Radio Movil Operacional Troncalizado(Tetra)

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES

COORDINACIÓN DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

DISEÑO DE UNA RED RADIO MÓVIL OPERACIONAL TRONCALIZADO DIGITAL TETRA

EN EL ÁREA METROPOLITANA PARA PDVSA

NICOLÁS ENRIQUE CATALANO SILVA

Sartenejas, Noviembre de 2007

ii de vii

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES

COORDINACIÓN DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

DISEÑO DE UNA RED RADIO MÓVIL OPERACIONAL TRONCALIZADO DIGITAL TETRA

EN EL ÁREA METROPOLITANA PARA PDVSA

Por:

NICOLÁS ENRIQUE CATALANO SILVA

Realizado con la asesoría de:

Ing. Gerardo Fernández (Tutor Académico)

Ing. Luís Ernesto Sánchez (Tutor Industrial)

INFORME FINAL DE PASANTÍA

Coordinación de Cooperación Técnica y Desarrollo Social

Presentado ante la Ilustre Universidad Simón Bolívar

Como requisito parcial para optar por el Título de

“Ingeniero Electrónico”


iii de vii

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR Decanato de Estudios Profesionales

Coordinación de Ingeniería Electrónica

DISEÑO DE UNA RED RADIO MÓVIL OPERACIONAL TRONCALIZADO DIGITAL TETRA EN EL ÁREA METROPOLITANA PARA PDVSA

INFORME FINAL DE PASANTÍA

Coordinación de Cooperación Técnica y Desarrollo Social presentado por: NICOLÁS ENRIQUE CATALANO SILVA, Carnet: 02-34755

REALIZADO CON LA ASESORÍA DE:

Ing. Gerardo Fernández (Tutor Académico) Ing. Luís Ernesto Sánchez (Tutor Industrial)

RESUMEN: El presente trabajo de pasantía resume cada una de las fases del proceso de diseño de una red de radio móvil troncalizado digital con tecnología TETRA, para prestar servicios a usuarios de PDVSA-Centro en la Gran Caracas y sus zonas aledañas. Esta red sustituirá el sistema móvil operacional convencional que actualmente posee la empresa, prestando servicio en todas las áreas operacionales y administrativas de PDVSA en la región metropolitana. Partiendo de la revisión documental de los sistemas que emplean la tecnología TETRA y del levantamiento de información relevante para el proyecto, se logró concretar una propuesta completa y técnicamente viable conforme al espectro radioeléctrico disponible, incluyendo infraestructura perteneciente a la corporación. De este modo PDVSA tiene en sus manos una propuesta concreta para realizar la migración del sistema analógico convencional al nuevo sistema digital TETRA, quedando a su juicio implementar la migración a través de un proceso de licitación tomando como base los resultados presentados en este trabajo. PALABRAS CLAVE: TETRA, radio móvil operacional troncalizado digital, espectro radioeléctrico

Aprobado con Mención: _______________

Postulado para el Premio: ______________


iv de vii

Dedicatoria

A Dios Todopoderoso, que ha llenado mi alma de

Fe, Bondad y Serenidad.

A mi Madre por su ilimitado apoyo, ayuda y

optimismo para poder llevar a feliz término mis

metas del presente y para la posteridad.

A mi Padre, por enseñarme los principios de moral,

honestidad, justicia y honradez, así como heredar

de él los dones del trabajo, de la tenacidad y de

la conciencia.

A mis Maestros que se merecen más de lo que

puedo dar y que han sembrado en mi el valor del

conocimiento y la creatividad y a quienes les

debo todo lo grande, todo lo hermoso…

Nicolás Enrique Catalano Silva

v de vii

Agradecimientos

A mi tutor académico Gerardo Fernández, profesor y amigo, por orientarme durante la

realización de la pasantía y mostrar su apoyo incondicional en todas mis inquietudes.

A mi tutor industrial Luis Ernesto Sánchez, por darme la oportunidad de realizar mi pasantía así

como mostrar todo su interés, apoyo y colaboración para el feliz término de la misma y a

través de él a PDVSA por confiar en mí en este importante trabajo.

Al profesor Miguel Díaz, por orientarme en algunas inquietudes claves para la realización de

la pasantía, que a pesar de no estar comprometido formalmente con este trabajo, mostró

disposición por ayudar.

Al Sr. José Khan y a todo su equipo de trabajo por su intención amable de ayudar a

conseguirme la pasantía en PDVSA así como al Sr. Orlando Ortegano.

A los Srs. Francisco Salas, Oscar Ortegano del equipo de moral y luces de PDVSA quienes a

pesar de no participar en el proyecto siempre colaboraron gentilmente conmigo.

A mi equipo de trabajo: Erika Siem, Andrés Quiñones, Gustavo Barros quienes con su

experiencia me mostraron un apoyo incondicional en todas las circunstancias.

Al grupo de transmisión de AIT metropolitana, Luis Aguilar, Alejandro Martínez, Jorge Silva,

José Loporto, Javier Curros. Que me prestaron todo el apoyo para el levantamiento de

información de la plataforma, visita a las estaciones y más.

A mi amigo Rafael Parrella por brindarme su colaboración, consultando dudas, dialogando

para resolver inquietudes y problemas referentes al proyecto.

Un profundo abrazo a quienes con su atención, ayuda y afecto me han acompañado estos

años. Muchas Gracias.

vi de vii

“Volando por entre las próximas edades, mi

imaginación se fija en los siglos futuros… La suerte

de Venezuela no puede serme indiferente ni aún

después de muerto…, mi Patria a quien adoro por

encima de todas las cosas… Me tocó la misión del

relámpago: rasgar un instante las tinieblas, fulgurar

en el abismo… y tornar a perderme en el vacío…”

Simón Bolívar

“Cuando el camino llegó a Carabobo iba Bolívar

adelante y obligaba mucho…

Hoy lo tenemos detrás y la obligación no ha hecho

sino crecer…”

Jacinto Pérez Arcay

vii de vii

Lista de Acrónimos

AVL Automatic Vehicle Location (localización automática de vehículos)

CDMA Code Division Multiple Access (acceso múltiple por división de código)

DMO Direct Mode Operation (operación en modo directo)

ETSI European Telecomunications Standards Institute (Instituto Europeo de Normas

de Telecomunicaciones)

FDMA Frequency Division Multiple Access (acceso múltiple por división de

frecuencia)

GOS Grade of Service (grado de servicio)

IP Internet Protocol (Protocolo de Internet)

ISDN Integrated Services Digital Network (Red digital de servicios integrados)

ISI Inter-System Interface (interfaz entre sistemas diferentes)

ISO International Standards Organisation (Organización Internacional de

Estandarización)

LAN Local Area Network (Red de Área Local)

NMS Network Management System (Sistema de Gestión de Red)

OSI Open System Interconnection (Interconexión de Sistemas Abiertos)

PABX Private Automatic Branch Exchange (Red Privada Conmutación Automática)

PAMR Public Access Mobile Radio (radio móvil de acceso público)

PCP Protección y Control de Pérdidas (Gerencia de PDVSA)

PDN Public Data Network (Red Pública de Datos)

PMR Private Mobile Radio (radio móvil privado)

PSDN Public Switched Data Network (Red pública de conmutación de datos)

PSN Packet-Switched Network (Red de Paquetes Conmutados)

PSTN Public Switched Telephone Network (red pública telefónica)

PTT Push-To-Talk (presionar para hablar)

QAM Quadrature Amplitude Modulation (modulación por amplitud de cuadratura)

SCN Switching Control Node (nodo troncal de control)

TDMA Time Division Multiple Access (acceso múltiple por división de tiempo)

TETRA Terrestrial Trunked Radio (radio troncalizado terrestre)

TMO Trunked Mode Operation (operación en modo troncal)

UIT Unión Internacional de Telecomunicaciones

UMTS Universal Mobile Radio System (sistema universal de radio móvil)

Índice General:

CAPÍTULO I

1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................. 10

1.1 Entorno Empresarial .............................................................................................................. 10

1.1.1 Petróleos de Venezuela S.A. (PDVSA) ................................................................................ 10

1.1.2 Reseña Histórica del Petróleo .............................................................................................. 12

1.1.3 Concesión Petrolera .............................................................................................................. 15

1.1.4 PDVSA en el Mundo .............................................................................................................. 21

1.1.5 Estructura Organizativa ......................................................................................................... 21

1.2 Proyecto ................................................................................................................................ 22

1.2.1 Reseña Histórica de la Comunicación............................................................................... 22

1.2.2 Planteamiento del Problema ............................................................................................... 25

1.2.3 Justificación ............................................................................................................................ 27

1.2.4 Definición y Objetivos ........................................................................................................... 28

1.2.5 Alcance ................................................................................................................................... 28

1.2.6 Limitaciones ............................................................................................................................ 29

CAPÍTULO II

2 MARCO TEÓRICO .......................................................................................................... 30

2.1 Conceptos y Fundamentos de los Sistemas de Telecomunicaciones ............................ 30

2.1.1 Características de la propagación radioeléctrica .......................................................... 30

2.1.2 Estructura Básica de un Sistema Radio Móvil .................................................................... 34

2.1.3 Clasificación de los Sistemas de Radio Móvil ................................................................... 35

2.1.4 Canales en Comunicaciones Móviles ................................................................................ 36

2.1.5 Construcción del Sistema de Telecomunicación ............................................................ 39

2.1.5.1 Multiplexores .................................................................................................................. 40

2.1.5.1.1 Multiplexación en frecuencia ................................................................... 40

2.1.5.1.2 Multiplexación en tiempo .......................................................................... 40

2.1.5.1.2.1 Jerarquía Digital Plesiócrona – PDH ......................................................... 40

2.1.5.1.2.2 Jerarquía Digital Síncrona – SDH ............................................................... 42

de 151

2.1.5.2 Módem ........................................................................................................................... 43

2.1.5.3 Transceptor .................................................................................................................... 43

2.1.5.4 Elementos Pasivos ......................................................................................................... 44

2.1.5.4.1 Duplexer y Red de Branching ................................................................... 44

2.1.5.4.2 Antenas ......................................................................................................... 45

2.2 Propagación ......................................................................................................................... 47

2.3 Calidad del Sistema ............................................................................................................. 49

2.3.1 Desvanecimiento por reflexión en el suelo ....................................................................... 51

2.3.2 Contramedidas ...................................................................................................................... 51

2.3.2.1 Diversidad de espacio ................................................................................................. 52

2.3.2.2 Diversidad en frecuencia ............................................................................................ 53

2.3.2.3 Diversidad cuádruple ................................................................................................... 54

2.3.2.4 Diversidad de trayecto ................................................................................................ 54

2.3.2.5 Diversidad angular ........................................................................................................ 54

2.3.2.6 Selección por Conmutación ....................................................................................... 55

2.3.2.7 Selección por Combinación ....................................................................................... 55

2.4 Sistemas de Comunicaciones Móviles ............................................................................... 55

2.4.1 Bandas de frecuencia .......................................................................................................... 56

2.4.2 Cobertura ................................................................................................................................ 56

2.4.3 Modelos de propagación .................................................................................................... 57

2.4.3.1 Métodos empíricos de predicción de propagación .............................................. 59

2.4.3.2 Modelo Okumura-Hata ................................................................................................ 60

2.5 Modelo OSI ............................................................................................................................ 62

2.6 Dimensionamiento de los sistemas PMR ............................................................................ 63

2.6.1 Redes Clásicas de PMR ........................................................................................................ 64

2.6.2 Sistemas de Concentración de Enlaces ............................................................................ 65

2.7 Tipos de Sistemas Troncales ................................................................................................ 71

2.8 Sistema Troncal Digital TETRA ............................................................................................... 73

2.8.1 Orígenes del TETRA ................................................................................................................ 73

2.8.2 Prestaciones del TETRA .......................................................................................................... 74

2.8.3 Servicios TETRA ........................................................................................................................ 75

de 151

2.8.4 Características básicas de TETRA V+D ............................................................................... 77

2.8.5 Interfaces del estándar TETRA ............................................................................................. 77

2.8.6 Bandas de frecuencias ......................................................................................................... 79

2.8.7 Especificaciones básicas de la interfaz radio ................................................................... 79

2.8.8 Potencia de transmisión ....................................................................................................... 80

2.8.9 Control de potencia ............................................................................................................. 81

2.8.10 Modulación ........................................................................................................................ 81

2.8.11 Recepción .......................................................................................................................... 83

2.8.12 Relaciones de protección ............................................................................................... 83

2.8.13 Multiacceso ........................................................................................................................ 84

2.8.14 Jerarquía de tramas ......................................................................................................... 84

2.8.15 Sincronización .................................................................................................................... 85

2.8.16 Canales y ráfagas ............................................................................................................. 85

2.8.16.1 Modos de funcionamiento.......................................................................................... 85

2.8.16.2 Proceso de conformación de la señal digital .......................................................... 86

2.8.16.3 Canales lógicos ............................................................................................................. 87

2.8.16.4 Canales físicos ............................................................................................................... 88

2.8.16.5 Ráfagas .......................................................................................................................... 89

2.8.17 Seguridad ........................................................................................................................... 90

2.8.18 Modo directo de operación TETRA (DMO) ................................................................... 91

2.8.19 Arquitectura de la red TETRA ........................................................................................... 93

CAPÍTULO III

3 DESARROLLO DEL PROYECTO ....................................................................................... 95

3.1 Situación del sistema actual ............................................................................................... 95

3.1.1 Región Metropolitana ........................................................................................................... 97

3.2 Definición de los Requerimientos del Sistema TETRA para PDVSA ................................. 103

3.2.1 Número de usuarios del sistema ........................................................................................ 103

3.2.2 Plan de cobertura ............................................................................................................... 105

3.3 Estudio y Cálculos de Cobertura ...................................................................................... 109

3.4 Plan de Frecuencias ........................................................................................................... 115

de 151

3.5 Dimensionamiento del Sistema ......................................................................................... 117

3.6 Sistema Radiante ................................................................................................................ 121

3.7 Infraestructura de obra civil .............................................................................................. 123

CAPÍTULO IV

4 RESULTADOS Y ANÁLISIS ............................................................................................. 125

4.1 Resultados del Cálculo de Cobertura .............................................................................. 125

4.2 Resultados del Dimensionamiento .................................................................................... 130

4.2.1 Caso Dúplex ......................................................................................................................... 131

4.2.1.1 Estaciones con 6 portadoras .................................................................................... 131


4.2.2 Caso Simplex ........................................................................................................................ 131



4.3 Cronograma........................................................................................................................ 131

4.3.1 Fase I ...................................................................................................................................... 131

4.3.2 Fase II ..................................................................................................................................... 132

4.3.3 Fase III..................................................................................................................................... 133

CAPÍTULO V

5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................... 134

6 BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................. 136

7 GLOSARIO .................................................................................................................... 138

8 ANEXOS ....................................................................................................................... 140

8.1 Aeropuerto Charallave ...................................................................................................... 140

8.2 Ávila ..................................................................................................................................... 141

de 151

8.3 Carenero ............................................................................................................................. 142

8.4 Catia La Mar ........................................................................................................................ 143

8.5 Cerro el Cinco ..................................................................................................................... 144

8.6 Chorore ................................................................................................................................ 145

8.7 El Chivo ................................................................................................................................ 146

8.8 El Junquito ........................................................................................................................... 147

8.9 El Volcán .............................................................................................................................. 148

8.10 Laguna de Patos ................................................................................................................. 149

8.11 N-53 ..................................................................................................................................... 150

8.12 Tío Pedrote ........................................................................................................................... 151

de 151

Índice de Figuras: Figura 1. Cadena de Valor Corporativo .............................................................................................. 11

Figura 2. Estructura Organizativa de AIT a Nivel Estratégico y Táctico .......................................... 22

Figura 3. Esquema de Telecomunicación ........................................................................................... 33

Figura 4. Simplex ...................................................................................................................................... 36

Figura 5. Ayuda Mutua ........................................................................................................................... 37

Figura 6. Interferencia Cocanal Intensa .............................................................................................. 37

Figura 7. Arquitectura para simplex a dos frecuencias .................................................................... 38

Figura 8. Arquitectura para canales semidúplex ............................................................................... 38

Figura 9. Arquitectura para la Estación Repetidora .......................................................................... 38

Figura 10. Arquitectura para canales dúplex ..................................................................................... 39

Figura 11. PDH .......................................................................................................................................... 41

Figura 12. Multiplexación de orden superior ....................................................................................... 42

Figura 13. Trama SDH............................................................................................................................... 43

Figura 14. Transceptor ............................................................................................................................. 44

Figura 15. Funcionamiento del Duplexor ............................................................................................. 45

Figura 16. Red Branching........................................................................................................................ 45

Figura 17. Estructura y Elementos de un sistema de Telecomunicaciones .................................... 46

Figura 18. Propagación de una onda electromagnética ................................................................ 47

Figura 19. Ejemplo de los trayectos diferentes ................................................................................... 52

Figura 20. Diversidad de Espacio .......................................................................................................... 53

Figura 21. Diversidad de Frecuencia .................................................................................................... 53

Figura 22. Gráfica Comparativa entre Sistema Convencional y Troncal ...................................... 70

Figura 23. Grafica Comparativa Calidad de Voz vs Cobertura ...................................................... 70

Figura 24. DFLS-ALOHA (Dynamic Frame Length Slotted ALOHA)................................................... 72

Figura 25. Control Dinámico de la longitud de trama ...................................................................... 72

Figura 26. Establecimiento de una Comunicación ........................................................................... 72

Figura 27. Interfaces estándar TETRA .................................................................................................... 78

Figura 28. FDMA y TDMA típico para configuración de 4 canales ................................................. 79

Figura 29. Estructura de multiacceso al medio TETRA, TDMA 4 time-slots ...................................... 80

Figura 30. Ejemplo de estados de fase en la modulación ......................................... 82

Figura 31. Jerarquía de tramas TETRA .................................................................................................. 85

Figura 32. Ráfagas TETRA ........................................................................................................................ 90

Figura 33. Autenticación ........................................................................................................................ 91

de 151

Figura 34. Arquitectura de una red TETRA ........................................................................................... 93

Figura 35. Integración de sistemas y servicios ..................................................................................... 94

Figura 36. Regiones de PDVSA a nivel nacional ................................................................................. 96

Figura 37. Red de Transmisión Nacional de PDVSA ........................................................................... 97

Figura 38. Sistema Convencional .......................................................................................................... 98

Figura 39. Red Metropolitana ................................................................................................................ 98

Figura 40. Red de Transmisión Metropolitana de PDVSA .................................................................. 99

Figura 41. Estaciones de la Región Metropolitana ........................................................................... 102

Figura 42. Mapa de la Red de Transmisión Metropolitana ............................................................. 102

Figura 43. Estaciones de Gas del Poliducto de la Región Metropolitana .................................... 105

Figura 44. Estaciones de Gas en Mapa Político ............................................................................... 106

Figura 45. Ubicación Geográfica de las Oficinas Administrativas de PDVSA ............................. 107

Figura 46. Mapa Político con las Oficinas Administrativas de PDVSA ........................................... 108

Figura 47. Estructura red ACCESSNET-T de ROHDE&SCHWARZ ...................................................... 111

Figura 48. Esquema Torre ...................................................................................................................... 112

Figura 49. Módulo TOB, Diagrama en Bloques ................................................................................. 113

Figura 50. Configuración del Sistema Radiante ............................................................................... 121

Figura 51. Vista de las Antenas en la Torre ........................................................................................ 122

Figura 52. Propuesta de Cobertura zona metropolitana ................................................................ 125

Figura 53. Propuesta de Cobertura vista en Google Earth ............................................................ 126

Figura 54. Propuesta de Cobertura .................................................................................................... 127

Figura 55. Propuesta de Cobertura Definitiva .................................................................................. 128

Figura 56. Estaciones Definitivas .......................................................................................................... 129

Figura 57. Fase I ...................................................................................................................................... 132

Figura 58. Fase II ..................................................................................................................................... 132

Figura 59. Fase III .................................................................................................................................... 133

Figura 60. Arquitectura General del Sistema TETRA de PDVSA ...................................................... 134

de 151

Índice de Tablas:

Tabla 1. Subdivisión del Espectro Radioeléctrico ............................................................................... 32

Tabla 2. Cuadro Comparativo, Enlace Digital vs Analógico ........................................................... 50

Tabla 3. Características de algunas Bandas de Frecuencia ........................................................... 56

Tabla 4. Capas del Modelo OSI ............................................................................................................ 63

Tabla 5. Comparación entre PMR convencional y PMR Trunking ................................................... 69

Tabla 6. Modulación ........................................................................................................ 82

Tabla 7. Secuencia de bits correspondiente al ejemplo de la Figura 30 ....................................... 82

Tabla 8. Ubicación Geográfica de las Estaciones de la Red de Transmisión ............................. 101

Tabla 9. Distribución de los usuarios en los diferentes grupos ........................................................ 104

Tabla 10. Altura de las torres en la región metropolitana ............................................................... 109

Tabla 11. Característica de los Equipos ............................................................................................. 110

Tabla 12. Valores Típicos de Conductividad y Constante Dieléctrica ......................................... 115

Tabla 13. Número de Portadoras por Estación Base ....................................................................... 117

Tabla 14. Estaciones Definitivas ........................................................................................................... 129

Índice de Ecuaciones:

Ec. 1 32,45 20log 20log .................................................................................. 47

Ec. 2 92,45 20log 20log ................................................................................... 47

Ec. 3 ............................................................................................... 48

Ec. 4 .................................................................................................. 48

Ec. 5 ............................................................................................................................ 48

Ec. 6 Δh λd4h1 150λ y Δh 4m ......................................................................................... 53

Ec. 7 32,45 20log 20log .................................................................................. 60

Ec. 8 92,45 20log 20log ................................................................................... 60

Ec. 9 , .......................................................................... 60

Ec. 10 20log 200 1000 30 .......................................................................... 60

Ec. 11 10log 3 3 .......................................................................................... 61

Ec. 12 20log 3 10 3 .............................................................................. 61

Ec. 13 Fórmula Fundamental de Hata .......................................................................................... 61

Ec. 14 ahm 1,1logf 0,7hm 1,56log 0,8 .............................................................................. 62

Ec. 15 ahm 9,29log1,54hm2 1,1 para f 300MHz ................................................................ 62

de 151

Ec. 16 ahm 3,2log11,75hm2 4,97 para f 300 ............................................................. 62

Ec. 17 2log 282 5,4 ...................................................................................................... 62

Ec. 18 4,78log 2 18,33log 40,94 ............................................................................. 62

Ec. 19 ............................................................................ 64

Ec. 20 M L H3600 ....................................................................................................................... 64

Ec. 21 1 ........................................................................................ 65

Ec. 22 100 1 ................................................................................................... 65

Ec. 23 ......................................................................................... 67

Ec. 24 , .................................................................................................................... 67

Ec. 25 100 , .............................................................................................. 67

Ec. 26 , ! 1 0 1 ! ........................................................................... 67

Ec. 27 ................................................................................................................................... 68

Ec. 28 3600 ............................................................................................................................. 68

Ec. 29 ..................................................................................................................................... 68

Ec. 30 1 0 .............................................................................................. 81

Ec. 31 1 0 ................................................................................................................. 81

Ec. 32 380 2 390 .................................................................................. 116

Ec. 33 390 2 400 ................................................................................. 116

Ec. 34 ..................................................................................................................................... 122

Ec. 35 0,75 0,79 380 400 . .......................................................... 122

de 151

CAPÍTULO I 1 INTRODUCCIÓN

A continuación se presenta una descripción de la empresa Petróleos de Venezuela, PDVSA

en la que se realizó el trabajo de pasantía, así como los aspectos más significativos del mismo

en relación al proyecto de diseño de una Red Radio Móvil Operacional Troncalizado Digital

bajo el estándar TETRA en el área metropolitana.

1.1 Entorno Empresarial El trabajo fue realizado en las oficinas administrativas de PDVSA ubicadas en la Avenida

Libertador, edificio Petróleos de Venezuela, Torre Este, piso 6, La Campiña. Apartado postal

169. Caracas 1010-A, Venezuela, Teléfonos: (02) 708 4111 Fax: (02) 708 4661 / 708 4662

1.1.1 Petróleos de Venezuela S.A. (PDVSA)

Petróleos de Venezuela S.A. es la corporación estatal de la República Bolivariana de

Venezuela que se encarga de la Exploración y Producción (primer eslabón de la cadena, el

cual se ubica en aguas arriba del negocio. De esta fase depende el hallazgo de

hidrocarburos (gaseosos y no gaseosos) en el subsuelo), Refinación (proceso que se encarga

de la transformación de los hidrocarburos en productos derivados), Manufactura, Transporte y

Comercialización de los hidrocarburos (último eslabón de la cadena productiva. En esta

etapa se establecen las fórmulas de precios que reflejan las variaciones del mercado para

garantizar precios e ingresos justos para el pueblo venezolano), de manera eficiente,

rentable, segura, transparente y comprometida con la protección ambiental; teniendo

como fin último motorizar el desarrollo armónico del país, afianzar el uso soberano de los

recursos, potenciar el desarrollo endógeno y propiciar una existencia digna y provechosa

para el pueblo venezolano, propietario de la riqueza del subsuelo nacional y único dueño de

esta empresa operadora.

de 151

Figura 1. Cadena de Valor Corporativo

Por mandato de la Constitución de la República Bolivariana de Venezuela, la totalidad de

las acciones de Petróleos de Venezuela S.A. pertenecen al Estado Venezolano, en razón de

la estrategia nacional y la soberanía económica y política, ejercida por el pueblo

venezolano.

En este sentido, PDVSA está subordinada al Estado Venezolano y por lo tanto actúa bajo los

lineamientos trazados en los Planes de Desarrollo Nacional y de acuerdo a las políticas,

directrices, planes y estrategias para el sector de los hidrocarburos, dictadas por el Ministerio

del Poder Popular para la Energía y el Petróleo.

