que estaba cursando la

comunicación. Las causas que pueden producir el traspaso de canal, así

como el ámbito de aplicación, pueden ser muy diversas y varían de unos

sistemas a otros.

2.2.2. GSM Tal como lo señala Huidobro (2001, pag.63) El nombre GSM proviene del

comité group special mobile del CEPT establecido en 1992, se creó en

Europa con la finalidad de unificar los sistemas móviles digitales y sustituir a

los analógicos. GSM es un servicio de voz y datos basado en conmutación

de circuitos de alta velocidad.

Además es un sistema estándar definido el cual permite la comunicación

mediante teléfonos móviles que incorporan tecnología digital, es por ello que

cualquier cliente GSM puede conectarse a través de su teléfono con su

ordenador y puede hacer, enviar y recibir mensajes por e-mail, faxes,

navegar por internet, acceso seguro a la red informática de una compañía

(LAN/Intranet), del mismo modo permite utilizar otras funciones digitales de

transmisión de datos, incluyendo el servicio de mensajes cortos (SMS) o

mensajes de texto.

2.2.2.1. CLASIFICACION SEGÚN RANGO DE FRECUENCIA Por otra parte, en el siguiente párrafo se presentan las diferentes

clasificaciones según su rango de frecuencia existente en el sistema móvil

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hoy en día:

2.2.2.2. ARQUITECTURA DEL SISTEMA GSM Según Sendin (2004, pag399). Para proporcionar comunicaciones móviles

inalámbricas, dentro de una región particular geográfica, se debe emplear

una red integrada de estaciones base para proporcionar la suficiente

cobertura de radio a todos los usuarios móviles. Las estaciones base, a su

vez, deben estar conectadas a un eje central llamado Centro de

Conmutación Móvil (MSC). El MSC proporciona una conectividad entre la

Red Telefónica de Conmutación Publica (PSTN) y las numerosas estaciones

base, y por último, entre todos los abonados móviles en un sistema.

La PSTN forma la red de telecomunicaciones global que interconectan los

centros de conmutación de telefonía convencional, con los MSCs de todo el

mundo, para conectar a los abonados con las estaciones base, se

establecen enlaces de radio usando un protocolo de comunicación

cuidadosamente bien definido, llamado interfaz de radio que debe asegurar

una gran fiabilidad en el canal para asegurar que los datos se envían y se

reciben correctamente entre el móvil y la estación base, y es por ello por lo

que se realiza una codificación de la voz y una codificación de canal.

En la estación base, los datos de señalización y sincronización se

descartan y el resto de información de voz o datos, se pasan a través del

MSC hasta las redes fijas. Mientras que cada estación base puede gestionar

del orden de unas 50 llamadas simultaneas, una MSC típica es responsable

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de conectar hasta 100 estaciones base a la PSTN (hasta 5000 llamadas a la

vez), y es por eso que la interfaz entre el MSC y la PSTN requiere una gran

capacidad en cualquier instante de tiempo.

Está claro que las estrategias de red y los estándares pueden variar

mucho dependiendo si está sirviendo a un circuito simple de voz o a una

población metropolitana completa.

Dentro de una breve descripción de la organización o arquitectura de

GSM, se pueden identificar los siguientes subsistemas: la Estación Base

(Móvil Station o MS) y el subsistema de Estación Base (Base Station

Subsystem o BBS). El Subsistema de Conmutación de Red (Network

Switching Subsystem o NSS) debe gestionar las conmutaciones y conectar

las estaciones móviles a otro tipo de redes como la PSTN o a otras

estaciones móviles. Además se tendrá el Centro de Operaciones y

Mantenimiento (Operation and Service Subsystem o OSS). Las MS, BSS y la

NSS forma la parte operacional del sistema mientras que el OSS proporciona

los medios para que el operador controle.

2.2.2.3. CARACTERISTICAS DEL GSM: Las características de GSM son: • Bandas de frecuencia Según Sendin (2004, p.396). La frecuencia está configurado por medio de

unos accesos múltiples mixto FDM/TDMA. Cabe destacar, que el ancho de

banda de estos canales nominalmente es de 200KHz.

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Las bandas de frecuencia usadas en GSM son:

- GSM 900:

Es la plataforma tecnológica más utilizada alrededor del mundo,

especialmente en Europa y Asia-pacifico.

- GSM 1800:

Opera exclusivamente en Europa, Asia-pacifico y Australia.

- GSM 900:

Es la plataforma de servicios de más alta generación y opera en EEUU,

Canadá y Latinoamérica

• Modulación: De acuerdo con Sendin, (2004, p.404) en el sistema GSM se utiliza la

modulación GMSK, la cual forma parte de la modulación FSK, acompañada

del filtro gaussiano en banda base con parámetro (Bb * T=0.3, donde T es el

periodo de bit). Así mismo, esta modulación es de envolvente constante, lo

que permite utilizar aplicadores no lineales de radiofrecuencias y con esto

disminuir el coste primordialmente en las estaciones móviles.

El ancho de banda de transmisión de cada portadora es nominalmente de

200khz, ello ocasiona una eficiencia o rendimiento espectral de 1.35 bit/Hz.

• Potencia de los transmisores:

De la misma manera, también expone que en GSM están definidos los

límites de potencia transmitida, especificada en el conector de antena de

equipo, en el caso de equipos portátiles, (que son los más comunes) con

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antena incorporada se denomina omnidireccional.

