Presentación Algeciras Técnica SATI 25-02-11

Aspectos Técnicos del Funcionamiento de
la Telefonía Móvil y su Implantación en
los Municipios (Código de Buenas
Prácticas)
Colegio Oficial
de Ingenieros de Telecomunicación
Área Técnica SATI-FEMP
1
Introducción
En los últimos años se ha producido un gran desarrollo e
implantación de las nuevas tecnologías de la comunicación.
Una manifestación notoria de esta realidad es la expansión de
la telefonía móvil y la proliferación de las instalaciones
necesarias para el funcionamiento de estos medios de
comunicación basadas en el uso del espectro radioeléctrico.
Si echamos un simple vistazo a nuestro alrededor, observamos
que existe una amplia variedad de sistemas de
radiocomunicación que desconocemos su utilidad.
2
¿Qué es un sistema de radiocomunicación?
Es un sistema de telecomunicación para la transmisión y
recepción de información por medio de ondas radioeléctricas.
3
El espectro radioeléctrico (I)
4
El espectro radioeléctrico (II)
Es un recurso natural
limitado
optimizar su uso.
Gestión del espectro de
carácter internacional (UIT).
UIT-R (organismo
coordinador a nivel mundial).
La UIT-R elabora el
Reglamento de
Radiocomunicaciones.
(revisión cada 2 o 3 años en
Conferencias Mundiales de
Radiocomunicaciones.)
En el Reglamento se definen
más de 40 servicios de
radiocomunicaciones.
Las ondas radio trabajan en frecuencias no ionizantes
Radioactividad no es lo
mismo que
radiación(emisión)!!!
5
Servicios de Radiocomunicaciones
Banda de
frecuencias
Nombre de la
banda
3 – 30kHz
30 – 300kHz
300 – 3000kHz
VLF
LF
MF
3 – 30MHz
HF
30 –300MHz
VHF
300 – 3000MHz
UHF
3 – 30GHz
SHF
30 – 300GHz
EHF
Tipo de servicio
Faros de Navegación
Difusión LF y radio en onda larga
Radio AM, Radionavegación
Radio CB, aficionados,
Comunicaciones radio y difusión H F
Radio FM, Televisión (VHF),
Servicios de Urgencia, Aficionados
Televisión (UHF), Telefonía Móvil,
Aficionados, Paging
Microondas, Comunicaciones por
Satélite, Radar, Enlaces punto a
punto en Microondas
Radar, Radio, Astronomía, Enlaces
cortos en microondas
6
CNAF
Inspirado en el Registro Internacional del Reglamento de Radiocomunicaciones.
En general, traslada al ámbito nacional las atribuciones de las diferentes
bandas a los servicios contenidas en el Reglamento de Radiocomunicaciones.
Recoge, también, modificaciones que son consecuencia de Decisiones y
Recomendaciones de la CEPT (Conferencia Europea de Administraciones de
Correos y Telecomunicaciones), así como otras derivadas de la gestión del
espectro a nivel nacional.
Incluye notas específicas UN (Utilización Nacional) aplicables a servicios
concretos, así como el tipo de uso de las bandas de frecuencias.
NUEVA VERSIÓN 2010
Aprobada por la
ORDEN ITC/332/2010 DE 12 DE FEBRERO
7
FUNCIONAMIENTO SISTEMAS DE
TELEFONÍA MÓVIL
8
¿Cómo se propagan las ondas? (1)
La densidad de potencia disminuye con el cuadrado de la distancia a la antena PERO TAMBIÉN depende de……
‐ La frecuencia……
‐El relieve, la orografía puede provocar pérdida de señal…
‐Algunos obstáculos (paredes, por ejemplo)pueden provocar pérdidas de señal por reflexión …
9
¿Cómo se propagan las ondas? (2)
‐Algunas superficies puedes provocar que las ondas se desvíen (esquinas): difracción
‐La difracción y la reflexión pueden usarse para obtener cobertura en áreas urbanas 10
Funcionamiento Sistemas de Telefonía Móvil
CÉLULA
ESTACIÓN BASE
MÓVIL
SEÑALES
11
Funcionamiento Sistemas de Telefonía
Móvil
Potencia
excesiva
Estas dos celdas no se
solapan, pueden ser
“cocanal”, es decir,
pueden utilizar las
mismas frecuencias
CÉLULA
Zona con interferencias,
móviles fuera de servicio
12
Técnicas Minimización Niveles
Control de Potencia
Transmisión Discontinua
Supresión de Silencios
Canales de Tráfico
Otras técnicas
13
Control de Potencia
14
Transmisión Discontinua
La estación base SÓLO transmite cuando hay
información.