La Corporación estatal, creada en 1975, por la Ley Orgánica que reserva al Estado la

industria y el comercio de los hidrocarburos, cuenta con trabajadores comprometidos con la

defensa de la soberanía energética y el deber de agregar el mayor valor posible al recurso

petrolero, guiados por los principios de unidad de comando, trabajo en equipo,

colaboración espontánea y uso eficiente de los recursos.

La defensa de la Soberanía, es un valor transversal para todas las organizaciones de la

Corporación y se enfoca en los conceptos de uso soberano de los recursos energéticos del

país, e impulso a la soberanía tecnológica, ésta última entendida como la creación e

innovación de tecnologías de factura nacional, con vista hacia la generación de empleos

de calidad, crecimiento económico y la creación de riqueza y bienestar para el pueblo

venezolano.

de 151

PDVSA persigue la mayor efectividad en el ámbito de la gestión comunicacional, a través de

la divulgación oportuna y efectiva de aquellos aspectos relevantes para el interés del pueblo

venezolano, con el fin de facilitar el ejercicio efectivo de la contraloría social.

La transparencia y rendición de cuentas también constituyen un valor fundamental para

PDVSA. En concordancia con este principio, la actuación de la directiva, la alta gerencia y

los trabajadores en general deben obedecer a los mandatos de sobriedad, humildad,

apego a los preceptos morales y administración sana y no ostentosa de los recursos propios y

de la Corporación.

1.1.2 Reseña Histórica del Petróleo

Desde la antigüedad el petróleo aparecía de forma natural en ciertas regiones continentales

como la que hoy ocupan los países de Oriente Medio. Los asirios y babilonios lo usaban para

pegar ladrillos y piedras; los egipcios, para engrasar pieles, hace 6000 años atrás. En ese

entonces, era utilizado con fines medicinales, en el embalsamamiento, para aceitar las

ruedas de los carruajes y para engrasar pieles.

Sin embargo, la explotación de este recurso no llegaría sino hasta el año 100 antes de Cristo,

cuando los chinos, de una manera bastante rústica extrajeron petróleo de la tierra. Su

técnica, si es que así puede llamarse, consistía en buscar un lugar que pareciera adecuado

para perforarlo con una caña de bambú y así extraer el petróleo. Sin embargo, a partir

de 1850 comienza una etapa que se va a caracterizar por la comercialización, debido al

descubrimiento de valiosas aplicaciones para este recurso natural. Por ejemplo, el asfalto no

sólo se utilizó para calafatear barcos (impermeabilizarlos), sino también para la creación de

caminos. Asimismo, la parafina era utilizada en la fabricación de velas para iluminación, en el

recubrimiento de quesos, pomadas para calzado, entre otros. El kerosén, por su parte,

comenzó a ser utilizado en la calefacción y la iluminación.

En Venezuela, por su parte, las primeras noticias acerca del petróleo se remontan al uso

medicinal y utilitario que le daban los primeros pobladores del territorio venezolano, a los

afloramientos o rezumaderos naturales de este importante recurso que nuestros indígenas

llamaban "Mene”.

de 151

El primer cronista del Nuevo Mundo, capitán Gonzalo Fernández de Oviedo y Valdés, en su

“Historia natural y general de las Indias, Islas y Tierra Firme del Mar Océano”, fue el primero en

mencionar en la literatura universal el petróleo venezolano, en 1535.

Al año siguiente, la Reina de España ordenó en carta del 3 de septiembre que en todos los

navíos que partieren desde Cubagua le enviaran "de lo más que pudieres”, de aceite de

petróleo, para aliviar la gota de su hijo Carlos V. Así, un envío comprobado

documentalmente es el del 30 de abril de 1539. Una barrica salió en la nave "Santa Cruz",

confiada por el tesorero de Nueva Cádiz, don Francisco de Castellanos, al maestre Francisco

Rodríguez de Covarrubia y al capitán Bernardino de Fuentes. El 18 de octubre la Reina

reclamó su petróleo, en carta a la Casa de Contratación. El 31 de octubre, la barrica salió de

Sevilla para Madrid, bajo custodia de Alonso García, un arriero de la Cuerva.

Asimismo, en los Archivos de Indias de Sevilla se menciona que el 14 de diciembre de 1540,

otra barrica de petróleo venezolano exportado a España llegó a la Casa de Contratación,

para ser enviado de inmediato a Juana la Loca, “al cuidado de persona de

responsabilidad". Probablemente éste fue uno de los últimos envíos a través de Cubagua y

los otros vecindarios de la isla el día de navidad de 1541.

Posteriormente el 15 de junio de 1579, los alcaldes Gaspar de Párraga y Rodrigo de Argüelles

informaron sobre un rezumadero de petróleo cerca de la ciudad Nueva Zamora

(Maracaibo) y de cuatro más en las afueras de la ciudad. También ofrecieron una extensa

descripción de los usos locales de esta sustancia.

En el año 1600, el conquistador español Alonso de Ojeda menciona la utilización de esos

menes por los habitantes del Lago de Maracaibo. Casi doscientos años después, en 1799, el

científico Alejandro de Humboldt hizo la primera descripción seria de los depósitos de asfalto

de Venezuela. Humboldt describió las maneras utilizadas por los nativos que vivían cerca de

los rezumaderos para aprovechar la brea y el asfalto, y preparó la primera lista de depósitos

naturales de asfalto y fuentes termales en la zona costera que se extiende desde Trinidad

hasta Maracaibo.

Entrado el siglo XIX, exactamente en el año de 1825, muestras de petróleo liviano de un

rezumadero ubicado entre Escuque y Betijoque (al Oeste del estado Trujillo) fueron enviadas

al Reino Unido, Francia y los Estados Unidos. El producto lo llamaban "Colombio" y se estima

que fue distribuido comercialmente en la región por algunos años.

de 151

En 1830, un grupo de personas de El Moján (estado Zulia) exploró el área del río Socuy de la

sierra de Perijá, donde un rezumadero de gas natural encendido, que confundieron con un

volcán, los asustó grandemente. Un año antes de este acontecimiento, el 24 de octubre de

1829 el Libertador Simón Bolívar había promulgado en Quito un Decreto que consta de 38

artículos, el cual afianza y garantiza la propiedad nacional sobre “las minas de cualquier

clase”, incluidas las de hidrocarburos. En esta forma se estableció el vínculo formal jurídico

que a través del tiempo permitiría a Venezuela mantener soberanamente la propiedad de

los recursos del subsuelo.

Diez años después, en 1839, otro venezolano excepcional, el sabio José María Vargas,

también se adelantaría al uso potencial del petróleo como generador de riqueza, cuando

presenta un análisis de muestras provenientes de Betijoque y Pedernales (estado Sucre),

determinando que “el hallazgo de las minas de carbón mineral y de asfalto en Venezuela es,

según sus circunstancias actuales, más precioso y digno de felicitación para los venezolanos

y su liberal Gobierno que el de las de plata u oro." Esta consideración de José María Vargas

constituye un hecho trascendental y visionario, pues para ese momento no había nacido

aún la industria del petróleo en el mundo.

Finalmente, en 1850, Hermann Karsten publicó el primer sumario de la geología de Venezuela

central y oriental, en el Boletín de la Sociedad Geológica Alemana. Al año siguiente informó

sobre un rezumadero de petróleo ubicado entre Escuque y Betijoque y en el año 1852, desde

Barranquilla, Colombia, sobre los abundantes rezumaderos de petróleo diseminados

alrededor del Lago de Maracaibo. En diversas publicaciones, variados autores, entre los que

se cuentan Arístides Rojas, Adolfo Ernst, Miguel Tejera, el ingeniero y general Wenceslao

Briceño Méndez, Wihelm Sievers, Bullman, Fortín, Eggers y Richardson y los informes del

Ministerio de Fomento, contribuyeron decididamente al reconocimiento de la riqueza que

atesora el subsuelo venezolano. Desde esos mismos momentos se inician las primeras

concesiones y se le da comienzo, en una hacienda de café umbrosa y tranquila

denominada “La Alquitrana”, la explotación comercial de nuestro petróleo.

Aunque en la zona del Mar Negro, principalmente Rumania, también se explotaba y refinaba

petróleo durante el siglo XIX, fue en Estados Unidos donde adquirió mayor dinamismo y poder

la industria petrolera moderna, con el verdadero aprovechamiento de un recurso que

indudablemente ha contribuido a la conformación del mundo actual.

de 151

Ya desde 1850 Samuel Martin Kier, un boticario de Pittsburg, Pennsylvania, comercializó el

aceite negro por vez primera bajo el nombre de "aceite de roca" o petróleo. La técnica de

perforar pozos y extraer petróleo por bombeo se inauguró también en Pennsylvania, con

Edwin Drakef, propietario del primer pozo que se explotó en forma industrial en 1859. Esta

iniciativa fue seguida por John D. Rockefeller, quien creó un poderoso imperio petrolero: la

Standard Oil Co, nacida el 2 de enero de 1882 llegó a controlar unas 40 empresas dedicadas

al transporte y refinación de petróleo. En 1897, se crea la Standard Oil of New Jersey, y luego,

con el nombre de Exxon, pasó a ser la compañía petrolera más importante del mundo.

Posteriormente, en 1911, de esta empresa se van a desprender tres de las que más tarde

serían parte del Cártel conocido como Las 7 hermanas: la Standard Oil of New Jersey, ya

mencionada; la Standard Oil Company of New York (Socony) y la Standard Oil of California

(Socal).

Los inicios de la industria petrolera estuvieron ligados fundamentalmente a la iluminación

doméstica y urbana y la calefacción. Fue durante el siglo XX, con el desarrollo del motor de

combustión interna, que el petróleo adquiere verdadera importancia para la producción

industrial y el transporte.

Años más tarde se descubrirían yacimientos importantes en Rumania, Polonia, Rusia, las Islas

de Sonda y en gran parte de Estados Unidos. Sin embargo, el tiempo demostraría que todos

los continentes (excepto la Antártica) poseen yacimientos de petróleo, de mayor o menor

importancia.

1.1.3 Concesión Petrolera

Entre la I y la II Guerra Mundial, la industria dio el gran salto para diversificar los

procedimientos tecnológicos que permitieron la producción de nuevos derivados de

petróleo y convertirlo en la principal y más estratégica fuente de energía del mundo. En ese

contexto, el hidrocarburo venezolano pasó a tener especial preponderancia en el proceso

de redefinición de las modernas potencias mundiales.

Para estos primeros años de actividad industrial la figura de la concesión petrolera fue el

instrumento mediante el cual las compañías transnacionales concertaron con los Estados

propietarios para explorar y explotar la riqueza de los yacimientos descubiertos en sus

territorios. Con el tiempo la obtención de tales concesiones y el control por el mercado

de 151

petrolero mundial, fue motivo de disputas entre las compañías petroleras transnacionales,

como también de guerras entre naciones por el control de tales variables, incluidas las de las

reservas. Esto nos explica cómo Venezuela, a raíz de su condición de país petrolero se

convierte, fundamentalmente desde la segunda década del siglo XX, en un actor de interés

para el monopolio petrolero internacional.

En Venezuela la primera concesión para la explotación de petróleo fue otorgada el 24 de

agosto de 1865 por Jorge Sutherland, Presidente Constitucional del Estado Soberano del

Zulia, al ciudadano norteamericano Camilo Ferrand para “taladrar, sacar y exportar petróleo

o nafta en todo el estado Zulia”, concesión que caduca al año siguiente por incumplimiento

de contrato.

En 1878 se otorga una concesión a Manuel Antonio Pulido Pulido para explotar el petróleo

descubierto en su hacienda “La Alquitrana”, para lo cual creó la Compañía Minera Petrolia

del Táchira que comenzó a operar efectivamente, es decir, con producción comercial, en

1883. Ese mismo año, se produce otra concesión que es entregada a Horatio Hamilton y

Jorge Phillips sobre el lago de asfalto de Guanoco, y que fue posteriormente traspasada a la

New York and Bermudez Company.

La actividad petrolera venezolana se inicia pues con la creación, en 1878, de la Compañía

Nacional Minera Petrolia del Táchira, cuya producción apenas alcanzaba para dotar de

kerosén a las ciudades vecinas. Su importancia radica en que no sólo es la primera empresa

fundada por un grupo de venezolanos, encabezado por Manuel Antonio Pulido, sino que

además desplegó todas las actividades de la industria petrolera, tanto la de aguas arriba

como la de aguas abajo, al extraer, procesar y comercializar los hidrocarburos en nuestro

país; una compañía, si se quiere, de integración vertical.

Tanto la producción de La Petrolia como la del lago de asfalto natural de Guanoco (Estado

Sucre) en 1890, por parte de la New York and Bermúdez Company (NY&BC), ocurren mucho

antes de que el mundo conozca la enorme utilidad comercial y estratégica que tendrán los

hidrocarburos. Aún sin imaginar el auge futuro de esta industria, nuestro territorio se convierte

en objetivo de las potencias imperialistas debido al interés comercial que ya generaba la

explotación del asfalto.

de 151

En efecto, en 1901 el asfalto venezolano es el pretexto no declarado por la NY&BC, para

participar como financista en la llamada Revolución Libertadora contra el gobierno de

Cipriano Castro. Igualmente, entre diciembre de 1902 y febrero de 1903, las armadas de

Inglaterra, Alemania e Italia bloquean las costas de Venezuela, con el argumento de que el

presidente Castro no estaba cumpliendo sus “compromisos internacionales”. Ante esta

agresión a la soberanía nacional, Cipriano Castro proclama su célebre frase: "Venezuela, la

planta insolente del extranjero ha profanado el sagrado suelo de la patria".

El 14 de agosto de 1905, Cipriano Castro había promulgado una Ley de Minas que se

constituyó en la base legal de las concesiones petroleras. Esta Ley permitía el traspaso de

concesiones y derechos a la explotación del petróleo por lapsos de 50 años, con beneficios

impositivos para el estado venezolano de dos bolívares por hectárea de superficie de la

concesión.

A pesar de ello, en diciembre de 1909, comenzando el gobierno de Juan Vicente Gómez le

son restablecidos los derechos concesionarios a la NY&BC. Tras esta decisión del dictador

Gómez, John Allen Tregelles y N.G. Burch, apoderados de la empresa británica The

Venezuelan Develoment Co., reciben una concesión de 27 millones de hectáreas que incluía

los estados Sucre, Delta Amacuro, Monagas, Anzoátegui, Carabobo, Zulia, Falcón, Táchira,

Mérida, Lara, Trujillo y Yaracuy. Por cuanto la concesión Tregelles-Burch fue cancelada en

1911, en 1912 el venezolano Max Valladares obtuvo una concesión que cubría el mismo

territorio, para traspasarla al día siguiente a la Caribbean Petroleum, subsidiaria de General

Asphalt.

En estos primeros años, la explotación del recurso petrolero en Venezuela quedó en manos

de la angloholandesa Royal Dutch Shell, y la Standard Oil, de los Estados Unidos.

A finales de 1912 la Caribbean Petroleum pasó a estar bajo el control de la Royal Dutch Shell

iniciando, además del negocio de asfalto, exploraciones en la búsqueda de petróleo. Es así

como en 1913 se descubre el primer campo petrolero en Venezuela, el campo Guanoco, al

completarse con éxito la perforación del pozo Barbabui 1. La Caribbean Petroleum, dueña

mayoritaria de la NY&BC y subsidiaria de la Royal Dutch Shell, intensificó la exploración

geológica en todo el territorio nacional y en 1914 perforó también con éxito, en la costa

oriental del Lago de Maracaibo, el pozo Zumaque I, que con su producción inicial de unos

de 151

200 barriles diarios (b/d), permitió el descubrimiento del primer campo venezolano de

importancia mundial, el campo Mene Grande.

Pero fue en diciembre de 1922 cuando el potencial petrolero del país resultó plenamente

confirmado con el reventón del pozo Barroso 2, también en el Zulia, pues durante nueve días

arrojó de manera incontrolada unos 100.000 b/d. Para valorar la importancia de ese nuevo

descubrimiento, basta señalar que para ese momento en el país se producían poco más de

6.000 b/d.

Para 1928, Venezuela está produciendo más de 290.000 b/d, exportando unos 275.000 b/d,

con lo que el país se ubica como el segundo productor mundial de petróleo y el primer

exportador. Sus niveles de producción fueron fuertemente incrementados con el paso del

tiempo, hasta 1970, cuando alcanza su techo máximo de 3.780.000 b/d. Venezuela fue

desde 1928 hasta 1970, el primer país exportador de petróleo en el mundo.

Las primeras concesiones otorgadas en Venezuela estuvieron regidas por las legislaciones

mineras vigentes en la época. A finales del siglo XIX y durante las dos primeras décadas del

XX no había en el país leyes propiamente petroleras. En 1917 durante la Primera Guerra

Mundial, iniciada ya la exportación de hidrocarburos venezolanos y recién nombrado

Gumersindo Torres como Ministro de Fomento (responsable en ese momento de todo el

sector minero), se decide suspender el otorgamiento de nuevas concesiones y someter a

revisión las condiciones en que venían siendo concedidas.

Hasta esa época en Venezuela las empresas sólo cancelaban los impuestos regulares

correspondientes a cualquier actividad económica, pero nada pagaban por el derecho

mismo a la explotación del recurso. Tomando entonces como ejemplo los regímenes

concesionarios de los principales productores de esos años, EE.UU. y México, se llegó a la

conclusión de que en Venezuela, por ser esta actividad dirigida casi exclusivamente a la

exportación y ser los yacimientos venezolanos de mejor calidad, la regalía debía ser superior

al promedio de la de las tierras públicas en EE.UU.

Es así como en octubre de 1918 se promulgó el primer Decreto Reglamentario del Carbón,

Petróleo y Sustancias Similares, que fijó la regalía entre 8% y 15% y se estableció, también por

vez primera que, una vez finalizada la concesión, debían las minas revertir a la nación –con

todos sus edificios, maquinarias y obras anexas– sin pago alguno por parte del gobierno.

de 151

En julio de 1920 se aprobó la primera Ley de Hidrocarburos, fijándose el mínimo para la

regalía en 15%. En esta Ley se estableció también la figura de las reservas nacionales,

concepto según el cual, una vez finalizado el período inicial de exploración, la mitad de la

superficie explorada revertía a la nación y el gobierno debía negociar esas reservas,

obligado por ley, en condiciones más ventajosas para la nación, superando los mínimos en

impuestos y regalías. Se redujo además el área de las concesiones y se reafirmó inequívoca-

mente la propiedad estatal de los yacimientos.

Disgustados por estas medidas, las compañías extranjeras y sus aliados, los comerciantes de

concesiones, lograron derrotar al ministro Torres en sus incipientes intentos nacionalistas. Se

promulgaron así nuevas leyes de hidrocarburos en 1921 y 1922 y Torres fue removido del

Ministerio de Fomento. Las compañías llegaron incluso a participar directamente en la

redacción de estas nuevas leyes. Además de reducir los tributos y regalías, permitieron que

todas las concesiones otorgadas desde 1918 se ajustaran a la nueva ley, disminuyendo así

sus aportes fiscales.

La ley de 1922 se mantuvo vigente, salvo reformas menores en 1925, 1928, 1935 y 1936, hasta

la ley de 1938. Con esta última, ya ocurrida la muerte del dictador Gómez, se introdujeron

algunos cambios respecto a la legislación precedente. Se autorizó por vez primera al Estado

a desarrollar directamente actividades petroleras mediante la creación de empresas o

institutos autónomos, se incrementaron nuevamente las regalías para nuevas concesiones

otorgadas sobre reservas nacionales, se elevaron los impuestos de exploración y el inicial de

explotación y se limitaron las exoneraciones de impuestos de importación solamente a los

artículos realmente necesarios para las actividades específicas de la concesión.

La más trascendente de las leyes de hidrocarburos anteriores a la nacionalización, fue la

promulgada por el Congreso Nacional en marzo de 1943, luego de una gran consulta

nacional. Se fraguó con el antecedente de la nacionalización mexicana de 1938, en medio

de la Segunda Guerra Mundial y dentro del clima de la política de buena vecindad del

presidente Franklin Delano Roosevelt, y sufrió desde su promulgación hasta 1975 sólo dos

reformas parciales y puntuales en 1965 y 1967.

Esta Ley de 1943 se logró por primera vez establecer en el país un régimen único y uniforme

para todas las concesiones de hidrocarburos, tanto para las otorgadas con anterioridad,

de 151

como las que se concederían posteriormente, mediante el mecanismo de la conversión.

Estableció la posibilidad legal de que los antiguos títulos o contratos fuesen convertidos en

nuevos títulos, libres de todo defecto y quedando los anteriores sin vigencia.

Con esto los concesionarios se acogían a la nueva legislación, con sus mayores cargas

impositivas, pero el gobierno renunciaba a cualquier reclamo originado por la situación

anterior. La duración de todas las concesiones de explotación, las nuevas y las convertidas,

se estableció en 40 años contados a partir de esa fecha, es decir, el vencimiento se pospuso

para el año 1983, aun cuando algunas de las viejas concesiones estaban ya próximas a su

fecha de vencimiento.

La ley no sólo uniformó, sino que también incrementó los impuestos y regalías. Las regalías,

por ejemplo, de un máximo de 15%, y promedio de 9%, pasaron a un mínimo de 16,66 % de lo

producido medido a boca de pozo, que sólo en casos excepcionales, al declinar la

capacidad productiva de los yacimientos, se podría disminuir para preservar el valor

comercial de la explotación. Se estableció la soberanía impositiva del Estado,

reconociéndole la atribución, por medio de leyes de impuesto sobre la renta, para modificar

los tributos.

Esta Ley continuó vigente hasta el año 2001 en todo su articulado, con la excepción única

del artículo 3 que fue derogado por un dictamen de la Corte Suprema de Justicia de 1991, a

fin de permitir la Apertura Petrolera de los años 90 del pasado siglo XX, por la vieja PDVSA en

detrimento del interés colectivo nacional.

La Apertura Petrolera fue, sin duda, la más importante de las fórmulas adoptadas durante la

última década del siglo XX, para responder acríticamente a las exigencias y condiciones de

la globalización neoliberal. Con ella se inició un proceso que transfirió del sector público al

sector privado, fundamentalmente al capital transnacional, importantes actividades de la

industria de los hidrocarburos en el país, que desde la nacionalización habían estado

reservadas al Estado venezolano. Además, los pasos dados en esa dirección acarrearon muy

elevados costos para el fisco nacional. Con la Apertura se avanzó hacia una profundización

de la autonomía de PDVSA y sus filiales respecto al Estado, tratando de hacer de ella un

Estado dentro del Estado.

de 151

1.1.4 PDVSA en el Mundo

Las actividades internacionales de PDVSA han tenido una expansión sin precedentes en los

últimos años, lo que contribuye para la proyección de la Compañía en el mundo, con

reconocimiento de alto nivel operativo, dominio tecnológico y excelencia de gestión.

En la actualidad Petróleos de Venezuela S.A. mantiene una firme presencia en el exterior a

través cinco oficinas ubicadas en Argentina, Brasil, Cuba, Reino Unido y Holanda, las cuales

mantienen una amplia relación comercial con sus socios en la región, así como con aquellas

naciones poseedoras de un extenso potencial para invertir en el negocio petrolero.

Sin embargo, los activos, operaciones y negocios del Área Internacional se extienden más

allá y en Europa, PDVSA participa por intermedio de su filial PDV Europa BV con sede en la

Haya, Holanda, con un 50% de las empresas Rulor Oil Gmbb de Alemania, y AB Nynäs

Petroleum. Además, está presente en Londres, con la filial PDV UK, la cual funciona como

oficina de inteligencia de mercado.

En el Caribe con la filial Refinería Isla, PDVSA opera, a través de un contrato de

arrendamiento a largo plazo, la refinería y la filial de almacenamiento en Curazao. Las

empresas Bonaire Petroleum Corporation, NV (BOPEC) y Bahamas Oil Refining Company

(BORCO) son filiales operadoras de terminales de almacenamiento en Bonaire y Bahamas.

El patrimonio internacional de nuestra corporación incluye también a CITGO, su filial en los

Estados Unidos y las refinerías distribuidas alrededor del mundo.

1.1.5 Estructura Organizativa

La estructura de PDVSA consta de un Presidente, dos Vicepresidentes (Vicepresidente de

Exploración y Producción y Vicepresidente de Refinación, Comercio y Suministro), cuatro

directores internos y tres directores externos. Conformando así una Junta Directiva de diez

directores. Adscrita a esta junta directiva están todas las direcciones de todas las áreas de la

corporación, es en este caso, la dirección de AIT (Automatización, Informática y

Telecomunicaciones) la que lleva a cabo el Proyecto TETRA de PDVSA en el departamento

de AIT Servicios Comunes.

de 151

Figura 2. Estructura Organizativa de AIT a Nivel Estratégico y Táctico

1.2 Proyecto

1.2.1 Reseña Histórica de la Comunicación

La historia de las comunicaciones es tan antigua como la historia del hombre. El hecho en sí

mismo de la comunicación es algo de vital importancia, no sólo para el ser humano, sino

también para el reino animal, éste en su conjunto hace uso de la misma para llevar a cabo

todas sus tareas y funciones necesarias para la subsistencia.

Dentro de las comunicaciones a nivel del hombre como especie, se tiene una rama muy

amplia, las telecomunicaciones, sobre la cual se fundamentan todas las comunicaciones a

distancia. A su vez tenemos también un subconjunto de las telecomunicaciones, las

radiocomunicaciones, que se podría definir como la parte de las telecomunicaciones que

utiliza el espectro radioeléctrico como medio o soporte físico para la propagación de las

señales que llevan la información de la comunicación. El trabajo de pasantía estará

centrado en las radiocomunicaciones móviles.

Con la perspectiva histórica en mente, se podrán mencionar los hechos más significativos

que han marcado los hitos del desarrollo de las telecomunicaciones.