En resumen, se define la potencia de salida como el valor medio de la

potencia, promediado en la parte útil de la ráfaga de radiofrecuencia. Existen

dos tablas que definen estos valores asociados a las clases de los equipos

siendo un para las estaciones móviles y otra para las estaciones bases. Las

que son representadas en las tablas1 y 2, respectivamente:

Tabla 1. Valores asociados estación móvil

Estación Móvil Clase Potencia de salida

máxima

Tolerancia(dB)

(w) (dBm)

1 8 39 -2,+2

2 5 37 -2,+2

3 2 2 -2,+2

4 0.8 0.8 -2,+2

Fuente: Sedin (2004)

Tabla 2. Valores asociados estación base Estación Base

Clase Potencia de salida máxima(w)

Tolerancia(dB)

1 [320,640] -2,+2 2 [160,320] -2,+2 3 [80,160] -2,+2 4 [40,80] -2,+2 5 [20,40] -2,+2 6 [10,20] -2,+2 7 [5,10] -2,+2 8 [2.5,5] -2,+2

Fuente: Sedin (2004)

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• MULTIACCESO: Siguiendo con Sendin, (2004, p.415) se tiene que el acceso a la radio del

sistema por medio de la estación móvil lleva multiacceso mixto FDM/TDMA,

es decir, que un canal físico viene compuesto por dos frecuencias

correspondientes a la transmisión y recepción y una serie de

intervalos a compartir dentro de las mismas.

Las radios son asignadas a cada estación base junto con una dotación de

“n” radio canales.

El acceso por división en el tiempo (TDMA) contiene un conjunto de ocho

(8) canales o intervalos temporales por portadora, por lo tanto en cada

estación base se encuentran disponibles 8-n canales.

En este ámbito, se define ráfaga o Burt como la señal digital transmitida

o recibida en un intervalo temporal, estas se encierran en su correspondiente

intervalo dentro de la trama que agrupa los intervalos en una pareja de

portadoras, en otras palabras, en la frecuencia ascendente y

descendente.

2.2.2.4. VENTAJAS DEL GSM Frente a los sistemas analógicos, el sistema digital GSM presenta una

serie de ventajas, como son:

• Capacidad total de seguimiento automático, tanto nacional como

internacional.

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• Gran capacidad de tráfico con una utilización del espectro optimizada

• Mejoras en la calidad de servicio y mayores facilidades.

• Posibilidad de coexistencia con los sistemas analógicos en los mismos

emplazamientos de estaciones base.

• Posibilidad de interconexión con la RDSI.

• Posibilidad de utilización de terminales de usuarios de reducido tamaño.

• Terminales personalizables.

• Mejoras en la seguridad de transmisión de voz.

• Mayor eficacia de las baterías portátiles.

• Utilización de los sistemas de señalización avanzados (CCITTnº7) 2.2.2.5. SERVICIOS GSM: Los servicios básicos y suplementarios que actualmente proporciona la

tecnología GSM a sus clientes móviles y fijos se describen a continuación:

• Short Messaging service (SMS) El servicio de mensajería corto SMS se utiliza para enviar y recibir

mensajes de texto desde y hacia los terminales móviles. El texto puede estar

compuesto por palabras, números o una combinación de caracteres

alfanuméricos, este fue creado como arte de la fase 1 estándar de GSM, el

primer mensaje corto se considera fue enviada en diciembre de 1992 por

medio de una computadora personal (PC) a un teléfono móvil sobre la red

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GSM Vodafone en Ucrania. Cada mensaje corto consta de un máximo de

160 caracteres cuando se utiliza el alfabeto latín y 70 caracteres en el caso

de utilizar otros alfabetos, como es el caso del aravico y del chino.

• Call waiting and call hold En el caso de usar el teléfono, este ofrece distintos servicios como el call

waiting o llamada en espera, el cual envía una señal de alerta al recibir una

llamada, esto permite que no se pierda una llamada que este por entrar.

Por su parte, el servicio call hold sirve para dejar una llamada en espera

mientras esta se esté llevando a cabo, de manera que se pueda realizar otra

llamada en ese mismo instante, sin perder ninguna de estas.

• Call forwarding Call forwarding o servicio de reenvío de llamadas se usa para re

direccionar una llamada entrante de un abonado hacia otro abonado con

distinta codificación.

• Calling Line Identity (CLI) El servicio de identidad de la llamada despliega el número o codificación

del abonado del cual proviene la llamada

• Servicio de datos El empleo de un teléfono con la tecnología GSM para enviar y recibir

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datos es primordial para efectuar el acceso móvil a internet y la transferencia

móvil de datos. En la actualidad, GSM posee una transferencia de datos de

9.6kbps, sin embargo los aumentos tecnológicos aumentan la velocidad de

datos para los usuarios de GSM son HSCSD (high speed circuit switched

data) y GPRS (general packet radio service).

2.2.2.6 CLASIFICACION DE LOS SERVICIOS

Los servicios GSM son clasificados en servicios portadores y servicios

suplementarios

(A). SERVICIO PORTADORES Proporcionan capacidad de transmisión de señales entre puntos de

acceso, usando conjuntamente recursos de las redes conmutadas y de la red

GSM.

• Modo circuito :

Voz codificada usando 13 Kbls en la interfaz radio y 64 Kbls en la red

fija.Digital sin restricciones, para el envío de datos de forma transparente y

no transparente (los datos se envían en tramas HDLC entre el móvil y el

MSC).3,1 KHz para el envío de datos vía modem.Circuitos de datos

asíncronos con velocidades de 300, 1200, 2400, 4800 y 9600 bps.Circuitos

de datos síncronos con velocidades de 1200, 2400, 4800 y 9600 bps.

Circuitos de acceso a PAD, asíncrono, con velocidades de 300, 1200, 2400,

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4800 y 9600 bps, con acceso transparente y no transparente.

Voz seguida de envío digital sin restricciones de modo transparente y no

transparente. El cambio se produce mediante el envío de un mensaje.Todas

las adaptaciones se realizan en el MSC en un módulo característico

denominado módulo de interworking.

