facultad de ingeniería - um.edu.ar · pdf filelistado de los equipos y software...

Universidad de Mendoza

Facultad de Ingeniería Tesis de Maestría en Teleinformática

Transmisión de datos para estaciones móviles en la banda de HF

Autor: Ing. Roberto Inzirillo

Directores de Tesis: Magister Ing. Osvaldo Marianetti

Ing. Osvaldo Rosso

Mendoza, septiembre de 2007

Dedicado a mi esposa, Carla. Y a mis hijos:

Franco, Carla, Bianca, Sofía y Lucía.

AGRADECIMIENTOS:

A mis padres, por su amor incondicional y continuo apoyo.

A mis colegas de la Facultad de Ingeniería y del IEMA, que me

acompañaron durante mi crecimiento personal y profesional.

A mis alumnos que me han servido de inspiración durante tantos años.

RESUMEN

En el presente trabajo se propone la transmisión mediante ondas de

radiofrecuencia de información en forma de datos digitales, como

alternativa a las redes existentes, pensando en sitios de poca o ninguna

penetración de otros medios de comunicación y una alternativa

económicamente viable e independiente a las comunicaciones satelitales.

El capítulo I representa los planteos iniciales del problema, los objetivos,

alcances y limitaciones del presente documento. Se analiza el problema

de la transmisión de datos y el uso de las señales de radio para

transmisión de datos desde una perspectiva de viabilidad, para llegar alas

necesidades actuales.

Los antecedentes y el marco teórico se detallan en el Capítulo II. Es éste

se comienza con un enfoque histórico de la información como datos y su

transmisión a distancia. dada la profundidad y complejidad del mundo de

las comunicaciones, se realiza un repaso de los principales factores

actuantes y condicionantes de un proyecto que involucre un sistema como

el planteado en los objetivos del trabajo, no solo desde el punto de vista

técnico, sino del marco normativo, legal y regulatorio.

A continuación, el capítulo III, plantea un análisis detallado del estado del

arte en las telecomunicaciones, referentes a la transmisión de datos,

revisando los sistemas, programas y equipos disponibles en la actualidad

y presentando los aspectos relevantes con que cuenta un sistema que

requiere la versatilidad que la información digital de hoy en día necesita a

la vez que se proponen mejoras y alternativas para incrementar la

capacidad, disponibilidad y confiabilidad del sistema, así como su

integración dentro de las redes de datos globales existentes.

Roberto Inzirillo - Transmisión de datos para estaciones móviles en la banda de HF

En el capítulo IV se proporcionan las herramientas y fundamentos

técnicos, normativos y de experiencia del autor y otros profesionales y

agencias en el análisis de prefactibilidad, el desarrollo de un proyecto y su

viabilidad técnica y económica, en forma de una guía, ya que la

implementación práctica escapa al alcance del presente trabajo y su

diseño e implementación se encuentran fuertemente condicionado al

análisis de las condiciones reales de operación. Se incluyen además un

listado de los equipos y software necesarios para la implementación de un

sistema con las características requeridas.

Por último se exponen las conclusiones en las que se coloca la tecnología

descripta en este documento en perspectiva con la tendencia actual en

las telecomunicaciones y la integración de redes de distinto origen y

naturaleza para cubrir las necesidades de comunicación y los diversos

tipos de información que es actualmente traficada.



ÍNDICES

ÍNDICE GENERAL

I. INTRODUCCIÓN ___________________________________________ 13

A. PLANTEO DE LA PROBLEMÁTICA _____________________________ 14

B. OBJETIVOS ___________________________________________________ 15 1. Simplicidad y economía _______________________________________________15 2. Confiabilidad________________________________________________________16 3. Capacidad __________________________________________________________17

C. CONTEXTO GENERAL_________________________________________ 18

D. ALCANCES Y LIMITACIONES __________________________________ 18

II. MARCO TEÓRICO Y ANTECEDENTES ______________________ 20

A. RESEÑA HISTÓRICA __________________________________________ 20

B. ANTECEDENTES ______________________________________________ 21 1. Comunicaciones en HF ________________________________________________21 2. Sistemas de boletines _________________________________________________23 3. Transmisión de datos vía satélite ________________________________________26

C. MARCO TEÓRICO _____________________________________________ 27 1. Modelo ISO/OSI _____________________________________________________27 2. Medio Físico ________________________________________________________33

a) Propagación electromagnética _____________________________________33 b) El canal ionosférico _______________________________________________37 c) Técnicas de diversidad ____________________________________________39 d) Aspectos limitantes de la propagación_______________________________40 e) Modulación ______________________________________________________43

3. Protocolos de transmisión de datos _______________________________________52 a) Conceptos básicos _______________________________________________53 b) Modos de transmisión_____________________________________________54 c) Características de los protocolos a nivel físico ________________________61 d) Protocolos de transmisión a nivel de enlace __________________________63 e) Protocolos de transmisión a nivel de red _____________________________64

Pág. 3


D. MARCO NORMATIVO Y LEGAL ________________________________ 65 1. Entidades internacionales______________________________________________65

a) Principios internacionales en materia de utilización del espectro ________66 b) Tratados o Acuerdos multilaterales _________________________________68

2. Normas nacionales ___________________________________________________69 a) Derechos, obligaciones y responsabilidad del Estado__________________70 b) Derechos, obligaciones y responsabilidades de los operadores autorizados

71 3. Legislación vigente ___________________________________________________72

a) Creación de la CNC ______________________________________________72 b) Normativa relacionada ____________________________________________73

4. Estándares Internacionales _____________________________________________74 5. Estándares en comunicaciones militares en HF _____________________________79

III. DESARROLLO ___________________________________________ 82

A. INTRODUCCIÓN ______________________________________________ 82

B. CONDICIONES DE SELECCIÓN_________________________________ 84 1. Medio físico ________________________________________________________84 2. Trasporte de datos ____________________________________________________86 3. Otros protocolos análogos. _____________________________________________87

C. SELECCIÓN DEL SISTEMA DE TRANSMISIÓN___________________ 89 1. Breve reseña.________________________________________________________90 2. Descripción de la arquitectura___________________________________________91

a) Definiciones _____________________________________________________91 b) Interfaz aérea común _____________________________________________92 c) Interoperabilidad dentro de la subred________________________________93 d) Comunicación entre subcapas adyacentes y análogas. ________________94

3. Estructura de datos y primitivas _________________________________________97 a) Interfaz de Subred ________________________________________________97

1. Sesión de Intercambio de Datos Soft Link ____________________________98 2. Sesión de Intercambio de Datos Hard Link ___________________________100 3. Sesión de Difusión______________________________________________103

b) Primitivas intercambiadas con los clientes __________________________104 CODIFICACIÓN DE PRIMITIVAS ____________________________________105

c) Estructuras de datos _____________________________________________106

Pág. 4


1. Función de la DTS______________________________________________107 2. Modo de entrega de datos ________________________________________107 3. Estructura de la D_PDU _________________________________________108

d) Direccionamiento de nodos _______________________________________110 4. Clientes STANAG 5066 ______________________________________________111

a) HMTP (Protocolo de Transferencia de Correo por HF) ________________113 b) HFPOP (Protocolo de Oficina Postal por HF) ________________________114 c) RCOP (Protocolo Confiable Orientado a Conexión) __________________114 d) UDOP (Protocolo No confiable Orientado a Datagrama) ______________115 e) BFTP (Protocolo Básico de Transferencia de Archivos) _______________116 f) FRAP (Protocolo de Confirmación de Recepción de Archivo) __________116 g) PPP (Protocolo Punto a Punto)____________________________________116 h) CFTP (Protocolo de Transferencia de Datos Comprimidos) ___________117

D. IP SOBRE STANAG 5066 _______________________________________ 118 1. Introducción _______________________________________________________118 2. El Cliente IP _______________________________________________________119

Calidad de Servicio (QoS – Quality of Service) en el Cliente IP _____________122 3. Implementación de IP sobre HF ________________________________________122

a) Compresión de los encabezados TCP/IP ___________________________123 b) Compresión de los datos _________________________________________125 c) Enrutamiento ___________________________________________________126

1. Protocolos de enrutamiento interior para redes Ad-Hoc _________________126 2. Política de enrutamiento exterior___________________________________127

4. Una solución para redes pequeñas ______________________________________128

E. EL MEDIO FÍSICO. MÓDEM Y RADIO __________________________ 132 1. Introducción _______________________________________________________132 2. Interfaces con el DTE ________________________________________________132

a) Interfaz entre la Subcapa de Transferencia de Datos y el equipo de

comunicaciones______________________________________________________132 b) Interfaz de Control Remoto del módem HF__________________________133

3. Parámetros básicos del equipo de radio HF _______________________________134 a) Modos de operación _____________________________________________135

1. Modo básico __________________________________________________135 2. Operación manual ______________________________________________135 3. Modo ALE____________________________________________________135

Pág. 5


4. Modo Anti-interferencia _________________________________________136 5. Protección del enlace____________________________________________136

b) Interfaces ______________________________________________________136 1. Características eléctricas de las interfaces digitales_____________________136 2. Características eléctricas de las interfaces analógicas ___________________136 3. Características eléctricas de las interfaces analógicas ___________________137

4. Parámetros básicos del módem de HF ___________________________________139 a) Introducción ____________________________________________________139 b) Modulación, tasas de transmisión y tolerancia _______________________139 c) Sensado de lógica y señalización__________________________________140 d) Características de interfaces digitales ______________________________141 e) Características de señales casi-analógicas__________________________141

1. Impedancia del módem en sistema multicanal ________________________141 2. Impedancia del módem en un sistema monocanal______________________141 3. Niveles de señales cuasi analógicas en sistemas multicanal ______________142 4. Equipo de reloj, control y temporización_____________________________142 5. Protocolo de enlace de datos ______________________________________145

5. Establecimiento Automático del Enlace __________________________________145 a) Introducción ____________________________________________________145 b) ALE en International Amateur Radio (Radioaficionados) ______________146 c) ALE de tercera generación _______________________________________146

1. Control de frecuencia____________________________________________147 2. Sincronización de red ___________________________________________148 3. Búsqueda de canales ____________________________________________149 4. Direcciones 3G-ALE ____________________________________________150 5. Requerimientos del sistema _______________________________________151 6. Otras funcionalidades ___________________________________________154

6. Dispersión Espectral _________________________________________________156 a) Breve reseña histórica ___________________________________________156 b) Conceptos básicos ______________________________________________157 c) Requerimientos generales ________________________________________158

1. Conjuntos de saltos _____________________________________________158 2. Requerimientos del rendimiento del sistema __________________________159

d) Requerimientos de procedimientos del sistema ______________________160 1. Enlace antes del salto____________________________________________160 2. Enlace durante el salto___________________________________________160

Pág. 6


IV. EVALUACIÓN ECONÓMICA ______________________________ 165

A. INTRODUCCIÓN _____________________________________________ 165

B. GUÍA DE IMPLEMENTACIÓN Y DISEÑO _______________________ 166 1. Aspectos generales __________________________________________________166

a) Definición y análisis de los requerimientos __________________________166 b) Planes de enrutamiento y troncalización ____________________________168 c) Plan de frecuencias______________________________________________168 d) Requerimientos del personal ______________________________________169 e) Requerimientos logísticos ________________________________________169