La necesidad de una comunicación a distancia y además de forma veloz, dio lugar al

desarrollo de diferentes sistemas que utilizaban los medios disponibles y conocidos en cada

época y lugar para transmitir información: fuego, luz, humo, etc. Así pues, ya en tiempos de

de 151

los griegos, Polibio describe un sistema de comunicaciones que usaba una codificación más

o menos compleja, basada en señales visuales con antorchas y recipientes con agua como

codificadores, que Filipo, el rey de Macedonia, empleaba en todas las expediciones.

También los romanos desarrollaron unos de los primeros sistemas de comunicaciones, el

sistema de las torres de señales luminosas, que se mantuvo hasta bien entrada la edad

media. Sucesor de este sistema romano fue el telégrafo óptico (siglo XVIII), vigente en la

actualidad en la marina.

El año 1794 fue clave en el desarrollo organizado de las comunicaciones modernas, se envió

el primer mensaje a través de una línea telegráfica óptica entre París y Lille. A partir de este

momento muchos países comenzaron con el desarrollo de sistemas propios o importados.

Posteriormente, en 1820, basado en el fenómeno electromagnético, Schiling con sus primeras

pruebas y finalmente Morse, pusieron en funcionamiento el telégrafo eléctrico en 1837.

Luego en 1877 se desarrolló el sistema español de telegrafía dúplex. En 1878 se hicieron los

primeros ensayos prácticos de la telefonía eléctrica, como consecuencia del descubrimiento

accidental de la misma en 1876 por Alexander Graham Bell. Es importante señalar que en un

primer momento no se dio una gran importancia a este descubrimiento ya que las

necesidades básicas se creían cubiertas por el telégrafo. El teléfono comenzó a cobrar gran

importancia posteriormente comenzando con la conmutación manual y siguiendo a la

automática en 1889; así pues, se desarrollaron los cableados telefónicos en los entornos

urbanos y desarrollando sistemas como las bobinas híbridas para conseguir el realojo de

varios canales en un único circuito.

Al mismo tiempo que estos sistemas se iban desarrollando, la radio comenzaba su andadura

en el mundo de las telecomunicaciones. Las primeras referencias a la telegrafía sin alambres

(sin hilos) se tienen en 1795, en una memoria de Francisco Salvá hablando de sistemas

alternativos a la telegrafía óptica. Maxwell tempranamente con su teorización, Hertz con la

confirmación de la teoría de Maxwell y ya Marconi en 1896 culminaron el desarrollo de la

telegrafía sin alambres, llegando a su expresión práctica más palpable en 1901 con la

transmisión a 3500 km, entre Terranova y Poldhu. Aún se recuerda hoy en día el primer envío

inalámbrico de la letra “s” en código Morse.

de 151

Los primeros sistemas de radiocomunicaciones fueron para el servicio móvil, en donde una

estación central, a través de un canal de radio, mantenía comunicados múltiples usuarios,

bajo la tecnología de acceso "push-to-talk" (PTT). Para 1934, aproximadamente 5000

unidades de policía municipal de Estados Unidos, utilizaban un sistema móvil con modulación

AM para ofrecer seguridad pública. Para esta misma época, Edwin Armstrong introdujo la

modulación en frecuencia (FM), y desde entonces, ésta ha sido la técnica analógica más

utilizada en los sistemas móviles.

El crecimiento de los servicios móviles era lento; el área de cobertura estaba servida por una

estación central, con varias decenas de kilómetros de alcance para atender todo un

poblado. Sin embargo, la capacidad de cursar tráfico se copaba rápidamente aún con

cada nueva mejora tecnológica.

Con el desarrollo de las capacidades de manufactura y miniaturización que impulso la II

Guerra Mundial, el número de usuarios móviles pasó de alrededor de 86000 en 1948, a 1.4

millones en 1962. Todavía en esta fecha, los usuarios móviles no estaban conectados a la red

pública telefónica (PSTN). Posteriormente, entre 1960 y 1970, Laboratorios Bell desarrolla el

concepto celular, el cual hace que el área de cobertura por radiocanal se reduzca, así

mismo, se introduce el concepto de reutilización de frecuencias, a costa de incrementar la

infraestructura del sistema, pero permitiendo de este modo aumentar el número de usuarios

del servicio móvil en las zonas de cobertura.

En 1968, Japón introduce el primer radioenlace digital, utilizando modulación 4-PSK con una

portadora en la banda de 2 GHz. Este equipo presentaba una alta calidad de voz, pero

ocupaba un alto ancho de banda en comparación con los sistemas analógicos. La

eficiencia espectral de estos inicios era del orden de 1 bit/s/Hz.

A principios de los años 80, se implementan esquemas de codificación de mayor eficiencia

espectral, como 16-QAM. Estos sistemas eran menos robustos frente a desvanecimientos de

la señal, por lo que exigían la utilización de ecualización adaptable y técnicas de diversidad

espacial. Se introducen entonces mejoras en el procesamiento de la señal y el diseño del

subsistema radioeléctrico, tales como: ecualización transversal, combinación con diversidad

espacial, conmutación electrónica y sin errores, compensación de interferencia y corrección

de errores directa. Y así se va avanzando a técnicas de mayor eficiencia espectral como

256-QAM, sin sacrificar calidad o fiabilidad de la red.

de 151

Los sistemas de radiocomunicaciones móviles tienen, hoy en día, un protagonismo relevante

en el campo de las tecnologías de la información. Tradicionalmente se les ha clasificado en

sistemas privados y públicos. Los primeros son importantes herramientas de trabajo para una

amplia gama de empresas de servicios, tales como: distribución de agua, gas y electricidad,

policía, ambulancias, bomberos, transporte y en el caso particular de esta pasantía, la

industria petrolera. Estos sistemas han evolucionado desde las primeras redes con asignación

rígida de canales y mínimas prestaciones, a los sistemas troncales (“trunking”) de

concentración de enlaces, dando origen a los PMR (Private Mobile Radio) radio móvil

privado. Estos sistemas troncales proporcionan un elevado rendimiento en el uso de las

frecuencias radioeléctricas y aportan importantes recursos de valor agregado a la

comunicación de voz como son la formación de grupos, transmisión de datos, prioridades de

emergencia, conexión con la red telefónica pública, etc.

Hoy en día, los sistemas troncales constituyen la solución profesional para las necesidades de

comunicaciones móviles de grandes empresas. Pero la evolución tecnológica prosigue, así

pues, los sistemas troncales de concentración de enlaces analógicos han pasado a ser

digitales como el Trunking EDACS, Trunking TETRA, Trunking Open Sky, entre otros.

1.2.2 Planteamiento del Problema

Petróleos de Venezuela Sociedad Anónima (PDVSA) nace como la empresa encargada de

asumir las funciones de planificación, coordinación, supervisión y mantenimiento de la

industria petrolera nacional al concluir el proceso de reversión de las concesiones de los

hidrocarburos a las compañías extranjeras que operaban en territorio venezolano, pasando

de los llamados convenios de operación de la apertura petrolera a las empresas mixtas,

dirigiendo desde entonces, la totalidad de las operaciones que se enmarcan dentro de la

dinámica petrolera del país.

Esta empresa es una de las principales responsables en el desarrollo nacional y por

consecuencia de la seguridad de la nación, y de todo lo que ello implica, a través del

beneficio generado con la comercialización de sus productos y sus aportes al fisco nacional.

A mediados de Diciembre de 1999, la población de los Estados Miranda, Vargas, Distrito

Capital, entre otros, fueron víctimas de un hecho inédito a nivel nacional como lo fue una

de 151

serie de inundaciones y deslizamientos de tierra a causa de fuertes precipitaciones. Durante

esos hechos se evidenció la deficiencia en cuanto a coordinación y comunicación entre los

diferentes organismos de protección y de seguridad del estado, causada, entre otras cosas,

por la inexistencia de un sistema de comunicaciones que permitiese la interconexión efectiva

entre los mismos evitando mayores pérdidas y logrando una mejor organización en planes de

contingencia de gran envergadura.

Luego de los sucesos anteriores, entre Diciembre de 2002 y Enero de 2003 se presentaron una

serie de conflictos sociopolíticos que conllevaron al paro petrolero. Una de las causas de la

desestabilización en las operaciones de la industria, fue la violación de sus activos de

información realizadas por personal interno y externo a la corporación. Con estos hechos la

capacidad operativa de las redes de comunicaciones de PDVSA se vio disminuida en forma

considerable, haciéndose notable la vulnerabilidad y susceptibilidad de la misma a ser

intervenida e interferida por agentes externos a la empresa.

Partiendo de los dos sucesos antes mencionados, nace la necesidad de un sistema de

telecomunicaciones que interconecte de manera eficiente y con elevados niveles de

seguridad a los principales organismos de defensa, empresas del estado, entes

gubernamentales y particularmente PDVSA que es la mayor empresa estadal y brazo

fundamental del desarrollo nacional.

Tal situación recomienda diseñar e instaurar una nueva plataforma de comunicaciones que

garantice un alto grado de disponibilidad, integridad y confidencialidad, principios

fundamentales de la seguridad de información, que permita proporcionar una red operativa

de excelente calidad, bajo patrones de ética y rentabilidad.

En consecuencia de la evidente necesidad, el Ministerio del Poder Popular para la Energía y

el Petróleo comisiona a PDVSA para que realice investigaciones y desarrolle un estudio de las

diversas tecnologías presentes en el mercado y seleccionar la solución más viable y eficiente,

que pueda contrarrestar una contingencia similar a las mencionadas anteriormente en

cualquier empresa del estado o ente gubernamental. La nueva visión de la arquitectura

tecnológica de automatización, informática, y telecomunicaciones impulsa este proyecto

mediante estrategias que promueven el desarrollo de tecnologías nacionales.

de 151

A partir de un estudio diagnóstico, se llegó a la recomendación de que la solución más

apropiada para el proyecto es un Sistema de Radio Troncalizado Digital. Tomando como

base este estudio, y siguiendo los lineamientos establecidos por la COmisión NAcional de

TELecomunicaciones (CONATEL), se estableció que la tecnología apropiada para dicho

sistema de radio troncalizado debe ser el protocolo abierto TETRA, que supera las limitaciones

de los sistemas troncales analógicos, ofreciendo una amplia gama de servicios adicionales

que abarcan aplicaciones de redes privadas virtuales (VPN), protocolos de acceso

inalámbrico WAP (Wireless Access Protocol), modo de llamada full-dúplex, voz y datos

simultáneos, entre otros, logrando así las ventajas de grandes sistemas públicos, pero al

mismo tiempo manteniendo las características básicas de los sistemas de radio troncalizado

convencionales.

Con base a lo anteriormente expuesto, cabe destacar que dicho sistema debe ofrecer una

cobertura nacional, a fin de brindar un alto grado de servicio a las diferentes zonas del país,

desde un punto de vista estratégico, y enmarcado en el estado de contingencia; así

también donde el trabajador deba desempeñar sus actividades diarias lo que incluye las

áreas de recorrido de los gasoductos, poliductos, oleoductos, oficinas administrativas,

campos de producción de petróleo y de gas.

1.2.3 Justificación

PDVSA, dentro de su visión estratégica, se ha planteado como objetivo el establecer un

Sistema de Telecomunicaciones de alta tecnología que pueda satisfacer las necesidades

diarias de sus usuarios, superando inclusive sus expectativas, así como también brindar al

estado una plataforma confiable para las situaciones de Seguridad Nacional y el desarrollo

de los Planes de Contingencia, los cuales engloban a los principales organismos públicos, a

sus empresas y a los organismos de seguridad. Para ello es necesario realizar revisiones de los

sistemas de comunicaciones existentes, enfocándose en posibles procesos que sean

susceptibles a la aparición de fallas, que puedan llevar, en el peor de los casos, a la caída

del sistema de comunicaciones, lo cual puede tener como resultado la vulnerabilidad de las

operaciones que se soportan por dicho sistema.

Con el diseño de la Red de Radio Móvil Operacional Troncalizado Digital TETRA en la zona

Metropolitana, se alcanzará una mejor cobertura, además de prestar un sistema redundante,

lo que permitiría garantizar la comunicación en caso de que falle una de las repetidoras. Este

de 151

diseño es de suma importancia ya que traerá consigo un aumento en la calidad y avance

tecnológico de los servicios que actualmente presta PDVSA, apoyándose en sistemas de

telecomunicaciones. Así mismo, aumentará de manera significativa la disponibilidad,

integridad y confidencialidad para los usuarios de los sistemas actuales de Radio

Troncalizado, así como aumentará significativamente la capacidad del número de usuarios

de la red, además de proporcionar un medio importante de interconexión entre PDVSA y los

demás organismos gubernamentales, de seguridad nacional y empresas del estado

dependientes del Ministerio del Poder Popular para la Energía y el Petróleo.

1.2.4 Definición y Objetivos

Este proyecto de grado está basado en la proposición de una Red Radio Móvil Operacional

Troncalizado Digital basada en el protocolo TETRA (Terrestial Trunked Radio) para ser

implementada en el área metropolitana en sustitución de la red analógica actual de PDVSA

en dicha área. De tal forma, el objetivo general de este proyecto es el diseño de la Red

Radio Troncalizado Digital TETRA en la región metropolitana para PDVSA.

Entre los objetivos específicos tenemos:

• Diagnosticar las necesidades de comunicaciones móviles en la región metropolitana.

• Establecer los equipos requeridos, tanto activos como pasivos, tomando en cuenta

las potencias de recepción (Rx) y transmisión (Tx).

• Efectuar los estudios de emisiones de frecuencia, cobertura e interferencia en el

sistema propuesto.

• Desarrollar el dimensionamiento del sistema troncal.

• Elaborar la ingeniería básica de la red TETRA.

1.2.5 Alcance

El diseño de la red sólo abarca la ingeniería básica, y está conformado por la propuesta

técnica para la puesta en funcionamiento de esta red; no serán incluidos estudios

económico-financieros, en virtud de instrucciones expresas por la corporación, bajo las

cuales esa información será manejada exclusivamente por personal interno, por razones de

confidencialidad.

de 151

De igual manera, no se contempló la elaboración del plan de mantenimiento de dicha red,

condicionalmente el mismo dependerá en gran medida de las características de los equipos

necesarios, ofertados por cada proveedor que sea seleccionado por PDVSA.

1.2.6 Limitaciones

El tiempo disponible para realizar la presente investigación, representó ser una limitante

impidiendo realizar un estudio sobre las necesidades de comunicaciones de los entes

externos a PDVSA, a los cuales la corporación planea apoyar en situaciones de

contingencia.

El proyecto se limitó al diseño de la red, así pues, no se efectuó ninguna implementación del

mismo, ya que no es parte del objeto de estudio, sin embargo, se deja a decisión de PDVSA

la implementación pertinente al sistema diseñado. Adicional a esto, el documento

elaborado tiene la forma de un Trabajo Especial de Grado, de índole académico, por lo que

su uso para un proceso licitatorio requerirá de los ajustes que estipule la Corporación.

de 151

CAPÍTULO II 2 MARCO TEÓRICO

En este Capítulo se presentan las bases teóricas sobre las cuales se sustenta el proyecto de

pasantía larga, éstas contribuyen de manera considerable en la comprensión y desarrollo del

mismo.

2.1 Conceptos y Fundamentos de los Sistemas de

Telecomunicaciones Los sistemas de comunicaciones inalámbricos están basados en la telecomunicación,

sustentados en ondas radioeléctricas, éstas son ondas electromagnéticas que se propagan

por el espacio sin guía artificial y cuyo límite superior de frecuencia se fija en 3.000 GHz.

2.1.1 Características de la propagación radioeléctrica

La propagación es un fenómeno que depende de la frecuencia de la señal, y del tipo y

características eléctricas del terreno subyacente. Dependiendo de la frecuencia de la señal

se tienen los siguientes tipos de propagación:

Onda de superficie: Se observa para frecuencias inferiores a 30 MHz. Estas ondas

presentan largos alcances y gran estabilidad de las señales. La señal sigue la

curvatura terrestre y sortea los obstáculos de terreno, lo que favorece el alcance. Es

por esto que el suelo influye de forma notable sobre la propagación.

Onda Ionosférica: Ocurre para frecuencias entre 3 MHz y 30 MHz. La propagación

tiene lugar por reflexión de las ondas en las capas ionizadas que circundan la tierra a

gran altura (ionósfera). Presenta gran alcance pero hay cierta inestabilidad en la

señal.

Onda espacial: Se presenta para frecuencias superiores a 30 MHz. La propagación se

realiza a través de las capas bajas de la atmósfera terrestre (troposfera - hasta 10 km

sobre el nivel del mar). Eventualmente, puede tomar parte el suelo. Esta forma de

de 151

propagación está compuesta de tres componentes (algunas deseadas y otras no

tanto).

o Onda directa: Enlaza las antenas de las estaciones

o Onda reflejada: Conecta el transmisor y el receptor a través de una reflexión

en el terreno subyacente. La señal reflejada debe recorrer un camino más

largo que la señal directa, lo que se comportará como una interferencia no

deseada. Este fenómeno introducirá pérdidas o distorsión de la señal recibida.

o Onda multitrayecto: son ondas que alcanzan el receptor tras sufrir reflexiones

en capas fronteras de estratos troposféricos.

La onda espacial en general es estable aunque requiere línea de vista. Puede estar

perturbada por las ondas reflejadas y las multitrayecto, reduciéndose la potencia de

la señal útil al producirse interferencia destructiva, traduciéndose esto en un

desvanecimiento.

Onda de dispersión troposférica: Se basa en reflexiones ocasionadas por

discontinuidades debidas a variaciones turbulentas de las constantes físicas de la

troposfera. Se producen variaciones en el índice de refracción que provocan una

reflexión dispersiva, alcanzando distancias más allá del horizonte. Tiene asociadas

pérdidas muy elevadas y está sujeto a desvanecimientos profundos.

En la Tabla 1 se expresan diversos factores como las aplicaciones y el alcance típico para

algunas bandas de frecuencias y su característica de propagación.

de 151

Tabla 1. Subdivisión del Espectro Radioeléctrico

La onda modulada se envía al medio de propagación a través de una antena, la cual

irradia energía en forma de ondas electromagnéticas. Se denomina radiación al flujo saliente

de energía de una fuente cualquiera en forma de ondas electromagnéticas; se define la

emisión como la radiación producida por una estación transmisora radioeléctrica.

En la Figura 3 se puede observar a groso modo el esquema de la transmisión de una señal

radioeléctrica:

de 151

Figura 3. Esquema de Telecomunicación

Los órganos de transmisión, antenas y recepción contribuyen positivamente a la

telecomunicación de la información. Sin embargo, el medio de transmisión introduce

pérdidas y perturbaciones. El objetivo perseguido es que la potencia de la señal recibida

supere un cierto margen con respecto a la señal de ruido y las interferencias para garantizar

la calidad de la información recibida.

El alcance útil o la cobertura de la emisión radioeléctrica depende del tipo y de la intensidad

de la perturbación. Debido a la creciente utilización de las radiocomunicaciones, es muy

frecuente que existan numerosas señales interferentes en el receptor. Adicionalmente,

existen otras alteraciones de la señal como los multitrayectos, con lo cual hay que aplicar

técnicas de recepción por diversidad y ecualización.

Los sistemas digitales de relevadores radioeléctricos (DRSS - como también se denominan

estos enlaces) utilizan el principio de propagación radioeléctrica por onda espacial para la

transmisión de la información a distancia. El gran volumen de información que se ha de

transmitir mediante estos sistemas radioeléctricos requiere un gran ancho de banda, del cual

sólo se dispone en la gama de frecuencias de microondas, gama que va aproximadamente

de 1,5 GHz a 56 GHz. Los sistemas de radioenlaces de alta capacidad han de ser del tipo

de 151

"visibilidad directa (LOS-Line of Sight)" para conseguir que la transmisión sea estable y

confiable.

Aun cuando se haya definido la banda de microondas para aplicaciones punto a punto

partiendo de 1,5 GHz, es frecuente escuchar esta misma denominación para frecuencias

ligeramente inferiores, como sucede con la banda de telefonía celular tradicional (850 MHz).

Para el caso de enlaces de microondas, la propagación con visibilidad directa es casi óptica

y se ve facilitada por la utilización de antenas altamente directivas que hacen posible

abarcar grandes distancias con potencias de transmisión relativamente bajas. El requisito de

visibilidad directa limita la longitud del trayecto entre dos estaciones, a lo que también se

llama longitud de salto o vano.

Los requisitos de baja potencia y gran anchura de banda de información descartan

básicamente los sistemas de dispersión troposférica o ionosférica.

2.1.2 Estructura Básica de un Sistema Radio Móvil

Todo sistema de radiocomunicación móvil consta de los siguientes elementos:

Estaciones Fijas

Estaciones Móviles

Equipos de Control

1. Estaciones Fijas: Como su nombre lo indica, son estaciones no previstas para su utilización

en movimiento.

1.1. Estación Base (BS): Es aquella estación radioeléctrica que se controla directamente

desde una unidad de control situada en un punto específico; este control puede ser

local o remoto, mediante líneas telefónicas o radioenlaces. Su principal

característica es la de ser fuentes y sumideros de tráfico de información y de

señalización. Las BS están constituidas por:

1.1.1. Equipos Transceptores (transmisores y receptores).

1.1.2. Sistemas Radiantes.

1.1.3. Elementos de acople entre transceptores y sistema radiante.

de 151

1.2. Estación de Control: Su funcionamiento se utiliza para controlar automáticamente las

emisiones de otra estación de radio en un emplazamiento específico. Es importante

señalar que estas estaciones de control son fundamentales para los sistemas PMR.

1.3. Estaciones Repetidoras: Su función es retransmitir la información que les llega,

proveniente de las estaciones base, y su objetivo es lograr mayor cobertura.

2. Estaciones Móviles (MS): Es una estación radioeléctrica prevista para su utilización en un

vehículo en marcha o que efectúa paradas en puntos determinados. También se

incluyen a los equipos portátiles o de mano.

3. Equipos de Control: Son todos aquellos equipos necesarios para el gobierno de las

estaciones base, la recepción y generación de llamadas, localización e identificación de

vehículos, transferencia de llamadas a la red telefónica privada, señalización de canales,

etc. En comunicaciones móviles de datos se incluyen en esta categoría las pantallas,

impresoras, así como miniordenadores y controladores.

2.1.3 Clasificación de los Sistemas de Radio Móvil

Los Sistemas de radiocomunicación móviles pueden clasificarse de acuerdo a numerosos

criterios; entre los más usuales encontramos:

1. Por el tipo de conexión y aplicación:

1.1. Sistemas PMR o PAMR: aquellos que no están conectados a la red telefónica pública

conmutada.

1.2. Sistemas de telefonía móvil pública (PMT): constituyen en sí mismos una red

telefónica, con sus elementos de transmisión y conmutación como en toda la red,

que se denomina PLMN (Public Land Mobile Network).

2. Por la modalidad de explotación:

2.1. Simplex.

2.2. Semidúplex.

2.3. Dúplex.

3. Por la técnica de multiacceso:

3.1. FDMA (Frequency Division Multiple Access).

3.2. TDMA (Time Division Multiple Access).

3.3. CDMA (Code Division Multiple Access).

de 151

4. Por el tipo de modulación:

4.1. Sistemas analógicos (modulación FM).

4.2. Sistemas digitales (modulaciones de los tipos FSK y PSK).

2.1.4 Canales en Comunicaciones Móviles

Los canales radioeléctricos móviles pueden ser:

Simplex (a una o dos frecuencias)

Semidúplex

Dúplex

1. Canales Simplex a una frecuencia: Utilizan la misma frecuencia para cada sentido de

transmisión. Así pues la transmisión se realizará de forma secuencial, en un sentido a la

vez, cuando se pulsa PTT de la estación móvil, el conmutador de antena conecta el

transmisor a la antena y desconecta el receptor de la misma. Debido a que se utiliza una

frecuencia, las transmisiones son de línea compartida, por ello cualquier equipo puede oír

y hablar con cualquier otro dentro de la zona de cobertura mutua. La ventaja es la

sencillez y eficiencia en el uso del espectro radioeléctrico, pero tiene entre una de sus

mayores desventajas, la inseguridad y falta de confidencialidad en la información. Esto

último es inaceptable para la empresa, ya que, la seguridad y la confidencialidad de la

información son vitales para evitar posibles saboteos causados por la intervención de

agentes externos a la empresa.

Figura 4. Simplex

1.1. Concepto de “ayuda mutua”: Como, generalmente, el retro alcance móvil-base es

inferior al alcance base-móvil, la utilización de la misma frecuencia hará que en

ocasiones existan móviles que no alcanzan a la base; por ello será necesario que se

haga un puente entre este móvil y otro que si tenga alcance a la base.

de 151

Figura 5. Ayuda Mutua

1.2. Interferencia cocanal intensa: Supongamos que se tiene una comunicación entre la

estación base y un móvil M1. Por otra parte y al mismo tiempo un móvil M2 que esté

más cerca de la estación base pero lo suficientemente lejos de M2 como para no

escucharlo, comenzará su transmisión (pensando que el canal está libre) a la

estación base interfiriendo con la comunicación de M1 logrando cortándola por

tener más intensidad.

Figura 6. Interferencia Cocanal Intensa

2. Canales Simplex a dos frecuencia: Utilizan dos frecuencias diferentes para la transmisión y

recepción ( y ). Se establecen así canales con pares de frecuencia separadas entre sí,

por ejemplo, de 4 a 5 MHz La ventaja de estos canales sobre el de una frecuencia,

consiste en que si tenemos dos estaciones próximas entre sí, como ambas transmiten en

la frecuencia “alta” y reciben en la “baja”, no se producen efectos perjudiciales en sus

receptores como ocurriría en el caso de los canales simplex a una frecuencia; en los que

una de las estaciones base interferirá sobre la otra, con la misma separación de

frecuencias. Así pues, con estos canales se logra una mayor eficiencia espectral.

de 151

Figura 7. Arquitectura para simplex a dos frecuencias

3. Canales Semidúplex: Para lograr la comunicación todos con todos en los canales simplex

a dos frecuencias, se configura la estación base de tal manera que retransmita las

señales que recibe, a este procedimiento se le denomina “talk-through” (TT). Se

denomina canal semiduplex, ya que, la estación base funciona dúplex (recibiendo por

una frecuencia y transmitiendo por una simultáneamente) y los terminales móviles en

simplex a dos frecuencias.