• Modo Paquete :

El sistema GSM ofrece dos tipos de servicios portadores de paquetes:

Utilizando un circuito entre el terminal móvil (DTE) y el DCE situado en la red

de conmutación de paquetes. Se emplea la capacidad portadora digital sin

restricciones.

Servicio portador que permite el envío hasta el MSC de las tramas LAPB

generadas en cada terminal. En el MSC se multiplexan las tramas

provenientes de varios orígenes en un solo canal de acceso a la red de

paquetes.

• Tele Servicios: Proporcionan facilidades de comunicación total, incluyendo las funciones

del terminal, entre usuarios de la red GSM y usuarios de otras redes.

• Telefonía Facilita la realización de llamadas telefónicas hacia usuarios de la red fija

y hacia usuarios de la red móvil. Los procedimientos de acceso son similares

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a los definidos para las redes fijas.

• Llamadas de Emergencia Permite la realización de una llamada telefónica hacia un centro de

atención especialmente habilitado (policía, etc.). El sistema debe posibilitar la

realización de llamadas de emergencia independientemente de las

restricciones impuestas a la estación móvil (restricción de llamadas salientes,

ausencia de SIM, etc.).

• Mensajes Cortos: - Punto a punto originado en el móvil

Facilita la transmisión de un mensaje alfanumérico de hasta 160 caracteres

desde un usuario móvil hacia un centro de servicio donde se almacena. La

composición del mensaje en la estación móvil puede realizarse mediante

mensajes predefinidos, utilizando un teclado auxiliar o mediante un terminal

externo.

- Punto a punto terminado en el móvil

Facilita la transmisión de un mensaje alfanumérico de hasta 160 caracteres

entre un centro de servicio y un usuario móvil concreto. El centro de servicio

recibe una confirmación de la recepción del mensaje por el móvil. Los

mensajes pueden ser depositados en el centro de servicio por

procedimientos diferentes y desde diferentes vías (RTC, RDSI, RPCP, etc.).

- Difundido

Facilita la transmisión de un mensaje alfanumérico de hasta 93 caracteres

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desde un centro de Servicio hacia todos los móviles que están dentro de un

área determinada. No se confirma la recepción y los mensajes son recibidos

por los móviles que se encuentran en estado libre.

(B) SERVICIO SUMPLEMENTARIOS Los servicios suplementarios modifican o complementan a los servicios

básicos. No pueden ser ofrecidos de forma independiente, debiendo estar

necesariamente asociados a un servicio básico. El mismo servicio

suplementario puede ser aplicado a diferentes servicios básicos. Un servicio

suplementario puede ser ofrecido con carácter exclusivamente nacional o

puede tener carácter internacional, en base a acuerdos entre operadores.

Los servicios suplementarios definidos en el sistema GSM se asemejan en

gran medida a los proporcionados por las redes fijas. Las recomendaciones

GSM identifican 28 servicios suplementarios diferentes; no todos ellos

pueden ser utilizados independientemente.

Descripción de los Servicios Suplementarios

- Identificación del llamante: el abonado móvil suscrito a esta facilidad recibe

la identidad del llamante

- Restricción de la presentación: el abonado móvil suscrito a esta facilidad,

puede impedir en las llamadas la presentación de su identidad al llamado.

- Presentación del número conectado: facilidad semejante a la identificación

del llamante, presentándose en este caso el número conectado.

- Llamada maliciosa: mediante acuerdo previo con la administración, el

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abonado móvil podrá requerir el registro del número llamante.

- Desvío incondicional: se tienen varias modalidades, si el abonado no

contesta, si está ocupado, desvío incondicional, etc.

2.2.3. CONCEPTO DE ANTENAS Según Correira (2009, p.141) se refiere al elemento que recibe las

señales emitidas por los satélites. Esta puede estar integrada, fija o bien

independiente y unida al receptor a través de un cable. Es un elemento

esencial al receptor del GPS e influye sobre la calidad de las informaciones

que proporciona.

Letham (2006, p.34) las clasifica en dos tipos: (a) Hélice Cuadrifilar y (b)

Micro antenas.

2.2.3.1. ANTENA HÉLICE CUADRIFILAR Letham (2006, p.34) puntualiza habitualmente son de forma rectangular,

externas al receptor, con placa giratoria para poder orientarla en busca de la

mejor recepción. Puede detectar satélites en el horizonte más no de forma

eficiente sobre la vertical.

Figura 8. Antena Cuadrifilar.

Fuente: Letham (2006)

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2.2.3.2. MICROANTENA Letham (2006, p 35) indica, estas son internas al receptor, de pequeño

tamaño. Conviene mantenerla paralelo al cielo para mejor recepción, es

capaz de detectar satélites sobre la propia vertical.

Figura 9. Microantena (interna).

Fuente: Letham (2006) 2.2.4. COMUNICACIÓN VÍA SATÉLITE: Según Cheruku (2009, p.2) las comunicaciones utilizando satélites son

cada vez más comunes en estos días e implementan un sin número de

aplicaciones, además de ser indispensables para la mayoría de los sistemas

de telecomunicaciones, la característica única que identifica este tipo de

comunicación es la capacidad de conectar a todos los usuarios sin importar

la distancia en que se encuentren.

Cabe señalar que, la comunicación satelital puede manejar señales

globales, regionales y cualquier otra combinación y trabaja con señales como

voz, video o datos simultáneamente o una por una. Por lo que se puede

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definir un satélite de comunicaciones como un repetidor de radio vía aérea.

