Espectro Radioeléctrico y Radiocomunicaciones: Funcionamiento, Regulación y Evolución

Espectro Radioeléctrico: Un Recurso Natural Escaso y su Optimización

El espectro radioeléctrico es un recurso natural limitado, por lo que es crucial optimizar su uso. El objetivo es permitir que el mayor número posible de estaciones lo utilicen, minimizando las interferencias mutuas. Se divide en bandas de frecuencias, atribuidas a diferentes servicios radioeléctricos.

Atribución, Adjudicación y Asignación del Espectro Radioeléctrico

Los mecanismos formales para la distribución de frecuencias son:

• Atribución: Inscripción de una banda de frecuencia en el Cuadro de atribución de bandas de frecuencias para su uso por uno o más servicios de radiocomunicaciones (terrenales, espaciales o de radioastronomía) bajo condiciones específicas.
• Adjudicación: Inscripción de un canal en un plan, adoptado por una conferencia competente, para su uso por una o varias administraciones para un servicio de radiocomunicación (terrenal o espacial) en zonas geográficas determinadas y bajo condiciones específicas.
• Asignación: Autorización de una administración para que una estación radioeléctrica use una frecuencia o canal radioeléctrico bajo condiciones específicas.

Estaciones, Sistemas y Servicios Radioeléctricos

Un sistema radioeléctrico se compone de varias estaciones. Estas estaciones, según el servicio, pueden incluir uno o más transmisores, receptores o una combinación de ambos, junto con instalaciones y accesorios.

Un servicio radioeléctrico implica la transmisión, emisión o recepción de ondas radioeléctricas para fines específicos de telecomunicación. Algunos ejemplos son:

• Servicio fijo: Radiocomunicación entre puntos fijos determinados.
• Servicio fijo por satélite: Radiocomunicación entre estaciones terrenas usando satélites. Puede incluir enlaces entre satélites y enlaces de conexión para otros servicios.
• Servicio de operaciones espaciales: Concierne al funcionamiento de vehículos espaciales (seguimiento, telemedida y telemando).
• Servicio móvil: Radiocomunicación entre estaciones móviles y terrestres, o entre estaciones móviles.
• Servicio móvil por satélite: Radiocomunicación entre estaciones terrenas móviles y estaciones espaciales, o entre estaciones espaciales, o entre estaciones terrenas móviles a través de estaciones espaciales.

La UIT y las Radiocomunicaciones: Normas y Objetivos

La Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) proporciona un marco para la cooperación en la mejora y uso racional de las telecomunicaciones a nivel mundial. Sus objetivos incluyen:

• Promover el desarrollo, la explotación eficaz, el empleo y la disponibilidad general de instalaciones y servicios de telecomunicaciones.
• Promover el desarrollo de las telecomunicaciones en países en desarrollo y la extensión de sus beneficios.
• Promover un enfoque amplio de las telecomunicaciones en la economía y sociedad de la información.

Las Recomendaciones UIT-R son normas técnicas internacionales desarrolladas por el Sector de Radiocomunicaciones (ex-CCIR) de la UIT. Son resultado de estudios sobre:

• Uso de servicios inalámbricos, incluyendo tecnologías de comunicación móvil.
• Gestión del espectro de radiofrecuencia y órbitas de satélite.
• Uso eficaz del espectro por todos los servicios de radiocomunicaciones.
• Radiodifusión terrenal y radiocomunicaciones por satélite.
• Propagación de ondas radioeléctricas.
• Sistemas y redes para servicios fijos por satélite, fijos y móviles.
• Operaciones espaciales, exploración de la Tierra por satélite, meteorología por satélite y radioastronomía.

Bandas de Frecuencia y su Canalización

La regulación del espectro es necesaria para evitar interferencias. La ordenación de frecuencias se realiza en conferencias mundiales de radiocomunicaciones organizadas por la UIT. En estas conferencias, se divide el espectro en bandas y se asignan usos. Los países adaptan estas recomendaciones en sus legislaciones.