Figura 8. Arquitectura para canales semidúplex

En la Figura 8, DUX equivale al duplexor.

Figura 9. Arquitectura para la Estación Repetidora

4. Sistemas Dúplex “full-dúplex”: En este caso, tanto el móvil como la estación base

transmiten y reciben en pares de frecuencia simultáneamente, así pues, los radios

portátiles requieren también de duplexores. Este tipo de sistema permite conversaciones

de 151

de doble vía sin la necesidad de la utilización del PTT para transmitir. Cada terminal

requiere un radiocanal diferente para hacer el enlace con la estación base.

Figura 10. Arquitectura para canales dúplex

En la Figura 10, DUX equivale al duplexor.

2.1.5 Construcción del Sistema de Telecomunicación

Las fuentes tradicionales de información proporcionan señales electrónicas analógicas (por

ejemplo: micrófonos). Múltiples estudios demuestran las ventajas de representar estas señales

analógicas en formato digital para su transmisión y recuperación; los avances en

microelectrónica permiten transmisiones digitales casi libres de errores a bajo costo. Los pasos

para transformar una señal de audio analógica en un tren digital de bits a 64 Kbps, son a

través del filtrado, muestreo, cuantificación y codificación apropiados. Además de las

señales analógicas, existen fuentes de datos digitales por naturaleza, los cuales no requieren

transformaciones previas.

Por limitaciones de los filtros en los sistemas de recepción, no es posible utilizar bandas de

espectro contiguo para la transmisión simultánea de información, por lo que el uso de una

portadora para cada señal a transmitir representaría un importante desperdicio del espectro

electromagnético en bandas de guarda.

En los sistemas de comunicaciones en donde se transmite un volumen de información

considerable entre estaciones, tales como fibra óptica o los radioenlaces de microondas

punto a punto, para hacer uso eficiente del ancho de banda disponible se han desarrollado

las técnicas de multiplexión.

de 151

2.1.5.1 Multiplexores Permiten transmitir varias señales haciendo uso de un único canal (guiado o no guiado). En el

ámbito de las comunicaciones vía radio, se utilizan multiplexores para transmitir varias señales

sobre una misma portadora.

2.1.5.1.1 Multiplexación en frecuencia Los predecesores de los sistemas digitales de radio fueron los sistemas analógicos que

llevaban señales de video y señales de voz multiplexadas por división en frecuencia (FDM-

Frequency Division Multiplexing, es decir cada señal se acomoda en una porción distinta

contigua del espectro de frecuencias asignado para realizar la transmisión). En cualquier

caso, la información se superpone en una onda portadora, cuya frecuencia pertenece a la

banda designada para el servicio.

En los enlaces analógicos la tendencia era a utilizar multiplexión en frecuencia, con

agrupaciones de 12 canales o múltiplos de ésta. En la actualidad, no se encuentran en el

mercado equipos para aplicaciones punto a punto que utilicen FDM.

2.1.5.1.2 Multiplexación en tiempo Para enlaces digitales las técnicas de multiplexión en tiempo son la regla. La selección de

una técnica u otra dependerá de la capacidad y requisitos del enlace. A continuación se

presenta brevemente las principales técnicas de multiplexión en tiempo utilizadas para estos

sistemas de comunicaciones.

2.1.5.1.2.1 Jerarquía Digital Plesiócrona – PDH

El funcionamiento plesiócrono se refiere a Casi-sincronizado. El multiplexor del transmisor,

generalmente transmite señales a una velocidad controlada por un oscilador local muy

exacto. Si lo mismo ocurre en ambos extremos del enlace, con seguridad, las velocidades

binarias reales a las cuales el equipo transmita a nuestra red no serán exactamente iguales a

las del extremo receptor. Esto requiere la inserción de bits adicionales para facilitar la

alineación de la trama de los datos (ya que los relojes utilizados para la digitalización de los

mismos no tienen la misma fase), y proporcionar los impulsos con los que efectuar el relleno

por impulsos.

de 151

Para que la transmisión digital resulte económica, se combinan un cierto número de señales

de 64 kbps en una sola línea utilizando multiplexión en tiempo (TDM).

Figura 11. PDH

En la Figura 11, MUX equivale al multiplexor.

En la Figura 11, la velocidad de señalización es de 64 Kbps, ya que tenemos 8 bits que nos

proporcionan 256 niveles de cuantificación. Estas señales se entregan al multiplexor, el cual

se encarga de compartir el tiempo de acceso al canal entre todos los usuarios.

En la jerarquía europea (utilizada en la telefonía pública en Venezuela), la jerarquía de

primer orden se conoce como E1 y multiplexa 30 canales de 64 Kbps de datos más dos

canales de sincronismo y señalización (32 canales en total), para obtener un tren de bits a

2,048 Mbps (generalmente se habla de una trama de 2 Mbps).

El demultiplexor debe saber en qué orden entregar las palabras de ocho bits que está

recibiendo. Para ello, en el multiplexor se inserta una palabra de sincronización que se pueda

reconocer en el extremo receptor, y el demultiplexor la utiliza como referencia. Estas

palabras de referencia son bits suplementarios que exigen mayor velocidad en el enlace; en

lugar de 30 canales de 64 Kbps (1,92 Mbps), el enlace debe soportar 32 canales de 64 Kbps

(2,048 Mbps).

Cuando se requiere continuar la cadena de multiplexión para aprovechar la capacidad del

canal y transmitir más canales sobre una misma portadora, se requieren utilizar multiplexores

de orden superior. Los MUX de segundo orden multiplexan cuatro tramas E1 para obtener

una trama E2 de 8,448 Mbps (no muy utilizada).

Multiplexando cuatro tramas E2 (4E2 ó 16 tramas E1) se obtiene una trama E3 de 34,368 Mbps

correspondiente a la tercera jerarquía digital europea plesiócrona. De igual forma, la

multiplexación de cuatro tramas E3 arroja una trama E4 a 139,264 Mbps

de 151

Todo esto se puede apreciar de manera ilustrativa en la Figura 12

Figura 12. Multiplexación de orden superior

Las señales plesiócronas tienen unos ritmos de reloj que no son exactamente iguales, por lo

cual, el acceso a los canales en estaciones intermedias exige una cadena de demultiplexión

completa, además que presenta capacidad de señalización y de supervisión en la gestión

de la red limitadas. Para atender y solventar estas limitaciones, se desarrolló la jerarquía

digital síncrona.

2.1.5.1.2.2 Jerarquía Digital Síncrona – SDH

Las deficiencias de la técnica PDH fueron compensadas parcialmente por la multiplexión

síncrona SDH, ya que permite el acceso directo a todos los niveles afluentes inferiores, hasta

el de 64 Kbps, sin requerir una cadena de demultiplexores de la trama. Sin embargo, la

multiplexión síncrona requiere que todas las señales binarias se deriven de un mismo reloj de

alta estabilidad.

El formato de la señal básico viene dado por el "módulo de transporte síncrono-nivel 1 (STM-

1)", cuya velocidad binaria de transporte es de 155,52 Mbps, y puede aceptar PDH CEPT

(3E3). La frecuencia fundamental o de repetición de la trama STM-1 es de 8 KHz (125 μseg).

Consta de un área de overhead de 81 bytes y de 2.349 bytes de carga útil (payload).

de 151

Figura 13. Trama SDH

2.1.5.2 Módem La salida de los multiplexores en Banda Base, bien bajo PDH o SDH, se le entregan al

modulador para aplicarle una codificación apropiada (4-PSK, 16-QAM, etc.) que adapte la

señal a los requisitos espectrales (ancho de banda), realizar procesamiento de la señal para

corrección de errores y otras aplicaciones (recepción por diversidad, etc.)

El modulador entrega la señal al transmisor en una "frecuencia intermedia", típicamente 70

MHz (otro valor frecuente es F.I.= 140 MHz). Hasta este punto, los equipos son similares en

todos los sistemas, lo que permite un bajo costo por economía de masas.

2.1.5.3 Transceptor La etapa de radiofrecuencia (RF) está compuesta principalmente por el transmisor/receptor

(transceptor o transceiver). El transmisor se encarga de elevar la señal recibida del módem

(en frecuencia intermedia) a la frecuencia portadora o canal asignado, así como de dotarla

de la potencia de salida definida por el transceiver.

de 151

Figura 14. Transceptor

2.1.5.4 Elementos Pasivos Además de los equipos electrónicos que procesan la señal desde su ingreso al sistema de

comunicaciones, la modulan, la filtran y la amplifican, esa señal debe entregarse a un

dispositivo capaz de irradiar para proceder a su transmisión. A partir del conjunto de

dispositivos electrónicos que adaptan la señal para su transmisión en el radiocanal

adecuado, existen un conjunto de elementos, generalmente pasivos, que permiten entregar

dicha señal a la antena para proceder a su emisión.

2.1.5.4.1 Duplexer y Red de Branching Es importante señalar que en las rutas radioeléctricas de alta ocupación, en las que todos los

canales disponibles en una banda están ocupados, se han de utilizar antenas de transmisión

y recepción separadas para reducir las interferencias perjudiciales entre transmisores y

receptores. Si sólo están equipados unos pocos canales, es posible conectar transmisores y

receptores a la misma antena a través de un “circulador o duplexer”. Este funcionamiento

dúplex requiere de todos modos que se seleccionen con cuidado las frecuencias del

transmisor y el receptor para evitar productos de intermodulación de tercer orden. Estos

serán generados en las no linealidades que se encuentren en el circulador común, los

alimentadores (guías de ondas o coaxiales), los conectores y la antena.

de 151

Figura 15. Funcionamiento del Duplexor

Las redes combinadoras (también denominadas "Branching") de canales se utilizan para

conectar varios transmisores, que trabajan a frecuencias de canales diferentes, a una sola

antena, o para ofrecer redundancia del transceptor. Las mismas redes se utilizan también

para combinar receptores.

Figura 16. Red Branching

Estas redes introducen pérdidas ya que, en general, dividen la señal en dos o más ramas.

Dependiendo del tipo de elementos utilizados para construirlas y de su función, estas

pérdidas pueden variar entre 1,5 dB y 11 dB típicamente, por lo que habrá que tomarlas en

cuenta en la ecuación de balance del enlace. Estas pérdidas se obtienen de las

especificaciones del transceptor.

Hoy día, estas redes constan de un tándem de circuladores y filtros pasa banda (BPF)

multisección. Los BPF son filtros de guía de ondas a la frecuencia específica del equipo y a

veces utilizan discos cerámicos para cada uno de los elementos resonadores.

2.1.5.4.2 Antenas Las antenas son el estandarte de los sistemas de comunicaciones inalámbricos; todos

requieren algún elemento que permita radiar la energía que entrega el transmisor para llegar

al receptor de manera inalámbrica. La variedad y diversidad de antenas es sumamente

extensa, entre ellas encontramos:

Parabólicas: En los sistemas de comunicaciones punto a punto (estaciones terrenas y

terrenales), las antenas que más se utilizan son de tipo reflector parabólico. Se

de 151

construyen del tipo grilla (grid) o reflectores sólidos, que manejan una polarización

(single pol.) o doble polarización (dual pol.), y también se encuentran antenas para

operar múltiples bandas (típicamente del tipo bocinas).

Dipolo: En los sistemas móviles en general, la arquitectura de la red requiere una

cobertura radial, por encontrarse la estación base en el centro de la zona de

servicio. Bien por esta razón o por la incertidumbre sobre la localización del móvil, se

utilizan antenas omnidireccionales para ofrecer estos servicios.

A menudo se emplean antenas dipolo o disposiciones colineales de antenas dipolo,

las cuales al instalarse en posición vertical, producen campos omnidireccionales con

polarización vertical. En principio, hay que colocar el dipolo radiante a más de una

longitud de onda de la estructura metálica que lo sostiene para evitar cambios del

patrón de radiación ocasionados por las reflexiones producidas en las estructuras

metálicas de los alrededores.

Tipo Panel: Para los sistemas de comunicaciones móviles en los que la estación base

no se encuentra en el centro de la zona de cobertura, o en el caso de que se

requiera una cobertura en una zona muy particular y específica, se emplean antenas

directivas tipo panel cuya apertura se adapte a la zona de servicio. Por ejemplo, en

los sistemas celulares, las estaciones base presentan antenas con apertura de 60° o

120°, dependiendo de la sectorización aplicada.

Finalmente, la disposición básica de elementos en una estación terminal de un sistema de

telecomunicaciones se muestra en la Figura 17:

Figura 17. Estructura y Elementos de un sistema de Telecomunicaciones

de 151

2.2 Propagación Las ondas radioeléctricas son, esencialmente, combinaciones de dos campos alternativos,

eléctrico y magnético, con sus respectivos vectores siempre perpendiculares entre sí. Su

multiplicación produce el vector de propagación resultante (vector de Potencia o vector de

Pointing), que es perpendicular al frente de la onda y describe la dirección de la

propagación de la onda radioeléctrica.

Figura 18. Propagación de una onda electromagnética

La relación ( ) representa las pérdidas que sufre la señal al propagarse en el Espacio

Libre. Esta expresión se conoce como el modelo de propagación de espacio libre o

ecuación de espacio libre de Friis, y se aplica para predecir la señal recibida cuando

transmisor y receptor tienen línea de vista entre ellos; generalmente enlaces satelitales y

punto a punto (microondas). Es una aproximación válida para campo lejano de la antena o

región de Fraunhofer, en donde los campos E y H son ortogonales entre sí, y respecto al

sentido de propagación.

La expresión anterior se lleva a unidades logarítmicas, donde las operaciones son

meramente sumas algebraicas, y se obtienen las pérdidas por espacio libre del enlace. Friis

demostró la siguiente expresión referente a estas pérdidas del espacio libre ( ).

Ec. 1 ,

Ec. 2 ,

A pesar que esta es expresión es válida sólo para casos muy particulares, se verá que en los

modelos de propagación utilizados para el cálculo de cobertura, será implementada en

gran medida.

de 151

También es importante destacar que para evaluar la potencia recibida cuando las antenas

no son isotrópicas, tendremos que considerar la ganancia de potencia (típicamente provista

como dato por el fabricante de la antena) que las antenas introducen en la propagación. A

continuación se muestra la fórmula en unidades logarítmicas (db)

Ec. 3

: Potencia de Recepción.

: Potencia de Transmisión.

: Ganancia de Recepción.

: Ganancia de Transmisión.

: Pérdidas del Espacio Libre.

Más generalmente, aplicada a todo tipo de transmisiones radioeléctricas, para cualquier

terreno y clima, y en unidades logarítmicas, tenemos:

Ec. 4

Ec. 5 ∑

: Pérdidas en general debido al trayecto entre la salida del transmisor y la entrada al

receptor.

: Potencia a la Entrada del Receptor.

: Potencia a la Salida del Transmisor.

: Ganancia de la Antena de Recepción.

: Ganancia de la Antena de Transmisión.

: Pérdidas del Espacio Libre.

: Todas las pérdidas en general que se deban considerar debido al trayecto entre

transmisor y receptor, reflexión, difracción, guías de ondas, dispositivos, lluvias, gases.

De esta fórmula general, se tiene que para cada sistema de comunicación móvil habrá que

estudiar en detalles las pérdidas ( ), las mismas dependerán de muchos factores como el

tipo de terreno, condiciones atmosféricas, lluvia, gases, entre otros.

de 151

2.3 Calidad del Sistema Normalmente, la propagación a través de la atmósfera es muy estable, pero

ocasionalmente se ve afectada por perturbaciones atmosféricas que desvanecerán, o

puede que incluso mejoren el nivel de la señal recibida. Una forma de perturbación es el

desvanecimiento en atmósfera despejada o por trayectos múltiples, y otra, el

desvanecimiento debido a la lluvia. Este último, y el desvanecimiento por trayectos múltiples

en una anchura de banda estrecha, varían de manera uniforme con la frecuencia y

simplemente reducen la potencia de la señal en la estación receptora ( ). Con una

profundidad del desvanecimiento igual al llamado "margen de desvanecimiento", dan lugar

a errores en la señal digital, por ejemplo, a una proporción de bits erróneos (BER) de 10-6.

El desvanecimiento por trayectos múltiples es dispersivo de frecuencia por naturaleza y

afecta al espectro digital más ancho, con el resultado de que se distorsionan los impulsos

transmitidos. Esto reducirá, en efecto, el "margen de desvanecimiento plano" al que se

acaba de hacer alusión. Los fenómenos mencionados son bien conocidos hoy día y se

pueden contrarrestar eficazmente mediante un diseño adecuado de sistemas y circuitos,

con lo que a su vez se consigue que los sistemas de radioenlaces digitales satisfagan todas

las estrictas normas de calidad de funcionamiento establecidas por las Recomendaciones

de la UIT-R y la UIT-T.

Los desvanecimientos multitrayecto se originan por la aparición de varios caminos de

propagación entre el transmisor y el receptor (reflexiones del suelo o de capas atmosféricas),

de forma que se produce una interferencia entre el rayo directo y los que alcanzan la

antena receptora con diversos ángulos, tras recorrer otros trayectos de propagación cuya

amplitud es variable y su fase aleatoria. Son generalmente selectivos, es decir, afectan

únicamente una porción del espectro de la señal, lo cual produce una importante

atenuación y distorsión de la señal recibida, y deben estudiarse con detalle. Pueden arrojar

atenuaciones de hasta 30 dB por minutos o segundos. Este tipo de desvanecimiento se

observa principalmente en condiciones de calma, sin viento, noches con neblina, cuando

ocurre inversión térmica cerca de la superficie y no hay suficiente turbulencia para mezclar el

aire. Entonces se forman capas estratificadas tanto elevadas como superficiales. Este tipo de

desvanecimiento también ocurre durante el día sobre trayectos de agua o sobre terreno

altamente reflectivo. La vegetación u otras rugosidades generalmente merman las

componentes reflejadas.

de 151

Dado que estamos tratando con un flujo serial de datos, es vital que el transmisor y el

receptor puedan permanecer sincronizados. Sin embargo, cuando se producen

desvanecimientos profundos, la sincronización puede perderse. Un sistema de radio digital

debe diseñarse para soportar estas pérdidas de señal sin perder la sincronización al menos

durante algunos milisegundos. Esta capacidad se expresa como el mantenimiento de la

integridad de la cuenta de bit (BCI-Bit Count Integrity). El sistema debe tener algún

procedimiento de resincronización rápida una vez que el BCI es excedido.

Como introducción a la determinación de la calidad de un enlace radioeléctrico de

comunicación, vale la pena mencionar las mejoras introducidas en el enlace con la

digitalización de la etapa de tratamiento y modulación de la señal. Éstas se describen en la

Tabla 2.

Tabla 2. Cuadro Comparativo, Enlace Digital vs Analógico

de 151

2.3.1 Desvanecimiento por reflexión en el suelo

Cuando se prevea que puede existir desvanecimiento por reflexión en el suelo o por bancos

de niebla, se debe tratar de controlar su efecto mediante:

Utilización de técnicas de diversidad.

Inclinación ligera de las antenas, de forma que el rayo reflejado entre por un mínimo

del diagrama de radiación.

Desplazamiento del punto de reflexión a una zona menos reflectante (controlado por

la altura de las antenas).

Utilización de sistemas anti-reflectantes.

Un sistema anti-reflectante es una formación de dos antenas receptoras separadas

verticalmente una distancia tal que el diagrama de radiación conjunto tenga un nulo

en la dirección de llegada del rayo reflejado. Este tipo de sistemas no es utilizado

para sistemas en los que se tenga que dar cobertura, ya que no se conoce el lugar

específico del ente móvil que establece el enlace con la estación base.

2.3.2 Contramedidas

Una de las técnicas más comunes para contrarrestar el efecto de la reflexión es la diversidad.

Consiste en la transmisión de la misma información por "dos" caminos radioeléctricos

diferentes, que se vean afectados de forma independiente por el desvanecimiento. Estos

caminos corresponden a cualesquiera dos parámetros del enlace: recorrido, frecuencia,

ángulo, polarización.

En los sistemas de diversidad se dispondrá en recepción de dos o más señales con escasa

correlación mutua, que deberán procesarse de alguna forma para generar una única señal.

En general, las técnicas de diversidad pueden clasificarse del modo siguiente:

Según los parámetros del camino radioeléctrico.

o Diversidad de espacio.

o Diversidad de frecuencia.

o Diversidad de ángulo.

o Diversidad de polarización.

o Diversidad de ruta.

Según el tipo de procesamiento de la señal

o Diversidad de selección.

o Diversidad de conmutación.

de 151

La eficacia de estas técnicas depende del grado de incorrelación de las señales; en general,

se obtiene un rendimiento aceptable con una correlación inferior a 0,6. Entre las ventajas de

diversidad pueden destacarse las siguientes:

a. Reducción del porcentaje de tiempo para un desvanecimiento dado.

b. Aumento de la confiabilidad, al existir cierta redundancia.

c. Según el tipo de combinación de las señales y procesamiento subsiguiente, puede

conseguirse una mejora en la tasa de error.

La recepción por diversidad es de gran utilidad para trayectos en los que se presentan

valores elevados de desvanecimiento multitrayecto. Cuando los desvanecimientos de la

señal recibida se deben a la presencia de conductos o a la absorción por la atmósfera, la

ganancia del sistema por diversidad es pequeña.

De lo anterior se deduce que deberá utilizarse la recepción por diversidad en trayectos sobre

agua y en saltos largos con perfiles poco rugosos, ya que en estos casos el rayo reflejado

interfiere fuertemente con el haz principal y aumenta la severidad del desvanecimiento.

2.3.2.1 Diversidad de espacio Consiste en la habilitación de dos trayectos radioeléctricos, disponiendo de dos antenas

receptoras separadas verticalmente algunas decenas de longitudes de onda, de forma que

la señal emitida por un único transmisor se reciba por dos caminos distintos en dos receptores

separados. Dado que los trayectos son diferentes, también variará la propagación de uno a

otro, por lo que no es muy probable el desvanecimiento simultáneo, de modo que siempre

habrá una señal útil en alguna de las dos salidas.

Figura 19. Ejemplo de los trayectos diferentes

de 151

Figura 20. Diversidad de Espacio

Una separación conveniente entre antenas viene dada por:

Ec. 6

: Longitud o distancia entre el transmisor (móvil) y receptor (estación base).

h : Altura de la antena transmisora (estación base).

Esta técnica es una de las medidas preventivas más eficaces contra el desvanecimiento.

Tiene la ventaja de utilizar una sola frecuencia. El equipo mínimo para un enlace completo

para cada estación base comprende: dos antenas, un transmisor, y dos receptores.

2.3.2.2 Diversidad en frecuencia La diversidad de frecuencia se basa en que el período de desvanecimiento difiere para

frecuencias separadas de un 2 a un 5%. El sistema consiste en una doble

transmisión/recepción en frecuencias distintas, de forma que, cuando una se desvanece

(oposición de fase), la recepción de la otra se recibe en fase.

Figura 21. Diversidad de Frecuencia

de 151

Para conseguir una buena correlación, la separación relativa de frecuencias Δf deberá ser

del 3% al 5%. Sin embargo, debido a la escasa disponibilidad de frecuencias, es habitual

emplear separaciones del 2% o incluso del 1%.

El equipo mínimo por estación comprende: una antena, dos transmisores y dos receptores. En

caso de avería, la comunicación puede proseguir pero sin diversidad.

La diversidad de frecuencia presenta el inconveniente de requerir un radiocanal adicional

para la misma capacidad de tráfico, lo cual, en algunas situaciones de escasez de

frecuencias, puede no ser conveniente.

2.3.2.3 Diversidad cuádruple Es una combinación de diversidad en espacio y de frecuencia. El equipo mínimo por

estación comprende: dos antenas, dos transmisores y cuatro receptores, y sólo se utiliza en

saltos extremadamente difíciles (por ejemplo, grandes recorridos sobre el mar).

2.3.2.4 Diversidad de trayecto En el caso de desvanecimiento originado por precipitaciones, las técnicas anteriores no

ofrecen ningún tipo de protección, por cuanto la lluvia afectará simultáneamente a los dos

trayectos o frecuencias utilizados en la diversidad. Cabe en este caso la posibilidad de

realizar el enlace en paralelo, recorriendo dos caminos diferentes. El método es oneroso,

pues exige más repetidores, y sólo estará justificado en circunstancias excepcionales.

La protección mediante doble ruta entraña el empleo de conmutación en el receptor

terminal. Puede ser necesario igualar la diferencia de tiempo de transmisión debido a las

diferentes longitudes de cada ruta, a fin de poder sincronizar la señal en ambas rutas en el

instante de la conmutación.

2.3.2.5 Diversidad angular La diversidad angular implica el empleo de antenas con dos o más haces separados por

pequeños ángulos en el plano vertical, o bien antenas separadas apuntando con ángulos

diferentes.

de 151

La diversidad no es la única técnica de protección frente al desvanecimiento. Para ciertos

trayectos de propagación existen otras posibilidades de reducir los efectos de los

desvanecimientos. Por ejemplo, si el terreno permite la elección de la ubicación de las

antenas a alturas suficientemente distintas, puede ser posible evitar la incidencia de la

radiación en las capas atmosféricas con ángulos rasantes (-0,5°), con lo que se reducen

sustancialmente los efectos de la propagación por trayectos múltiples. A veces se denomina

a esta manera de proceder técnicas de alto-bajo, y funcionan bien para trayectos cortos.