Un sistema de satélite consiste de un transponer, es decir una estación

basada en tierra para controlar su funcionamiento y una red de usuario, que

proporciona las facilidades para controlar su funcionamiento transmisión y

recepción de trafico de comunicaciones, a través del sistema de satélite.

Las transmisiones de satélite se catalogan como bus o carga útil, la de

bus incluye mecanismos de control que apoyan la operación de carga útil,

donde la carga útil es la información del usuario que será transportada a

través del sistema.

2.2.4.1. RESEÑA DE LAS COMUNICACIONES POR SATÉLITES: Clarke planteaba la posibilidad de retransmitir información por dichos

satélites hacia otros sitios de la tierra, donde por otros medios sería imposible

llegar, en forma permanente, confiable y clara.

Las comunicaciones por satélite dieron un gran paso el 4 de Octubre de

1957 con el lanzamiento del satélite SPUTNIK I por la URSS. Más tarde, el 1

de Enero de 1958, EEUU lanza el satélite EXPLORER I.

La primera idea de utilizar satélites artificiales ubicados en órbitas

estacionarias se debe a Arthur Clarke, en el año 1945.

En 1959 se lanzó el PIONER I, que permitió recibir datos de la luna. En

ese mismo año, los norteamericanos colocaron en órbita el primer satélite

de comunicaciones. Fue el SCORE. Se utilizó para la retransmisión de

mensajes hasta 5.000 Km de distancia, y difundió al mundo un mensaje de

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navidad grabado en cinta magnética por el presidente Eisenhower de los

Estados Unidos.

El primero de abril de 1960, los Estados Unidos lanzaron el TIROS I,

satélite meteorológico que transmitió gran cantidad de fotografías.

El 12 de Agosto de 1960, el proyecto ECHO dio por resultado el

lanzamiento de un globo metalizado de 30 metros de diámetro, con un

período orbital de aproximadamente dos horas. Este reflector pasivo podía

retransmitir señales desde un punto a otro, solamente cuando se encontraba

en línea vista común.

El 10 de julio 1962 el satélite TELSTAR I repetidor activo, es puesto en

órbita para realizar la primera transmisión de televisión internacional en vivo

y directo, telefonía y telefotografías por microondas.

El 18 de septiembre de 1962 fue lanzado el TIROS VI, satélite

meteorológico que llevaba dos cámaras de televisión. El 1 de noviembre de

1962 la Unión Soviética lanzó la estación interplanetaria MARS I en

dirección a Marte. El 13 de diciembre de 1962 se lanzó el satélite RELAY I,

semejante en los principios fundamentales del Telstar. Se utilizó para

transmisiones de televisión entre Europa, Sudamérica, Japón y EE.UU.

El SYNCOM I fue lanzado a órbita el 14 de Febrero de 1963, pero por

fallas técnicas no alcanzó la órbita. Sin embargo el 26 de Julio de 1963,

cinco meses más tarde, fue lanzado y puesto en órbita casi sincrónica, el

satélite SYNCOM II.

El 7 de mayo de 1963 se lanzó el satélite TELSTAR II. Funcionó

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satisfactoriamente hasta el 16 de julio de 1963, en que una avería no

identificada interrumpió su funcionamiento. Volvió a funcionar el 12 de

agosto de ese mismo año. Realizó experimentos sobre radiaciones y daños

producidos por partículas. El 19 de Agosto de 1963 es lanzado el SYNCOM

III, el cual ocupa una órbita geoestacionaria, lo cual permitió transmitir con

éxito total las XVIII Olimpiadas de Tokio hacia Norteamérica. Ese mismo

año se lanzó el RELAY II, que contribuyó a aumentar la capacidad de los

canales de transmisión de datos.

El 21 de diciembre de 1963 se lanzó al espaci o el TIROS VIII, que

realizó diversas observaciones meteorológicas El 25 de enero de 1964 se

lanzó el ECHO II. Con él se realizaron experimentos científicos participando

EE.UU., Gran Bretaña y la Unión Soviética.

En 1965 la Unión Soviética lanzó los satélites de la serie MOLNYA para

transmisión de señales telegráficas, telefónica y de televisión en color.

También permitieron tomar datos meteorológicos.

El INTELSAT I (anteriormente EARLY BIRD), lanzado a órbita el 28 de

junio de 1965, demostró la viabilidad de un sistema de satélites geo-

estacionarios con fines comerciales.

En octubre de 1966 se iniciaron los lanzamientos de los INTELSAT II. El

primero no entró en órbita por un fallo en el motor de apogeo. El segundo

entro en órbita sobre el océano pacífico, el tercero lo hizo sobre el Atlántico y

el cuarto también sobre el Pacífico. Se proyectaron con una capacidad de

240 canales.

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En 1968 comenzaron los lanzamientos de los INTELSAT III. Tenían una

capacidad cinco veces mayor que los anteriores. Se alimentan con energía

solar y tenían una potencia de 130 Watt cada uno, pudiendo cursar a la vez

1.200 conversaciones telefónicas bidireccionales o cuatro canales de

televisión. Parte del ancho de banda de estos satélites fue asignado a

televisión y el resto a telegrafía, telefonía, facsímil y datos.

Para 1969 había en órbita ocho satélites de la serie INTELSAT III.

Durante 1971 se puso en órbita el satélite INTELSAT IV. Posee baterías

solares que proporcionan 500 Watt. Tiene doce transceptores para abarcar

la tierra que puede conmutar en órbita a fin de abarcar la zona geográfica

deseada.

En los años posteriores se han llevado a órbita un gran número de

satélites con fines comerciales, con lo cual se abrió definitivamente las

puertas a las comunicaciones de televisión por satélite para servicios

domésticos, comunicación punto a punto, aplicaciones meteorológicas,

internet, sistemas de telefonía celular satelital, sistemas de radio ayudas para

la navegación marítima y aérea, sistemas de posicionamiento, entre otros.