Niveles de Exposición y Radiación de Emisiones Radioeléctricas

Para obtener los niveles de referencia, se consideran las medidas de SAR (Specific Absorption Rate), que mide la radiación absorbida por la cabeza humana al usar un teléfono móvil. El SAR se expresa en W/Kg en 1g o 10g de tejido. Esto mide la inmunidad de las personas a las radiaciones electromagnéticas y se usa para determinar la potencia máxima de emisión de un móvil sin efectos perjudiciales. Se establece una relación entre el SAR y la densidad de potencia del campo electromagnético incidente.

Salud y Medida de la Exposición a Campos Electromagnéticos de Radiofrecuencia

El principio de precaución (Tratado de Maastricht) exige acciones para proteger a los ciudadanos de los efectos de los campos electromagnéticos. Existen restricciones básicas (basadas en efectos conocidos sobre la salud) y niveles de referencia (basados en valoraciones numéricas y mediciones). Se invita a los estados miembros a transponer estos valores a sus normas nacionales. La Comisión Europea promueve la creación de normas europeas basadas en procedimientos de cálculo y medida para evaluar el cumplimiento.

Iniciativas Relacionadas con la Exposición a Emisiones Radioeléctricas

En España, el Real Decreto 1066/2001 (con correcciones) establece condiciones de protección del dominio público radioeléctrico, restricciones a las emisiones y medidas de protección sanitaria. AENOR y UNESA crearon el Comité AEN/CTN 215 para participar en la normalización de CEN, CENELEC y ETSI sobre campos electromagnéticos. Se han aprobado normas como la EN50383 (métodos de cálculo y medida de campos electromagnéticos y SAR) y la EN50385 (cumplimiento de niveles de referencia).

Recomendaciones para Reducir la Exposición a Emisiones de Telefonía Móvil

• Mantener el móvil alejado de la oreja durante la conversación.
• Evitar que los niños usen el móvil por períodos prolongados.
• Usar el móvil en espacios abiertos.
• No alejar las estaciones base de los núcleos urbanos para evitar aumentar la potencia de emisión. Es preferible más estaciones con menor potencia.
• Evitar que el haz principal de una antena enfoque espacios sensibles (hospitales, guarderías).
• Señalizar zonas de antenas donde se superen los límites de exposición.

Autorización de Instalación de Estaciones Base

El Ministerio de Industria, Energía y Turismo vigila que las estaciones base cumplan la normativa de emisiones. La autorización se produce cuando las emisiones totales no superan los límites. Se inspeccionan las estaciones antes de entrar en servicio. Los operadores deben presentar certificaciones anuales. La instalación puede ser en lugares públicos o privados.

Sistemas de Radiocomunicaciones: Conceptos Básicos y Tipos

La radiocomunicación es la telecomunicación mediante ondas radioeléctricas (ondas electromagnéticas que se propagan sin guía artificial, con un límite superior de frecuencia de 3.000 GHz). La técnica consiste en superponer la información a una onda portadora (modulación). La onda modulada se envía al medio a través de una antena.

La radiación es el flujo saliente de energía de una fuente en forma de ondas electromagnéticas.

Servicios de Radiocomunicaciones: Clasificación

Un servicio de radiocomunicación implica la emisión y/o recepción de ondas radioeléctricas para transmitir/recibir información, cubrir necesidades de telecomunicación o para fines científicos o industriales. Clases principales:

• Servicio fijo.
• Servicio móvil.
• Servicio de radiodifusión.

Otros servicios:

• Servicios de radiodeterminación (radionavegación y radiolocalización).
• Servicios de exploración de la Tierra por satélite.
• Servicios de radioastronomía e investigación espacial.
• Servicios de frecuencias patrón y señales horarias.

Estaciones Radioeléctricas: Definición y Tipos

Una estación radioeléctrica es el conjunto de uno o más transmisores o receptores (o una combinación), incluyendo instalaciones accesorias, necesarios para un servicio de radiocomunicación en un lugar determinado.

Clases:

• Estación terrenal: Efectúa radiocomunicaciones terrenales.
• Estación espacial: En el espacio.
• Estación terrena: En la superficie de la Tierra o la atmósfera, establece comunicaciones con estaciones espaciales.
• Estación fija: Estación de servicio fijo.
• Estación móvil: Estación de servicio móvil utilizada en movimiento.