Ejemplo: En una conversación un interlocutor
habla el 50 % del tiempo, y permanece
escuchando el otro 50 %.
15
Supresión de Silencios
En una conversación de voz la estación sólo transmite las
palabras; durante los silencios entre palabra y palabra, la
estación no emite.
Hola___qué___tal___estás?
SILENCIO SILENCIO SILENCIO
EB NO EMITE
16
Canales de Tráfico
La estación base SÓLO transmite por los canales
ocupados aunque haya más canales disponibles
(hasta un 50 % de reducción de los niveles de
potencia emitidos)
17
Otras Técnicas
Diversidad: empleo de varias antenas para RECEPCIÓN vs
POLARIZACIÓN.
Control de potencia en bucle abierto: estimación de señal para
inicio conversación y envío a estación base. Si no responde, se
aumenta potencia.
Control de potencia en bucle cerrado: envío de comandos para
subir/bajar potencia durante conversación.
18
¿Cómo emiten las antenas de las estaciones base?
Emisión extremadamente baja hacia atrás y en su vertical
19
Muy directiva Intensidad de la señal
-Intensidad de campo eléctrico (V/m)
-Intensidad de campo magnético (A/m)
-Densidad de potencia (W/m2).
En un punto del
espacio depende de la potencia radiada, de la frecuencia, de la
direccionalidad de la antena y la distancia. Variación
inversamente proporcional al cuadrado de la distancia (cada
vez que se dobla la distancia la densidad de potencia se
reduce en un factor 4) Por otra parte, deben considerarse las
características de direccionalidad de la antena. Para una
misma distancia fuera de la dirección del máximo de radiación
de la antena la densidad de potencia decae rápidamente.
20
Funcionamiento Red de Telefonía Móvil
21
Estación base: factores restrictivos
Respeto límites de exposición
Capacidad de tráfico (número de llamadas que
pueden tratar).
Área que pueden cubrir (cobertura)
Evitar en medida de lo posible el impacto
paisajístico.
Correctamente situadas, las estaciones radio base pueden
maximizar la cobertura e incrementar el tráfico y evitar
las interferencias respetanto los límites de exposición.
22
¿Por qué hay tantas antenas en las ciudades?
23
Planificación Núcleos Urbanos
Antenas fuera/dentro de los núcleos urbanos>distribución homogénea en la ciudades ¡NO
UBICARLAS A LAS AFUERA!
24
Ubicación
25
¿Dónde se instalan?
26
¿Dónde se instalan?
27
Planificación Estación Base: metodología
1.
Cálculo de límites de seguridad para el respeto de los
niveles de referencia establecidos para el caso peor
(máxima potencia y/o teniendo en cuenta reflexiones que
aumenten la señal):volumen de referencia o protección.
POTENCIA
MAYOR
POTENCIA MENOR
28
Volumen de referencia
Región del espacio (paralelepípedo) fuera de cuyas
fronteras se cumplen los límites impuestos por la
normativa ->suficiente para garantizar la seguridad. Dentro
del mismo, no quiere decir que no se cumplan los niveles
de referencia; habría que comprobarlo mediante medición
del campo.
Quedará totalmente especificado por sus dimensiones de
altura, anchura y profundidad, así como la posición de la
antena dentro del mismo.
Para una caracterización total de este volumen de
protección se necesitan saber parámetros técnicos de la
antena:
Diagrama de radiación en el plano horizontal y en el
vertical.
Ganancia de la antena en la dirección de máxima
radiación.
Potencia de salida en el conector de la antena.
Relación delante-atrás o relación entre la potencia
radiada en la dirección del lóbulo principal del
diagrama de radiación y la radiada en el sentido
opuesto.
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Sistemas de Telefonía Móvil
•
•
•
•
DECT (Digital Enhanced Cordless Telephone)
GSM (Global System for Mobile Communications
UMTS (Universal Mobile Telephone System)
Nuevas tecnologías: WiMAX, LTE,… Femtoceldas
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DECT (Digital Enhanced Cordless Telephone)
Estándar ETSI de telefonía
inalámbrica digital, comúnmente
utilizado para propósitos domésticos o
corporativos.
Banda de frecuencia 1900 MHz.