En los últimos veinticinco años los satélites estacionarios han sufrido

una rápida evolución en cuanto al tiempo de vida, que se ha duplicado por

diez. Además, se ha avanzado considerablemente en los equipos

conversores de energía. Pero delante de todos estos avances se podría

mencionar el creciente aumento de la potencia de los cohetes lanzadores,

que permiten la puesta en órbita de masas muy grandes.

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El 29 de Octubre de 2008 es puesto en órbita el primer satélite

Venezolano con el apoyo de China. Se llamó “Simón Bolívar” en honor al

libertador de 5 naciones americanas.

2.2.4.2. TIPOS DE SATÉLITES: (A)SATÉLITES ORBITALES: Los satélites orbitales o no sincrónicos, estos giran alrededor de la tierra

en un patrón elíptico o circular de baja altitud. Si el satélite está girando en la

misma dirección que la rotación de la tierra y una velocidad angular superior

que la de la tierra, la órbita se llama orbita pro grado. Si el satélite está

girando en la dirección opuesta a la rotación de la tierra o en la misma

dirección, pero a una velocidad angular menor a la de la tierra, la órbita se

llama órbita retrograda.

(B)SATÉLITES GEOESTACIONARIOS: Los satélites geoestacionarios o geo síncronos son satélites que giran en

un patrón circular, con una velocidad angular igual a la de la tierra.

Consecuentemente, pertenecen en una posición fija con respecto a un punto

específico en la tierra. Una ventaja es que están disponibles para todas las

estaciones de la tierra, dentro de su sombra, 100% de las veces. La sombra

de un satélite incluye a todas las estaciones de la tierra que tienen un camino

visible a él y están dentro del patrón de radiación de las antenas de los

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satélites.

2.2.4.3. LEYES DE KEPLER Hacia finales de la edad Media, en las universidades Europeas

especialmente italianas se cuestionaba el modelo de Tolomeo puesto que

contradecía la física de Aristóteles y no describía el modelo planetario con

movimientos circulares puros, sino a través de epiciclos.

Siendo en 1589 el ingreso a la universidad de Tubigen (Tubinga) del

alemán Johannes Kepler (1571-1630) con el propósito de convertirse

ministro luterano.

En esta universidad estudio matemáticas, física y astronomía fue así que

conoció la hipótesis de Copérnico gracias a su maestro Michael Maestli.

Kepler estaba convencido de la existencia de solo seis planetas, en donde

cinco eran sólidos regulares o pitagóricos, cuyos lados son polígonos

regulares, inscritos o anidados uno dentro de otro, lo cual determinaría la

distancia existente entre ellos y el Sol.

Al ver que su hipótesis no coincidía con las observaciones se guio por la

hipótesis del astrónomo danés Tycho Brahe, quien realizo durante 35 años

los registros más curiosos acerca de la posición de diferentes cuerpos

celestes hasta la época.

Al ser exiliado por motivos religiosos, Kepler viaja a Praga donde Tycho

trabajaba como matemático imperial, al morir Tycho en 1601 lego sus

observaciones a Kepler, convirtiéndose este en el nuevo matemático

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imperial, dedicándose a construir un sistema del mundo, adaptando los datos

de una órbita circular a una elipse, lo cual permitió desechar las órbitas

circulares incuestionables durante siglos, mediante la recisión de los datos

Tycho.

De esta manera, la primera ley cinemática del movimiento planetario ,

según Kepler, también llamado ley de las órbitas, es enunciada de la

siguiente manera:

Ley 1: “todos los planetas se mueven en forma elíptica en torno al sol, el

cual ocupa uno de sus focos”

Donde r1 se denomina radio vector. El elipse es una circunferencia

achatada, en este todos los puntos mantienen similares las distancias a dos

puntos fijos dentro de este llamados focos, el parámetro que mide que tan

achatada es una elipse se denomina excentricidad, teniendo una

circunferencia una excentricidad nula y un segmento una excentricidad

unitaria.

Siendo la excentricidad de la órbita terrestre de 0.017, en otras palabras

muy similar a una circunferencia.

Así mismo, Kepler demostró la relación entre la posición de un planeta y

su velocidad de orbita, ya que mientras un planeta este ubicado más cercano

al sol su velocidad aumenta, por consiguiente cuando este más alejado de

este su velocidad disminuye, por lo tanto el radio vector cambia de longitud y

orientación. Lo cual dio origen a la segunda ley de Kepler formulada como

ley de las áreas

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Figura 10. Órbita elíptica estando el sol en uno de sus focos

Fuente: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/celeste/kepler/kepler.htm(2012)

Ley 2: “El área barrida por el radio vector de un planeta es proporcional al

tiempo empleado en barrerla, es decir, barre las áreas iguales de la elipse en

tiempos iguales”.

Figura 11. El vector posición de cualquier planeta respecto del Sol

Fuente: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/celeste/kepler/kepler.htm(2012)

Estas dos primeras leyes fueron publicadas en 1609 en la “Astronomía

Nova”. Luego de aproximadamente diez años de trabajo público

“Harmonices Mundi” donde se conoció la tercera ley correspondiente a los

periodos, la cual plantea:

Ley 3: “el cuadrado del periodo de revolución de un planeta (T) es

proporcional al cubo de semieje mayor de la elipse que describe su órbita”.