2.3.2.6 Selección por Conmutación Se elige la señal mejor entre las presentes sobre la base de un análisis de intensidad de las

mismas, efectuándose una conmutación para conectar el receptor correspondiente a esa

señal más intensa. La acción lleva consigo una microinterrupción.

Para minimizar la degradación producida por las discontinuidades de amplitud y fase

asociadas a la conmutación, deben ecualizarse las señales y efectuarse la conmutación en

un tiempo muy breve (< 10 μseg). Su principal ventaja estriba en su sencillez y economía.

2.3.2.7 Selección por Combinación En este método se combinan las señales procedentes de las ramas de diversidad para

obtener la salida única. La combinación implica poner en fase las señales, y puede

efectuarse en RF (excepto en diversidad en frecuencia) o en FI (predetección) o en banda

base (postdetección); la mayoría de los combinadores trabajan en Banda Base por sencillez,

a pesar de que ello implica duplicar cada cadena de recepción.

2.4 Sistemas de Comunicaciones Móviles A diferencia de los sistemas de radiocomunicaciones entre puntos fijos, los sistemas móviles

son de cobertura zonal, pudiendo estar los terminales en cualquier punto del área de

cobertura. Ello implica una variación continua del trayecto de propagación.

Se distinguen tres clases de servicios móviles: terrestre, marítimo y aeronáutico, pudiendo

utilizar medios terrenales o por satélite para su prestación. El enfoque estará dirigido a los

servicios móviles terrestres prestados con medios terrenales. De tal forma que se te tendrá

siempre una estación fija que proporciona la cobertura y varias estaciones móviles a las que

de 151

se le da servicio en la zona de cobertura, estableciéndose el servicio a través de enlaces

punto a punto entre la estación fija y la móvil; en ocasiones, se establecerán los enlaces

entre dos o más estaciones móviles para casos excepcionales.

2.4.1 Bandas de frecuencia

Según el reglamente de radiocomunicaciones, los sistemas móviles utilizan las bandas de

frecuencia VHF y UHF. En la siguiente tabla (Tabla 3) se presentan distintas características

según la banda de frecuencia utilizada. Hay que señalar además que se contemplan

también canalizaciones en UHF alta (900 MHz y en la banda de 1-2 GHz).

Tabla 3. Características de algunas Bandas de Frecuencia

2.4.2 Cobertura

La característica de movilidad de un terminal es función del grado de cobertura de la red, es

importante señalar que la movilidad está limitada también por la velocidad y rapidez del

móvil, ya que por lo habitual ésta tiene un tope. Generalmente, como la estación base es

única, se puede dotar de las características necesarias para que el alcance de cobertura en

el sentido base-móvil sea grande. Sin embargo, el "retroalcance" o alcance de cobertura en

el sentido móvil-base es generalmente más pequeño, por lo que puede darse el caso en que

de 151

el móvil oiga a la base, pero ésta no pueda escuchar la respuesta del móvil. El "retroalcance"

califica la máxima calidad de cobertura de la red; y se denominada calidad del portátil.

El tema de cobertura es muy importante en radiocomunicaciones móviles. Debido a la

variabilidad del trayecto radioeléctrico, únicamente puede hablarse de cobertura en

sentido estadístico. Se utilizan dos grados de calidad estadística de cobertura:

a. El porcentaje de emplazamientos: indica la porción de lugares dentro de la zona de

cobertura teórica en que cabe esperar que exista el enlace radioeléctrico. Debe distinguirse

entre cobertura zonal y perimetral. La primera se refiere a todo el área en torno a la estación

base, y la segunda afecta al perímetro o límite de la cobertura teórica.

b. El porcentaje de tiempo: expresa la porción de tiempo en que se espera existirá el enlace.

Cuando se especifica el establecimiento de una red de comunicaciones móviles con

cobertura omnidireccional en torno a la estación base, con un cierto radio, se especifica

conjuntamente el objetivo de calidad de cobertura: por ejemplo, perimetral en el 90% de los

emplazamientos para el 95% del tiempo; la interpretación de esta información es que

durante el porcentaje de tiempo especificado, debe existir enlace en el 90% de los lugares

que se encuentran sobre la circunferencia de radio cubierta teóricamente por la estación

base.

La calidad de cobertura perimetral corresponde a una situación de caso desfavorable, por

tratarse de puntos alejados. De aquí puede inferirse que la cobertura media para toda la

zona está comprendida entre el valor de la cobertura perimetral y el 100%. Existen fórmulas

para calcular el valor de la cobertura zonal en función de la perimetral, por lo que en

general sólo se especifica esta última.

2.4.3 Modelos de propagación

La mayoría de los modelos de propagación para sistemas móviles se derivan de una

combinación de métodos empíricos y métodos analíticos. Las aproximaciones empíricas se

basan en la interpolación de curvas a partir de un conjunto de medidas. Esto implícitamente

permite considerar todos los factores de propagación (conocidos o no). Sin embargo, no

siempre estos modelos garantizan su aplicabilidad bajo otras circunstancias (ambiente,

frecuencia, etc.).

de 151

Recordando que los primeros sistemas móviles aún no han cumplido un siglo, en este tiempo

han surgido varios modelos para predecir la cobertura a gran escala en el diseño de sistemas

de radiocomunicaciones.

Para describir las rápidas fluctuaciones de la señal de radio que ocurren cuando el móvil se

desplaza distancias cortas o que se presentan durante intervalos de tiempo pequeños, hay

que tomar en cuenta los desvanecimientos o fading. Estos se presentan cuando dos o más

versiones de la señal transmitida llegan al receptor con diferencias temporales, y se

denominan generalmente multitrayectos.

Las ondas multitrayecto se combinan en el receptor dando lugar a una señal que presenta

variaciones importantes en amplitud y fase, dependiendo de la distribución que sigan en

intensidad y tiempo de propagación relativo, así como del ancho de banda de la señal

transmitida. Los tres efectos más importantes que producen los multitrayectos son:

a. Cambios rápidos en la intensidad de la señal recibida sobre pequeños desplazamientos o

intervalos de tiempo.

b. Modulación de frecuencia aleatoria debido a desplazamientos doppler (desplazamiento,

dispersión doppler) en las diferentes ondas multitrayecto.

c. Dispersión en tiempo causada por los retrasos en la propagación por multitrayectos.

En las zonas urbanas, las antenas de los terminales móviles no tienen usualmente línea de

vista con la estación base, pues se encuentran típicamente por debajo del nivel de las

estructuras urbanas. Pero aun cuando exista línea de vista, igualmente se presentarán

reflexiones en el terreno y en las estructuras circundantes, por lo que el fading será un

fenómeno que debe tomarse en cuenta.

Aún cuando la estación móvil no se esté desplazando, la señal recibida podrá desvanecerse

debido al movimiento de los objetos alrededor. Adicionalmente, y debido al movimiento

relativo entre el móvil y la estación base, cada señal multitrayecto experimenta un

desplazamiento de frecuencia o desplazamiento doppler, el cual es directamente

proporcional a la velocidad del móvil y al ángulo que forman las direcciones del movimiento

y de la propagación, por esta razón habrá que de tenerse en cuenta los diferentes ángulos

de las componentes multitrayecto. El desplazamiento doppler produce una modulación en

frecuencia parásita que se traduce en una distorsión espectral que afecta a la correcta

demodulación de la señal.

de 151

Los factores principales que influencian el desvanecimiento rápido o de pequeña escala son:

a. Propagación multitrayecto: La presencia de objetos reflectores o dispersores en el canal

provocan cambios constantes en el medio. Esto resulta en múltiples versiones de la señal

transmitida, desplazadas entre sí en tiempo y orientación espacial.

b. Velocidad del móvil: La velocidad relativa entre el móvil y la estación base (BS) causa

modulación de frecuencia aleatoria debido a diferentes desplazamientos doppler en cada

componente multitrayecto. Este corrimiento puede ser positivo o negativo dependiendo si el

móvil se aproxima a la BS o se aleja de ella.

c. Velocidad de los objetos circundantes: Si los objetos sobre los que se produce alguna

componente multitrayecto se desplaza, esto induce un desplazamiento doppler en la misma.

Si la velocidad de los objetos es mayor a la del móvil, este factor será preponderante. Si al

contrario la velocidad del móvil es mayor a la de estos objetos, puede despreciarse este

efecto.

Es notable que el estudio de la propagación para comunicaciones móviles es bastante

complejo y depende de factores que normalmente cambian aleatoriamente. Así pues se

presentan métodos y modelos empíricos de predicción de propagación para obtener una

cobertura aproximada.

2.4.3.1 Métodos empíricos de predicción de propagación Cuando se trata de radiocomunicaciones zonales, de punto a zona, existe una gran

variabilidad de los trayectos de propagación. El estudio de propagación suele efectuarse

analizando perfiles a lo largo de radiales trazados desde el transmisor. Es típico trabajar con

un mínimo de 36 radiales espaciados cada 10°.

Por otra parte, el terreno es muy irregular o de tipo urbano, por lo que resulta difícil el

modelado de los obstáculos. Para la cobertura de estos escenarios se han desarrollado

procedimientos empíricos de estimación de pérdida básica de propagación; estos se basan

en un amplio conjunto de mediciones, el establecimiento de regresiones lineales a partir de

las mismas, y una posterior correlación de las medidas con características generales del

medio de propagación.

de 151

Los métodos empíricos proporcionan una estimación rápida y sencilla de la pérdida básica

de propagación, pero su exactitud no es tan buena, encontrándose que las desviaciones

estándar entre el valor estimado y el valor medido pueden ser del orden de 10 a 14 dB.

Otros métodos, como el modelo de Logley-Rice toman en cuenta las condiciones y

topología del terreno y permiten utilizar software avanzados para el cálculo de cobertura.

2.4.3.2 Modelo OkumuraHata El método de Okumura es uno de los modelos más utilizados para predicción de señales en

áreas urbanas. Está basado en una amplia gama de mediciones hecha en Japón, y no

provee ninguna explicación analítica. Es un modelo aplicable en el rango de frecuencias

comprendidas entre 150 MHz y 1920 MHz (aunque es típicamente extrapolado hasta 3 GHz),

distancias entre 1 km y 100 km, y puede utilizarse para altura de antenas de la estación base

entre 30m y 1000m.

Okumura desarrolló un conjunto de curvas que arrojan la atenuación media con relación al

espacio libre ( ), en un área urbana sobre terreno poco rugoso, considerando una altura

de estación base de 200 m y una altura de estación móvil de 3 m.

Para determinar las pérdidas de propagación utilizando el modelo de Okumura, se parte de

la expresión de pérdidas de espacio libre de Friis ( ):

Ec. 7 ,

Ec. 8 ,

Ec. 9 ,

, : Atenuación media relativa al espacio libre (a extraer de las curvas).

: Factor de ganancia por la altura de la antena transmisora (BS).

Ec. 10 30

de 151

: Altura efectiva (m) de la antena transmisora (BS).

: Factor de ganancia por la altura del móvil.

Ec. 11

Ec. 12 3

: Altura del móvil.

: Ganancia debida al tipo de entorno (a extraer de las curvas de Okumura).

Acompañan a éstas, las curvas correcciones para tener en cuenta los efectos de ondulación

del terreno (Δ ), pendiente del terreno, presencia de obstáculos significativos,

heterogeneidad del terreno (trayectos mixtos tierra/mar), altura de antena receptora,

potencia radiada aparente, orientación de calles y densidad de edificación, en el caso de

zonas urbanas.

Su mayor limitación es su pobre respuesta en terrenos con irregularidades importantes, pero

es considerado bastante bueno en áreas urbanas y suburbanas.

La accesibilidad a herramientas informáticas y de cálculo, condujeron a Hata a desarrollar, a

través del análisis por regresión, las expresiones numéricas de las curvas normalizadas de

propagación de Okumura. La fórmula fundamental de Hata expresa la pérdida básica de

propagación para medios urbanos como sigue:

Ec. 13 Fórmula Fundamental de Hata , , , , ,

Para esta ecuación (Ec. 13) de pérdidas en zonas urbanas, debe cumplirse que:

150 1500

30 h 200

1 h 10

1 d 20

de 151

El término a h es un factor de corrección que depende de la altura de la antena del móvil.

Para una altura h 1,5 a h 0. Para otras alturas, este término depende del tipo

de ciudad, como sigue:

Ciudad media-pequeña:

Ec. 14 , , , ,

Ciudad grande:

Ec. 15 , , ,

Ec. 16 , , , 300

Si el receptor se encuentra en una zona suburbana, caracterizada por edificaciones de baja

altura y calles relativamente anchas, la atenuación es:

Ec. 17 ,

Si el receptor se encuentra en una zona rural despejada de obstrucciones, se tiene que:

Ec. 18 , , ,

La fórmula de Hata está especialmente concebida para aplicaciones en comunicaciones

móviles; de ahí el rango de alturas de móvil. Las predicciones del modelo de Hata son muy

cercanas a las arrojadas por el modelo original de Okumura, siempre y cuando la distancia

entre transmisor y receptor supere 1 km.

2.5 Modelo OSI Es un modelo de referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos (Open System

Interconnection, OSI) utilizado a nivel mundial. Este modelo divide la red en siete niveles o

capas jerarquizadas, donde cada nivel realiza una función específica para el logro de los

objetivos del transporte de datos. Estos objetivos consisten en llevar datos desde un origen

de 151

hasta su destino de forma transparente de modo que permita la heterogeneidad de los

equipos conectados a la red.

7 Aplicación Se entiende directamente con el usuario final, al proporcionarle el

servicio de información distribuida para soportar las aplicaciones y

administrar las comunicaciones por parte de la capa de

presentación.

6 Presentación Permite a la capa de aplicación interpretar el significado de la

información que se intercambia. Ésta realiza las conversiones de

formato mediante las cuales se logra la comunicación de dispositivos.

5 Sesión Administra el diálogo entre las dos aplicaciones en cooperación

mediante el suministro de los servicios que se necesitan para

establecer la comunicación, flujo de datos y conclusión de la

conexión.

4 Transporte Esta capa proporciona el control de extremo a extremo y el

intercambio de información con el nivel que requiere el usuario.

Representa el corazón de la jerarquía de los protocolos que permite

realizar el transporte de los datos en forma segura y económica.

3 Red Proporciona los medios para establecer, mantener y concluir las

conexiones conmutadas entre los sistemas del usuario final. Por lo

tanto, la capa de red es la más baja, que se ocupa de la transmisión

de extremo a extremo.

2 Enlace Asegura con confiabilidad del medio de transmisión, ya que realiza la

verificación de errores, retransmisión, control fuera del flujo y la

secuenciación de las capacidades que se utilizan en la capa de red.

1 Física Se encarga de las características eléctricas, mecánicas, funcionales y

de procedimiento que se requieren para mover los bits de datos entre

cada extremo del enlace de la comunicación.

Tabla 4. Capas del Modelo OSI

2.6 Dimensionamiento de los sistemas PMR El dimensionamiento de un sistema de radios móviles depende y está limitado por el tipo de

canal que se utilice. Se muestra entonces la teoría de cálculo del número de radiocanales

necesarios para el funcionamiento de una red con un número determinado de terminales

móviles y una disponibilidad prefijada.

de 151

Generalmente, las redes PMR funcionan en régimen de espera, así pues, se parte suponiendo

que un móvil al intentar hacer una llamada esperará un cierto tiempo hasta que el canal

quede liberado. El criterio de calidad de disponibilidad que se utilizará para el

dimensionamiento del sistema, es la probabilidad absoluta de tener que esperar más de un

cierto tiempo . Esta probabilidad puede expresarse como sigue:

Ec. 19 ⁄

: Probabilidad de que hay espera

⁄ : Probabilidad de que el tiempo de espera sea mayor al valor prefijado

Por otra parte, se denomina GOS (Grade of Service) a expresada en forma

porcentual, es decir 100 . El GOS o Grado de Servicio es el parámetro habitual de

calidad en los sistemas móviles de espera.

Las probabilidades anteriores, expresadas en la fórmula (1) dependen de la intensidad del

tráfico ofrecido al canal radioeléctrico, la cual viene dada por la fórmula (2):

Ec. 20

: Intensidad del tráfico ofrecido al canal radioeléctrico. Se mide en Erlangs.

M: Número de terminales de la red.

L: Número medio de llamadas por terminal en una hora.

H: Duración media de una llamada en segundos.

2.6.1 Redes Clásicas de PMR

Las redes clásicas radios móviles privados (PMR) usan las frecuencias de forma individual, con

asignaciones rígidas de canales. Así pues, hay básicamente una estación radio base

repitiendo el mensaje de un terminal a todos los que sintonicen la frecuencia de ese canal

de comunicación. Según esta manera rígida de asignación de los canales, sólo se

comunicarán los terminales sintonizados en los canales de comunicación correspondientes.

Así pues se tendrán tantos canales de comunicación como repetidores haya. Los repetidores

cumplen con la arquitectura mostrada en la Figura 8.

de 151

En estas redes de asignación rígida de canales, la probabilidad de espera coincide con el

tráfico ofrecido al canal radioeléctrico y la probabilidad condicional de esperar más de ,

cuando hay espera, es:

Ec. 21 ⁄

Por consiguiente, para redes con asignación rígida de canales, el GOS será:

Ec. 22

2.6.2 Sistemas de Concentración de Enlaces

Una de las características básicas de los sistemas de telecomunicaciones móviles es el

“principio de concentración”, en virtud del cual un volumen limitado de recursos de planta

se pone a disposición de un número elevado de potenciales usuarios de esos recursos. Esto

es así por razones económicas y de utilización de los medios, puesto que estadísticamente se

ha comprobado que los usuarios utilizan los recursos durante tiempos breves; por esta razón,

aunque el número de usuarios sea elevado, únicamente una fracción muy reducida de ese

potencial está activa ocupando el recurso en un momento dado.

Los sistemas de transmisión y conmutación de la red de telecomunicaciones funcionan sobre

la base del principio de compartición. Así pues, una central de conmutación con N enlaces

puede dar servicio a un número M de abonados mucho mayor a N. De la misma manera, N

canales de comunicación pueden dar servicio a un número de usuarios mucho mayor a N.

Toda esta teoría de concentración de enlaces parte del principio fundamental que todos los

potenciales usuarios puedan tener acceso automático a cualquier recurso, operación

denominada multiacceso. Este requisito primordial no se cumple en los sistemas clásicos de

PMR ya que los canales se asignan de manera rígida. Para que se cumpla este principio

fundamental, se requieren técnicas de señalización eficaces y rápidas para regular los

procesos de asignación y liberación, reducir los efectos de las posibles colisiones de llamadas

y resolver el problema que se presenta cuando todos los recursos están ocupados y

aparecen nuevas tentativas de llamadas que no pueden atenderse en ese momento

debido a la escases de recursos (bloqueo o saturación).

de 151

En telefonía clásica se han resuelto estos problemas con distintas generaciones de equipos y

sistemas de señalización, desde los más antiguos a base de impulsos de corriente continua y

tonos con equipos electromecánicos, pasando por la señalización multifrecuencia y el

equipo semielectrónico, hasta los modernos sistemas que utilizan señalización digital y

conmutación electrónica.

En radiocomunicaciones móviles la evolución ha sido un poco más lenta. Durante mucho

tiempo las redes móviles privadas PMR han funcionado sobre la base de asignación rígida de

uno o más canales a flotas, redes o grupos de usuarios, empleándose la conmutación

manual para cambiar de canal. Se verá más adelante que en la zona metropolitana, se

tiene un sistema convencional para las comunicaciones móviles.

El número de móviles a los que puede dar servicio un canal de frecuencias depende de la

intensidad del tráfico ofrecido por móvil (más adelante se llamará “a”) y de la calidad del

servicio deseado, es decir, del tiempo de espera en caso de canal ocupado.

Habitualmente, tal número está compuesto entre 30 y 60 móviles por canal. Si el número de

móviles es mayor, deberá reducirse la flota en grupos y asignarle un canal a cada grupo.

Esta solución no es adecuada cuando la dimensión de la flota es alta, debido a que se

necesitarían muchos canales y es poco operativa. Es entonces en estos casos, en los que el

número de móviles M es muy superior al número de canales N, cuando puede pensarse en

aplicar el principio de concentración.

Teóricamente, aplicando las fórmulas de teletráfico, se comprueba que, efectivamente,

utilizando la técnica de concentración con multiacceso puede lograrse un aumento

sustancial en el número de móviles en comparación con el método rígido de asignación.

Como ya se mencionó, esta técnica de compartición requiere un sistema de señalización y

gestión de recurso complejo. En las comunicaciones móviles, la complejidad se acentúa por

el hecho de que la señalización no puede hacerse por línea como en telefonía, sino que

debe realizarse en los propios canales de radio. Además debe funcionar en tiempo real, con

gran rapidez, para que no exista demora en el establecimiento de las llamadas.

de 151

Los sistemas móviles que utilizan tal principio, se denominan troncales (“trunking”) o de

concentración de enlaces. En ellos existe un depósito común (pool) de canales disponibles,

por multiacceso, para todos los usuarios.

La potencia de la señalización es tan grande en estos sistemas que otorga valores

agregados a los mismos, teniéndose servicios adicionales a la mera transmisión de voz, como

por ejemplo, transmisión de datos, mensajes de estado y de control, prioridades de llamadas,

identificación de terminales y otros que se verán más adelante.

La capacidad de un sistema troncal puede desbordar las necesidades de un usuario

concreto, pudiendo éste alquilar a terceros su capacidad excedentaria. De esta forma se

puede tener una red explotada por una empresa determinada que la utiliza para sus propias

necesidades de comunicaciones (auto prestación) y que alquila o sede a otros usuarios u

organismos su infraestructura de red y parte de su capacidad para el uso de los mismos.

Desarrollando la teoría de tráfico como se hizo para el caso del sistema convencional, se

sabe que GOS (Grade of Service) equivale a .

Para el caso troncal:

Ec. 23 ⁄

: Número de canales

Ec. 24 ,

Tal que , corresponde a la distribución Erlang C

Por consiguiente, tenemos que:

Ec. 25 ,

La distribución Erlang C , es:

Ec. 26 ,! ∑ !

de 151

Por otro lado,

Ec. 27

Puede notarse que para el dimensionamiento de un sistema troncal de varios canales, la

ecuación 26 (Ec. 26) Erlang C se torna complicada, por esta razón, dicha función ha sido

tabulada. De acuerdo a estas fórmulas, para el dimensionamiento de un sistema troncal, se

sigue el siguiente procedimiento:

Para el caso particular del Proyecto TETRA, se calculará el número de móviles a los que se le

puede dar servicio de acuerdo al número de canales disponibles. Para ello se comienza a

calcular el tráfico por móvil

Ec. 28

Luego, para el valor dado de N (número de canales de comunicación), entendemos por

canal de comunicación a pares de frecuencia, se van dando valores de A (intensidad total

de tráfico en la red a dimensionar) en la ecuación 25 (Ec. 25) hasta que se obtenga el valor

más próximo al GOS requerido por la red. Para el valor de A que generó la mejor

aproximación en la (Ec. 25), se procede a calcular el número de móviles de la siguiente

forma:

Ec. 29

Es importante tomar en cuenta que se utilizarán dos canales dedicados de control (uno

redundante), los cuales no pertenecerán a N y habrá que tomarse en cuenta para el cálculo

del número de usuarios.

La eficacia diferencial que se logra con los sistemas troncales disminuye a medida que

aumenta el número de canales, lo que, unido a dificultades de ingeniería y reducción de

rendimiento derivadas de la multiplexión de numerosos canales sobre una antena o arreglo

de antenas, hacen que en la mayoría de los sistemas prácticos se limite N a 20 canales como

de 151

máximo. Así pues, en caso de mayor necesidad de capacidad, se dispondrá de más de un

sistema.

A continuación se presenta una tabla comparativa entre los sistemas convencionales de

PMR y los sistemas “trunking”. Evidenciándose los problemas del convencional y la solución

mediante “trunking”

Inconveniente en PMR convencional Solución mediante sistema trunking

Contención Todas las peticiones de llamada se manejan

a través del canal de control para el

inmediato procesamiento de la llamada; si el

sistema está ocupado, el proceso de

llamada se maneja mediante niveles de

prioridad.

Conmutación manual de los canales La asignación automática de canales, en

función de la necesidad del usuario, elimina

la selección del canal manualmente.

Utilización ineficaz del canal La asignación automática y dinámica de

una pequeña cantidad de canales de

comunicaciones, compartidos entre un

número relativamente grande de usuarios,

asegura un grado igual del servicio para

todos los usuarios de radio en el sistema.

Carencia de Privacidad La asignación dinámica y al azar de canales

hace más difícil para que un agente externo

al sistema supervise o intervenga en

conversaciones.

Abuso por parte de los usuarios Se reduce al mínimo el abuso de los usuarios;

debido a que se conocen la identidad de

los mismos, el tiempo y la duración de los

mensajes, así pues, se puede ubicar

fácilmente al abusador.

Tabla 5. Comparación entre PMR convencional y PMR Trunking

de 151

Figura 22. Gráfica Comparativa entre Sistema Convencional y Troncal

Figura 23. Grafica Comparativa Calidad de Voz vs Cobertura

de 151

2.7 Tipos de Sistemas Troncales Existen tres modalidades de realización de los sistemas troncales, a continuación se presenta

cada una:

a) Asignación por mensaje (Message Trunking): Con este método se asigna un canal al

usuario durante toda la comunicación hasta que ésta finalice, aunque haya pausas

intermedias en las que el canal no se utilice.

b) Asignación por transmisión (Transmission Trunking): En esta modalidad, el canal se

asigna para cada sentido de transmisión simplex, detectado en el sistema de control

mediante la señalización del pulsador PTT (Push To Talk). De este no se desperdicia

tiempo de canal en las pausas intermedias de una conversación, aunque la

señalización, y por consiguiente el control, se hacen más complejos. Otro

inconveniente a parte de la complejidad, es la posibilidad de que se interrumpa una

comunicación en curso cuando, al intentar una nueva asignación, no haya canales

libres.

c) Asignación Mixta (Cuasi-Transmission Trunking): Este modo para la realización de

sistemas trunking es una solución intermedia entre la de mensaje y la de transmisión,

de tal forma que se aplica la asignación por transmisión pero dejando un período de

tiempo tras la activación del PTT, asegurando así la continuidad de asignación del

canal a una comunicación en curso y solventando también el inconveniente

asociado a la técnica anterior de posibilidad de interrupción de alguna

comunicación establecida.