1. Instalaciones terminales__________________________________________169 2. Tiempo de vida útil del sistema ____________________________________170 3. Requerimiento de los inmuebles ___________________________________170 4. Impacto ambiental ______________________________________________170

f) Requerimientos de las comunicaciones_____________________________171 1. Relación señal a ruido ___________________________________________171 2. Tasa de modulación_____________________________________________171 3. Tipos de servicio _______________________________________________171

g) Estimación de costos ____________________________________________172 1. Costos iniciales ________________________________________________172 2. Costos de equipamiento__________________________________________174 3. Costo de instalación_____________________________________________174

2. Análisis y diseño del sistema __________________________________________176 a) Topología de la red ______________________________________________176 b) Ubicación geográfica_____________________________________________177 c) Parámetros de trayectorias operacionales __________________________178

1. Ruido ambiental________________________________________________178 2. Características de las antenas______________________________________179

d) Selección del equipamiento _______________________________________180 1. Configuraciones típicas de sistemas de HF ___________________________180 2. Subsistemas transmisor / receptor __________________________________181 3. Subsistema de antena____________________________________________182 4. Interfaces de frecuencia vocal _____________________________________182 5. Interfaces digitales______________________________________________183 6. Líneas de transmisión ___________________________________________183

3. Planes de evaluación y prueba _________________________________________183

Pág. 7


a) Comportamiento del sistema ______________________________________184 b) Comportamiento de la red ________________________________________184 c) Transferencia de datos y mensajes ________________________________185 d) Rendimiento energético __________________________________________185 e) Seguridad ______________________________________________________185

C. EQUIPOS Y SOFTWARE COMERCIALES _______________________ 185 1. Software __________________________________________________________186

a) Protocolos STANAG 5066 ________________________________________186 1. Open5066 ____________________________________________________187 2. Rohde & Schwartz______________________________________________187 3. SystemSoft____________________________________________________187 4. CODAN______________________________________________________188 5. Comtrol ______________________________________________________188

b) Sistema ALE____________________________________________________189 1. NorthStar _____________________________________________________189

c) Software complementario_________________________________________189 1. Subcapa SIS___________________________________________________190 2. Compresión de datos ____________________________________________190

d) Sistemas de comunicación integrados______________________________191 1. Harris ________________________________________________________191 2. Rohde & Schwartz______________________________________________191 3. RapidM ______________________________________________________192 4. SkySweep ____________________________________________________192

2. Hardware__________________________________________________________193 a) Transceptores __________________________________________________193

1. ICOM________________________________________________________193 2. Thales _______________________________________________________194 3. Bahrat Electronics ______________________________________________195 4. Tadirán_______________________________________________________195

b) Módems _______________________________________________________196 1. Frederick Electronics____________________________________________196 2. Codan________________________________________________________196 3. Spirit ________________________________________________________197

c) Sistemas de comunicaciones _____________________________________197 1. Rohde & Schwartz______________________________________________197 2. Rockwell Collins _______________________________________________198

Pág. 8


V. CONCLUSIONES __________________________________________ 200

APÉNDICE ___________________________________________________ 206

ELEMENTOS DE UN SISTEMA RADIO HF___________________________ 206 1. Introducción _______________________________________________________206 2. Grupo transmisor____________________________________________________206 3. Grupo receptor _____________________________________________________207 4. Grupo de antenas____________________________________________________208

a) Parámetros y características de las antenas. ________________________208 1. Impedancia ___________________________________________________208 2. Ganancia _____________________________________________________209 3. Patrón de radiación _____________________________________________209 4. Ángulo de elevación o despegue ___________________________________210 5. Polarización ___________________________________________________211

b) Tipos de antenas ________________________________________________211 1. Látigo________________________________________________________211 2. Dipolo _______________________________________________________212 3. “Vee” invertida ________________________________________________213 4. Direccionales __________________________________________________214

GLOSARIO ___________________________________________________ 215

BIBLIOGRAFÍA _______________________________________________ 227

A. LIBROS: _____________________________________________________ 227

B. PAPERS Y PUBLICACIONES ELECTRÓNICAS:__________________ 228

C. ESTÁNDARES APLICABLES ___________________________________ 229 1. Estándares de telecomunicaciones federales_______________________________229 2. Estándares militares _________________________________________________229 3. Manuales militares __________________________________________________229 4. Estándares de ingeniería DISA (DCA) ___________________________________230 5. Estándares americanos (ANSI, IEEE, TIA/EIA, NEC)_______________________230 6. Estándares internacionales (NATO, ITU-R) _______________________________230

NOTAS _______________________________________________________ 233

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES

Pág. 9


Ilustración II-1: LUSAT-1...............................................................................................................25 Ilustración II-2: Modelo de Referencia ISO/OSI ............................................................................30 Ilustración II-3: Conformación de una trama OSI..........................................................................31 Ilustración II-4: Capas de Red del modelo OSI ..............................................................................31 Ilustración II-5: Capas de Usuario del modelo OSI .......................................................................32 Ilustración II-6: Modos de propagación de una onda electromagnética........................................34 Ilustración II-7: Propagación ionosférica ......................................................................................37 Ilustración II-8: Señales Binarias Moduladas ................................................................................44 Ilustración II-9: Error en modulación binaria................................................................................47 Ilustración II-10: Caracter de Operación Asincrónica...................................................................55 Ilustración II-11:Trama en Operación Sincrónica .........................................................................56 Ilustración II-12: Configuración Punto-Multipunto .......................................................................58 Ilustración II-13: Multiplexado por División de Frecuencias ........................................................60 Ilustración II-14: Multiplexado por División de Tiempo ................................................................61 Ilustración III-1: Interfaces del Protocolo ARQ .............................................................................87 Ilustración III-2: Modelo de capas del estandar STANAG5066 .....................................................94 Ilustración III-3: Transferencia de datos entre subcapas adyacentes y pares................................95 Ilustración III-4: Establecimiento de un Hard Link - Extremo llamante ......................................101 Ilustración III-5: Establecimiento de un Hard Link - Extremo llamado .......................................102 Ilustración III-6: Terminación de un Hard Link - Extremo iniciador...........................................103 Ilustración III-7: Terminación de Hard Link - Extremo remoto ...................................................103 Ilustración III-8: Estructura de una primitiva "S" ........................................................................106 Ilustración III-9: Estructura de una D_PDU................................................................................108 Ilustración III-10: Mapeo del Encabezado de una D_PDU..........................................................109 Ilustración III-11: Formato de una U_PDU.................................................................................112 Ilustración III-12: Estructura de trama U_PDU para cliente RCOP...........................................115 Ilustración III-13: Formato del encabezado BFTP.......................................................................116 Ilustración III-14: Formato de la estructura de CFTP .................................................................117 Ilustración III-15: Ejemplo de la implementación de un cliente IP ..............................................121 Ilustración III-16: Configuración de un Gateway de Internet - HF..............................................122 Ilustración III-17: Protocolo Token Ring inalámbrico .................................................................129 Ilustración III-18: Formato de una U_PDU de Gestíon para Token Ring ...................................130 Ilustración III-19: Modelo de capas de un sistema radio HF.......................................................135 Ilustración III-20: Interfaces del subsistema de radio ..................................................................137 Ilustración III-21: Respuesta del canal de banda lateral única en equipos de HF......................138 Ilustración III-22: Sistema estandarizado de transmisión de datos..............................................140

Pág. 10


Ilustración III-23: Suite de Protocolos 3G-ALE ...........................................................................147 Ilustración III-24: Estructura de direcciones 3G-ALE .................................................................150 Ilustración III-25: Estructura de detención síncrona....................................................................162 Ilustración III-26: Transmisión de PDU en saltos de frecuencia .................................................163 Ilustración IV-1Transceptor ICOM IC-F7000..............................................................................194 Ilustración IV-2 Nodo de comunicciones HF con TRC3600 de ICOM .........................................195 Ilustración IV-3 Familia de transceptores HF-6000 Tadirán.......................................................196 Ilustración IV-4 Modem HF NSG Datacom 4539.........................................................................196 Ilustración IV-5 Módem de HF 3112 de Codan............................................................................197 Ilustración IV-6 HF Transceiver R&S RS150T.............................................................................198 Ilustración IV-7 Rockwell Collos SDCP 2000 Mk II.....................................................................199 Ilustración A-1: Esquema de un sistema transmisor de radio HF típico ......................................206 Ilustración A-2: Esquema de un sistema transmisor de radio HF típico ......................................207 Ilustración A-3: Ejemplos de diagramas de radiación en una antena direccional......................210 Ilustración A-4: Diagrama de radiación vertical típico de una antena de látigo.......................212 Ilustración A-5: Antena de dipolo horizontal................................................................................213 Ilustración A-6; Antena "Vee" invertida .......................................................................................213 Ilustración A-7: Antena logarítmica periódica .............................................................................214

Pág. 11


ÍNDICE DE TABLAS

Tabla III-1: Comparativa de la estructura de capas con el modelo OSI ........................................93 Tabla III-2: Primitivas intercambiadas entre la SIS y los clientes ...............................................105 Tabla III-3: Tipo de tramas D_PDU.............................................................................................109 Tabla III-4: SAP-ID de Clientes STANAG 5066 ...........................................................................111 Tabla III-5: Mapeo de IP TOS a opciones de servicio STANAG 5066 ........................................122 Tabla III-6: Referencia de modulación para aplicaciones de módems.........................................139 Tabla III-7: Señales y lógica binaria para módems......................................................................141 Tabla III-8: Requerimientos para probabilidad de enlace ...........................................................152 Tabla III-9: Requerimientos de detección de ocupación de canal ...............................................153 Tabla III-10: Modos de operación con 3G-ALE ...........................................................................158 Tabla III-11: Probabilidad para enlazado durante el salto de frecuencia ...................................159 Tabla III-12: Requerimientos para detección de ocupación para enlace durante el salto ...........160

ÍNDICE DE ECUACIONES

Ecuación II-1: Condiciones de refracción en tre un medi dieléctrico y uno conductor..................35 Ecuación II-2: Expresión general de la Ley de Snell......................................................................35 Ecuación II-3: Expresión particular de la Ley de Snell para el caso de estudio ............................35 Ecuación II-4: Ley de la reflexión de la óptica...............................................................................36 Ecuación II-5: Expresión del coeficiente de reflexión ....................................................................36 Ecuación II-6: Ángulo de Brewster para medios no ferromagnéticos ............................................36 Ecuación II-7: Relación señal a ruido normalizada .......................................................................46 Ecuación II-8: Velocidad de transmisión en sistemas binarios ......................................................50 Ecuación II-9: Orden del sistema de modulación...........................................................................50 Ecuación II-10: Velocidad de transmisión para sistemas M-arios .................................................50 Ecuación II-11: Tasa de información .............................................................................................51 Ecuación II-12: Velocidad de información .....................................................................................52 Ecuación II-13: Capacidad de canal ..............................................................................................54 Ecuación III-1: Periodo d búsqueda de canales en 3G-ALE ........................................................150 Ecuación III-2: Tiempo límite para envío de datos en un salto ....................................................163 Ecuación III-3: Bits por salto de una PDU...................................................................................163 Ecuación III-4: Cantidad de saltos dpara transmitir una PDU....................................................163

Pág. 12


I. INTRODUCCIÓN

Las comunicaciones han sido sinónimo de avance y desarrollo desde los

inicios de la humanidad, pero en este siglo, gracias a la transmisión de

señales a distancia utilizando ondas electromagnéticas, ha habido una

revolución en las mismas.

