Los operadores de satélites en contra de la utilización móvil de la banda C

José Albuquerque, Intelsat UIT

José Albuquerque, Director Jefe, Ingeniería del espectro, Intelsat

La Conferencia Mundial de Radiocomunicaciones (CMR-07) abordará las cuestiones relacionadas con la identificación de espectro de radiofrecuencias para las IMT-2000 y los sistemas posteriores (Telecomunicaciones Móviles Internacionales-2000, o IMT-2000, es la norma mundial de la UIT para las comunicaciones inalámbricas de tercera generación (3G)). En opinión de muchos operadores de satélites, las bandas de frecuencias 3 400–4 200 MHz y 4 500–4 800 MHz (conocidas como bandas C) no son las adecuadas para ello.

Las gamas de frecuencias 3 400–4 200 MHz y 4 500–4 800 MHz se encuentran en la lista de bandas candidatas resultante de los estudios realizados por el Sector de Radiocomunicaciones de la UIT (UIT–R) sobre este punto del orden del día de la Conferencia. La mayoría de los satélites existentes en la banda C utilizan la primera de estas gamas para sus transmisiones de enlace descendente. La banda 4 500–4 800 MHz está asociada a los enlaces descendentes del plan del servicio fijo por satélite (SFS) y con ella se pretende preservar los recursos de órbita y espectro para que en el futuro todos los países puedan utilizarlos equitativamente.

En la actualidad, hay unos 160 satélites en la órbita geoestacionaria que utilizan frecuencias de la banda C para sus transmisiones de enlace descendente (véase la Figura 1), lo que equivale a más de 3.000 transpondedores de satélite con una anchura de banda de 36 MHz, es decir, un potencial de transmisión de unos 180 Gbit/s en el mismo momento. Esta infraestructura representa una inversión superior a los 30.000 millones USD, sólo en naves espaciales y costos de lanzamiento, sin contar las inversiones que los operadores de satélites y los usuarios han realizado en el segmento terrestre.

Figura 1 — Satélites geoestacionarios en órbita que utilizan la banda 3 400–4 200 MHz

La implantación de los sistemas IMT en estas frecuencias reduciría drásticamente los beneficios que han supuesto para los usuarios de todo el mundo, pues el servicio fijo por satélite y los sistemas IMT no pueden compartir frecuencias en la misma zona geográfica.

Servicios críticos por la banda C

Las frecuencias de la banda C se utilizan para las transmisiones de enlace descendente de satélites que proporcionan una amplia gama de servicios en los países desarrollados y en desarrollo, entre los que se cuentan aplicaciones críticas como la enseñanza a distancia, la telemedicina y los servicios de acceso universal; servicios de red de retroceso (telefonía, Internet); enlaces de datos de terminales de muy pequeña abertura (VSAT), como transacciones bancarias o redes de empresa; distribución de programas de televisión; enlaces de conexión del servicio móvil por satélite, y enlaces de emergencia, incluidos los servicios de recuperación en caso de catástrofe y el seguimiento meteorológico. Estos servicios necesitan una gran fiabilidad y una amplia cobertura geográfica que sólo puede ofrecer la banda C.

La banda C conviene a los mercados más pequeños

Los haces de los satélites en la banda C cubren grandes zonas geográficas y facilitan las comunicaciones intercontinentales y mundiales. En las frecuencias más altas, como las que se encuentran alrededor de 12 GHz (banda Ku) o 20 GHz (banda Ka), los haces se centran en zonas más pequeñas para contrarrestar una mayor atenuación de la señal causada por la atmósfera. Esto queda claramente ilustrado por las huellas del enlace descendente de un satélite en funcionamiento a 180ºE en la banda C (Figura 2) y la banda Ku (Figura 3).

Gracias a su gran alcance geográfico, los haces en banda C permiten la cobertura rentable de pequeños mercados y regiones con baja densidad de población. Utilizando la banda C, puede darse una amplia cobertura regional con alta disponibilidad, independientemente de la zona hidrometeorológica que se trate, pues el desvanecimiento causado por la lluvia es prácticamente nulo en estas frecuencias. Por otro lado, el alto nivel de desvanecimiento causado por la lluvia que sufren las señales de las bandas Ku o Ka lleva a los operadores a utilizar haces más pequeños centrados en zonas donde la demanda y la densidad de población son altas para mantener la calidad de servicio requerida de manera económicamente viable.