Características principales:
o
o
o
o
Capacidad neta de transferencia: 32 Kbps.
Radio de operación de hasta 200 metros,
dependiendo de si hay paredes por medio,
visibilidad directa entre el teléfono y la base.
Constan de una base que se conecta a la
roseta telefónica que se comunica de forma
inalámbrica con el teléfono.
Posibilidad de gestionar varios teléfonos por
una misma base.
31
GSM (Global System for Mobile Communications)
Sistema de comunicaciones móviles de voz y datos.
Se utilizan las bandas 880-915 MHz ( móvil a estación a
base) y 925-960 MHz ( base a móvil).
DCS 1800 MHz, extensión del sistema GSM a la banda
de 1800 MHz ante la saturación sufrida en la banda GSM
por la amplia y rápida expansión del sistema GSM en
algunos países.
Banda más baja para comunicaciones más desfavorables.
Capacidad voz: 6,5 Kbps y hasta 13 Kbps.
Capacidad datos: 9,6 kbps (GPRS, evolución de GSM, 40
kbps).
32
Entorno RURAL vs Entorno Urbano
33
UMTS (Universal Mobile Telephone System)
Sistema de comunicaciones móviles de tercera generación (3G).
Evolución: GSM->GPRS->UMTS.
Banda de 2000 MHz
Sistema de ancho de banda suficiente para permitir la transmisión
de video y servicios de videoconferencia con una cierta calidad.
Capacidades:
o 144 Kbps para “fast moving or mobile” (usuarios en movimiento a
velocidades elevadas, en trenes, coches…)
o 384 Kbps para “slow moving or pedestrian”(usuarios en movimiento a
velocidades reducidas, andando por ejemplo)
o 2 Mbps para “in-office or stationary” (usuario quieto dentro de
infraestructuras fijas)
Nuevas tecnologías han aumentado la capacidad (HDSPA,
HSUPA,HSPA+…)
34
Antenas UMTS
35
Femtoceldas
Pequeñas estaciones bases de cobertura limitada y
de escasa potencia, similares a los routers Wi-Fi que
tenemos en nuestro hogar que funcionan con
nuestra conexión de banda ancha -ya sea ADSL ,
fibra óptica- proporcionándonos cobertura 3G
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Compartición Emplazamientos
Minimiza el impacto visual en el entorno paisajístico y reduce, en algunos
casos, costes como los asociados a la construcción de infraestructuras
nuevas.
Desde distintos puntos de vista (técnico, económico, urbanístico y de
mercado) la compartición no siempre es posible. ¡ESTUDIO
INDIVIDUALIZADO!
Más factible en emplazamientos nuevos. Más fácil en emplazamientos
rurales (espacio azoteas en núcleos urbanos)
Realidad compleja: problemas contratos arrendamientos, permisos
administrativos, ampliación zonas de protección, amortización de
inversiones.
LA COMPARTICIÓN NO SIEMPRE ES POSIBLE desde el punto de vista de
emisiones radioeléctricas: Si de ello se deriva que los niveles de potencia
de emisión superasen los límites de exposición, sería necesario autorizar
más emplazamientos
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Mimetización
Diseño de antenas
respetuosas con la
normativa y los parámetros
de radiación pero integradas
en el entorno
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INFORMACION EN PROYECTO
INFORMACION
ADICIONAL
Textos
Perspectivas
Fotografías
Otros
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¿Qué supone imponer límites arbitrarios?
Fuertes Problemas de Cobertura
40
¿Qué supone imponer límites arbitrarios?
Necesidad de más antenas
41
¿Qué supone imponer límites ARBITRARIOS?
Volúmenes de
referencia mayores
Nivel 41.5 V/m
Ejemplo: estación base con
antena de 900 MHz con una
potencia de salida de 10 W y una
ganancia de antena de 15 dBi.
Nivel 3 V/m
42
Real Decreto 1066/2001 (I)
“REAL DECRETO POR EL QUE SE APRUEBA EL REGLAMENTO DE
DESARROLLO DE LA LEY 11/1998, DE 24 DE ABRIL, GENERAL DE
TELECOMUNICACIONES, EN LO RELATIVO A LAS SERVIDUMBRES, A
LOS LÍMITES DE EXPOSICIÓN Y OTRAS RESTRICCIONES A LAS
EMISIONES RADIOELÉCTRICAS”
Fija los límites de exposición del público en general a emisiones
radioeléctricas.