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La tercera ley se trata de una expresión matemática, la cual relaciona

periodos orbitales con la distancia del planeta al sol, en el que el semieje

mayor corresponde a la distancia media del planeta al sol los cuadrados de

los periodos P de revolución son proporcionales a los cubos de los semiejes

mayores a de la elipse

P2=k·a3

Puesto que el perihelio y el afelio se encuentran en el eje mayor, se tiene

que:

(Rmax+ Rmin)/2 = a

Además:

Rmin = a (1 -E) = perihelio

Rmax= a (1 -E) = afelio

Usando esta ley se obtiene de inmediato información acerca del sistema

solar

Figura 12. Relación entre los cuadrados del periodo de órbita de dos planetas y el radio de cubo de sus ejes semimayores

Fuente: http://almaak.tripod.com/temas/leyes_kepler.htm(2012)

(1)

(2)

(3)

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2.2.4.4. CLASIFICACIÓN ORBITAL DE LOS SATÉLITES

Los satélites se pueden clasificar según:

La altura orbital:

- LEO

- SSO

- MEO

- GEO

- HEO

La aplicación: las primordiales son:

- Exploración

- Comunicaciones

- Navegación

- Observación

El carácter:

- Militar

- Civil

- Mixto

El tamaño:

- Large (largo)

- Medium- size (Mediano)

- Small (Pequeño):

- Minisatelitales

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- Microsatelitales

- Nanosatelitales

- Picosatelitales

- Femtosatelitales

En la figura siguiente se muestra las altitudes orbitales en las que se

encuentran los satélites:

Figura 13. Ubicación de satélites Fuente :http://www.gr.ssr.upm.es/docencia/grado/csat/material/CSAT09-2-

OrbitasConstelaciones.pdf(2012)

Las órbitas a su vez constan de diversas clasificaciones, las cuales se

muestran a continuación:

• Clasificacion por altura:

- Low Earth Orbit (LEO): ~<1500 km

- Medium EarthOrbit (MEO)

- High Eart Orbit (HEO)~>20000 km

- Geostationary Earth Orbit (GEO) ~36000 km

• Clasificacionporinclinacion:

- Ecuatorial (inclinacion = 0°)

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- Inclinacionbaja

- Inclinacionalta

- Heliosíncrona- depende de la altura:

i = 96.3° @ 185 km

i = 99.1° @ 925 km

- polar (inclinacion~ 90°)

- Inclinacion critica:

i = 63.4° - directa

i = 116.6°- retrograde

• Classificación por la forma:

- Circular

- Eliptica:

Molniya:

- HEO con inclinación critica

Tranferencia de Hohmann, entre otras

- Parabólica (trayectoria de escape marginal)

- - Hiperbólica (trayectoria de escape)

• Clasificación por dirección del movimiento por satélite:

- Directa

- Retrograda

En la figura 14 se presentan las alturas orbitales de los satélites, es decir,

su distancia con respecto a la tierra

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Figura 14. Alturas orbitales de los satélites

Fuente :http://www.gr.ssr.upm.es/docencia/grado/csat/material/CSAT09-2-OrbitasConstelaciones.pdf(2012)

Los cinturones de radiación de Van Allen son áreas de la alta atmósfera

que rodean la Tierra por encima de la ionosfera, a una altura de 3.000 y de

22.000 km. respectivamente. Se sitúan sobre la zona ecuatorial, y el más

externa, se prolongan prácticamente hasta la magnetopausa, límite entre el

espacio terrestre y el espacio interplanetario.

2.2.4.5. VENTAJAS DE ALGUNAS ORBITAS: • El satélite permanece cas i estacionario, con respecto a una estación

terrestre específica. Consecuentemente, no se requiere equipo costoso de

rastreo en las estaciones terrestres.

• Las antenas se enfocan al satélite al instalarlas y se fijan para largos

períodos de funcionamiento.

• No hay necesidad de cambiar de un satélite a otro, cuando giran por

encima. Consecuentemente, no hay rupturas en la transmisión por los

tiempos de conmutación.

• Los satélites geo síncronos de alta altitud pueden cubrir un área de la

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• Tierra mucho más grande, que sus contrapartes orbítales de baja altitud.

• Los efectos del cambio de posición Doppler son insignificantes.Con tres

satélites se tiene un enlace de cobertura total del planeta (excepto los polos).

2.2.4.6. COMPARACIÓN DE PARÁMETROS EN TIPOS DE ORBITAS En la tabla siguiente se establece una comparación entre los tipos de

Orbitas.

Tabla 3.

Comparación de parámetros en tipos de orbitas Elemento a

comparar

Orbita Geo OrbitaMeo Orbita Leo

Altura (km) 36.000 6.000-12.000 200-3000

Periodo orbital(Hr) 24 5-12 1.5

Velocidad(km/Hr) 11.000 19.000 27.000

Retraso (ida y

vuelta) (ms)

250 80 10

Periodo de

visibilidad

Siempre 2-4 <15 min

Saltelites

necesarios para

cobertura global

3

10-12

50-70

Fuente: González, Núñez, Perozo, Usechas (2012) 2.3. ESTACIÓN EN TIERRA (AERONAVES)

Las unidades definidas por el estándar para la arquitectura en tierra son

las estaciones terrestres (GS o GraundStations) y los centros terrestres de

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comunicación (GSC o Graund Switch-Stations).

Las estaciones terrestres se basan en el soporte de la interfaz radio con

las aeronaves: transmisión/ recepción en RF, modulación / demodulación,

codificación, elaboración de estructuras TDM y manejo de las TDMA,

cooperación para los traspasos de llamadas entre estaciones además de

funciones de control que por razones de eficacia o necesidad deban residir

en esta unidad: gestión de recursos radio (asignación de canales), gestión de

control de potencia, gestión autónoma de traspasos internos a en la estación

terrestre.