Desde principios del siglo XX el desarrollo de las comunicaciones ha sido

vertiginoso, al punto que en la actualidad difícilmente exista algún sitio en

el planeta desde el cual no podamos comunicarnos por algún medio. En

particular, para los parajes alejados predomina la transmisión de

información mediante el aprovechamiento del fenómeno de propagación

de las ondas electromagnéticas.

Estas viajan en distintos medios, inclusive en el vacío, lo cual ha sido

imprescindible para los viajes espaciales y es la base de las

comunicaciones satelitales. Incluso es posible alcanzar distancias

considerables aprovechando los efectos que la atmósfera y el suelo

tienen sobre estas ondas.

De esta forma es posible comunicar puntos alejados utilizando distintas

tecnologías, con variada confiabilidad y obviamente con diferentes costos.

Actualmente hay una tendencia a unificar la información a ser transmitida

en un mismo medio, en particular digitalizando la misma a fin de

simplificar el manejo de distintos orígenes en formatos comunes,

conocidos como multimedia.

Pág. 13


A. PLANTEO DE LA PROBLEMÁTICA

El origen del presente trabajo se inicia como una inquietud frente a dos

problemas que fueron planteados como casos de estudio o aplicación. En

primera instancia desde hace varios años funciona en la Universidad de

Mendoza (UM) una estación de transmisión de datos vía radio, en un

principio utilizada solo para un sistema de boletines o Bulletin Board

System (BBS), que luego fue expandiendo su aplicación a la transmisión

de correo electrónico hasta llegar a aplicaciones de baja velocidad para

navegación en Internet para escuelas rurales1.

El inconveniente es que debido a la distancia a cubrir con los radio

enlaces se impone el uso de radio enlaces de Alta Frecuencia o High

Frecuency (HF) que no disponen de mucho ancho de banda por canal, lo

que resulta en bajas velocidades de transmisión.

Por otro lado, dentro del convenio marco suscripto entre la Universidad de

Mendoza y la Armada Argentina2 se planteó el inconveniente de

comunicaciones que posee la flota al navegar en altamar, particularmente

en la zona límite de aguas continentales cercanas a las 200 millas

náuticas de la costa argentina. En este caso se combinan dos factores:

por una parte la movilidad de las embarcaciones y por otro la confiabilidad

en la recepción debidas a las variaciones atmosféricas.

En este caso solo se transmite voz, pero existe también una necesidad de

contar con un medio alternativo para la transmisión de datos, confiable,

seguro e independiente de prestadores privados.

También se hace casi obligatorio el uso de la transmisión en la banda de

HF por las características del enlace radial a usar.

Pág. 14


B. OBJETIVOS

El objetivo fundamental del presente trabajo es la solución del

inconveniente de transmitir datos de origen diverso mediante el uso de un

único enlace radial para cubrir distancias muy largas, esto es, sin el uso

de estaciones repetidoras.

Ello obedece principalmente a tres factores a tener en cuenta: simplicidad

y economía en la implementación de la solución, confiabilidad del sistema

y capacidad para soportar distintos tipos de datos, como ser texto, voz e

imagen, incluso video de baja resolución o barrido lento, a la vez que

contemplar la existencia de movilidad de las estaciones.

1. Simplicidad y economía

Tal como se planteara al inicio del presente capítulo, uno de los orígenes

que tuvo el problema es la de resolver la necesidad de contar con un

vínculo de datos de diverso origen para aplicaciones como podría ser el

uso de Internet en una escuela rural, aunque también puede ser la

necesidad de comunicaciones de una empresa de geología, por ejemplo.

Esto implica que el sistema tiene que ser sencillo, de simplicidad en el

montaje, mantenimiento y operación, ya que no existe la posibilidad de

contar con personal altamente capacitado para ejecutar estas funciones.

Por eso surge la necesidad de contar con una integración de un sistema

con equipos y materiales de adquisición comercial, que en la medida de lo

posible cuenten con representantes o distribuidores en el país, así como

apoyatura técnica. Así es que se intentará no incluir desarrollos propios ni

prototipos, a fin de optimizar este punto.

Por otra parte el concepto de economía es relativo, pero básicamente

implica dos facetas. La primera es su conveniencia económica frente a

Pág. 15


otras alternativas de comunicaciones disponibles, como por ejemplo los

enlaces satelitales. Segundo es la selección adecuada de los

componentes del sistema, a fin de optimizar el costo de inversión frente a

las necesidades actuales y futuras de comunicación.

2. Confiabilidad

Este punto, aunque está íntimamente ligado al anterior, es lo

suficientemente importante per se, que merece un análisis particular.

Se debe fundamentalmente a que el sistema debe contemplar su

utilización en condiciones de uso casi extremas, como puede ser la

implementación en vehículos todo terreno, edificaciones provisorias o

precarias y en navíos.

Ello presenta gran diversidad de condiciones ambientales para su

explotación, así como aquellos efectos de esfuerzos mecánicos,

disponibilidad y variabilidad de sistemas de energía.

A todo ello debe sumarse que el sistema debe ser capaz de sobrellevar

también las condiciones de variabilidad en la propagación de las ondas

electromagnéticas ante los efectos de la geografía, las condiciones

meteorológicas e ionosféricas y la movilidad de las estaciones.

Esta combinación de factores hace que la adopción de los componentes

para el sistema sea crítica, ya que se debe cumplir con premisas

aparentemente contradictorias, como son la economía a la vez que gran

durabilidad y confiabilidad. Por lo tanto el análisis de estas características

será de capital importancia, teniendo especial cuidado en la evaluación de

las diferentes alternativas, así como en los criterios de selección.

Pág. 16


3. Capacidad

Debido al auge de las comunicaciones en el siglo pasado, a su

masificación y a la gran reducción en los costos de la tecnología, hay una

disponibilidad de información casi infinita susceptible de ser transmitida,

como se obtiene de los contenidos disponibles en la Internet.

A ello se agregan las comunicaciones tradicionales, como ser la voz o la

telefonía, fax, teletexto, etc. Así también surgen nuevas aplicaciones que

comienzan a cobrar importancia, como ser la tele supervisión o telemetría

y el telecontrol o telecomando. Aparecen aplicaciones que hacen uso de

datos más densos y críticos, en cuanto a su tratamiento, como son las

imágenes o video, en particular si estas han de mostrar información en

tiempo real o con retardos breves.

Por lo expuesto es que la transmisión de datos en forma digital ha

cobrado un auge muy importante, ya que permite el tratamiento de la

información de manera similar con algunas adaptaciones, modelo este

que se impone por la penetración del envío de datos a nivel de usuarios

particulares, impulsado por la proliferación de ordenadores personales, ya

sean de escritorio o portátiles y últimamente de equipos de telefonía

celular capaces de enviar y recibir una gran variedad de contenidos.

El sistema deberá, entonces, ser capaz de transportar los tipos más

comunes de datos, como ser textos, imágenes, archivos, voz y

eventualmente video de baja calidad. Esto se debe a que hay que acotar

el alcance del sistema de comunicación, ya que la ampliación del mismo

para manejar mayor cantidad de datos, a mayores velocidades y con

mejor calidad implica un incremento en cuanto a calidad de equipos y

costos que escapan a los parámetros impuestos en los apartados

anteriores.

Pág. 17


C. CONTEXTO GENERAL

Esta tesis, se enmarca dentro de las tareas de investigación llevadas a

cabo en el Instituto de Estudios del Medio Ambiente (IEMA), que

dependía del Centro de Investigaciones Superiores (CIS) de la

Universidad de Mendoza, actualmente terminadas sus funciones,

particularmente en los proyectos desarrollados en la Estación Terrena de

Radio y Satelital. La misma actualmente está en el ámbito de la Dirección

de Investigaciones Científicas y Técnicas (DICyT), dependiente también

de la órbita del CIS.

Asimismo, también se ajusta dentro de las actividades de investigación

dentro de la Facultad de Ingeniería (FI) de la UM, específicamente en

aquellas llevadas a cabo en el Departamento de Telecomunicaciones y de

los proyectos susceptibles de ser integrados al convenio de cooperación

suscripto por la Universidad y la Armada Argentina, citado

precedentemente.

D. ALCANCES Y LIMITACIONES

El objetivo de este trabajo es efectuar un estudio pormenorizado sobre las

bases teóricas, desarrollo, integración y viabilidad de implementación de

un sistema de transmisión de datos, de diverso origen, para ser recibidos

y transmitidos por estaciones remotas, móviles o no, en sitios donde no

exista la disponibilidad de medios alternativos, susceptible de cubrir

grandes distancias, haciendo uso de equipamiento disponible

comercialmente, con capacidad de integrarse en un único sistema, simple

y de costos compatibles o inferiores a sistemas similares. Todo ello

haciendo hincapié en la practicidad de instalación, operación y

mantenimiento, a fin de reducir los costos operativos.

Pág. 18


Ello se fundamenta en que no existe una solución comercial integral, y

aquellas soluciones de comunicaciones disponibles son productos

desarrollados para aplicaciones muy específicas, con la consecuente falta

de optimización para usos que no sean estrictamente aquellos para los

que fueron desarrollados.

Adicionalmente se plantean ciertos aspectos de la problemática a tener en

cuenta que justifican el estudio de métodos alternativos, o simplemente la

búsqueda de una solución para las comunicaciones en ciertos usos cuya

situación o necesidades emergentes en los últimos tiempos, hacen

necesario nuevos desarrollos.

Si bien se tendrán en cuenta tanto los aspectos técnicos, como los

económicos, en cuanto a las limitaciones que tiene el presente estudio, la

fundamental es la económica, ya que a pesar de tender a una reducción

de los costos, la implementación de un prototipo son muy onerosos,

siendo necesario para ello la inversión en este aspecto. Esto justifica el

presente estudio, que a su vez es un estudio de factibilidad del desarrollo

de dicha solución tecnológica.

Otro aspecto a considerar es la disponibilidad comercial de los

equipamientos ofrecidos, especialmente teniendo en cuenta que es

tecnología desarrollada fuera del país y en algunos casos tiene

limitaciones en cuanto a su venta, ya que eventualmente son

considerados de valor estratégico y su comercialización está restringida.

Otros aspectos menos relevantes se irán teniendo en cuenta durante el

desarrollo del presente trabajo.

Pág. 19


II. MARCO TEÓRICO Y ANTECEDENTES

A. RESEÑA HISTÓRICA

Las comunicaciones han estado ligadas a la historia de la humanidad

desde sus inicios siendo objeto de desarrollos y estudio permanente. Con

el descubrimiento de los campos electromagnéticos y las diversas

experiencias los científicos comienzan a investigar las acciones a

distancia, siendo James Clerk Maxwell quien formula matemáticamente su

existencia y Heinrich Hertz, quien demuestra experimentalmente su

existencia.

Pero es Guglielmo Marconi quien, hace 111 años, el 14 de mayo de 1987

logra la transmisión de una señal telegráfica en forma inalámbrica

cubriendo una distancia de cuatro kilómetros. Es él mismo quien

desarrolla un sintonizador para que el transmisor y receptor trabajen a la

misma frecuencia.