La aplicación práctica eficaz del principio de compartición de enlaces, requiere la

disponibilidad de algún medio de gestión de los canales inteligente y rápido, que funcione

de conformidad con un protocolo de señalización adecuado.

En Europa se desarrolló en el Reino Unido el Protocolo “MPT 1327”, que se ha convertido en

norma Europea para los sistemas troncales. Esta normalización es necesaria a fin de que

puedan interfuncionar sistemas y equipos troncales suministrados por diferentes fabricantes.

La norma MPT 1327 se basa en el protocolo de señalización digital ALOHA ranurado con

longitud de trama variable. En la práctica, este protocolo se aplica sobre un canal

especializado, denominado canal de control del sistema troncal. El protocolo se realiza

mediante señalización digital, por lo que los equipos troncales convencionales emplean dos

tipos de moduladores/demoduladores: FM analógica para los canales de fonía y FFSK (MSK)

de 151

para el canal digital de control; para el estándar TETRA, la modulación en ambos casos es

digital ( 4 DPSK).

Figura 24. DFLS-ALOHA (Dynamic Frame Length Slotted ALOHA)

Figura 25. Control Dinámico de la longitud de trama

Figura 26. Establecimiento de una Comunicación

de 151

Ante la progresiva carestía de frecuencias para aplicaciones radio móviles, la compartición

de canales se revela como una técnica muy eficaz para el mejor aprovechamiento de

aquéllas, por lo que las Administraciones de Telecomunicaciones encarecen su utilización por

parte de los usuarios e incluso, en algunos países, han abierto nuevas bandas de frecuencias

para comunicaciones móviles explotadas en régimen troncal exclusivamente. Por ejemplo

esto sucede en España y el Reino Unido con la antigua “Banda III” de televisión.

2.8 Sistema Troncal Digital TETRA El estándar TETRA atiende a las siglas de “Trans European Trunking Radio” o “Terrestrial

Trunking Radio”; la primera denominación tuvo mayor auge durante los primeros meses del

nacimiento de este sistema por ser de origen europeo, posteriormente fue tomándose a nivel

mundial la segunda nominación.

El TETRA es un estándar, elaborado por la ETSI (European Telecomunications Standards

Institute), de segunda generación para los sistemas PMR (Private Mobile Radio),

convirtiéndose así en un estándar para sistemas troncales PAMR (Public Access Mobile

Radio). Por esta razón, el sistema puede ser implementado indistintamente en entornos

públicos o privados, con la flexibilidad que esta circunstancia ofrece tanto del punto de vista

del despliegue a medida del operador como de las empresas particulares.

2.8.1 Orígenes del TETRA

Tiene como origen el año 1989 en el marco de los trabajos del ETSI en torno a los sistemas

troncales. En aquel entonces, el TETRA era conocido bajo el nombre del proyecto que lo

desarrollaba, el MDTRS (Mobile Digital Trunked Radio System o Sistema Radio Troncal Digital

Móvil).

El estándar TETRA tuvo un desarrollo en tres. Reconociendo la necesidad de adaptar TETRA a

una serie de circunstancias de mercado para proporcionar servicios mejorados, se comenzó

a trabajar en un nuevo programa. Como uno de los objetivos de mejora del estándar, se

proponía el desarrollo de las interfaces del sistema de modo que fueran completamente

abiertas. Esto formó parte del esfuerzo de convencimiento del ETSI hacia los suministradores, y

es una de las grandes ventajas del TETRA: completa interoperabilidad en las interfaces

de 151

definidas, además de una gran libertad de implementación de servicios y aspectos

complementarios sumamente diversos.

2.8.2 Prestaciones del TETRA

El estándar TETRA se define teniendo en cuenta los servicios que se pretenden proporcionar.

A continuación se muestra un listado de algunas de las prestaciones incorporadas para

poder proporcionar los servicios:

Prestaciones clásicas de los sistemas PMR.

Diseño específico para permitir comunicaciones dúplex de voz y datos, o semidúplex

de voz y datos por el mismo equipo, a costa de necesitar canales digitales nx64 Kbps

en las uniones de las estaciones base con la red.

Alta velocidad de transmisión de datos (hasta 28,8 Kbps uniendo recursos temporales

en el TETRA estándar).

Diseño especifico para la transmisión PDO (Packet Data Optimized, o Transmisión

Optimizada de Datos por Paquetes), también conocida como DAWS su versión

mejorada (enhanced).

Gran calidad de las señales de voz y datos, fruto de su diseño digital.

Prestaciones propias del mundo de la red digital de servicios integrados:

o Amplia gama de interfaces para interfuncionamiento con PSTN (Public

Switched Telephone Network) e ISDN (Integrated Services Digital Network)

(RDSI).

o Funcionalidades como la identificación, reencaminamiento de llamadas,

bloqueos.

Seguridad de las comunicaciones (existirá la posibilidad de cifrado en la interfaz aire).

Posibilidad de aplicaciones como la transmisión de video de baja resolución (en

general de datos).

Flexibilidad en los despliegues:

o Diversidad de configuraciones, desde monorepetidor en la transmisión radio,

hasta complejas redes públicas con cobertura de ámbito nacional.

o Posibilidad de comunicaciones sin apoyo en la red.

o Posibilidad de combinación de coberturas entre redes públicas y privadas.

Posibilidad de utilización de núcleos de red con tecnologías de conmutación

típicamente del mundo de los datos (IP, o protocolo Internet).

Nuevas aplicaciones como fax, telemetría y transmisión de video.

de 151

2.8.3 Servicios TETRA

Como se ha indicado, el desarrollo de la norma TETRA se ha orientado a potenciar los

servicios que se requerirán en las modernas aplicaciones de redes PAMR, teniendo en cuenta

su evolución hacia entornos multimedia.

A continuación se muestra una clasificación ilustrativa de los servicios prestados por el

estándar:

Servicios portadores: transporte de información entre transmisor y receptor en el caso

de servicios portadores (niveles 1, 2 y 3 del modelo OSI).

o Servicio en modo circuito (voz y datos).

o Servicio de datos en modo paquete.

o Servicio de mensajes de datos cortos.

Los tres tipos de sistemas TETRA que se verán a continuación utilizan estos servicios de

la siguiente manera:

o El sistema V + D (Voz y Datos) utiliza los tres servicios portadores.

o El sistema PDO proporciona el servicio de datos en modo paquete sobre el

equivalente de cuatro intervalos temporales del V + D.

o El sistema DM0 proporciona servicios de voz y datos en modo circuito, y

servicio de mensajes cortos sobre un intervalo temporal.

Teleservicios: provisión de procesado adicional sobre la comunicación en servicios

portadores (códec, por ejemplo), posibilitando el uso de las siete capas del modelo

OSI:

o Llamada individual.

o Llamada de grupo.

o Llamada de grupo con acuse de recibo.

o Llamada de difusión, unidireccional.

o Llamada prioritaria.

o Llamada de emergencia.

de 151

Servicios esenciales: como la simulación de los servicios de otros sistemas PMR

convencionales, servicios ya proporcionados en otros sistemas y los servicios para

superar ciertas limitaciones conocidas de los sistemas troncales.

Servicios suplementarios: como los conocidos del sistema RDSI y GSM, del ámbito de

la presentación del número llamante, los desvíos de llamadas, la puesta en espera, el

buzón de voz, la prohibición de realizar y recibir llamadas, identificación de los

participantes en una llamada, restricciones de llamada, tarificación, inclusión en

conversación.

Otros servicios no estándar que determinados fabricantes incluyen en los sistemas por

iniciativa propia sin estar soportados por el estándar.

Como consecuencia de la segunda generación de sistemas en la que el TETRA se encuentra,

ha sido pensado como base para la potenciación de los servicios multimedia en entornos

PAMR. Por tanto, los servicios de datos que TETRA puede proporcionar se clasifican como:

Servicio de mensajes cortos (Short Data Servicies), discurriendo por el canal de control

en formato punto a punto, o punto a multipunto, y sin ninguna confirmación de

recepción. Estos mensajes pueden ser de dos tipos:

o Mensajes de estado, que básicamente son 16 bits capaces de representar

65.535 mensajes.

o Mensajes de usuario, con una de tres longitudes fijas de 16, 32 y 64, o hasta

2.047 bits de longitud variable.

Servicio de datos en modo circuito, con tres mecanismos de protección ante errores

de velocidades 2,4 Kbps, 4,8 Kbps y 7,2 Kbps.

Servicio de datos en modo paquetes, orientado y no orientado a conexión.

Servicio de datos multi-intervalo, multiplicando las velocidades por número de

intervalos temporales utilizados en la trama en un número de hasta cuatro.

Según estos servicios, existen dos modalidades básicas de funcionamiento con datos, cada

una sustentando sus propios servicios:

Modo Voz + Datos (V + D), típico para aplicaciones de telefonía y datos.

de 151

Modo PDO (Packet Data Optimized o Paquetes de Datos Optimizados), pensado

para el establecimiento de servicios modernos, como la mensajería vocal, el correo

electrónico, el intercambio de datos, etc.

Con estos dos modos de funcionamiento se podrán proporcionar una serie de servicios

elementales tales como:

Telefonía vocal semiduplex o dúplex, con o sin cifrado. Si existe cifrado, el código es

seleccionable.

Modo directo, o comunicación móvil a móvil sin pasar por el control, es decir, sin

utilizar la infraestructura troncal.

2.8.4 Características básicas de TETRA V+D

Tiempo de establecimiento de llamada < 300 mseg.

Grado de servicio: 5%

Tiempo de establecimiento de llamadas de datos:

o Conmutación de circuitos < 300 mseg.

o Conmutación de paquetes < 2 seg.

Retardo de transito para datos en modo paquete orientados a la conexión < 500

mseg, (paquete de 100 octetos).

Retardo de transito para datos en modo paquete no orientados a la conexión: según

la prioridad y todos los parámetros de funcionamiento establecidos en el estándar

TETRA que permitan asegurar la comunicación instantánea y eficiente en el momento

de una llamada.

2.8.5 Interfaces del estándar TETRA

Interfaz aire, que define el funcionamiento entre las estaciones base del sistema y los

terminales.

Interfaz DMO (Direct Mode Operation u Operación en Modo Directo), uno de los

grandes avances de TETRA respecto de otras plataformas troncales.

Interfaz intersistema, que permite la conexión con sistemas TETRA de diferentes

fabricantes, donde a nivel de infraestructura de red no hay definiciones por parte del

estándar, de tal manera que cada fabricante puede diseñar sin restricciones

mayores.

de 151

Interfaz de equipamiento periférico, para la conexión de terminales a otros

dispositivos externos y que sea de esta forma posible el diálogo a nivel de

aplicaciones en la transmisión de datos.

Interfaz hombre-máquina, definiendo fundamentalmente la presentación de teclados

en los terminales.

Interfaz de pasarela hacia PSTN (Public Switched Telephone Network)/ISDN

(Integrated Services Digital Network)/PABX (Private Automatic Branch Exchange),

permitiendo la comunicación de los sistemas TETRA con el exterior, bien sea a sistemas

de naturaleza pública o privada.

Figura 27. Interfaces estándar TETRA

En la Figura 27. Tenemos que:

1) Interface de aire del sistema.

2) Direct Mode Operation (DMO), Operación en modo directo.

3) Interface Hombre-Máquina, corresponde a la interacción de los usuarios con el

sistema y equipos.

4) Interface de equipos periféricos.

5) Interface para el despachador o despacho remoto.

6) Entrada a redes externas.

a. PSTN (Public Switched Telephone Network), red pública telefónica.

b. ISDN (Integrated Services Digital Network).

c. PABX (Private Automatic Branch Exchange).

de 151

d. PDN (Public Data Network).

7) ISI (Inter System Interface), Interface entre sistemas diferentes.

8) Network management interface.

Nota: SwMI significa Switching and Management Infrastructure.

2.8.6 Bandas de frecuencias

El estándar TETRA no ha tenido nunca un único acuerdo de bandas de frecuencia a nivel

internacional. Ante esta situación, CONATEL establece las siguientes bandas de operación

de acuerdo con las bandas europeas:

Para sistemas de organismos del Estado, la banda de frecuencia entre 380 MHZ y 400

MHz ha sido situada para uso por los sistemas móviles terrestres digitales.

Para los sistemas civiles, se ha ubicado la banda de frecuencia entre 410MHz y 430

MHz

2.8.7 Especificaciones básicas de la interfaz radio

Algunas de las características más destacadas que distinguen al TETRA de otros estándares,

en lo que a parámetros físicos se refiere son:

Multiacceso TDMA con cuatro intervalos por trama (el FDMA existe a nivel de

asignación de diferentes frecuencias a diferentes estaciones base, como es lógico).

Figura 28. FDMA y TDMA típico para configuración de 4 canales

de 151

Canalización de ancho de banda de 25 KHz.

Esta canalización es típica de los sistemas PAMR y PMR analógicos, pero con un

multiacceso al medio TDMA de 4 “time-slots”, se logra una eficiencia espectral 4 a 1

en comparación con los sistemas analógicos

Figura 29. Estructura de multiacceso al medio TETRA, TDMA 4 time-slots

Modulación π4 DPSK, con filtrado banda base coseno alzado de parámetro

0,35

Velocidad de modulación de 36 Kbps

Retardo de multitrayecto tolerado máximo de 5 .

Relación señal deseada a interferente en el canal deseado C I 19 dB.

2.8.8 Potencia de transmisión

La potencia de transmisión se refiere a la potencia nominal a la salida del transmisor, bien sea

para las estaciones base (BS), o bien para las estaciones móviles y radios portátiles. A

continuación se muestran las diferentes gamas de potencia que pueden dar estos equipos:

Para las estaciones base, los diferentes tipos o clases vienen definidos por la

transmisión de potencia nominal o máxima, definitoria de los nueve diferentes tipos

de equipos que estarán entre los 28 dBm y los 44 dBm, en intervalos de 2 dB (es decir,

desde 0,6 w hasta 25 w).

de 151

Para las estaciones móviles, los diferentes tipos o clases vienen definidos por la

transmisión de potencia nominal o máxima definitoria de los tres diferentes tipos de

equipos que estarán entre los 30 dBm y los 40 dBm, en intervalos de 5 dB (es decir, de

1 w a 10 w).

2.8.9 Control de potencia

La duración de las baterías y las interferencias en el sistema son aspectos que requieren un

control específico en los sistemas móviles. En concreto, debemos conseguir que el terminal

emita en todo momento la potencia que sea necesaria. Esto se logra con el control de

potencia adaptativo. En el estándar TETRA se definen dos métodos de control de potencia:

Control de potencia de bucle abierto implementado en el móvil: Este método consiste en

que el móvil adapta su potencia en función de las medidas de calidad que tenga en la

recepción de la señal que le llega de la estación base (enlace descendente, donde se

asume que la situación en él será reflejo de la situación en el enlace ascendente).

Control de potencia en bucle cerrado, soportado por el móvil pero implementado en la

estación base: En este caso, existe un bucle de realimentación según el cual la estación

base indica a la estación móvil la potencia a la que debe transmitir, tomando como

datos la potencia que recibe y la potencia que el móvil envía y ya conoce.

2.8.10 Modulación

La modulación utilizada por el estándar TETRA es la π4 DPSK (π

4 DQPSK). Por

consiguiente, la detección de fase será diferencial, es decir, se detectará el salto de fase

con respecto a la del bit anterior, entendido en tanto que sin solapamiento.

La señal binaria a la entrada del modulador, es una secuencia binaria, , donde

representa el número de bit. Los bits están distribuidos en símbolos de modulación diferentes,

, donde es el número del símbolo correspondiente.

Los símbolos de modulación se obtienen mediante una codificación de desplazamiento

de fase, lo que significa que es el resultado de aplicar el desplazamiento a los

símbolos previos 1 , por lo tanto en notación compleja tenemos:

Ec. 30

Ec. 31

de 151

Las transiciones de fase se relacionan con los bits de modulación como se indica en la

Tabla:

Bits Ráfaga Tx Fase

B(2k–1) B(2k)

1 1 -3π/4

0 1 3π/4

0 0 π/4

1 0 -π/4

Tabla 6. Modulación

La velocidad de modulación es de 36 Kbps. A continuación se presenta un ejemplo de

codificación que ilustra el proceso diferencial.

Figura 30. Ejemplo de estados de fase en la modulación

k Bits Fase Diferencial

0 1 1 -3π/4

1 1 0 -π/4

2 1 1 -3π/4

3 0 0 π/4

4 0 1 3π/4

5 1 0 -π/4

6 1 1 -3π/4

Tabla 7. Secuencia de bits correspondiente al ejemplo de la Figura 30

de 151

2.8.11 Recepción

En TETRA se definen tres tipos de receptores. Cada receptor se diseña para un tipo de

entorno concreto, que se define con una serie de modelos que dan idea de todas las

circunstancias de propagación que pueden afectarle negativamente:

Receptores clase A: diseñados para funcionar en entornos de propagación

complicados, con grandes componentes multitrayecto.

Receptores clase B: diseñados para funcionar en entornos favorables urbanos y

suburbanos sin grandes componentes multitrayecto.

Receptores clase E: diseñados para tratar de superar situaciones de multitrayecto en

las que el retardo sea del orden de dos símbolos de duración.

Con respecto a la sensibilidad, y para la determinación de los valores concretos, se

considerará niveles de señal referidos al conector de antena del receptor, siempre con

impedancias de entrada de 50Ω. En concreto, se habla de dos tipos de sensibilidades:

Sensibilidad Estática: con propagación exenta de multitrayecto, donde los valores a

considerar son:

o Receptor en la estación base: -115 dBm.

o Receptor en el móvil: -113 dBm.

o Receptor en el portátil: -112 dBm.

Sensibilidad dinámica: supuestas condiciones de propagación simuladas, tratando de

definir el entorno real:

o Receptor en la estación base: -106 dBm.

o Receptor en el móvil: -104 dBm.

o Receptor en el portátil: -103 dBm.

2.8.12 Relaciones de protección

Los niveles de relación señal deseada a interferente quedan fijados en el estándar como:

Interferencia cocanal: CI 19 , definido sobre un nivel de señal deseada

superior a -85 dBm (sensibilidad).

Interferencia adyacente: C I 45 , definido sobre 3 dB del nivel de

sensibilidad dinámica.

de 151

2.8.13 Multiacceso

El acceso en el estándar TETRA es FDMA en primera instancia. Es decir, dentro de una

portadora frecuencial (FDMA) se realiza un acceso concreto para hacer que varias señales

se acomoden en la portadora. Este modo de acceso secundario puede ser de dos tipos:

Multiacceso V + D: El acceso se realiza según la división TDMA/TDM. De este modo, un

radiocanal ofrece cuatro intervalos de tiempo, y en ellos se podrán acomodar hasta

cuatro canales físicos, que pueden o no agruparse, ocupándose hasta un total de los

cuatro intervalos disponibles para proporcionar capacidades mayores.

Multiacceso PDO: Existe un doble método de acceso que por tratarse de datos, y en

este caso optimizado, no se realiza del modo tradicional:

o Enlace sentido estación móvil a estación base, que presenta un acceso

múltiple estadístico (STMA).

o Enlace sentido estación base a estación móvil, incorporando la multiplexación

estadística (STM).

2.8.14 Jerarquía de tramas

La Figura 31 recoge la estructura de tramas, multitramas e hipertramas que compone la

secuencia TETRA referida al multiacceso TDMA/TDM. Tal y como se aprecia en la Figura 31, en

la estructura de multitrama se dedica la trama número 18 a trama de control, es decir, se

vacía de todo contenido de datos de usuario y se dedica dinámicamente al transporte de

información típica de baliza. Para permitir esta circunstancia, las 17 tramas anteriores se

hacen cargo de la información de usuario que debería haber sido transmitida en esa

posición.

Adicionalmente, existe otro mecanismo que debe considerarse y que es el que permite el

funcionamiento dúplex; este mecanismo no es otro que el desplazamiento de los bits de

transmisión y recepción entre sí. Existe un desfase de dos intervalos temporales en las tramas

de transmisión y recepción, de modo que la transmisión pueda ser dúplex sin ser simultánea

en el tiempo, y que además se justifica también dado que se transmite en sentido

descendente antes de en sentido ascendente, con lo que el terminal puede decodificar el

Canal de Asignación de Acceso (AACH) y actuar según éste le indique. Estas circunstancias

permiten usar el mismo sistema radiante sin hacer uso de duplexor, y también dan la

posibilidad al sistema de conocer el tipo de trama que está y se deberá transmitir.

de 151

Figura 31. Jerarquía de tramas TETRA

2.8.15 Sincronización

La función de sincronización se corresponde con:

Adquisición de la frecuencia del receptor (FDM) y de la temporización (TDM).

Ajuste de la trama temporal para enlace descendente (modo V + D).

Ajuste de la base de tiempos de la estación móvil (modo V + D).

Con todo ello:

La estación móvil ajusta sus constantes para generar tramas y sus derivadas a partir

de unos contadores que siempre corren en la estaciones base.

El ajuste adaptativo de la trama consiste en el envío por parte de la estación base de

una señal de avance temporal tal que, emitiendo ese tiempo antes, la señal de la

estación móvil alejada no colisiona con otras más cercanas.

2.8.16 Canales y ráfagas

2.8.16.1 Modos de funcionamiento

Los modos de funcionamiento del estándar TETRA son dos:

Modo de transmisión, con las variantes:

o Transmisión de la señal de forma continua desde la estación base hacia la

estación móvil.

o Compartición temporal de la portadora desde varias estaciones base hacia

las estaciones móviles.

o Compartición temporal del canal de control principal desde varias estaciones

base hacia las estaciones móviles.

de 151

o Múltiples intervalos, usándose de dos a cuatro intervalos por portadora para la

misma comunicación.

Modo de control, con dos variantes:

o Modo de control normal: que requiere asignación de un canal de control

principal.

o Modo de control mínimo: donde todos los canales físicos de cada portadora

están ocupados por tráfico. De esta forma el canal de control será variable,

por lo que el primer canal que quede libre será asignado como canal de

control, al cual accederán los móviles mediante un mecanismo de

exploración secuencial

2.8.16.2 Proceso de conformación de la señal digital

En el proceso de conformación de la señal que TETRA utiliza en su comunicación, con la idea

de dificultar la escucha intencionada, adecuar la señal al tipo de modulación utilizada y

proteger la señal en su propagación por el canal, se contemplan los siguientes elementos:

Codificación de canal, en el que se utiliza un código de bloque y un código

convolucional que añaden bits complementarios a la señal original a transmitir. Con

esta estrategia se consigue detectar y corregir errores.

Reordenación de bits, realizada por medio de una matriz que sirve como preparación

para el entrelazado posterior.

Entrelazado, en que los bits se extraen de la matriz anterior en un cierto orden, y se

intercalan los bits anteriores y posteriores.

Aleatorización o scrambling, por medio del cual los bits entrelazados se transmiten

ahora de un modo aparentemente desordenado.

Multiplexación de la señal generada hasta ahora, junto con los bits de linealización

del canal.

Codificador diferencial, encargado de implementar la modulación π4 DPSK, con

agrupación de dos bits en un símbolo, y que se traduce en la señal destino en una

variación de fase con respecto al símbolo anterior.

Modulador, que termina de situar la señal en el canal adecuado para la salida al

aire.

de 151

2.8.16.3 Canales lógicos

Los canales lógicos que podemos enumerar son:

Canales de Tráfico (TCH): Transportan información vocal o de datos en modo

conmutación de circuitos. En este sentido, se tendrán en concreto los siguientes

canales:

o Canales telefónicos, dedicados para voz (TCH/S).

o Canales mixtos, dedicados a la transmisión de voz y datos (TCH/X,X):

TCH/7,2 (velocidad neta 7,2 Kbps).



Es importante destacar que se pueden lograr velocidades mayores

agrupando hasta cuatro intervalos de tiempo, logrando velocidades de hasta

28,8 Kbps.

Canales de Control (CCH): Se utilizan para la transmisión de mensajes de señalización

e información de datos en modo paquetes. Entre ellos, se cuentan los siguientes:

o Canal de Control de Difusión (BCCH), transmitido de estación base a estación

móvil, de uso común para todas las estaciones móviles, por el que se

transporta información general. Dos serán los tipos de BCCH:

Canal de Difusión de Red (BNCH), transportando información sobre la

red e identidad de estaciones base.

Canal de Difusión de Sincronización (BSCH), en el que se envía

información sobre frecuencias, sincronismo temporal y secuencias de

aleatorización.

o Canal de Linealización (LCH), período de tiempo reservado para las

estaciones móviles y las estaciones base para que linealicen sus transmisores.

Serán de dos tipos, con el objetivo de limitar interferencias en los canales

adyacentes:

Canal de Linealización Común (CLCH), compartido por todas las

estaciones móviles.

Canal de Linealización de Estación Base (BLCH), usado por todas las

estaciones base.

o Canal de Señalización (SCH), compartido por todas las estaciones móviles,

aunque en cada caso transporte mensajes concretos de una de ellas o de un

grupo. Un sistema TETRA requiere para funcionar de al menos un SCH por cada

estación base. Se establecen tres categorías:

de 151

Canal de Señalización Completo (SCH/F), canal bidireccional que

transporta paquetes de datos del máximo tamaño permitido.

Canal de Señalización Descendente de Tamaño Mitad (SCH/HD),

transmitido en sentido estación base a estación móvil.