2.3.1. CARACTERISTICAS DE LAS ESTACIONES EN TIERRA Y DE AERONAVES En la recomendación UIT-R M.1040 existen tres tipos de estaciones en

tierra en la red del TFTS:

• Estaciones en tierra en ruta (ET/ER)

Estas se utilizan cuando la aeronave se encuentra en altitud de crucero;

es decir, con una altura comprendida entre 4,5 y 13 km (15 000 y 43 000

pies) deben ser instaladas dentro de la zona de cobertura con intervalos de

separación de unos 380 km y formando aproximadamente un polígono

hexagonal. La distancia cubierta es aproximadamente de 240 km (valor

nominal). Las células adyacentes se superponen entre sí para facilitar el

traspaso.

• Estación en tierra intermedia (ET/INT)

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Se emplean cuando la aeronave está en fase de despegue o aterrizaje;

en otras palabras, con una altura comprendida entre 0 y 4,5 km (0 y 15 000

pies) y distancias de hasta unos 50 km. Las ET/INT deben estar situadas en

las proximidades de los aeropuertos.

• Estación en tierra situada en aeropuerto (ET/AP)

Se utilizan cuando las aeronaves se encuentran en la superficie. Las

ET/AP deben estar situadas en la zona del aeropuerto o en las proximidades,

ubicadas con la ET/INT. La distancia cubierta por una ET/AP es de unos 5

km.

2.3.2. ORGANIZACIONES Y EMPLAZAMIENTOS DE LAS ESTACIONES EN TIERRA Las estaciones en tierra se conectan a un controlador del centro de

conmutación en tierra (GSC – Ground Switching Centre Controller), el cual

genera el interfaz con las redes fijas y permiten las comunicaciones de la ET.

El sistema de estaciones en tierra está conformado por un grupo de

estaciones en tierra conectadas al mismo GSC.

2.3.3. DESPLAZAMIENTODEL EFECTO DOPPLER El efecto Doppler no se lleva a cabo puesto que el TFTS no efectúa

ninguna corrección para tener en cuenta el desplazamiento por efecto

Doppler puesto que es reducido (un máximo de 1,8 kHz)con receptor a la

separación entre canales

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2.3.5. INSTITUTO NACIONAL DE AERONAUTICA CIVIL (INAC) El 28 de Septiembre de 2001 fue creado mediante el Decreto N° 1.446

con Fuerza y Rango de Ley, publicado en la Gaceta Oficial N° 38.226, el

Instituto Nacional de Aviación Civil, el cual funcionó con esa denominación

hasta el 12 de Diciembre de 2005 cuando la misma cambió a la de Instituto

Nacional de Aeronáutica Civil (INAC), de acuerdo a la Ley de Creación del

Instituto Nacional de Aeronáutica Civil, publicada en la Gaceta Oficial N°

38.333.

El Instituto Nacional de Aeronáutica Civil es la autoridad aeronáutica de la

República Bolivariana de Venezuela y es un ente de seguridad de Estado, de

naturaleza técnica, dotado de personalidad jurídica y patrimonio propio,

distinto e independiente de la Hacienda Pública Nacional, con autonomía

técnica, financiera, organizativa y administrativa.

Compete al Instituto Nacional de Aeronáutica Civil regular, fiscalizar y

supervisar las actividades de la aeronáutica civil, lo cual comprende velar por

cumplimiento de los derechos y deberes de los usuarios del servicio público

de transporte aéreo, ejercer la vigilancia permanente de la seguridad

operacional y protección de la aviación civil incluyendo los servicios a la

navegación aérea, y desarrollar las políticas aéreo-comerciales del espacio

aéreo.

El 23 de Abril de 2009 el Instituto Nacional de Aeronáutica Civil se

adscribe a la Vicepresidencia de la República mediante el Decreto N° 6.670

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del 22 de Abril de 2009, publicado en la Gaceta Oficial N° 39.163.

2.4. RECOMENDACIÓN UIT-R M.1040 La asamblea de radiocomunicaciones de la UIT, considera la existencia

de una demanda de un sistema de correspondencia pública automática de

voz/datos a bordo de aeronaves que proporcione la capacidad requerida en

todas las regiones de explotación, del mismo modo, que en un cierto número

de países hay o habrá públicos de telecomunicaciones móviles o servicios

para la correspondencia pública aeronáutica por medio de estaciones de

radiocomunicación conectadas a la red telefónica pública con conmutación.

Además, que las bandas 1 670-1 675 MHz y 1 800-1 805 MHz están

destinadas a ser utilizadas, a nivel mundial, por las administraciones que

deseen implantar la correspondencia pública aeronáutica (véase el número

740A del Reglamento de Radiocomunicaciones (RR)); asimismo, es esencial

que este sistema sea completamente compatible con otros sistemas

utilizados a bordo de aeronaves, fundamentalmente los servicios

aeronáuticos de seguridad; y por último, es conveniente lograr una

compatibilidad interfuncionamiento del sistema a nivel mundial con el objeto

de maximizar las posibilidades de explotación de los sistemas .

Basándose en todas las consideraciones expuestas anteriormente,

recomienda que las características del sistema de servicio público de

telecomunicaciones móviles con aeronaves a nivel mundial sean las

especificadas en la tabla de la presente Recomendación y que se preste la

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debida importancia a la necesidad de que los sistemas terrestres de

telecomunicación en vuelo (TFTS – Terrestrial Flight Telecommunication

System) sean en su totalidad compatibles con otros sistemas a bordo

de la aeronave, principalmente los que proporcionan servicios de

seguridad.

Ello puede requerir de la realización de pruebas de funcionamiento antes

de proceder a la explotación de dichos TFTS, con el fin de confirmar la

posibilidad de funcionamiento sin interferencias.