Estas primeras comunicaciones transmitían señales en codificación

Morse, esto es, señales alternadas de tonos de frecuencia única de mayor

o menor duración que modulan una señal portadora de radiofrecuencia,

separados por intervalos sin modulante. Ya se estaba transmitiendo

información codificada.

Más tarde otros continuaron aplicando e investigando en este campo,

como Edwin Amstrong, que desarrolla en 1918 el receptor

superheterodino, fundamental para las comunicaciones en amplitud

modulada. Así también sienta las bases para el modulador y detector de

frecuencia modulada, en 1939. Ambos sistemas se siguen utilizando hoy

en día sin variaciones en sus principios de funcionamiento.

Pág. 20


Debido a la dificultad de los equipos basados en válvulas de vacío para

alcanzar altas frecuencias, las primeras transmisiones de radio se

efectúan en frecuencia muy bajas, por ello se denomina a la primer banda

de frecuencias de radiodifusión como Alta Frecuencia (High Frecuency –

HF), surgiendo luego las frecuencias más elevadas como la Muy Alta

Frecuencia (Very High Frecuency – VHF), la Ultra Alta Frecuencia (UHF) y

las microondas. Estas últimas denominadas así por expresarse ya no en

unidades de frecuencia, sino en longitudes de onda, que se encuentran

en el orden de los milímetros.

B. ANTECEDENTES

1. Comunicaciones en HF

Las primeras comunicaciones sin hilos se basaron en la transmisión de

información codificada, ya que las mismas utilizaron el código Morse para

el envío de textos. Éstas se realizaron a frecuencias que hoy podríamos

denominar de Alta Frecuencia o HF (Ver apéndice A).

Con el correr del tiempo y la aparición de nuevos sistemas de modulación,

la transmisión de la voz fue cobrando importancia, ya que ponía al

alcance de cualquier persona la interpretación de la información

transmitida, anteriormente limitada a personal con preparación para

decodificar la misma, o sea, interpretar los códigos.

El avance de la tecnología tanto en el campo de las comunicaciones

como en la automatización de sistemas, primero por medios

electromecánicos y luego mediante el uso de la electrónica, permiten el

envío de información codificada, que es traducida en forma inmediata a

un texto escrito. Este sistema se denominó teletexto o TÉLEX en forma

abreviada.

Pág. 21


Sus orígenes datan de 1935, en donde grandes empresas de telegrafía

desarrollaron un sistema que utilizaba la red telefónica para conectar los

equipos, conocidos como teletipos o simplemente Télex, utilizando una

codificación BAUDOT3, predecesor de los actuales códigos ASCII y

EBCDIC.

El Télex creció rápidamente en todo el mundo, inclusive antes que la

telefonía se automatizara, muchos países tenían radio enlaces Télex de

Alta Frecuencia. Estos enlaces se instalaron por los servicios postales y

telegráficos estatales (Postal and Telegraph services – PTT’s),

denominados TOR (Telex On Radio).

El estándar de radio más conocido, el R.44 del ex CCITT (Comité

Consultivo Internacional de Telegrafía y Telefonía), actualmente

denominado ITU-R (International Telecommunication Union – Unión

Internacional de Telecomunicación, en su rama de

Radiocomunicaciones), que poseía multiplexación por división de tiempo

en los canales de radio, con corrección de errores por retransmisión.

Con la aparición de las computadoras personales, en la actualidad sigue

siendo utilizado por algunos servicios bajo la denominación RTTY (Radio

Tele Type), que utilizan interfaces entre el ordenador y la radio de muy

bajo costo y software libre.

RTTY (pronunciado en la jerga como ritty), utiliza una variedad de

diferentes métodos de modulación, siendo el más común en de

conmutación por cambio de frecuencias (Frecuency Shift Keying – FSK).

La combinación de una baja velocidad de transmisión de datos (baud

rate) en conjunto con una robusta modulación FSK hace al RTTY

altamente inmune a muchas formas de interferencias de radio. Ello se

debe en parte porque, al igual que la FM, FSK siempre transmite a

máxima potencia.

Pág. 22


Este sistema sigue siendo utilizado por varias armadas, ejércitos y

servicios diplomáticos en el mundo, así como los reportes meteorológicos

de la Guardia Costera de los Estados Unidos de América y muchos

radioaficionados.

Más tarde la Bell desarrolló una segunda generación de equipos de

transmisión, llamados módems (MOduladores-DEModuladores),

denominado “BELL 101 Dataset”, que es el precursor del módem Bell 103

que lanza el uso compartido de recursos de procesador por tiempo. Lo

revolucionario del 101 es que permitía ser enrutado a redes especiales

llamadas “Servicios de datos de área extendida”.

2. Sistemas de boletines

Un BBS o Bulletin Board System (Sistema de Tablero de Anuncios) es un

software para redes de computadoras que permite a los usuarios

conectarse al sistema a través de Internet, de una línea telefónica, o de

un equipo de radio y utilizando un programa, realizar funciones tales como

descargar software y datos, leer noticias, intercambiar mensajes con otros

usuarios, leer los boletines, etc.

Los tableros de anuncios son en muchas formas un precursor de los

modernos foros del Web y otros aspectos de Internet. Históricamente se

considera que el primer software de BBS fue creado por Ward

Christensen en 1978, mientras que UseNet por ejemplo no empezó a

funcionar hasta el año siguiente.

Fueron muy populares en los años 80 y 90 con más de 300 sistemas

disponibles solo para los usuarios en España en los momentos de mayor

auge. Durante estos años, las BBS se convirtieron en el punto de

encuentro de aficionados a las comunicaciones y desarrolladores de

software. Constituyeron los primeros sistemas públicos de intercambio de

Pág. 23


archivos, incluyendo los primeros programas shareware o los primeros

virus informáticos.

A diferencia de las páginas WEB en Internet, al depender de un

ordenador conectado a un módem, los usuarios tenían que "hacer fila"

mientras el usuario anterior no desconectase una vez terminado, y

liberase la línea, no podía conectarse el siguiente.

Con el auge de Internet de la segunda mitad de los 90 los BBS

decrecieron en popularidad aunque no por ello han desaparecido, hoy

siguen existiendo y se han adaptado a los nuevos tiempos y a Internet,

sirviéndose de la red de redes para facilitar el acceso a los BBS.

Cabe destacar los sistemas unidos por esta red, mantenidos de forma

altruista por sus SysOps (system operators o administradores del sistema)

utilizan un software compatible entre ellos que les permite actuar como

servidor del sistema BBS e intercambiar con otros nodos paquetes de

correo que, moviéndose de nodo en nodo, se distribuyen por todo el

mundo, constituyendo una alternativa de calidad para el correo

electrónico, ajena al spam reinante en foros, news y listas de correo.

Las primeras BBS corrían sobre grandes sistemas (normalmente en

universidades), equipos CP/M u ordenadores, con módems a 300

baudios, lo que hacía exasperantemente lenta la transferencia (un

programa de 64 KB podía tardar hasta 30 minutos en transmitirse). La

aparición de módems a 1200 y 2400 baudios incrementó su popularidad y

comenzaron a crecer. La aparición de los equipos de 16 bits produjo una

migración a las plataformas de cada fabricante, hasta que la caída de

precios de los clones PC (y sobre todo su disco duro notablemente menos

caro, al igual que sus módems internos) supuso la generalización de su

uso en BBS. Al comenzar a estar disponibles sistemas operativos

multitarea como Amiga OS, OS/2, Unix (en sus múltiples variantes),

Pág. 24


Windows 95 o añadidos al MS-DOS como Windows 3.1 aumenta el

número de BBS y otras de horario restringido pasan a 24 horas, al poder

usar los SysOps su propio ordenador en lugar de necesitar de uno

dedicado. Esto coincide en el tiempo con la aparición de los módems de

14.400 baudios, que marcan un salto en la velocidad de las

comunicaciones.

Junto con la aparición de redes de particulares como Fidonet, WWIVnet o

VirtualNET, muchas empresas de informática comenzaron a mantener sus

propias BBS para soporte de sus productos (foros de soporte, parches,

drivers, versiones shareware de Antivirus o compiladores), a la vez que

prolifera el uso de estos sistemas vía radio entre los radio clubes y los

radioaficionados.

Ilustración II-1: LUSAT-1

La Universidad de Mendoza posee en la actualidad un sistema BBS, que

comenzó a operar en el año 1988, utilizando conexiones en las bandas de

HF, VHF y UHF. Inclusive se firmaron acuerdos con AMSAT (radio

AMateur SATellite corporation) de Argentina4, siendo la estación LU1MUM

la primera en recibir y decodificar los parámetros orbitales del primer

satélite argentino de órbita baja (LEO – Lower Earth Orbit) LUSAT-1

puesto en órbita el 20 de enero de 1990. En ella se generaron

Pág. 25


innumerables trabajos a lo largo de los 19 años, siendo los más recientes

presentados en las Jornadas de Ciencia y Tecnología de la Universidad

de Mendoza.

3. Transmisión de datos vía satélite

La transmisión de datos vía satélite han evolucionado desde la puesta en

órbita del Sputnik1 (compañero o satélite, en ruso) el 4 de octubre de

1957, el cuál solo transmitía señales de presión y temperatura codificadas

en forma de tonos de audio en las frecuencias de 20,007 y 40,002 MHz.

En la actualidad la tierra se halla rodeada por una constelación de

satélites artificiales de diversos usos. En particular los de comunicaciones

merecen una referencia en este trabajo.

En general las comunicaciones satelitales cuentan con la ventaja de

proveer alcance en prácticamente toda la extensión del globo, con

algunas salvedades dependiendo del sistema de comunicaciones utilizado

y del tipo de órbita que posean. Brindan comunicaciones en

prácticamente todo el espectro radioeléctrico, pero especialmente en la

banda de UHF y las microondas (Ver apéndice A).

Dentro de las desventajas de estos sistemas se halla fundamentalmente

el costo, muy elevado respecto a otros servicios, justificable solamente

cuando no existen otras alternativas. Si bien hay servicios de bajo costo o

gratuitos la calidad del servicio brindado es deficiente y solo es útil a los

fines de comunicaciones amateur u de muy bajas tasas de transferencia

de información. Por otra parte, todos estos servicios son explotados por

empresas privadas de comunicaciones o agencias gubernamentales, no

pudiendo el usuario, ejercer un control directo sobre las comunicaciones,

creándose una dependencia del operador. Esta dependencia es la que

llevó a evaluar otras alternativas, tal como lo propone el presente estudio.

Pág. 26


C. MARCO TEÓRICO

En este apartado se evaluarán los diversos aspectos teóricos,

tecnológicos y de diseño que deben tomarse en consideración al

momento de efectuar los cálculos y la selección de los componentes del

sistema.

1. Modelo ISO/OSI

El desarrollo de las comunicaciones digitales ha llevado a la creación de

un modelo de referencia aplicable al proceso lógico de un sistema de

comunicaciones. Los sistemas de comunicaciones que emplean los

procedimientos y métodos de comunicación normalizados se denominan

“Sistemas Abiertos” y dicha interconexión se denomina “Interconexión de

Sistemas Abiertos (“Open Systems Interconnection, OSI). Este modelo

concuerda con los principios establecidos por la Organización

Internacional de Normas (“International Standards Organization, ISO) para

la interconexión de sistemas abiertos.