Canal de Señalización Ascendente de Tamaño Mitad (SCH/HU),

transmitido en sentido estación móvil a estación base.

o Canal de Asignación de Acceso (AACH), transmitido de estación base a

estación móvil por donde se indica para cada canal físico la asignación de los

intervalos ascendentes y descendentes.

o Canal Sustraído (STCH), en el que se intercambia señalización urgente

asociada a cada llamada, y por tanto de un TCH.

2.8.16.4 Canales físicos

Con relación al multiacceso FDM/TDMA, un canal físico se conforma, en el estándar TETRA,

con una portadora y en un instante de tiempo elegido de entre los cuatro posibles (cuatro

canales físicos disponibles por portadora). De este modo, cualquier estación base al servicio

de una célula dispone de al menos dos frecuencias, una en la banda alta para el enlace

descendente y otra en la banda baja para el enlace ascendente. De entre esta dotación,

existe una pareja de frecuencias en cuyo primer intervalo se insertan los canales de control.

Este es el denominado radiocanal principal de la célula. Con todo ello, se definen tres clases

de canales físicos:

Canal físico de control: Este canal estará dedicado en exclusiva al canal CCH, es

decir, a los canales lógicos de control. Existen dos tipos:

o Canal de control principal, establecido en el primer intervalo de la trama del

radiocanal principal de la célula.

o Canal de control ampliado, utilizado de forma auxiliar y complementaria al

canal principal cuando se precisa más capacidad de señalización.

Canal físico de tráfico: Canal dedicado en exclusiva al TCH, es decir, a los canales

lógicos de tráfico.

Canal físico no asignado: Canal no atribuido a ninguna estación móvil en particular, y

que por ello se emplea para la transmisión de información de difusión y mensajes de

relleno.

de 151

2.8.16.5 Ráfagas

Las ráfagas (o bursts) son el modo en que se transmiten los bits dentro del intervalo de tiempo

destinado para su transmisión. De este modo tenemos las siguientes ráfagas, hasta un

número de siete:

Ráfagas ascendentes (transmitidas en sentido estación móvil a estación base):

o Ráfaga de control (CB).

o Ráfaga de linealización de estación móvil (LB).

o Ráfaga normal (NUB).

Ráfagas descendentes (transmitidas en sentido estación base a estación móvil). En los

dos tipos que se enuncian a continuación, podremos hablar de transmisión continua

o discontinua:

o Ráfaga normal (NDB continua y discontinua).

o Ráfaga de sincronización (SDB continua y discontinua).

Cada una de estas ráfagas tiene el sentido y la descripción que se incluye a continuación:

Ráfaga de control (CB): utilizadas por las estaciones móviles para la transmisión de

mensajes de control a las estaciones base.

Ráfaga de linealización (LB): propiamente definida como un tiempo muerto sin

transmisión con una duración equivalente de 255 periodos de bit. Este tiempo es

aprovechado por las estaciones móviles para la linealización de sus transmisores.

Ráfaga ascendente normal (NUB): se emplean desde las estaciones móviles para la

transmisión de mensajes de tráfico y señalización, una vez que se encuentran

preparadas para ello (ya temporizadas y con el avance temporal ya tenido en

cuenta).

Ráfaga continua descendente y normal (NDB continua): lo utilizan las estaciones base

que funcionan en modo continuo para el envío de mensajes de tráfico y control a las

estaciones móviles.

Ráfaga continua descendente de sincronización (SDB continua): como la anterior,

tiene 510 bits y carece de bits de guarda. La utilizan las estaciones base para la

transmisión de mensajes de sincronización y señales de control a las estaciones

móviles.

Ráfaga discontinua descendente y normal (NDB discontinua): esta ráfaga es utilizada

por las estaciones base que funcionan en modo compartido para la transmisión de

mensajes de tráfico y control a las estaciones móviles.

de 151

Ráfaga discontinua descendente de sincronización (SDB discontinua): es empleada

por las estaciones base en modo compartido para la difusión de mensajes de

corrección de frecuencia, sincronización y transmisión de información de control.

Figura 32. Ráfagas TETRA

BBK: Bloque de Difusión. BKN 1,2: Bloque Datos 1,2. TB: Bits de Cola. FC: Corrección de

Frecuencia.

GP: Periodo de Guarda. LPA: Linealización y

Amplificación de Potencia. PA: Ajuste de Fase.

R: Margen de Subida de

Potencia.

SB: Bits Sincronización. ETS: Secuencia y Ajuste

Ampliada. SSN: Subintervalo 1,2.

SP: Bits de Reserva. TS: Secuencia y Ajuste

Normal.

2.8.17 Seguridad

Es factible implementar tres niveles de seguridad en los sistemas TETRA:

Autenticación: permite asegurar al móvil que se está conectando a su red y le

permite a la red verificar que el móvil pertenece a la misma, evitando fraude. Esto se

realiza a través de la gestión de claves de autenticación.

de 151

Encriptación en el aire: Protege de la intercepción de la información transmitida a

través de la red. Permite proteger tanto el canal de control como el de tráfico.

Encriptación extremo a extremo: provista por algunos terminales, evita la escucha del

canal de tráfico (voz o datos) en todo el camino. No protege el canal de control

Con respecto a la autenticación, se tiene que hace posible que aquellas unidades que no

posean la llave o clave secreta no tendrán acceso alguno a la red. Se tienen varios niveles

de autenticación:

Autenticación con llaves estáticas.

Autenticación con llaves dinámicas.

Se puede tener también ambos tipos de Autenticación.

Autenticación en ambos sentidos (del sistema hacia los terminales y de los terminales

hacia el sistema)

Figura 33. Autenticación

Por otra parte, en cuanto a la encripción o encriptación, se tienen varios niveles (TEA1, TEA2,

TEA3 y TEA4), teniéndose en el grado de mayor seguridad una encriptación extremo a

extremo con el uso de llaves dinámicas. Es importante señalar que el organismo de custodia

de los algoritmos para el tipo TEA1, TEA3 Y TEA4 es el ETSI pero para el tipo TEA2, el custodio es

la organización para las telecomunicaciones de la policía holandesa.

2.8.18 Modo directo de operación TETRA (DMO)

Se denomina funcionamiento en modo directo (DMO) en el ámbito de influencia del sistema

TETRA a la facilidad con que cuentan los móviles definidos en este sistema para funcionar

directamente los unos contra los otros, sin mediación de la red en esta comunicación. Como

de 151

se puede apreciar, esta es una situación que puede solucionar situaciones de

indisponibilidad de la red, sin que los terminales dejen de funcionar.

Son cuatro las aplicaciones donde el DMO se utiliza claramente:

Comunicaciones DMO de área local: En ubicaciones donde no existe cobertura de

red troncal, los terminales que los usuarios transportan son capaces de comunicarse

entre sí sin intervención de la red.

Extensión de la cobertura de la red troncal con DMO: La cobertura de los sistemas

PMR se suele diseñar para sistemas a bordo de vehículo, los verdaderos móviles. Para

extender la cobertura a portátil se utiliza un repetidor a bordo de vehículo que es el

que retransmite la señal de la red a los usuarios.

Comunicaciones entre usuarios en modo DMO y usuarios en la red troncal: Este caso

es una situación un tanto particular de la anterior. El funcionamiento del repetidor

DMO es en modo pasarela, que une redes locales DMO con la red troncal cuando se

requiere.

Mejora de la cobertura con DMO: En ocasiones donde debemos mejorar la cobertura

de zonas muy localizadas (el interior de un edificio) se puede utilizar un vehículo con

un móvil TETRA en modo directo para cubrir con potencia suficiente las zonas de

sombra relativa de la red principal.

El funcionamiento en modo directo, a nivel físico, se puede lograr utilizando una o dos

portadoras de radiofrecuencia:

DMO con una portadora de radiofrecuencia, donde este modo de funcionamiento

se basa en elegir de forma manual una frecuencia libre de entre las que el sistema

utiliza en su funcionamiento normal, y en ausencia de interferencia utilizarla para la

comunicación. Aunque la elección de la frecuencia se puede elegir de cualquier

banda, es conveniente elegirla de la banda de transmisión de la estación base para

minimizar las interferencias.

DMO con dos portadoras de radiofrecuencia, utilizada en los casos en que se

requiere que el móvil se utilice para mejorar la cobertura de la red. La forma de

selección de frecuencias consiste en tomar la transmisión de la banda de recepción

de la estación base y la de recepción de la banda de transmisión.

de 151

2.8.19 Arquitectura de la red TETRA

El estándar TETRA presenta una gran variedad de configuraciones posibles en su

arquitectura. En la Figura 34 se ilustra un ejemplo típico donde cabe incluso la posibilidad de

que las propias estaciones base (BS) se conecten con redes externas (este es un aspecto

novedoso que no es habitual en otros estándares, y que facilitará la posibilidad de desplegar

redes tan pequeñas como sea necesario).

Figura 34. Arquitectura de una red TETRA

El Switch equivale al controlador de la red o Conmutador.

de 151

Figura 35. Integración de sistemas y servicios

No se debe olvidar que el estándar TETRA define fundamentalmente interfaces, y como tal

deja libertad a los fabricantes en muchos otros aspectos del diseño de sus sistemas, con la

idea de que éstos incorporen en ellos los avances tecnológicos tan pronto como les sea

posible, y además se sientan cómodos trabajando en sistemas en los que pueden incorporar

valor añadido dentro de la definición de los estándares en las interfaces.

de 151

CAPÍTULO III 3 DESARROLLO DEL PROYECTO

En este capítulo se presenta el desarrollo del trabajo de pasantía, así como cada una de las

etapas del proyecto.

3.1 Situación del sistema actual Los sistemas actuales operan en la banda de 470 MHz a 512 MHz, en los pares de frecuencia

de la sub-banda de 471 MHz a 477 MHz asignados a PDVSA por CONATEL y constan de

estaciones repetidoras, estaciones bases, equipos portátiles, móviles y consolas de control.

Actualmente en PDVSA, el sistema de radio comunicaciones móviles a nivel nacional se

clasifica a los efectos administrativos en doce (12) grupos:

1) Sistema Móvil Operacional para Producción de Petróleo.

2) Sistema Móvil Operacional para Manejo de Gas.

3) Sistema Móvil Operacional para Manejo de Crudo.

4) Sistema Móvil Operacional para Mantenimiento.

5) Sistema Móvil Operacional para Operaciones en Refinerías.

6) Sistema Móvil Operacional para Complejos Petroquímicos.

7) Sistema Móvil Operacional para Operaciones Carboníferas.

8) Sistema Móvil Operacional para Protección.

9) Sistema Móvil Operacional para Seguridad.

10) Sistema Móvil Operacional para Mercadeo Nacional.

11) Sistema Móvil Operacional para Telecomunicaciones.

12) Sistema Móvil Operacional para Transporte Terrestre/Marítimo.

Todas estas clasificaciones aplican para el servicio brindado en las diferentes zonas y

regiones de PDVSA a nivel nacional, lográndose una cobertura en cada zona por medio de

una o varias estaciones repetidoras interconectadas por el sistema de microondas de la

empresa (red de transmisión), de tal forma que todas radiarán la misma información

simultáneamente y ésta llegará, por el mismo medio, hasta la consola supervisora y

controladora del sistema en cuestión; las conversaciones cursadas por cada uno de los

circuitos constituidos por el sistema son de absoluta independencia entre sí.

de 151

A continuación se muestran las regiones geográficamente:

Figura 36. Regiones de PDVSA a nivel nacional

La región Centro equivale a la región Metropolitana, a ésta le pertenecen centros de

mantenimiento, centro corporativo y distribución.

La región Centro Occidente y Paraguaná conforman el área de refinación y petroquímica.

Las regiones Oriente, Sur y Occidente corresponden a la actividad de exploración y

producción.

Como se dijo, este sistema radio móvil operacional actual requiere de la red de transmisión

nacional de PDVSA, a través de la cual viaja toda la información que maneja la corporación,

incluyendo las radio comunicaciones móviles.

de 151

Figura 37. Red de Transmisión Nacional de PDVSA

3.1.1 Región Metropolitana

Esta región, mostrada en la Figura 36 como región Centro, cuenta con una plataforma

propia; el Sistema Móvil Operacional existente es de tipo Convencional y brinda servicio a:

Plantas de Distribución.

o Planta Catia la Mar.

o Planta Hangar.

o Planta de Servicio de Combustible de Aviación (SCAM).

o Planta Cantinas.

o Planta Guatire.

o Planta Carenero.

o Planta Ipare.

o Planta Arichuna.

Red PDVSA-GAS Zona Metropolitana.

Instituto Tecnológico Venezolano de Petróleo (INTEVEP).

Red de Protección y Control de Perdidas (PCP) en edificios y oficinas administrativas

de PDVSA.

Sistema Móvil Operacional para Telecomunicaciones.

de 151

Sistema Móvil Operacional para Transporte Terrestre.

Sistema Móvil Operacional para Mantenimiento.

Figura 38. Sistema Convencional

La Red de la región metropolitana cuenta con dieciséis (16) estaciones, en la Figura 39 se

muestra su estructura:

Figura 39. Red Metropolitana

Esta red posee repetidores para:

Telecomunicaciones.

Gas doméstico.

Gas industrial.

Escolta.

de 151

Servicios.

Poliducto.

PCP.

Comunitario.

SCAM.

Carenero.

Así pues, cada repetidor transmite y recibe en pares de frecuencia diferentes entre sí, por lo

que cada grupo se comunica única y exclusivamente entre los usuarios del mismo, sin

posibilidad de comunicarse con otros usuarios pertenecientes a otras áreas de trabajo. En la

Figura 40 se muestra la red metropolitana así como la ubicación de sus repetidores:

Figura 40. Red de Transmisión Metropolitana de PDVSA

Es importante señalar que los enlaces entre todas las estaciones son enlaces microondas.

Con respecto a las repetidoras, son de las marcas General Electric Máster II, Motorola Serie

MSR, Los radios operacionales son del tipo: Pro 5150, Pro 7350, GP300, HT 1000, GP350 móviles

Motorola Pro 5100, móviles Motorola Spectra, VISAR y algunos equipos alquilados.

de 151

Actualmente, se tiene asignado a la región metropolitana seiscientos veinticuatro (624) radios

operativos, distribuidos en seis (6) departamentos de operaciones o flotas.

El funcionamiento de este sistema convencional es sumamente arcaico, ya que según el

departamento al que se pertenece se tendrá asignado un grupo de repetidores, es decir, un

grupo de canales de comunicación o pares de frecuencias. Por esta razón, la comunicación

se establecerá sólo entre los usuarios de un mismo grupo que estén sintonizando el canal

correspondiente a su zona de ubicación.

Por una parte, si dos usuarios están en la zona de cobertura de la estación base Volcán pero

son usuarios de diferentes departamentos, por ejemplo, un usuario pertenece a Protección y

Control de Pérdidas (PCP) y otro a PDVSA-GAS (mantenimiento de poliducto), entonces no

podrán comunicarse ya que están sintonizando frecuencias diferentes.

Por otra parte y peor aún, si el usuario que estaba en la zona de cobertura de Volcán (bien

sea el de PCP o PDVSA-GAS) sale de una parte de ésta y pasa a la zona de cobertura de,

por ejemplo, Junquito, deberá cambiar manualmente en su portátil al canal correspondiente

al nuevo repetidor (Junquito) para poder seguir comunicándose con su grupo de trabajo.

A continuación se presenta en la Tabla 8 las dieciséis (16) estaciones troncales que

conforman la red de transmisión metropolitana, así como su ubicación específica y altura

sobre el nivel del mar. Por otra parte, en la Figura 41, se muestran en el mapa político de

Venezuela.

de 151

Tabla 8. Ubicación Geográfica de las Estaciones de la Red de Transmisión

de 151

Figura 41. Estaciones de la Región Metropolitana

A pesar de que los radio enlaces, están activos y en funcionamiento, se hizo el estudio

mediante el Software Radio Mobile. En la Figura 42 se muestra el mapa geográfico con la red

de transmisión metropolitana.

Figura 42. Mapa de la Red de Transmisión Metropolitana

de 151

Es importante señalar que los enlaces Geremba-Volcán, Cerro el Paují-Junquito, Cerro el

Paují-Potrerito, y Potrerito-N53 son enlaces que no pertenecen a la región metropolita, así

también las estaciones Geremba, Potrerito y Cerro el Paují. Pero vale la pena mencionarlos

porque reflejan la interconexión entre la zona Sur y Norte de la red de la región

metropolitana.

3.2 Definición de los Requerimientos del Sistema

TETRA para PDVSA Antes de iniciar la fase de diseño del nuevo sistema móvil operacional troncalizado digital en

la zona metropolitana, es necesario establecer de manera precisa cada uno de los

requerimientos en cuanto al número de usuarios, prestación de servicios que se deberán

satisfacer mediante dicho sistema, lugares y zonas geográficas a las que se debe llegar con

el plan de cobertura. Es importante establecer cada uno de estos requerimientos para los

sitios de interés, de tal manera que se le pueda brindar al diseño, tanto de la red de servicios

como de la red de transporte, un dimensionamiento efectivo en cuanto al número de

radiocanales necesarios y la capacidad de cada uno de los enlaces.

3.2.1 Número de usuarios del sistema

Con respecto al dimensionamiento del sistema, (debido al marco constitucional vigente, el

cual concibe un nuevo mandato para todas las empresas del Estado Venezolano, en donde

éstas además de desplegar negocios productivos y generar riquezas a la nación, deben

asumir compromisos de responsabilidad social que retribuyan una acertada vinculación en la

comunidad donde actúen) el nuevo sistema móvil operacional, también deberá estar en la

capacidad de servir de respaldo y proporcionar servicios para todas aquellas misiones

sociales que actualmente se desarrollan en la región metropolitana, y que de forma

económica y estratégica dependen de PDVSA, como son por ejemplo: Misión Barrio Adentro,

Misión Robinson, Misión Ribas y otras.

Teniendo en consideración lo anteriormente planteado, el nuevo sistema deberá prestar

asistencia con un elevado grado de calidad de servicio y eficiencia a muchos más usuarios

que el sistema analógico actual. Un total de 4000 usuarios, los cuales estarán distribuidos en

los grupos de usuarios que se presentan en la Tabla 9.

de 151

Grupo PCP Planta Servicios

Generales

Misiones

Sociales GAS

Asuntos

Públicos Telecom

Número

de

Usuarios

110 1261 270 1195 844 152 168

Tabla 9. Distribución de los usuarios en los diferentes grupos

Se estima que para el 2010 se pueden llegar a los 10000 usuarios.

Este sistema de telecomunicaciones debe ser completamente digital, de protocolo abierto,

cumpliendo a cabalidad con el estándar TETRA debido a sus características de transmisión

de datos, eficiencia del espectro, confiabilidad y seguridad en las comunicaciones, aspectos

sumamente importantes en el desarrollo de las actividades cotidianas realizadas por los

trabajadores de PDVSA.

El sistema debe presentar una gran cantidad de opciones de comunicación flexibles y de

fácil uso. Las llamadas de grupo que es el tipo de comunicación más utilizada entre los

usuarios, deben ser sumamente simples de realizar, al igual que el ingreso en las llamadas de

grupos y el cambio de grupo. Igualmente debe ser sumamente sencillo para el despachador

realizar funciones tan complejas como la reagrupación dinámica de usuarios. De igual

forma, el tiempo de establecimiento de una llamada deberá ser de la menor duración

posible (inferior a los 0,5 segundos) dentro del área operativa de la empresa. En la práctica,

esto significa que la ubicación de los usuarios dentro de la red del sistema TETRA no afecta la

calidad de las comunicaciones, asumiendo que la cobertura del sistema esté garantizada.

El sistema también deberá ser capaz de ofrecer los servicios de voz y datos combinados; por

tal motivo el sistema de comunicaciones debe ofrecer servicios avanzados de datos, y una

plataforma que permita la implementación de mejoras técnicas futuras. No obstante, para

efectos del desarrollo inicial del sistema solamente serán tomados en cuenta en el

dimensionamiento de la red los servicios de Mensajes Cortos, postergando para próximas

ampliaciones los servicios de carácter más avanzados y complejos.

El Plan

contin

servici

El símb

comu

3.2.2 Pla

n de cobert

nuación se m

o.

Figura

bolo: “ ”

nicación rad

an de cob

tura, en prin

muestran ge

a 43. Estacion

representa

dio móvil

bertura

ncipio, está

eográficame

nes de Gas d

las estacion

en función

ente los pun

del Poliducto

nes y válvula

de los requ

tos de interé

o de la Regió

as de gas q

Págin

erimientos y

és a los que

ón Metropol

que deben t

na 105 de 15

ya plantead

e deben lleg

litana

tener servic

51

dos. A

gar el

io de

El símb

comu

bolo: “ ” r

nicación rad

Figura

representa l

dio móvil

a 44. Estacio

as estacion

nes de Gas

es y válvula

en Mapa Po

as de gas q

Págin

olítico

que deben t

na 106 de 15

tener servic

51

io de

de 151

Figura 45. Ubicación Geográfica de las Oficinas Administrativas de PDVSA

El símbolo: “ ” representa las oficinas administrativas a las que debe dársele servicio con la

red TETRA

El símb

red TET

Pa

esta

con

Figu

bolo: “ ” re

TRA

ara llevar a c

aciones perte

ocer las altu

ra 46. Mapa

epresenta la

cabo el proy

enecientes a

uras de cada

a Político con

s oficinas ad

yecto, se cue

a la corpora

a una de las

n las Oficina

dministrativa

enta en prin

ación. Para lo

s torres; en la

s Administra

as a las que

ncipio, como

os cálculos d

a Tabla 10 se

Págin

ativas de PDV

debe dárse

o ya se menc

de cobertura

e muestra est

na 108 de 15

VSA

ele servicio c

cionó, con 1

a se necesita

ta informaci

51

con la

6

ará

ión:

de 151

Tabla 10. Altura de las torres en la región metropolitana

3.3 Estudio y Cálculos de Cobertura Los elementos básicos para poder realizar los estudios de cobertura son los valores iniciales

de potencia, sensibilidad, ganancia de antenas, y otros, que a veces son modificados

posteriormente, para poder alcanzar la cobertura requerida, eliminar zonas de sombra, y

proporcionar una determinada calidad de servicio. Los valores iniciales de las estaciones

base, de los equipos móviles y equipos portátiles son los indicados en la Tabla 11.

Todas

demá

A con

sistem

estas carac

s fabricante

ntinuación se

a TETRA:

Ta

cterísticas co

es se asemeja

e muestra la

abla 11. Cara

orresponden

an mucho a

a estructura

acterística d

n a los equip

aunque pued

de la red A

e los Equipo

pos del fabri

den cambia

CCESSNET d

Págin

os

cante ROHD

ar en pequeñ

de ROHDE&S

na 110 de 15

DE&SCHWAR

ños detalles.

SCHWARZ pa

51

RZ, los

.

ara el

de 151

Figura 47. Estructura red ACCESSNET-T de ROHDE&SCHWARZ

DIB: Estación Base para caseta protectora (Digital Indoor Base Station).

DOB: Estación Base para Intemperie (Digital Outdoor Base Station).

DTX: Transceptor Digital (Digital Transceiver eXchange).

DMX: Nodo de Conmutación y Control o (Switching Controller Node, SCN) DMX (Digital

Mobile eXchange).

NMS: Sistema de Gestión de Red (Network Management System).

PABX: Red Privada de Conmutación Automática (Private Automatic Branch eXchange).

ISDN: Red Digital de Servicios Integrados (Integrated Services Digital Network).

PSTN: Red Pública de Conmutación de Teléfono (Public Switched Telephone Network).

PDN: Red Pública de Datos (Public Data Network).

Interfaz IP: Red IP

de 151

La estación Base DIB cuenta con una capacidad para 4 portadoras por rack (8 portadoras

en 2 racks por emplazamiento). La DOB es similar a la DIB con la diferencia que está

diseñada para soportar ambientes extremos ya que se utiliza para los casos en donde no hay

caseta cerca de la torre. Con respecto a la Estación Base DTX, es de mucha mayor

capacidad (16 portadoras).

Figura 48. Esquema Torre

Vemos en la Figura 48 el esquema general de una estación base, las 16 estaciones de la red

metropolitana poseen caseta como se muestra en la figura, por ello se utilizarán radio bases

del tipo DIB.

La estación base DIB se compone por módulos TOB, filtros pasa banda, duplexores,

acopladores, conectores de antena. En la Figura 49 se muestra el diagrama del módulo TOB

de la estación base DIB.

de 151

Figura 49. Módulo TOB, Diagrama en Bloques

Es importante señalar, que si una estación base pierde la comunicación con el segmento de

conmutación (DMX), entonces pasará automáticamente a modo fallback, de tal manera

que se dé servicio a los usuarios que estén dentro de la zona de cobertura de la estación que

perdió el enlace con el centro de conmutación.

La calidad de la cobertura debe ser obtenida en el 90% de las ubicaciones y durante el 90%

del tiempo. Este estudio de cobertura se llevó a cabo partiendo de dos modelos

fundamentales: el modelo de Longley-Rice, que se fundamenta en el Algoritmo de George

Hufford (The ITS Irregular Terrain Model) mediante el Software Radio Mobile, y el modelo de

Okumura-Hata.

El modelo de Okumura Hata se aplica para limitar la distancia radial de la cobertura que

genera Radio Mobile de la siguiente forma:

Se tiene según la (Ec. 13) que:

69,55 26,16 log 13,82 log h m a h 44,9 6,55 log h m log d Km

Para zonas urbanas.

de 151

Luego para zonas suburbanas, (Ec. 17):

2 log 28 5,4

Y para zonas rurales, la (Ec. 18):

4,78 log 18,33 log 40,94

Dependiendo de la zona en donde se ubique la estación base, se utiliza la fórmula

adecuada y se despeja d Km para cada lugar desde donde se hará la cobertura. Este valor

calculado será el parámetro que se utilizará en el software para limitar la distancia máxima

sobre la cual se hará el estudio.