Establece el marco jurídico completo para dar respuesta a la
preocupación social cumpliendo el mandato de la Ley 11/98,
General de Telecomunicaciones.
Elaborado conjuntamente por los Ministerios de Sanidad y
Consumo y de Ciencia y Tecnología.
43
Real Decreto 1066/2001 (II)
Convierte en obligatorios
los límites
de exposición a emisiones
radioléctricas fijadas en la Recomendación del Consejo de la Unión Europea
(1999/519/CE), recogidos a su vez de la ICNIRP.
Garantiza una continuidad en las limitaciones de los niveles, mediante la
presentación de certificaciones por parte de los operadores de telefonía
móvil y de los que establezcan redes soporte de servicios de radiodifusión
sonora y TV.
(*) El R.D 1066/2001 se modifica en el R.D 424/2005 extendiendo la
presentación de certificaciones para los servicios de:
-Radiobúsqueda
-Com. Móviles en grupo cerrado de usuarios
-Redes del servicio fijo y móvil por satélite
Obliga a una adecuación de las estaciones de base y de radiodifusión sonora
y TV instaladas y en funcionamiento a los requisitos del Real Decreto,
mediante la presentación de una certificación en un plazo de 9 meses.
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Comparación límites exposición
TELEFONÍA MÓVIL
900MHz
ICNIRP
CENELEC
ACCESO FIJO INALÁMBRICO
1800MHz
4.5 W / m
2
9 W/m
2
4.5 W / m
2
9 W/m
2
FCC
6 W / m
2
ANSI/IEEE
6 W / m
2
12 W/m
CANADA
6 W / m
2
10 W / m
3.5GHz
26GHz
10 W / m
2
--
10 W/m
10 W / m
2
23 W /m
45
2
--
2
2
10 W / m
2
2
10 W / m
2
10 W / m
2
10 W / m
2
10 W / m
2
Triple Control Administrativo
1.Antes de autorizar una nueva estación base, se exige que se haga un estudio en
la zona que asegure que, con las futuras antenas, se respetarán los límites de
exposición vigentes.
En este estudio se realiza una evaluación del nivel de exposición existente previamente a la
instalación (mediante mediciones) y del que resultará a raíz de la nueva instalación, para
garantizar el cumplimiento de la normativa. Dicho estudio es parte del proyecto técnico que
presentan los operadores y que es realizado por un profesional competente: Ingeniero de
Telecomunicación.
2.Antes de iniciar la emisión y poner definitivamente en funcionamiento las
nuevas antenas, la instalación es objeto de inspección para comprobar que se
ajusta a lo proyectado.
3. Anualmente los operadores presentan certificaciones de cumplimiento de la
normativa y límites vigentes, realizándose un elevadísimo número de mediciones
al efecto.
Estas certificaciones las realizan profesionales cualificados: Ingenieros de Telecomunicación.
Adicionalmente a estos mecanismos de control por parte del Ministerio de Industria, Turismo y
Comercio, éste puede realizar mediciones adicionales.
46
Servicio de información sobre Estaciones
Radioeléctricas y Niveles de Exposición
http://www.mityc.es/telecomunicaciones/Espect
ro/NivelesExposicion/Paginas/niveles.aspx
47
Informe Anual 2009 (Abril 2010)
“todas las mediciones llevadas a cabo en todo el territorio nacional, han
arrojado valores de exposición radioeléctrica muy inferiores a los
señalados en el Real Decreto1066/2001, como límite de referencia, que
garantiza la salud para las personas”.
Nivel referencia
450 μW/cm2
Media Nacional
0,462 μw/cm2
(974 veces por debajo
del nivel de referencia)
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Orden CTE/23/2002
“ORDEN POR LA QUE SE ESTABLECEN CONDICIONES PARA
LA PRESENTACIÓN DE DETERMINADOS ESTUDIOS Y
CERTIFICACIONES
POR
OPERADORES
DE
SERVICIOS
DE RADIOCOMUNICACIONES”
Regula las condiciones, contenido y formatos de los estudios y
certificaciones a los que hace referencia el Real Decreto.
Se fija la tipología de las estaciones radioeléctricas.
Se fijan los procedimientos de realización de los estudios de los
niveles de exposición.
Se establecen modelos para los documentos de certificación (desde
septiembre de 2007, nuevo sistema de presentación telemática ante la
SETSI para operadores de telefonía móvil)
49
Protocolo de medidas (I): ¿Cómo se mide?