El Modelo de Referencia tiene como objetivos:

1. Especificar una estructura lógica universalmente aplicable que abarque

las necesidades de las aplicaciones del UIT-T

2. Servir de referencia durante el desarrollo de nuevos servicios de

telecomunicación, incluidos los posibles servicios recomendados por el

UIT-T, y la definición de los procedimientos correspondientes

3. Permitir que diferentes usuarios se comuniquen entre sí, solicitando

una reutilización compatible de las características de comunicación

Pág. 27


4. Hacer posible una evolución de las aplicaciones del UIT-T asegurando

una flexibilidad suficiente para que puedan incorporarse los adelantos de

la tecnología y las crecientes necesidades de los usuarios

5. Permitir la comparación de las nuevas necesidades de usuario

propuestas con los servicios de usuario existentes, lo que hará posible

satisfacer las nuevas necesidades de una manera compatible con los

servicios existentes recomendados por el UIT-T.

En su Recomendación X.200, el UIT-T presenta la finalidad, el marco y la

función de la estructura de un modelo de referencia denominado “Modelo

de Referencia ISO/OSI” aplicable al proceso lógico de un sistema de

comunicaciones. Este modelo permite que se definan métodos de

interrelación entre diferentes redes del mismo tipo o de tipos diferentes,

de modo que la comunicación se establezca tan fácilmente por una

combinación de redes como por una sola red

La técnica básica de estructuración del Modelo ISO/OSI es la

estratificación. Con arreglo a esta técnica, se considera que cada sistema

abierto está compuesto lógicamente por un conjunto ordenado de

subsistemas. Los subsistemas adyacentes se comunican a través de su

frontera común. Los subsistemas de un mismo rango N forman

colectivamente la capa N del Modelo ISO/OSI. Un subsistema N consta

de una o varias entidades N en la correspondiente capa N (una entidad N

es un elemento activo de un subsistema N, por ejemplo, un convertidor de

protocolo). Las entidades de una misma capa, pero en diferentes

sistemas, que deben intercambiar información para alcanzar algún

objetivo común, se denominan “entidades pares” y entidades de capas

adyacentes interactúan a través de su frontera común. Por ejemplo, los

servicios que provee la Capa Enlace de Datos a la Capa Red son la

combinación de los servicios de ella misma más los de la Capa Física. En

Pág. 28


general, cada capa N proporciona servicios N a las entidades N+1 de la

capa N+1. Se supone que la capa más alta representa todas las

utilizaciones posibles de los servicios que proporcionan las capas más

bajas.

La capa de mayor nivel sólo asegura servicios a los procesos del usuario

final. En este contexto el término “aplicación” se refiere al conjunto

completo de procesos involucrados en un cierto servicio de usuario, por

ejemplo, el correo electrónico. La forma de prestación de un servicio por

dos entidades situadas, por lo general, en máquinas diferentes, debe

estar bien definida y reglamentada de antemano para que puedan

interactuar las entidades involucradas en la prestación del servicio. La

manera como las dos entidades cooperan para prestar el servicio se

denomina Protocolo. Cada protocolo está concebido para prestar un

servicio único y bien definido, y el conjunto de capas en las cuales se

descompone el sistema es el mismo en cada máquina y cada capa presta

el mismo servicio a la capa inmediata superior. La capa de más bajo nivel,

la Capa Física, es la que está conectada directamente al medio físico de

transmisión.

En la siguiente figura se observa un ejemplo del Modelo de Referencia

ISO/OSI con un nodo intermedio y en el caso de transmisión por

paquetes.

Pág. 29


Ilustración II-2: Modelo de Referencia ISO/OSI

La elaboración de la trama a transmitir es un proceso de

“encapsulamiento”, en el cual cada capa, excepto la Capa Física, agrega

uno o más campos a la información que viene de las capas superiores.

Cada capa considera a los bloques que vienen desde arriba simplemente

como “datos o información” sin preocuparse acerca de su semántica y

sintaxis. La trama final se transmite y en el extremo receptor en cada una

de las capas se toma la acción especificada en los correspondientes

elementos de servicio y transfiere hacia arriba lo que considera como

“datos o información”. La configuración de la trama en cualquiera de las

capas dependerá del tipo de protocolo par-a-par utilizado.

La manera mediante la cual tiene lugar la comunicación en la arquitectura

OSI se muestra en la siguiente figura.

Pág. 30


Ilustración II-3: Conformación de una trama OSI

Las siete capas del modelo tienen funciones específicas dentro de la

lógica de un proceso de comunicación entre dos usuarios. De acuerdo

con estas funciones, las Capas Física, Enlace y Red son las que

intervienen directamente en la transmisión de la información; por esta

razón se dice que ellas desempeñan funciones de red, ejemplificadas en

las figuras que siguen.

Ilustración II-4: Capas de Red del modelo OSI

Pág. 31


Por otra parte, las capas superiores Transporte, Sesión, Presentación y

Aplicación tienen protocolos de alto nivel cuyas funciones están

relacionadas con los usuarios finales, ya que están asociadas con éstos y

no con la red. Para estas capas la red es completamente transparente.

Ilustración II-5: Capas de Usuario del modelo OSI

La Transmisión de Datos propiamente dicha tiene que ver con los cuatro

primeros niveles del modelo de referencia incluyendo la conexión física. A

continuación vamos a definir a grandes rasgos algunas de las

características y funciones de las cuatro primeras capas.

Fases de una Comunicación

En el caso de protocolos orientados a conexión, los servicios que proveen

las diferentes capas deben incluir condiciones para el establecimiento de

la conexión, la transferencia de los datos y la terminación de la conexión.

Las entidades de la misma categoría en cada nivel de la arquitectura OSI

deben primero establecer una conexión, luego efectuar la transferencia de

datos de acuerdo con la aplicación y finalmente terminar o liberar la

conexión.

Pág. 32


Nótese que en cada una de estas fases hay que utilizar las cuatro

primitivas de servicio.

2. Medio Físico

a) Propagación electromagnética

La propagación de las ondas electromagnéticas se debe a la

autogeneración de campos eléctricos y magnéticos variables en el tiempo,

que progresan por el espacio.

James C. Maxwell desarrolló la teoría que explica el fenómeno de

propagación, aún cuando la fuente que inicialmente generó el fenómeno

de la onda electromagnética haya desaparecido, mediante un sistema de

ecuaciones que relaciona los campos eléctrico y magnético y sus

variaciones.

Es bien sabido que las mismas viajan inclusive a través del vacío

absoluto, así como por medios de diferente índole. En general una buena

aproximación suele ser el estudio de las ondas electromagnéticas como

haces de energía, del mismo modo que lo hace la luz –siendo ella misma

una forma de onda– lo cual es válido para frecuencias relativamente

elevadas.

A este modelo se lo denomina óptica electromagnética, cuyas leyes

pueden expresarse en función de las expresiones desarrolladas para

ondas que progresan en el espacio, su refracción y reflexión.

Pág. 33


Ilustración II-6: Modos de propagación de una onda electromagnética

En general un medio cualesquiera está caracterizado por su

conductividad σ, la permitividad eléctrica ε, y la permeabilidad magnética

µ.

Los campos eléctricos y magnéticos pueden ser representados por

vectores, ya que se les puede asignar una intensidad, dirección y sentido

de acción. En la atmósfera, dependiendo de varias condiciones, estos

parámetros varían en el espacio y con el tiempo, pero en particular existe

una capa altamente ionizada, denominada ionosfera, que se comporta de

manera más próxima a un medio semiconductor y cuyas características

difieren sustancialmente de otras capas, normalmente dieléctricas. Algo

similar ocurre en el caso de la tierra, que contiene agua y sales disueltas,

mucho más conductiva que el aire, aún si este presenta altos valores de

humedad.

Pág. 34


En estos casos podemos considerar un medio dieléctrico casi ideal y un

medio conductor no perfecto:

ε1 ≅ ε2

µ1 ≅ µ2

Zo1 = (µ1/ε1)1/2 ≅ (µ0/ε0)1/2=376,7 Ω Zo2 = (jωµ2 /σ2)1/2

Ecuación II-1: Condiciones de refracción en tre un medi dieléctrico y uno conductor

Siendo Zo la impedancia característica, una forma de resumir las

características del medio. Se deberá, además, aplicar la siguiente

relación:

senδ µ1 Zo2 ⎯⎯ = ⎯⎯⎯ senα µ2 Zo1

Ecuación II-2: Expresión general de la Ley de Snell

Lo cual, con las expresiones dadas, puede expresarse:

senδ / senα = (jωµ2 /σ2)1/2 = (ωµ2 /ε2)1/2 ∠45°

Ecuación II-3: Expresión particular de la Ley de Snell para el caso de estudio

Siendo α el ángulo de incidencia y δ el ángulo de refracción, ambos

respecto a la normal a ambas superficies. En estos casos resulta que δ<α

y el ángulo refractado tendrá un valor muy reducido para cualquier ángulo

de incidencia. Se ve que independientemente del ángulo de incidencia,

siempre existe una onda refractada, en dirigida en general

perpendicularmente a la interfase entre los dos medios.

En el caso de la onda reflejada, con β como ángulo de reflexión, siempre

se verifica que:

Pág. 35


senβ = senα

Ecuación II-4: Ley de la reflexión de la óptica

Existe además un cambio de fase en alguno de los campos, dependiendo

de la polarización con la que incida, siendo esta la orientación del campo

eléctrico.

En particular, cuando la dirección del campo magnético es paralela a la

superficie de separación puede demostrarse la existencia de un ángulo de

incidencia tal que no se observa una onda reflejada. En otras palabras la

señal es refractada totalmente. , lo que evitaría el retorno hacia la

superficie terrestre. A este valor particular de α se lo conoce como ángulo

de Brewster ⎯α, cuyo valor surge de la expresión:

Eor

Zo1 cosα - Zo2 cosδ ⎯⎯ = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ = 0 Eoi Zo1 cosα + Zo2 cosδ

Ecuación II-5: Expresión del coeficiente de reflexión

sen ⎯α = [ε1 (ε1 + ε1)]1/2

Ecuación II-6: Ángulo de Brewster para medios no ferromagnéticos

Si la onda incidente está polarizada de una forma cualquiera, es decir con

su campo eléctrico orientado de forma tal que el magnético no es paralelo

a la superficie de separación de ambos medios, existirá un valor de ⎯α

para el que el campo eléctrico reflejado quedará polarizado únicamente

en forma paralela a la superficie de separación.

A este fenómeno se lo conoce como polarización por reflexión.

Pág. 36


b) El canal ionosférico

La Ionosfera es una región atmosférica con elevada densidad electrónica

que permite la transmisión y reflexión de las señales HF. Esta alta

densidad electrónica está relacionada con el índice de refracción y es, por

tanto, la responsable de las sucesivas refracciones que la señal

experimenta al entrar en la Ionosfera y que permiten su propagación. Este

proceso de propagación se puede observar desde dos puntos de vista,

por un lado una visión más detallada, que describe paso a paso el camino

seguido por las señales a través de capas de diferentes densidades

electrónicas e índices de refracción y por otro, una visión general, que

puede ejemplificarse utilizando un modelo geométrico simplificado para

aproximar la trayectoria recorrida desde el transmisor al receptor. Sin

embargo, para un estudio más exhaustivo de la propagación de ondas de

radio, es necesario recurrir a otro tipo de modelos y procedimientos, de

este modo, aparecen las técnicas de trazado de rayos.