Sistemas Fijos, Móviles y Transportables

• Sistemas fijos: El centro emisor está en un lugar determinado y no es fácilmente trasladable. Mayor fiabilidad y menor coste de mantenimiento, pero baja flexibilidad.
• Unidades móviles: El equipo se desplaza al lugar donde se produce la información.
• Sistemas transportables: Adecuados para picos de demanda puntuales (conciertos, zonas costeras en verano).

Radiocomunicaciones Móviles: Evolución y Sistemas de Telefonía

Las comunicaciones móviles describen cualquier enlace de radiocomunicación entre dos terminales, donde al menos uno está en movimiento o en localizaciones indeterminadas. El otro puede ser fijo (estación base). Se aplica a enlaces móvil-móvil o fijo-móvil. El término "móvil" se refiere a vehículos o personas.

En sistemas móviles se transmite información de usuario (tráfico) e información adicional (señalización) para establecer, liberar y supervisar llamadas, y proteger la información. La señalización puede ser asociada (junto al tráfico) o común (recursos específicos).

Sistemas de Telefonía Móvil: Tipos y Características

Las Redes de Telefonía Móvil son sistemas de telefonía móvil automática (TMA). Ofrecen servicios similares a la telefonía fija a usuarios móviles, añadiendo prestaciones para la movilidad y localización. La evolución de estas redes se clasifica en generaciones.

Tipos de sistemas de transmisión de voz:

• Sistemas de telefonía móvil celular: Similares a la telefonía fija (GSM, UMTS, LTE).
• Sistemas de telefonía móvil privada (Trunking): Orientados a grupos (flotas, taxis, seguridad) (TETRA, PMR/PAMR).
• Sistemas de telefonía satélite: Conexión directa del terminal con un satélite (cobertura global o regional).

Telefonía Móvil Celular: Generaciones y Tecnologías

La telefonía móvil celular debe su nombre a la topología de su red (celdas). Ha evolucionado en generaciones:

• Primera generación: Sistemas analógicos (década de 1980), banda de 450 MHz (luego 900 MHz). Mayor alcance, pero sin mensajería de texto ni datos. Sin encriptado.
• Segunda generación: Implantación masiva. Sistema Global System for Mobile (GSM), estándar europeo digital. Transferencia adecuada para voz, pero no para datos. Velocidad: 9,6 Kbps. Pago por tiempo.
• Generación 2.5 (GPRS): Mejor servicio de datos. General Packet Radio Service. Transmisión por paquetes. Objetivos: Mantener equipos GSM, mayor velocidad. Características: Velocidad teórica máxima: 171,2 Kbps, conexión permanente, pago por información transmitida, transmisión paralela de voz y datos. Clases de dispositivos: A (GSM y GPRS simultáneos), B (uno u otro, suspensión de GPRS con GSM), C (cambio manual).
• Tercera generación (UMTS): Estándar de la ITU. Base para UMTS y CDMA-2000. Ventajas: Velocidad (144 kbps a 3 Mbps), servicios adicionales (Internet, videollamada). Tecnología WCDMA. Estructura jerárquica: Macrocelda (rural, alta velocidad), Microcelda (urbana, alta densidad), Picocelda (interiores).
• Generación 3.5 (HSDPA): Optimización de UMTS/WCDMA. Nuevo canal compartido. Gestión eficiente. Modulación y codificación adaptativa (AMC). Mecanismos de retransmisión de mensajes. Velocidades de hasta 14.4 Mbps (bajada) y 2 Mbps (subida).
• Cuarta generación (LTE): Respuesta al aumento de tráfico por teléfonos inteligentes. Desarrollado por 3GPP. Evolución de UMTS (releases). LTE es la unión entre 3G y 4G (3.9G). Requerimientos: Reducción de retardos, incremento de tasa de datos (100 Mbps DL, 50 Mbps UL), ancho de banda escalable, banda pareada (FDD) y no pareada (TDD), mejora en el límite de celda, reducción de coste por bit, arquitectura simplificada, consumo razonable, mejora de cobertura.