Por lo tanto, el servicio público de telecomunicaciones móviles con

aeronaves lo facilitará un sistema celular digital conocido con el nombre de

Sistema terrenal de telecomunicación en vuelo, en cumplimiento con las

normas de la AEEC (Airlines Electronic Engineering Committee) y de la

EAEC (European Airlines Electronics Committee) en relación al equipo.

Este sistema admite el uso eficaz del espectro de frecuencias, suministra

una cobertura completa de la zona de servicio basada en una red celular,

provee en blando la máxima continuidad en la llamada y ofrece acceso con

un mínimo a cuatro circuitos vocales, de datos o de facsímil desde cada

terminal de aeronave, manteniendo al mínimo el peso, la potencia y la

generación de calor de los equipos de a bordo.

En el cuadro número 01 se expresan los parámetros planteados por la

recomendación UIT-R M.1040 para la telecomunicación entre las

aeronaves, a continuación se presenta un cuadro describiendo cuales son

los principales;

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Cuadro 1. Parámetros principales del TFTS 1

1.1 1.2

Frecuencia Banda de transmisión de la estación en tierra Banda de transmisión de la estación a bordo

de aeronave

1 670-1 675 MHz 1 800-1 805 MHz

2. 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5

Canalización Canal n transmitido por la estación en tierra Canal n transmitido por la estación a bordo

de aeronave Números de canales (n = 1 a 164)

Anchura de canal Tolerancia de frecuencia

1 670 ??n/33 MHz 1 800 ??n/33 MHz

30,30 kHz

2 partes en 10 7̂

3. 3.1

3.2 3.3

Estación en tierra en ruta (ejemplo típico) Separación entre estaciones en tierra

adyacentes Cobertura de una estación

Criterio de distancia para el traspaso

380 km

125 000 km2

240 km 4. 4.1 4.2 4.3

Alturas de funcionamiento Estaciones en ruta

Estaciones intermedias Estaciones en aeropuerto

4,5 a 13 km (15 000 a 43 000 pies)

0 a 4,5 km (0 a 15 000 pies)

0 km 5. 5.1 5.2

Codificación de la señal vocal Velocidad del códec de salida

Duración de la trama del códec

9,6 kbit/s

20 ms 6. 6.1 6.2 6.3 6.4

Potencia de salida – p.i.r.e. Estaciones en ruta

Estaciones intermedias Estaciones en aeropuerto

Estaciones a bordo de aeronave (ganancia de antena: 1 dB)

–1 a 19 dBW –11 a 9 dBW –11 a 9 dBW –69 a 11 dBW

7. 7.1 7.2 7.3

Modulación Método: Modulación por desplazamiento de

fase diferencial en cuadratura (?/4 MDPD-4)

22,1 kHz

44,2 kbit/s

8. 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6

Estructura de la señal Duración del bit

Longitud del intervalo de tiempo Intervalo de tiempo Longitud de trama Duración de trama

Número de bits de tráfico/intervalo

22,62 µs 208 bits

4,706 ms 17 intervalos

80 ms 192 bits

Fuente : Recomendación uit-rm. 1040 (2012)

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3. SISTEMA DE VARIABLES En el desarrollo de la investigación en curso, la formulación de los

objetivos que persigue el estudio, por consiguiente a la búsqueda de la mejor

visión posible de las variables en el mismo. En la investigación científica, la

variable es el elemento que se va a medir, controlar y estudiar dentro del

problema formulado, por lo tanto, es relevante determinar a las variables de

la investigación presente, las cuales son: red y telecomunicaciones con

aeronaves.

. A continuación se señala la definición nominal, conceptual y operacional

de las temáticas mediante la definición conceptual.

DEFINICIÓN NOMINAL Red y Telecomunicaciones. DEFINICIÓN CONCEPTUAL Conceptualmente, tal como lo expone Figueiras, (2002, p.75), se define

red de telecomunicaciones como “el conjunto de elementos que hace posible

el establecimiento de conminaciones entre usuarios distante" siguiendo este

orden de ideas se define telecomunicaciones en aeronaves según

Vega,(1998,p.343),de esta manera “El TFTS es un sistema de radio

encaminado a la prestación de diversos servicios de telecomunicación a los

usuarios que se encuentran a bordo de aeronaves, sus iniciales responden al

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nombre completo de Terrestial Flight Telecommunication System en lo que en

castellano podría traducirse como Sistema Terrestre de Telecomunicaciones

a bordo de aeronaves” .

DEFINICIÓN OPERACIONAL Se define red de telecomunicaciones como el conjunto de sistemas de

transmisión, equipos de conmutación y demás elementos esenciales para la

transmisión de señales entre diferentes puntos o lugares, estas a su vez

están constituidas por varias redes de acceso que permiten conectar a cada

abonado con la central las cuales se encuentran identificadas dentro de la

red de telecomunicaciones, dichas se construyen con la finalidad de prestar

servicios de telecomunicaciones (voz, datos e imágenes) sean públicas o

privadas y se dividen en redes de voz y redes de datos según su utilidad.

Por consiguiente, las redes de telecomunicaciones en aeronaves, se

encarga de proporcionar servicios de comunicación a los usuarios,

conectándolos a las redes de telecomunicaciones, para llevar a cabo dicho

proceso, estos sistemas deben poseer condicionantes especiales.

Del mismo modo, no permiten la conexión a sistemas celulares terrestres

convencionales como es el caso de GSM, puesto que esto afectaría no solo

a la red celular sino también a otros sistemas de radio, mediante los sistemas

APC (Aeronautic Public Correspondence) se resuelven los problemas

presentes en la interconexión via radio entre las aeronaves y tierra, por

medio de sistemas terrestres denominados TAPC que por su parte exigen la

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instalación de una red de estaciones de radio a lo largo de las aéreas por

donde pasaran las aeronaves.