Ilustración II-7: Propagación ionosférica

Pág. 37


Asimismo, ha sido preciso introducir los perfiles de densidad electrónica

que reflejan la distribución de la densidad de electrones en las distintas

capas ionosféricas y aportan a este tipo de técnicas, la información del

estado de la Ionosfera necesaria para trazar paso a paso el camino

seguido por la señal. Estos perfiles se calculan a través de modelos o

directamente a partir de los datos experimentales.

También es necesario definir algunos parámetros para caracterizar el

canal ionosférico, es decir, la frecuencia de transmisión de la señal, el

ángulo de elevación, la máxima frecuencia utilizable, la mínima frecuencia

utilizable, los distintos modos de propagación, la absorción de la señal y

las características de la señal recibida.

Lo expuesto anteriormente se debe a que la ionosfera posee un

comportamiento sumamente dinámico, sujeto a la radiación y actividad

solar, variaciones en el campo magnético terrestre, fenómenos

meteorológicos cuyos efectos alcancen las capas superiores de la

atmósfera, etcétera, haciendo que el enlace varíe en forma constante,

incluso en el transcurso de un día.

Esta tarea es sumamente laboriosa y compleja, por lo que necesita de

series de datos estadísticos en series de tiempo sumamente prolongadas,

siendo útil en cuanto se deseen enlazar dos puntos fijos. Si se trata de

unidades móviles, o de diversos puntos fijos distribuidos de forma

arbitraria en regiones de gran extensión el problema se torna mucho más

complejo y escapa a los alcances de este trabajo.

En estos casos la práctica indica el uso de otras técnicas de

comunicaciones.

Pág. 38


c) Técnicas de diversidad

Para superar las variaciones en medio de propagación o canal

ionosférico, es necesario aplicar técnicas que permitan compensar la

variabilidad de éste y por lo tanto del enlace.

La dinámica de la señal en estos casos se conoce con el nombre de

desvanecimiento o fadding, ya que se observa como una variación en la

intensidad de la señal medida en el receptor, que crece o decae

continuamente en forma más o menos rápida, pudiendo descender por

debajo de los umbrales de sensibilidad del equipo receptor o quedar

enmascarada por otras señales o ruido.

Debido a que las condiciones de propagación en un determinado instante

y punto del espacio dependen fuertemente del tipo de señal emitida, una

de las técnicas de diversidad utilizada es la de diversidad de frecuencia. Esta se basa en el uso de dos o más frecuencias para la transmisión de la

información en forma simultánea y aprovechando la dependencia de la

trayectoria con la frecuencia, se logra que el desvanecimiento para ambas

señales sea diferente, si estas están convenientemente separadas en

frecuencia, siendo necesario en el receptor, el sensado de la calidad entre

ambas señales para decidir cuál es recibida con mejor nivel y conmutar a

esta a fin de mantener la mejor calidad de señal.

Esto lleva a la duplicación del equipo de transmisión y a la duplicación del

receptor o el uso de complejas técnicas de conmutación y sensado para

alternar entre señales de distinta frecuencia.

Otra de las técnicas utilizadas es la de la diversidad espacial, donde se

emite solo una señal y se duplican los elementos receptores, que pueden

ir desde la duplicación de los equipos receptores a la duplicación del

Pág. 39


sistema de antenas, mediante el uso de técnicas de conmutación de ellas

mediante la medición de la intensidad de señal.

Si bien a primera vista aparece semejante al sistema anterior en cuanto a

la duplicación de elementos del sistema, existen dos grandes diferencias:

la primera de ellas es que generalmente duplicar el equipo transmisor

suele ser más costoso, ya que es el que utiliza mayor potencia y en

radiofrecuencias el manejo de señales de alta frecuencia y potencias

elevadas, como la utilizadas en HF, suelen incrementar grandemente los

costos de los dispositivos. La segunda es que la medición de la potencia

de la señal recibida puede hacerse por medio del sensado del nivel de

portadora, siendo la complejidad de estos sistemas de una muy baja

complejidad y costo.

d) Aspectos limitantes de la propagación

Los elementos limitativos que hay que tomar en cuenta en el diseño de un

sistema de transmisión son, entre otros:

Atenuación:

La atenuación en la intensidad de la señal es su decrecimiento a medida

que se propaga desde la fuente hasta el extremo receptor. Es una función

de la distancia, del contenido de frecuencia de la señal y de los

parámetros eléctricos distribuidos del medio de transmisión (resistencias,

inductancias y capacitancias).

Ancho de Banda:

Es la cantidad de frecuencias en la banda útil de la señal y está basado

sobre la velocidad de información a transmitir y en el método de

codificación y modulación. El ancho de banda de la señal y el ancho de

banda del canal son dos conceptos distintos. El ancho de banda útil del

Pág. 40


canal generalmente es fijo, es un parámetro físico. Sin embargo, debe

verificarse, para una buena transmisión, que el ancho de banda útil del

canal sea igual o mayor que el ancho de banda útil de la señal. El ancho

de banda del canal influye enormemente en la velocidad máxima de

transmisión y su insuficiencia es la causa de la interferencia

intersimbólica.

En general, la velocidad de transmisión es proporcional al ancho de

banda disponible del canal o medio de transmisión.

Ecos:

Los ecos son producidos por reflexiones de la energía hacia la fuente. En

transmisión de voz, es la repetición de sonidos producidos por corrientes

que regresan por el circuito y que han sido reflejadas por obstáculos

eléctricos, por ejemplo, por desacoplamiento de impedancias. En el caso

de transmisión de datos, es el efecto de una onda reflejada a partir de una

onda primaria, la cual llega a cualquier terminal del circuito con una

amplitud y fase suficientes para ser confundida con una onda primaria. El

eco, igual que en el caso de señales analógicas, se produce por

desacoplamiento de impedancias en el trayecto recorrido por la señal.

Los factores asociados al eco son de gran importancia; estos factores son

la intensidad y el tiempo de retardo (delay) o latencia. En cuanto a la

transmisión digital, el UIT-T ha normalizado todos los aspectos

relacionados con el eco.

Resonancias (“Singing”):

Este es un eco que es muy difícil de controlar y que ocurre generalmente

a las frecuencias para las cuales el circuito o partes de él son resonantes.

Pág. 41


Diafonía:

Es el fenómeno mediante el cual una señal transmitida por un circuito o

canal de transmisión es detectable en otro circuito o canal cercanos. Este

fenómeno puede ser creado por el acoplamiento electrostático o

electromagnético entre canales. La intermodulación en un amplificador no

lineal utilizado en común por varios canales en un sistema a portadora es

también una fuente de diafonía.

Ruido:

Son señales espurias que pueden distorsionar y aún enmascarar la señal

transmitida. Su origen puede ser interno al circuito o externo a él. En

transmisión de datos es de especial importancia el ruido impulsivo, el cual

generalmente es producido por tormentas eléctricas, motores eléctricos y

por la apertura y cierre de contactos en los equipos de señalización y

conmutación. Este tipo de ruido produce cadenas de errores en las

secuencias digitales, denominadas comúnmente “ráfagas de errores”.

Distorsión:

No existen trayectorias de transmisión que permitan la reproducción

perfecta de las señales de entrada. Como en el caso del canal de voz, la

máxima velocidad de transmisión está limitada no solamente por el ancho

de banda del canal sino también por los siguientes parámetros que son de

fundamental importancia:

• La distorsión de atenuación

• La distorsión de retardo de fase

• La fluctuación de fase (“jitter”)

Pág. 42


• La distorsión no lineal

Esta última es producida por la presencia de elementos no lineales en el

sistema (válvulas electrónicas, diodos, transistores, transformadores,

moduladores, etc.).

El gran incremento en la demanda de servicios confiables para la

transmisión de datos tanto a cortas como a largas distancias, ha llevado a

la necesidad de buscar métodos más refinados para la corrección de las

deficiencias normales en la transmisión. De las características señaladas

más arriba, las más importantes en la transmisión de datos son la

distorsión y fluctuación de fase, la atenuación y el ruido impulsivo.

En la transmisión de voz el oído humano puede tolerar la distorsión de

fase y una cantidad limitada de ruido impulsivo. Esto se debe a la

capacidad de resolución del oído, lo cual le permite que las componentes

de frecuencia diferentes sean registradas separadamente con una

dependencia de fase bastante pequeña. Pero en la transmisión de datos

se requiere un alto grado de linealidad fase-frecuencia.

e) Modulación

Las señales producidas mediante los métodos de codificación de

impulsos (PCM), así como las señales de datos de terminales digitales y

dispositivos afines, generalmente no se transmiten a gran distancia en la

forma de señal de banda de base, es decir, tal como se generan, sino que

se transmiten en forma de una señal modulada en forma analógica,

La modulación digital se realiza en un dispositivo denominado “MODEM”

(de las palabras MOdulador y DEModulador) en el cual los dígitos binarios

modulan la amplitud, la frecuencia o la fase de una señal sinusoidal, la

portadora.

Las formas básicas de la modulación binaria mediante portadora

modulada son:

Pág. 43


1. La Modulación Binaria de Amplitud (Amplitude-Shift Keying, ASK)

2. La Modulación Binaria de Frecuencia (Frequency-Shift Keying,

FSK)

3. La Modulación Binaria de Fase (Phase-Shift Keying, PSK)

Ilustración II-8: Señales Binarias Moduladas

Métodos de Desmodulación

Esencialmente hay dos métodos comunes de desmodulación o detección

de señales moduladas con portadora sinusoidal:

1. La “Desmodulación Sincrónica o Coherente”

2. La “Detección de Envolvente”

La desmodulación o detección sincrónica o coherente consiste en

multiplicar la señal modulada recibida por la portadora, generada

localmente, y mediante filtrado pasa bajo se obtiene la señal original

portadora de información.

Pág. 44


Es necesario que la frecuencia y la fase de la portadora local en el

receptor sean idénticas a las de la portadora en el transmisor. Si la

frecuencia y la fase son diferentes, se produce una fuerte atenuación que

puede hacer desaparecer el mensaje. Para evitar esta atenuación se

utiliza dispositivos de sincronización en el receptor a fin de lograr la

coherencia entre las dos portadoras.

Hay que hacer notar que con osciladores de gran precisión puede

mantenerse la identidad entre las dos frecuencias, pero el sincronismo de

fase es muy difícil de alcanzar, particularmente en transmisión a grandes

distancias.

Con la detección de envolvente se evita los problemas de sincronización

de fase y de frecuencia de la detección coherente; sin embargo, la

detección de envolvente no se puede aplicar en sistemas de modulación

de fase, porque el proceso de detección de envolvente elimina la fase de

la señal.

Comparación entre modulaciones binarias

En cualquier sistema de modulación digital la meta de un buen diseño es

la de lograr el mejor compromiso entre la probabilidad de error Pe , el

rendimiento de transmisión ηB , la relación S/N normalizada γ y la

complejidad del equipo. Sin embargo, en la práctica la selección de un

esquema de modulación depende más bien de la aplicación

correspondiente, de los equipos existentes o disponibles, y de los

requerimientos de potencia.