50
¿Cómo se mide?
MEDIDA
SELECTIVA EN
FRECUENCIA
51
Protocolos Certificación (I)
MEDIDAS FASE 1
52
Protocolo Certificación (II)
INFORMACIÓN ADICIONAL
ESQUEMÁTICOS DE SITUACIÓN
PLANOS EN PLANTA
PLANOS EN ALZADO
FOTOGRAFÍAS Y ESQUEMAS DE PERSPECTIVA
OTROS DOCUMENTOS
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Protocolos de Certificación (III)
EJEMPLO DE CERTIFICACIÓN: INFORMACIÓN ADICIONAL
Sec
tor
1
Sec
tor
3
4.5
metros
EB
Zona
s de
uso
conti
nuad
o
10,8
metros
EB
Casetón
15
metros
Sec
tor
2
EB
10,75
metros
3
metros
54
PLANO DE PLANTA
ENTORNO DE
LA ESTACION/ES
Protocolos de Certificación (IV)
EJEMPLO DE CERTIFICACIÓN: INFORMACIÓN ADICIONAL
Sector 2
Sector 1
Paralelepípedos
de protección
Casetón
Necesidad
de vallado
25 metros
55
Los teléfonos también se controlan.
y
y
y
y
Cuando se determina lo que emite una antena lo que realmente se mide es la densidad de
flujo de potencia que es el valor de la potencia por unidad de superficie W/m2 de la onda.
Pero para expresar la energía que puede ser absorbida por un tejido, se utiliza la tasa de
absorción de la potencia radioeléctrica, denominada con las siglas inglesas SAR (Specific
Absortion Rate).
Los efectos biológicos de las emisiones dependen del tiempo de exposición y del SAR
cuantificado; por lo que el SAR es utilizado por el ICNIRP (Comisión internacional de
protección de radiación no-ionizante, encargada de publicar límites de exposición y
recomendaciones al respecto) como unidad de dosimetría para establecer límites de
exposición.
La Norma Europea EN 50360 debe ser testada mediante protocolos internacionales de
medida de obligado cumplimiento para todos los fabricantes de teléfonos móviles.
Si quieres conocer el SAR del terminal móvil se puede consultar en: www.mmfai.org o cuando
compras el teléfono (en el manual)
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El Código de Buenas Prácticas
Instrumento de Referencia para Corporaciones Locales y los
Operadores de Telefonía Móvil.
Fruto del acuerdo de colaboración FEMP y operadores.
Objetivo: Desarrollo armonizado de las infraestructuras de redes
de radiocomunicación
Demanda de servicios
Despliegue
CBP
Preocupación Social
57
Problemática
obtención licencias
El Código de Buenas Prácticas - PAUTAS
Funcionamiento TM: Red celular (reutilización frecuencias), mínima potencia.
Normativa: Ley 32/2003, RD. 1066/2001, ORDEN CTE/23/2002 (Normativa
Autónomica y Ordenanzas Municipales)
Despliegue Ordenado: Proyecto técnico urbanístico, planes de despliegue >figura del técnico competente.
Integración con el entorno:Adecuación infraestructuras existentes, protección
de zonas de alto valor paisajístico->Integración condicionada a tecnología,
calidad de servicio, soluciones disponibles en el mercado, tipo de suelo,...
(FACTORES DE UBICACIÓN, MEDIOAMBIENTALES, ECONÓMICOS)
Compartición:Reducción de impacto visual y a problemas puntuales de
despliegue->realidad jurídica, tecnológica y constructiva.
Control de Emisiones:Límites de exposición únicos->RD 1066/2001,
certificaciones, controles e inspecciones ministeriales, estudios,..
Herramientas de Información :Creación del SATI
Aplicación CBP:Guía y referencia para Operadores y Corporaciones Locales (
si conflicto->SATI mediador)
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CONCLUSIONES
El diseño de las redes de telefonía móvil se basa en
el principio de mínima emisión.
El cumplimiento de la normativa actual ofrece las
máximas garantías al ciudadano.
El papel de los profesionales (Ingenieros de
Telecomunicación)
como
responsables
de
comprobar y verificar que se cumplen los límites
establecidos en el R.D 1066/2001 resulta de vital
importancia.
El
correcto
despliegue
de
redes
de
radiocomunicación es fundamental para el desarrollo
económico y social.
59
MUCHAS GRACIAS
☺
www.coit.es
60