Por otro lado, con respecto a los demás parámetros que se utilizarán para generar la

cobertura con Radio Mobile son:

Rango de frecuencia: 380 MHz – 400 MHz

Polarización: Vertical

Refractividad Superficial o Índice de Refracción Superficial: La refractividad de la

atmósfera determina la cantidad de “flexión” de las ondas de radio. En otros modelos

de propagación, el efecto de la refractividad se incorpora como la curvatura eficaz

de la tierra (factor k), típicamente “4/3” (1,33). En este caso se debe incorporar el

valor de la “refractividad superficial” directamente, típicamente en la gama de

N=250 a N=400 (las cuales corresponden a los valores de la curvatura de la tierra a

partir de k=1,232 a k=1,767). Un valor de curvatura eficaz de la tierra de k=4/3 (1,333)

corresponde a un valor de refractividad superficial de aproximadamente N=301. Pero

en condiciones normales, se toma N=316.

Constante Dieléctrica Relativa ( ): Consiste en el valor de la constante dieléctrica

relativa o constante dieléctrica de la tierra. Los valores típicos se muestran en la Tabla

12. Se utilizará: 15

Conductividad ( ): Representa el valor de la conductividad del terreno (en Siemens

por metros (S/m)). Los valores típicos se muestran en la Tabla 12. Se utilizará el valor

correspondiente a la tierra promedio: 0,005

de 151

Tabla 12. Valores Típicos de Conductividad y Constante Dieléctrica

Modo de Variabilidad: como se dijo, el estudio de cobertura se da para el 90% de los

emplazamientos o situaciones y para el 90% del tiempo.

Pérdidas adicionales: se utilizará 80% de pérdidas por ciudad por estar el sistema

inmerso en la ciudad de caracas que es una gran metrópolis.

Clima: Ecuatorial.

Se crean 3 sistemas:

Estación Base.

Estación Móvil.

Portátil.

De acuerdo a las características mostradas en la Tabla 11. Se procede a hacer el estudio de

cobertura con todos los casos posibles. El peor caso es cuando el portátil transmite y la

estación base recibe.

3.4 Plan de Frecuencias De conformidad con las especificaciones establecidas por CONATEL para esta clase de

sistemas, el mismo deberá operar en la banda de frecuencias de 380 MHz – 400 MHz, donde

la sub-banda 380 MHz – 390 MHz se utilizará como la banda de transmisión de los equipos

terminales y la sub-banda 390 MHz – 400 MHz se utilizará como la banda de transmisión de las

estaciones base. Así mismo, la canalización será de 25 KHz, con una separación de 10 MHz

entre la frecuencia de transmisión y recepción.

de 151

Por otra parte, se tiene que entre 380 MHz – 400 MHz hay 20000 KHz, además, tomando una

separación entre portadoras de 250 Khz se garantiza que no habrá interferencia entre

canales. Según esto, se logran 80 canales físicos o portadoras.

Las frecuencias centrales de los canales físicos de comunicación se derivan de las siguientes

fórmulas:

Ec. 32

Ec. 33

Tal que:

: Frecuencia central del canal de transmisión del móvil y recepción de la estación base.

: Frecuencia central del canal de recepción del móvil y transmisión de la estación base.

: Ancho de banda de la canalización ( 0,250 ).

: 1, 2, 3 …

Es importante señalar que se dispondrá de la siguiente distribución de portadoras según la

estación base:

de 151

Tabla 13. Número de Portadoras por Estación Base

De acuerdo a la Tabla 13, se tiene un total de 84 portadoras, por esta razón habrá que

reutilizar las frecuencias ya que se posee un total de 80 portadoras disponibles.

3.5 Dimensionamiento del Sistema Existen diversas posibilidades en la elección del funcionamiento del canal de control, como

pueden ser la utilización del canal dedicado de señalización o canal compartido en tiempo

entre diversos emplazamientos (canal de control con funcionalidad de canal de tráfico, en

caso de que éstos estén ocupados). En este caso por tratarse de una red privada de gran

crecimiento debido a los requerimientos a futuro de la empresa, la elección más adecuada

es la selección de un canal especifico de control para la señalización, ya que se dispondrá,

en fases avanzadas de la red, de un número elevado de canales por emplazamientos,

de 151

debido a la demanda de tráfico esperada y/o una carga de señalización elevada, por

transmisión de mensajes de datos cortos.

La carencia de mecanismos de cola de espera y otras facilidades, cuando se utiliza un canal

de control no dedicado, hacen que el rendimiento del sistema disminuya cuando el tráfico

aumenta. Por tales razones, el dimensionamiento de este sistema se realizó considerando dos

canales de control por estación base (uno redundante).

Por otra parte, la corporación requiere de un grado de servicio GOS menor o igual al 1%. Así

pues, y en función de todo lo anterior, se hará el dimensionamiento.

De acuerdo a esto y partiendo de las siguientes hipótesis supuestas por la ETSI, se procede a

hacer los cálculos:

Duración media de la llamada: H 30 seg

Longitud de los mensajes:

o Cortos: 100 octetos.

o Largos: 10000 octetos.

Número promedio de mensajes por usuario en una hora:

o Cortos: 20.

o Largos: 0,5.

Trafico promedio ofrecido por usuario: 20

Tiempo de espera 30

La velocidad de los móviles debe ser menor o igual a 150

El dimensionamiento se hizo para modo Full Dúplex en donde la comunicación es

bidireccional en el tiempo y para Half Dúplex o Semi Dúplex, ya que muchas veces se

utilizará el sistema como radios convencionales.

Para el caso Dúplex, cada canal de comunicación equivale a dos canales lógicos de

comunicación (bidireccionalidad). Pero en el caso Semi Dúplex, cada canal de

comunicación equivale a un canal lógico de comunicación. Así pues, el dimensionamiento

Dúplex tendrá la mitad de los canales que el dimensionamiento del modo Semi Dúplex.

de 151

Como se sabe, el dimensionamiento es sumamente complicado por la complejidad de la

ecuación 22 (Ec. 26):

,! 1 ∑ !

Por esta razón se utilizará la siguiente función a través de MATLAB para el cálculo de , :

%

% pwait=erlangc(n,rho)

%

% Esta función calcula la probabilidad de espera C(N,A) de un sistema

% con n=N canales de comunicación y un determinado tráfico A del sistema

% tal que A=rho=lambda/mu

%

% Se utiliza la fórmula:

%

% C(n,rho)=n*B(n,rho)/(n-rho*(1-B(n,rho)))

%

% Esta fórmula calcula ErlangC en función de ErlangB

% Todo esto de acuerdo a la teoría de Queueing

%

Function C=erlangc(n,rho)

%

% n es un número entero y positivo

%

If ((floor(n) ~= n) || (n < 1))

warning('n is not a positive integer');

C=NaN;

return;

end;

%

% rho >= 0.0

%

If (rho < 0.0)

de 151

warning('rho is negative!');

C=NaN;

return;

end;

%

% Se calcula la probabilidad ErlangB

%

B=erlangb(n,rho);

%

% Se transforma a la probabilidad ErlangC

%

C=n*B/(n-rho*(1-B))

%

Esta función se guarda como erlangc.m y se utiliza para dimensionar el sistema con este otro

programa:

%

%

%

N=Ψ;

A=Ω;

ErlangC=erlangc(N,A);

wo=30;

H=30;

GOS=100*ErlangC*exp(((A-N)*wo)/H)

L=2.4;

a=((H*L)/3600)

M=(A/a)

%

%

%

De esta forma, se corre el programa variando Ω hasta obtener GOS 1%. Para ese valor de Ω,

“M” será el número de usuarios para la estación que se esté dimensionando.

de 151

3.6 Sistema Radiante Con respecto al Sistema Radiante, se implementarán antenas tipo panel en arreglos delta

“Δ” de tres antenas separadas 120° entre sí. También se utilizará diversidad para la recepción

en las estaciones base, de tal manera de aumentar el retroalcance de los equipos móviles.

Es importante señalar que en un principio se pensó en antenas omnidireccionales, pero por

ser un sistema digital cuyo despliegue de cobertura es de menor alcance que para sistemas

analógicos, se eligió el arreglo con antenas tipo panel que tienen más ganancia,

concentrando la radiación de manera zonal.

Figura 50. Configuración del Sistema Radiante

de 151

Se muestra en la Figura 50, la distribución detallada del sistema para la radiación de la

información, partiendo de la estación base hasta los elementos radiantes. Es importante

señalar que se tomó en cuenta toda la arquitectura, en cuanto a las pérdidas se refiere,

para el estudio de cobertura. Además, se sabe que:

Ec. 34

De aquí, se tiene que:

Ec. 35 , , .

Así pues, la separación de las antenas debe ser al menos como se muestra en la Figura 51,

para lograr mejoras significativas por diversidad.

Figura 51. Vista de las Antenas en la Torre

de 151

Las antenas de radiocomunicación son instalaciones aéreas y como tales están sujetas, no

sólo a las inclemencias y fenómenos meteorológicos, también a pares de torsión producidos

por las resistencias aerodinámicas que se producen por causa del viento.

No es inhabitual observar alguna antena, de radio o televisión, rotas, dobladas o colgando

de sus propios cables. Esto nos demuestra la necesidad de asegurar al máximo TODOS los

elementos, antenas y también las bajadas de cable. Hay que considerar si la antena cuenta

con la necesaria robustez para soportar sin dificultad los niveles de fuerza del viento de la

zona.

Hay tablas según el Real Decreto 279/1999 sobre infraestructuras comunes de

telecomunicación del 22 de febrero de 1999, en las que se muestran los vientos promedios en

función de las alturas sobre el suelo para zonas estables libres de huracanes. De acuerdo a

esto y según los datos expuestos por el fabricante, estas antenas resisten grandes

velocidades de viento, pudiéndose instalar en torres de hasta más de 120 metros.

3.7 Infraestructura de obra civil Debido a que este proyecto se sustenta en una plataforma física compuesta por equipos,

debe verificarse que en las estaciones tengan los requerimientos técnicos de infraestructura

para las instalaciones de estos equipos. Así pues se realizó “Site Survey” de las estaciones

verificando los siguientes puntos:

Caseta de Estación Radio Base. Las dimensiones de la estación DIB son: 70 cm de

ancho, 60 cm de profundidad y 2,10 m de alto; adecuadas para el espacio

disponible de las casetas.

Características técnicas del sistema autónomo de energía.

Características técnicas del sistema de alimentación.

Características técnicas de los equipos rectificadores.

Capacidad de las baterías.

Características técnicas del sistema de tomas de tierra.

Características técnicas de las torres, para estudiar la factibilidad de la instalación de

las antenas.

Características técnicas del balizaje.

Características técnicas del cableado y conexión de equipos.

Distancia entre torre y caseta.

de 151

Pasa Pared.

Escalerilla Interna.

Iluminación.

Temperatura del ambiente (Aire Acondicionado).

Todo esto en función de las características de los equipos a instalar. Es importante señalar

que de este análisis se verá la cantidad de cable necesario para las instalaciones, el número

de conectores y en general la ingeniería de detalles.

de 151

CAPÍTULO IV 4 RESULTADOS Y ANÁLISIS

Este Capítulo se refiere a los resultados y análisis del estudio realizado con respecto al diseño

de la red TETRA para el área metropolitana.

4.1 Resultados del Cálculo de Cobertura A continuación se muestra en el mapa los resultados mediante RadioMobile para las 16

estaciones base:

Figura 52. Propuesta de Cobertura zona metropolitana

Estas coberturas fueron llevadas a Google Earth mediante la superposición de imágenes a

escala para observar las zonas específicas de cobertura en la región metropolitana así como

para evaluar si con estas 16 estaciones basta para garantizar los requerimientos de la

empresa; el resultado fue el siguiente:

de 151

Figura 53. Propuesta de Cobertura vista en Google Earth

El resultado fue positivo, se logró cobertura de acuerdo a las exigencias de PDVSA. Más aún,

es posible realizar la Red TETRA sin las estaciones: N-31, El Cují y La Campiña. Lográndose el

mismo requerimiento de cobertura, quedando sin servicio zonas inhabitadas. Con respecto al

controlador de la Red, por órdenes de PDVSA debe quedar en Campiña.

En la Figura 54 se muestra el despliegue sin las estaciones señaladas:

de 151

Figura 54. Propuesta de Cobertura

También se puede eliminar El Cristo, el único detalle es que quedaría sin cobertura San José

de Rio Chico, pero dicha estación tampoco es necesaria para llegar a todos los lugares de

trabajo de la empresa.

de 151

Figura 55. Propuesta de Cobertura Definitiva

En la Figura 55 se muestra el sistema sin las estaciones: N-31, El Cují, La Campiña N-31, y El

Cristo. Así pues, se tiene en definitiva las siguientes estaciones bases para el despliegue de la

Red TETRA (ver Figura 56 y ver Tabla 14):

de 151

Figura 56. Estaciones Definitivas

Tabla 14. Estaciones Definitivas

de 151

Se cuenta entonces con un total de 62 portadoras, por lo que no hará falta hacer la

reutilización de frecuencias en esta región.

Según este estudio, se logró las siguientes coberturas para las 12 estaciones base:

Aeropuerto Charallave: Municipios Paz Castillo, Cristóbal Rojas, Simón Bolívar,

Guaicaipuro, Independencia, Lander y Urdaneta del Estado Miranda.

Ávila: Municipio Libertador del Distrito Capital, Municipios Chacao, Guaicaipuro, Los

Salías, Baruta, Sucre y El Hatillo del Estado Miranda.

Carenero Rpt: Municipios Brión, Buroz, Acevedo, Andrés Bello y Páez del Estado

Miranda.

Catia La Mar Rpt: Municipio Vargas del Estado Vargas y Municipio Libertador del

Distrito Capital.

Cerro el Cinco: Municipios San José de Guaribe, Francisco del Carmen Carvajal, José

Tadeo Monagas, Chaguaramas, José Feliz Rivas, Leonardo Infante, Juan Manual

Cajigal y Páez del Estado Guárico.

Chorore: Municipios Urdaneta, Lander y José Tadeo Monagas del Estado Guárico,

Municipios San Casimiro y Camatagua del Estado Aragua.

El Chivo: Municipio José Tadeo Monagas del Estado Guárico y Municipio Acevedo del

Estado Miranda.

El Junquito: Municipio Vargas del Estado Vargas, Municipios Guaicaipuro, Carrizal, Los

Salías y Baruta del Estado Miranda.

El Volcán: Municipio Libertador del Distrito Capital, Municipios Chacao, Baruta, Los

Salías, El Hatillo, Sucre y Plaza del Estado Miranda.

Laguna de Patos: Municipio Libertador del Distrito Capital, Municipios Guaicaipuro, Los

Salías y Carrizal del Estado Miranda.

N-53: Municipios San Casimiro, Camatagua y San Sebastián del Estado Aragua,

Municipio Juan Germán Roció del Estado Guárico.

Tío Pedrote: Municipios Plaza, Paz Castillo, Zamora, Acevedo, Brión y Buroz del Estado

Miranda.

4.2 Resultados del Dimensionamiento Para el dimensionamiento, como se dijo, se considerará por una parte el caso de

comunicación Full Dúplex y por otra el caso de tipo Simplex en la que el sistema se comporta

como los típicos sistemas analógicos en donde sólo habla un usuario a la vez.

de 151

4.2.1 Caso Dúplex

4.2.1.1 Estaciones con 6 portadoras 395 usuarios con un GOS de 1% y 7.9 ErlangC promedio de tráfico en la estación.


Para el caso Full Dúplex se puede tener 3815 usuarios en la red TETRA.

4.2.2 Caso Simplex


4.2.2.2 Estaciones con 4 portadoras 540 usuarios con un GOS de 1% y 10.8 ErlangC promedio de tráfico en la estación

Así pues, para el caso Simplex, se pueden tener hasta 9175 usuarios en la Red Diseñada; es

importante mencionar que este dimensionamiento incluye las comunicaciones de datos,

tanto de mensajes cortos como largos.

4.3 Cronograma

4.3.1 Fase I

La primera fase del proyecto consiste en la adjudicación directa y procura del sistema

básico para implementar la red. En la Figura 57 se muestran los tiempos estimados para esta

fase:

de 151

Figura 57. Fase I

4.3.2 Fase II

En esta fase se hace una licitación selectiva para la procura de los terminales, así como la

interconexión de los sistemas. Se puede estudiar la posibilidad de implementar las estaciones

base que no se implementaron en la Fase I, por ejemplo N-31 y El Cristo para dar servicio a

comunidades y contingencia. En la Figura 58 se muestra el diagrama de tiempos para esta

fase:

Figura 58. Fase II

Aprobación Junta Directiva•Enero, 2008

Licitación Selectiva Fase I•Marzo, 2008

Evaluación Técnico‐Económica•Mayo, 2008

Dar por terminado el proceso de Licitación Fase I•Junio, 2008

Adjudicación Directa Fase I•Julio, 2008

Entrega de Equipos Fase I•Octubre, 2008

Licitación Fase II• Noviembre, 2008

Puesta en Servicio Fase I• Abril, 2009

Entrega de Equipos Terminales• Mayo, 2009

de 151

4.3.3 Fase III

Esta Fase consta de la licitación selectiva para procura de terminales para ampliación del

número de usuarios, se estima la incorporación de nuevos negocios no contemplados en el

alcance inicial (CVP, Empresas Mixtas, etc.). ver Figura 59

Figura 59. Fase III

Licitación Fase III• Julio, 2009

Puesta en Servicio de la Fase II• Septiembre, 2009

Puesta en servicio Fase III• Febrero, 2010

de 151

CAPÍTULO V 5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Con la propuesta presentada, se cumple a cabalidad con los requisitos exigidos por PDVSA,

teniéndose a groso modo un sistema como el que se muestra a continuación en la Figura 60:

Figura 60. Arquitectura General del Sistema TETRA de PDVSA

Esta Red se sostiene sobre una plataforma física compuesta por Estaciones Base, Terminales

Móviles y Fijos, y un Controlador, así como también con enlaces radio eléctrico de 3E1 de

capacidad. Mediante esta plataforma física se le lleva a los usuarios una amplia gama de

servicios tales como: acceso rápido al establecimiento de llamadas, comunicaciones de

grupo, operación en modo directo entre unidades de radio sin pasar por la red troncal,

llamadas de prioridad para casos de contingencia, rastreo de grupos y conversaciones,

amplia capacidad para servicio de datos, servicios multimedia, acceso a internet,

comunicación con otras redes y centrales telefónicas, ubicación geográfica de usuarios,

entre otros.

Además se le dará cobertura a toda el área de la Gran Caracas, así como sus zonas

aledañas sin dejar por fuera ningún lugar perteneciente a PDVSA Centro, tanto oficinas

de 151

administrativas como lugares de trabajo industriales y de mantenimiento. Este servicio se le

llevará a un significativo número de usuarios, dejando la posibilidad de fácil ampliación en

las zonas de alto tráfico añadiendo un módulo TOB a las radio bases.

Entre una de las principales ventajas de las redes basadas en el estándar TETRA se encuentra

su capacidad de interoperabilidad con todo tipo de sistemas y fabricantes, así como la

posibilidad para transformarse o interactuar con redes de tercera generación.

Con este nuevo sistema de comunicaciones se logra una optimización del espectro

radioeléctrico, seguridad en las comunicaciones, mayor capacidad en la transmisión de

datos, acceso a redes externas, reuniendo las ventajas de redes públicas y privadas.

Se recomienda a la Empresa la aplicación de esta propuesta, que permitirá interoperar

abiertamente con otras plataformas del Estado para situaciones de emergencia en caso de

contingencias así como prestar servicio a las comunidades por su capacidad.

de 151

6 BIBLIOGRAFÍA HERNANDO, J.; MONTERO, M.; PÉREZ, F. [2002] “Ingeniería de los Sistemas Trunking”. Editorial,

Síntesis. Madrid. 2da edición.

SENDÍN, A. [2004] “Fundamentos de los Sistemas de Comunicaciones Móviles”. Editorial,

McGraw-Hill. Madrid. 1era edición.

GRAY, D. [2003] “TETRA the Advocate’s Handbook”. Inglaterra. 4ta edición.

FERNÁNDEZ, M. [2003] “Fundamentos de Radiocomunicaciones”. Universidad Simón Bolívar,

Departamento de Electrónica y Circuitos. Venezuela.

“Test & Measurement Products”. Catálogo 2007/2008. ROHDE&SCHWARZ.

Cuadro Nacional de Atribuciones de Bandas de Frecuencia [2001]. Gaceta Oficial de la

República Bolivariana de Venezuela, 5.390 (Extraordinario). Julio 10, 2002.

ARES, R. [2000] “Manual de las Infotelecomunicaciones”. Buenos Aires.

“Informe de Espectrometría para el Área Metropolitana”. [2006]. Gerencia de Proyectos AIT

metropolitana. PDVSA. Venezuela.

CONATEL (s.f.). [Página Web]. Disponible en: http://www.conatel.gov.ve [Consulta: 2007,

Junio 26].

ETSI (s.f.). [Página Web]. Disponible en: www.etsi.org [Consulta: 2007, Julio 04].

PETRÓLEOS DE VENEZUELA S.A. (s.f.). [Página Web]. Disponible en: www.pdvsa.com [Consulta:

2007, Agosto 15].

RADIO MOBILE. (s.f.). [Página Web]. Disponible en: www.cplus.org/rmw/english1.html

[Consulta: 2007, Abril 30].

de 151

TETRA MOU WEB SITE (s.f.). [Página Web]. Disponible en: www.tetramou.com [Consulta: 2007,

Julio 02].

DESCARGA DE ARCHIVOS “erlangc.m y erlangb.m”. (s.f.). [Página Web]. Disponible en:

http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/loadFile.do?objectId=824&objectTy

pe=File [Consulta: 2007, Julio 26].

WIKIPEDIA. (s.f.). [Página Web]. Disponible en: http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page

[Consulta: 2007, Mayo 02].

de 151

7 GLOSARIO Banda de frecuencias: Conjunto de frecuencias comprendidas entre límites determinados.

Banda base: Banda de baja frecuencia que ocupan las señales antes de modular la señal

portadora de transmisión.

Canal: Vía (canalización) de telecomunicaciones con una determinada capacidad

(velocidad) entre dos ubicaciones de una red.

Canal de llamada: En telefonía móvil es normalmente uno de los canales asignados a una

estación base y es utilizado para ajustar las llamadas de las estaciones móviles. Durante el

período de máxima actividad de tráfico de llamadas éste se utiliza como un canal de tráfico.

En inglés se expresa de forma abreviada como "CC".

Canal de señalización: En telefonía móvil es el canal de intercambio de información entre la

estación base y los móviles. La señalización opera a diferentes velocidades y tiene funciones

individuales.

Canal de tráfico: Canal que, en telefonía móvil, se utiliza normalmente para realizar las

conversaciones, aunque algunas veces se pueden enviar datos durante la conversación

para la supervisión de llamadas.

Cobertura: Región de tierra que es alcanzada por la radiofrecuencia emitida por un satélite o

por un servicio de Radio Telecomunicaciones. También se le denomina área de servicio.

Extensión del haz de la señal emitida por antenas de telefonía móvil que habilita la

realización de llamadas sin interrupción pasando de una célula a otra.

FDMA: Acceso Múltiple por División de Frecuencia. Técnica de acceso al satélite en la que

cada portadora se transmite de manera constante en una frecuencia exclusiva durante

todo el tiempo.

Gateway: (Traducción literal: compuerta). Es un servidor que actúa como intermediario

para otro servidor. Al contrario de lo que ocurre con un "proxy", un gateway recibe

demandas como si fuera el servidor original para el recurso solicitado; el cliente demandante

de 151

no es consciente de que está comunicándose con un gateway. Se usan normalmente como

puertas del lado del servidor, a través de firewall de red como traductores de protocolo para

acceder a recursos almacenados en sistemas que no son HTTP. Conversor de protocolos.

Nodo específico de la aplicación que conecta redes que de otra forma serían

incompatibles. Convierte códigos de datos y protocolos de transmisión que permiten la

interoperatividad.

Módem: Este término proviene de las palabras MOdulador- DEModulador. Conexión del

equipo del usuario final que permite transmitir datos digitales a través de dispositivos de

transmisión analógicos, como las líneas telefónicas. Dispositivo que se conecta al ordenador

y a una línea telefónica y permite poner en contacto dos ordenadores a través de la línea

telefónica.

PSK: Modulación por Corrimiento de Fase. Técnica de modulación digital que incluye varias

versiones donde aumenta la cantidad de bits por cambio de fase como BPSK (2 fases) , QPSK

(cuatro fases), 8PSK (ocho fases), entre otras.

RDSI: Acrónimo de Red Digital de Servicios Integrados. Red especial diseñada para manejar

más que datos: video, texto, voz, datos, imágenes, gráficos, etc. usando líneas telefónicas

existentes.

TCP/IP: Acrónimo de (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) (Protocolo de

Internet/Protocolo de Control de Transmisión). Es el tipo de protocolos que define la Internet.

Diseñado originalmente por el sistema operativo UNIX, el software TCP/IP no está disponible

para la mayor parte de los sistemas operativos. Para acceder a Internet, el ordenador debe

tener software TCP/IP.

TDMA: Acceso Múltiple por División de Tiempo. Técnica de acceso al satélite en la que un

determinado ancho de banda es utilizado por múltiples estaciones en diferentes intervalos

de tiempo.

de 151

8 ANEXOS

8.1 Aeropuerto Charallave

de 151

8.2 Ávila

de 151

8.3 Carenero

de 151

8.4 Catia La Mar

de 151

8.5 Cerro el Cinco

de 151

8.6 Chorore

de 151

8.7 El Chivo

de 151

8.8 El Junquito

de 151

8.9 El Volcán

de 151

8.10 Laguna de Patos

de 151

8.11 N-53

de 151

8.12 Tío Pedrote

Radio Movil Operacional Troncalizado(Tetra)

Documents

Transcript of Radio Movil Operacional Troncalizado(Tetra)