Vamos a comparar los sistemas en relación con la potencia; a este efecto,

suponiendo que la frecuencia de señalización fb (o velocidad de

transmisión Vi(bps)), la probabilidad de error Pe y las condiciones de ruido

son las mismas.

Pág. 45


En la figura se grafica la probabilidad de error Pe en función de γ para

todos los sistemas binarios vistos, donde:

γ =A2 Tb/ 2η

Ecuación II-7: Relación señal a ruido normalizada

es la relación S/N normalizada.

El eje de las abscisas debe entenderse como una función de la potencia

pico recibida (o transmitida) A2, siendo el valor pico A el mismo para todos

los sistemas. La potencia promedio en ASK es A2/4, mientras que es A2/2

en FSK, PSK y DPSK, donde A es la amplitud de la portadora a la entrada

del receptor.

Las curvas de la figura muestran, para un Pe dado, que el sistema PSK es

el que requiere menor potencia, seguido de DPSK, FSK coherente, FSK

no coherente, ASK coherente y ASK no coherente.

Si la comparación se hace en términos de la potencia promedio, entonces

ASK y FSK tendrían las mismas características para un mismo Pe, pero

como el diseño, y por supuesto el costo, de los equipos de transmisión y

recepción dependen más bien de la potencia pico que de la potencia

promedio, la comparación se hace respecto a la potencia pico requerida y

es lo que se ilustra en la figura. Con este criterio, el sistema ASK casi no

se emplea por la alta potencia pico que demanda y por los problemas de

ajuste de umbral; el sistema FSK coherente tampoco se emplea debido

más que todo a los problemas de sincronización de las portadoras

utilizadas.

Pág. 46


Ilustración II-9: Error en modulación binaria

En la práctica, los sistemas más utilizados son entonces el PSK, el DPSK

y el FSK no coherente. Los módems comerciales a menudo trabajan con

estos tres tipos de modulación.

En cuanto a la instrumentación práctica de estos sistemas, los sistemas

PSK, DPSK, FSK y ASK difieren muy poco en lo que se refiere a la

instrumentación del transmisor, pero en el receptor la complejidad

dependerá de si se utiliza detección coherente o no coherente, pues la

detección coherente es, sin duda, más compleja. Entre los sistemas no

coherentes, el DPSK es menos complicado que el FSK no coherente. Por

otro lado, si en el canal se produce “desvanecimiento (fading)” de la señal,

Pág. 47


entonces hay que utilizar sistemas no coherentes debido a la dificultad

para establecer la sincronización local cuando hay perturbaciones en el

canal. Sin embargo, si el transmisor tiene limitaciones severas en cuanto

a la potencia disponible (caso de satélites, estaciones remotas y

comunicaciones espaciales), debe utilizarse los sistemas coherentes ya

que ellos demandan menor potencia que los no coherentes para una

velocidad de señalización y probabilidad de error dadas. En un caso

práctico el diseñador del sistema debe ponderar cada situación y

seleccionar un sistema de acuerdo con las especificaciones que se

establezcan para el proyecto. Sin embargo, podemos establecer algunos

criterios o guías para simplificar el procedimiento de selección. Estas

guías son las siguientes:

1. Si el ancho de banda es el parámetro más importante, los sistemas

DPSK y el PSK son los más apropiados.

2. Si el consumo de potencia es lo más importante, los sistemas más

apropiados son el PSK y el DPSK.

3. Si la complejidad del equipo es un factor limitativo y las condiciones

del canal lo permiten, los sistemas no coherentes son preferibles a

los coherentes.

Una fuente muy importante de información sobre los sistemas de

modulación digital prácticos y sus aplicaciones son los catálogos de los

fabricantes y vendedores de equipos.

Modulación M-aria

La mayoría de los sistemas de transmisión de datos a baja velocidad

opera bajo el principio de la codificación binaria. En tales casos, la

Pág. 48


frecuencia de señalización está limitada a un valor del orden del ancho de

banda del canal de transmisión. Sin embargo, si el nivel de ruido o

cualquiera otra distorsión de la señal lo permite, se pueden transmitir M

valores de amplitud, frecuencia o fase de una portadora sinusoidal. En

esta forma, cada baudio puede transportar más de un bit de información,

es decir, el rendimiento del canal aumenta. Las técnicas M-arias en ASK

y PSK no aumentan el ancho de banda requerido, mientras en FSK M-aria

el ancho de banda requerido es mayor para un mismo incremento en el

“empaquetamiento” de bits. Utilizando las técnicas M-arias se puede

transmitir información, sobre un canal telefónico, hasta 14400 bps con una

velocidad de modulación máxima de 2400 baudios. Velocidades de

información superiores a 14400 bps se pueden lograr pero solamente

mediante compresión de datos. Por ejemplo, el Módem UIT-T V.32

permite la transmisión, sobre un canal telefónico, a una velocidad de 9600

bps y con una velocidad de modulación máxima de 2400 baudios; con

técnicas de control de error y compresión de datos puede llegar hasta 56

Kbps, como es el caso del Módem UIT-T V.90.

En los enlaces de microondas usualmente se utiliza PSK 4-ario y 8-ario;

por ejemplo, se utiliza PSK 4-ario en el sistema satelital SPADE para la

transmisión de señales de voz en PCM mediante el satélite INTELSAT,

con una velocidad de transmisión de 64 kbps y un ancho de banda de 38

kHz.

En la práctica pocas veces se encuentra un canal que tenga el ancho de

banda exacto para transmitir una señal mediante técnicas binarias.

Cuando el ancho de banda es el factor limitativo, se utiliza técnicas M-

arias para transmitir información sobre el canal pasa banda.

Aún cuando el canal tenga un ancho de banda mayor que el requerido en

modulación binaria, las técnicas m-arias se utilizan para mejorar la

inmunidad al ruido aunque se aumente la demanda de potencia; pero, por

otro lado, se aumenta el rendimiento de transmisión por el canal. En

Pág. 49


resumen, las técnicas PSK y DPSK M-arias conservan el ancho de banda

aunque se aumenta el requerimiento de potencia, mientras que las

técnicas FSK M-arias consumen menor potencia pero aumentan el ancho

de banda requerido. Los sistemas más utilizados en la práctica son el

PSK M-ario, el DPSK M-ario y el FSK M-ario de Banda Ancha.

En los sistemas binarios, hemos visto, el modulador procesa cada dígito

binario de duración Tb asignándole una cualquiera de dos señales

diferentes, siendo la velocidad de transmisión:

Vi = 1/Tb (bps)

Ecuación II-8: Velocidad de transmisión en sistemas binarios

En los sistemas M-arios el mecanismo de modulación es similar. En

efecto, el modulador M-ario procesa, en el mismo tiempo Tb , bloques de

L dígitos binarios asignándole a cada bloque distinto una cualquiera de M

señales diferentes posibles, de acuerdo con la relación:

M = 2L

Ecuación II-9: Orden del sistema de modulación

La velocidad de transmisión ha aumentado L veces, es decir, ahora es:

Vis = L.Vi (bps)

Ecuación II-10: Velocidad de transmisión para sistemas M-arios

pero se habrá introducido algunas restricciones sobre la potencia y el

ancho de banda de la señal transmitida, factores que dependerán del

esquema de modulación utilizado.

Codificación y modulación compuesta

Pág. 50


Codificación

Se puede demostrar que la máxima velocidad de modulación (en baudios

o impulsos por segundo) que un canal ideal puede soportar es del orden

del ancho de banda del canal, y los canales de voz, cuyo ancho de banda

es de aproximadamente 3 Khz., pueden transmitir teóricamente hasta

3000 baudios. Los canales reales, debido al ruido y a los diferentes tipos

de distorsión, tienen un ancho de banda efectivo mucho más angosto.

Cuando los datos se transmiten a velocidades relativamente bajas (hasta

1200 bps), la señal modulada puede llevar la información en forma

binaria. En general, el contenido de información de una señal codificada

se puede expresar mediante la expresión:

I = log2 m (bits)

Ecuación II-11: Tasa de información

donde I es la cantidad de información, en bits, y m el número de estados

posibles.

En el caso binario m = 2 y la información transmitida es de 1 bit por

impulso o por baudio. Nótese que la palabra “bit” es una medida de la

cantidad de información, pero como la palabra “bit” viene de la

contracción inglesa “binary digit”, se ha generalizado el uso de la palabra

“bit” para indicar también el impulso o dígito binario. Se debe estar atento

a esta situación un poco ambigua y diferenciar cuándo la palabra “bit”

significa “cantidad de información” y cuándo significa “impulso o dígito

binario”.

Se puede demostrar también que si los impulsos tienen una duración Tb,

la velocidad de información se puede expresar en la forma:

Pág. 51


Vi = (1/ Tb) . log2 m = Vb . log2 m (bps)

Ecuación II-12: Velocidad de información

donde Vb=1/Tb es la velocidad de modulación, en baudios. Nótese que

en el caso binario, las velocidades de información y de modulación son

iguales numéricamente.

3. Protocolos de transmisión de datos

Cualquier estudio o aplicación de los principios de la transmisión de datos

es difícil sin una comprensión clara y precisa de los términos utilizados.

En primer lugar vamos a definir lo que es la comunicación digital.

La Comunicación Digital es la estructura necesaria para transportar

información codificada desde un punto a otro punto. Estos dos puntos

pueden estar separados en el tiempo o en la distancia, y desde el punto

de vista del usuario final de la información, la transmisión sin falla de la

información tiene un valor agregado de gran importancia.

Un aspecto fundamental a considerar, es el sistema de transmisión de

datos, debido a que existe una gran diversidad de estructuras de

protocolos.

Cada una de ellas tiene fortalezas y debilidades que deben evaluarse en

relación al ámbito y condiciones externas en las cuales van a ser

utilizados.

Uno de los aspectos condicionantes es el medio por el cual van a ser

transmitidos los datos, ya que el éste condiciona ciertos aspectos de la

estructura de los datos transmitidos y que pone a prueba la robustez de

los protocolos en cuanto a la fiabilidad y velocidad de la información

transferida.

Pág. 52


Otra faceta a observar es la difusión de las estructuras de protocolos ya

que mientras más conocida sea, tanta más información puede obtenerse

al respecto, mayor el conocimiento sobre los diversos aspectos de la

misma y menores las posibilidades da fallos en la aplicación de esta.

Bajo esa perspectiva, teniendo en cuenta que es deseable una cierta

capacidad para transmitir datos que requieren una tasa de transferencia

considerable y que la variedad de los datos a enviarse es amplia se

considerarán solo aquellos sistemas de transmisión de datos que se

ajusten a estos objetivos.

a) Conceptos básicos

Uno de los conceptos a tener en cuenta es la velocidad de transmisión.

Por consiguiente se hace necesario definir las velocidades de transmisión

y evitar la confusión que se ha creado. Un ejemplo muy común es la

confusión entre el baudio, el bit y el bit por segundo (bps).

El baudio es un parámetro de naturaleza eléctrica que representa la

velocidad de modulación o velocidad básica de transmisión en impulsos

por segundo y está muy relacionado con el ancho de banda del canal.

Estrictamente hablando, el baudio es un enunciado de la velocidad de

señalización e indica cuántos impulsos de portadora son apropiados para

transmitir información por unidad de tiempo sobre un canal dado.