Compartición imposible entre las IMT y el SFS

	Figura 3 — Haz puntual en banda Ku de un satélite a 180ºE

Figura 2 — Huellas en banda C de un satélite a 180ºE

No es posible que las estaciones terrenas receptoras del SFS funcionen en la misma frecuencia que las estaciones transmisoras fijas o móviles de los sistemas IMT. Los estudios realizados por el UIT–R han llegado a la conclusión de que para garantizar la protección de las estaciones terrenas del SFS se necesitan distancias de separación de entre decenas y centenas de kilómetros. Teniendo en cuenta que una ciudad normal ocupa una zona cuyo radio es de entre 15 y 30 km, la compartición entre los sistemas IMT y las estaciones terrenas receptoras del SFS no es una opción realista.

Además, los transmisores IMT también pueden causar interferencia a las estaciones terrenas del SFS que funcionan en bandas adyacentes. No se pueden filtrar las emisiones no deseadas generadas por los transmisores IMT que coinciden con la señal deseada del SFS y, por consiguiente, causan interferencia. Además las señales generadas por un transmisor IMT pueden ser lo suficientemente fuertes para saturar el amplificador de bajo nivel de ruido (SBR) del receptor del SFS. Habida cuenta de la gran diferencia que existe entre los niveles de la señal deseada (con origen en el transmisor del satélite a unos 36.000 km de distancia) y la señal interferente (con origen en el transmisor IMT a apenas unos kilómetros), es imposible filtrar la señal IMT hasta el nivel necesario.

La interferencia en banda adyacente que se señala anteriormente deja patente que la identificación de una parte de las frecuencias de la banda C para los sistemas IMT, dejando la porción contigua para el SFS, no soluciona los problemas de interferencia, por lo que no es el método adecuado.

En este contexto, se ha propuesto la utilización de técnicas de reducción de la interferencia. Sin embargo, dada la magnitud de las distancias de separación necesarias para reducir la interferencia hasta un nivel aceptable y la ubicación de las estaciones terrenas en zonas de gran densidad, la utilización de dichas técnicas de reducción de la interferencia no es una opción viable.

En concreto, no es posible aplicar técnicas de gestión del espectro porque el transmisor IMT no puede vigilar la débil señal procedente del satélite y resulta imposible crear una base de datos con información sobre las señales recibidas por las estaciones terrenas del SFS. Por estos mismos motivos, tampoco se puede apantallar el emplazamiento. El número de estaciones terrenas afectadas es excesivo y, aunque podría hacerse, esta solución resultaría demasiado onerosa.

Número de estaciones terrenas

Es complicado hacer una estimación precisa del número de estaciones terrenas que utilizan la banda C en todo el mundo. Sólo una pequeña parte de las que están en funcionamiento se notifican individualmente a la UIT. También a nivel nacional se carece de datos completos, pues, en la mayoría de los casos, no es obligatorio registrar (y de hecho no se registran) las estaciones terrenas sólo receptoras (RO) ante las autoridades de telecomunicaciones de cada país.

Figura 4 — Estaciones terrenas en la banda C: Representación incompleta de las estaciones de un único operador de satélites

Como ejemplo puede citarse que, en agosto de 2006, la base de datos de la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) contaba unas 6.500 estaciones terrenas en funcionamiento en Estados Unidos, cuando se sabe que hay más de 11.000 estaciones terrenas RO cabeceras de cable.

En la Figura 4 puede verse un mapa con las estaciones terrenas de un solo operador de satélites. También en este caso, para este único operador, el mapa refleja muchas menos estaciones de las que en realidad existen.

La banda C no es adecuada para los sistemas IMT

Hay que señalar que las frecuencias de la banda C no son las más adecuadas para los sistemas IMT. En las zonas con gran densidad de población, el diámetro de las células se basa en los requisitos de utilización. En las zonas con baja densidad de población, sin embargo, el diámetro de las células depende de lo lejos que puede llegar la señal. Las características de la banda C incrementarán significativamente los costos en comparación con bandas de frecuencias inferiores, pues las señales de la banda C, además de no penetrar en los edificios, pierden mucha más energía con la distancia que las de bandas inferiores, lo que supone que la implantación de las IMT en zonas rurales utilizando la banda C resultará mucho más cara.

Además, hay otras bandas disponibles para las IMT. La Conferencia Administrativa Mundial de Radiocomunicaciones (CAMR) de 1992 y la Conferencia Mundial de Radiocomunicaciones de 2000 identificaron para las IMT una banda alrededor de 750 MHz. La CMR-07 examinará otras bandas candidatas para las IMT, la mayoría por debajo de 3 GHz.

A la luz de todo lo anterior, los operadores de satélites consideran que no deberían identificarse las bandas de frecuencias 3 400–4 200 MHz y 4 500–4 800 MHz (banda C) para su utilización por los sistemas IMT ni a nivel regional ni mundial.