Aspectos Técnicos del Funcionamiento de la Telefonía Móvil y su Implantación en los Municipios (Código de Buenas Prácticas) Colegio Oficial de

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1 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

2 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

3 Qué es un sistema de radiocomunicación? Es un sistema de telecomunicación para la transmisión y recepción de información por medio de ondas radioeléctricas. 3

4 El espectro radioeléctrico (I) 4

5 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. 5 Las ondas radio trabajan en frecuencias no ionizantes Radioactividad no es lo mismo que radiación(emisión)!!!

6 Servicios de Radiocomunicaciones Banda de frecuencias Nombre de la banda Tipo de servicio 3 30kHz VLF Faros de Navegación kHz LF Difusión LF y radio en onda larga kHz MF Radio AM, Radionavegación 3 30MHz HF Radio CB, aficionados, Comunicaciones radio y difusión H F MHz VHF Radio FM, Televisión (VHF), Servicios de Urgencia, Aficionados MHz UHF Televisión (UHF), Telefonía Móvil, Aficionados, Paging 3 30GHz SHF Microondas, Comunicaciones por Satélite, Radar, Enlaces punto a punto en Microondas GHz EHF Radar, Radio, Astronomía, Enlaces cortos en microondas 6

7 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

8 FUNCIONAMIENTO SISTEMAS DE TELEFONÍA MÓVIL 8

9 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

10 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

11 Funcionamiento Sistemas de Telefonía Móvil CÉLULA ESTACIÓN BASE MÓVIL SEÑALES 11

12 Funcionamiento Sistemas de Telefonía Móvil Potencia excesiva CÉLULA Estas dos celdas no se solapan, pueden ser cocanal, es decir, pueden utilizar las mismas frecuencias 12 Zona con interferencias, móviles fuera de servicio

13 Técnicas Minimización Niveles Control de Potencia Transmisión Discontinua Supresión de Silencios Canales de Tráfico Otras técnicas 13

14 Control de Potencia 14

15 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

16 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

17 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

18 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

19 Cómo emiten las antenas de las estaciones base? Emisión extremadamente baja hacia atrás y en su vertical Muy directiva 19

20 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

21 Funcionamiento Red de Telefonía Móvil 21

22 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

23 Por qué hay tantas antenas en las ciudades? 23

24 Planificación Núcleos Urbanos Antenas fuera/dentro de los núcleos urbanos- >distribución homogénea en la ciudades NO UBICARLAS A LAS AFUERA! 24

25 Ubicación 25

26 Dónde se instalan? 26

27 Dónde se instalan? 27

28 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

29 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. 29

30 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 30

31 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

32 GSM (Global System for Mobile Communications) Sistema de comunicaciones móviles de voz y datos. Se utilizan las bandas MHz ( móvil a estación a base) y 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

33 Entorno RURAL vs Entorno Urbano 33

34 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

35 Antenas UMTS 35

36 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 36

37 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 37

38 Mimetización Diseño de antenas respetuosas con la normativa y los parámetros de radiación pero integradas en el entorno 38

39 INFORMACION EN PROYECTO INFORMACION ADICIONAL Textos Perspectivas Fotografías Otros 39

40 Qué supone imponer límites arbitrarios? Fuertes Problemas de Cobertura 40

41 Qué supone imponer límites arbitrarios? Necesidad de más antenas 41

42 Qué supone imponer límites ARBITRARIOS? Nivel 41.5 V/m Volúmenes de referencia mayores 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

43 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

44 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. 44

45 Comparación límites exposición TELEFONÍA MÓVIL ACCESO FIJO INALÁMBRICO 900MHz 1800MHz 3.5GHz 26GHz ICNIRP 4.5 W / m 2 9 W/m 2 10 W / m 2 10 W / m 2 CENELEC 4.5 W / m 2 9 W/m FCC 6 W / m 2 10 W/m 2 10 W / m 2 10 W / m 2 ANSI/IEEE 6 W / m 2 12 W/m 2 23 W /m 2 10 W / m 2 CANADA 6 W / m 2 10 W / m 2 10 W / m 2 10 W / m 2 45

46 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

47 Servicio de información sobre Estaciones Radioeléctricas y Niveles de Exposición ro/nivelesexposicion/paginas/niveles.aspx 47

48 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/cm 2 Media Nacional 0,462 μw/cm 2 (974 veces por debajo del nivel de referencia) 48

49 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

50 Protocolo de medidas (I): Cómo se mide? 50

51 Cómo se mide? MEDIDA SELECTIVA EN FRECUENCIA 51

52 Protocolos Certificación (I) MEDIDAS FASE 1 52

53 Protocolo Certificación (II) INFORMACIÓN ADICIONAL ESQUEMÁTICOS DE SITUACIÓN PLANOS EN PLANTA PLANOS EN ALZADO FOTOGRAFÍAS Y ESQUEMAS DE PERSPECTIVA OTROS DOCUMENTOS 53

54 Protocolos de Certificación (III) EJEMPLO DE CERTIFICACIÓN: INFORMACIÓN ADICIONAL Sec tor 1 Sec tor metros Zona s de uso conti nuad o EB EB 10,8 metros EB Casetón 15 metros Sec tor 2 10,75 metros PLANO DE PLANTA ENTORNO DE LA ESTACION/ES 3 metros 54

55 Protocolos de Certificación (IV) EJEMPLO DE CERTIFICACIÓN: INFORMACIÓN ADICIONAL Sector 1 Sector 2 Paralelepípedos de protección Casetón Necesidad de vallado 25 metros 55

56 Los teléfonos también se controlan. 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 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: o cuando compras el teléfono (en el manual) 56

57 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 Preocupación Social CBP Despliegue Problemática obtención licencias 57

58 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) 58

59 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

60 MUCHAS GRACIAS 60