Por otro lado, el bit es la unidad de información y es una medida de la

cantidad de información contenida en un mensaje dado y que puede

transmitirse mediante impulsos o en cualquier otra forma. El baudio no se

refiere entonces a la cantidad o flujo de información; la cantidad de

información que se puede “empacar” en cada baudio se representa por el

número de bits por baudio, y la velocidad o flujo de la información se

expresa en bits por segundo (bps).

Pág. 53


La velocidad de modulación en un canal dado generalmente es fija,

mientras que la velocidad de la información puede ser variable. En un

sistema estrictamente binario sucede que cada impulso contiene un bit de

información, de modo que en este caso la velocidad de la información, en

bps, y la velocidad de modulación, en baudios, es la misma.

Otro parámetro importante entonces es conocer la capacidad del medio o del canal. En efecto, los medios de transmisión están expuestos a

diversas perturbaciones propias del mismo que alteran las señales de

datos en el curso de la transmisión produciendo errores en el punto de

destino de la información. Para caracterizar esta situación, Shannon

[Shannon, 1948] demostró que la capacidad de transmisión de un canal,

en bps, venía dada mediante la expresión

C = B+ log2 (1+ S/N) [bps]

Ecuación II-13: Capacidad de canal

donde S es la potencia promedio de la señal, N la potencia promedio del

ruido y B el ancho de banda del canal. Esta expresión, conocida como

“Ecuación de Hartley-Shannon”, permite determinar el flujo máximo de la

información sobre un canal en términos de tres parámetros (S, N y B)

conocidos o fácilmente cuantificables.

b) Modos de transmisión

Cuando se transmite información sobre un canal digital se utiliza dos

categorías o modos de operación: el modo de operación asincrónica y el

modo de operación sincrónica.

Operación Asincrónica

En el modo de operación asincrónica se transmite un carácter de código a

la vez. Cada carácter de código incluye dígitos de arranque, paridad y

Pág. 54


parada, denominados “dígitos redundantes”. Estos dígitos redundantes

indican al receptor el comienzo de un carácter, dónde termina y un dato

adicional (la paridad) para efectos de detección de error; todos los dígitos

tienen la misma duración excepto el de parada cuya duración es variable

(una, una y media o dos veces la duración de los otros) según la

aplicación. El carácter de código contiene también de 5 a 8 dígitos de

información; este campo de información permite entonces codificar la

información en Baudot, ASCII o en EBCDIC. La longitud máxima del

carácter de código es de 11 dígitos binarios.

Ilustración II-10: Caracter de Operación Asincrónica

La transmisión asincrónica se utiliza muchas veces cuando por los

terminales se transmite los caracteres uno a uno; la velocidad de

transmisión de los octetos es variable.

La operación asincrónica se emplea bastante pues las interfaces son más

sencillas y económicas, y es aplicada cuando los datos se transmiten a

baja velocidad y a intervalos aleatorios.

Operación Sincrónica

En aplicaciones donde se necesita altas velocidades de transmisión se

utiliza el modo de operación sincrónica. En este modo de operación a los

caracteres de código se les elimina los dígitos redundantes y los

Pág. 55


caracteres se agrupan en tramas o formatos precedidos y/o terminados

por caracteres especiales de sincronización como, por ejemplo, el

carácter ASCII SYN o un carácter de la forma 01111110 denominado

“bandera”. Este método de transmisión es el más utilizado y se emplea

para velocidades de 2400 bps en adelante, tanto en semidúplex como en

full dúplex.

Ilustración II-11:Trama en Operación Sincrónica

Los caracteres SYN, SOH y EOT son caracteres de control.

Las señales de sincronización establecen el ritmo o cadencia entre el

transmisor y el receptor, de manera que ellos estén de acuerdo de que

ocho dígitos u octeto, por ejemplo, constituyen un carácter. La velocidad

de transmisión es constante. Este es el modo de transmisión utilizado en

los protocolos de comunicación, como veremos más adelante.

Operación Semidúplex, Fulldúplex y Simplex

Como ya lo hemos señalado anteriormente, en operación semidúplex

(Half Duplex – HDX) los datos se intercambian alternativamente entre la

fuente (A) y el destino (B); la trayectoria de transmisión puede ser una

línea de dos o cuatro conductores. Si la trayectoria es por radio, se utiliza

una sola frecuencia, lo que representa un ahorro de equipamiento y

utilización del espectro radioeléctrico.

Pág. 56


Cuando se transmite en semidúplex, es necesario tener en cuenta el

tiempo necesario para que el canal se estabilice antes de invertir el flujo

de información. A fin de proteger al sistema contra los ecos producidos

por una transmisión anterior, debe dejarse transcurrir un cierto tiempo en

el terminal que está recibiendo antes de empezar a transmitir. El lapso

comprendido desde el momento que el transmisor de origen deja de

transmitir y el momento en que el transmisor de destino se activa, se

denomina “tiempo de silencio o tiempo de retorno (turn-around time)”.

Con la operación Simplex (SX) la transmisión es en un solo sentido. La

televisión comercial, la radiodifusión y la transmisión de un instrumento de

medida son ejemplos de transmisión Simplex.

En operación full dúplex (FDX) el flujo de información es simultáneo en

ambos sentidos. Si la línea es de cuatro conductores, dos conductores

transmitirán en un sentido y los otros dos en sentido contrario; la

frecuencia puede ser la misma. Si la línea es de dos conductores,

entonces hay que hacer un multiplexación en frecuencia, es decir, en una

dirección se transmite a una frecuencia o banda dada, mientras que en la

otra dirección se transmite a una frecuencia o banda diferente; igualmente

si la transmisión es por radio.

Transmisión Punto a Punto y Multipunto

La configuración básica de la mayoría de los sistemas de transmisión de

datos está conformada por un computador o procesador central con

terminales en línea punto a punto o en multipunto.

Esta situación introduce la noción de “Estación Primaria o Maestra” que

controla los enlaces, y de “Estaciones Secundarias o Esclavas” que

solamente responden a la Maestra. Una vez establecido el enlace, la

Maestra puede iniciar el flujo de datos sea mediante interrogación (polling)

Pág. 57


o mediante selección (selecting). El polling es un comando mediante el

cual la Maestra le solicita a una o varias Esclavas que transmitan algún

tipo de información. La selección es una notificación a una o varias

Esclavas de que estén listas para recibir información.

En los sistemas de telemetría y telecontrol generalmente se opera en el

denominado Modo de Respuesta Normal (NRM), en el cual todas las

estaciones secundarias están subordinadas a la estación principal y no

efectúan ninguna operación que no sea solicitada por la estación

principal. Este es el Sistema Maestra/Esclava.

Ilustración II-12: Configuración Punto-Multipunto

Técnicas de Multiplexado

En las secciones anteriores se ha discutido varias de las técnicas de

transmisión en términos de su habilidad para transportar información

generada por una sola fuente. Pero en la práctica es necesario enviar

simultáneamente una gran cantidad de mensajes diferentes por un medio

de transmisión dado. El proceso de operación multicanal permite,

mediante las técnicas llamadas de múltiplex o multiplexado, combinar

en el transmisor los mensajes de varias fuentes de información,

Pág. 58


transmitirlos como un solo bloque y luego separarlos en el receptor. Como

solamente se necesita un transmisor y un receptor, aunque mucho más

complicados, una ventaja de la operación multicanal es la disminución de

equipo y, por supuesto, costo. La banda de frecuencias o intervalo de

tiempo asignado a cada mensaje individual se denomina comúnmente

canal.

Hay tres formas de multiplexado que son de interés:

1. Multiplexado por División de Frecuencia (Frequency-Division

Múltiplex, FDM)

2. Multiplexado por División de Tiempo (Time-Division Múltiplex,

TDM)

3. Multiplexado por División de Código (Code-División Multiplex,

CDM)

El sistema FDM, el cual es directamente aplicable a señales continuas, en

esencia consiste en colocar lado a lado, mediante modulación y sin

solapamiento, los espectros de las señales con mensaje individuales y

formar así un espectro compuesto o señal de banda de base compuesta

que se transmite; las señales se reparten el ancho de banda disponible

del canal de transmisión. En la figura se muestra el mecanismo del

multiplexado por división de frecuencia (FDM).

Pág. 59


Ilustración II-13: Multiplexado por División de Frecuencias

El sistema TDM combina, en el tiempo y sin solapamiento, los valores de

muestra, codificados o no, de los mensajes individuales; el tiempo es

compartido por las señales individuales. La transmisión de cada muestra

ocupa todo el ancho de banda del canal pero sólo una parte del tiempo,

pudiéndose aprovechar el intervalo entre muestras para transmitir las

muestras de otras señales mensaje. La separación de las señales

individuales en el receptor se efectúa mediante circuitos de sincronización

apropiados. En la figura próxima se muestra el mecanismo de

multiplexado por división de tiempo.

El Multiplexado por División de Código (Code-Division Multiplex – CDM),

también conocido como Acceso Multiple por División de Códigos (Code-

División Múltiple Access - CDMA) es una forma de dividir el medio

utilizando diferentes secuencias de códigos seudo-aleatorios para cada

usuario. CDM es una forma de transmisión de espectro expandido

(Spread Spectrum) ya que el código modulado por la señal tiene un ancho

de banda mucho mayor que los datos a ser transmitidos.

Pág. 60


Ilustración II-14: Multiplexado por División de Tiempo

Una forma de simplificar la idea es imaginar una habitación llena de gente

hablando al mismo tiempo, pero cada conversación independiente

utilizando un idioma diferente. Cada grupo que utiliza el mismo idioma se

entiende entre si, mientras que no interfiere con la comunicación de otros

grupos, mientras todos ocupan el mismo canal. De esta forma hay

muchos códigos ocupando el mismo medio, pero solo aquellos usuarios

asociados a un código en particular pueden comunicarse entre sí.

Esta forma de CDM se la conoce como CDMA sincrónica y hace uso de

una propiedad matemática aplicada a los códigos denominada

ortogonalidad. Esta técnica requiere un buen sincronismo para el uso de

los códigos, así como de un estricto control de potencia en los terminales,

debido a que las transmisiones de otros códigos son percibidas por cada

receptor como ruido de banda ancha.

c) Características de los protocolos a nivel físico

Redes inalámbricas

En las redes cableadas, un destino es equivalente a una ubicación física,

mientras que en redes inalámbricas esto es raramente así.

Pág. 61


En general se pueden destacar ciertas características que distinguen a

este tipo de medios:

1. El medio no tiene límites absolutos u observables, fuera de cada

estación.

2. Es desprotegido frente a señales externas.

3. La comunicación es significativamente menos confiables que en

medios cableados.

4. Su topología es dinámica

5. Falta de conectividad completa. No es válido asumir que las

estaciones pueden recibirse todas entre si. Algunas pueden estar

escondidas para otras.

6. Condiciones de propagación asimétricas y variables en el tiempo.

7. En la banda de HF los canales tienen poca capacidad, es decir

ancho de banda y velocidad de señalización.

8. Los protocolos con gran cantidad de overhead,, así como las

retransmisiones consumen aún más recursos del medio.

Las funciones de los protocolos de capa física deben consistir al menos

de dos tipos de funciones, a saber:

1. Una función de convergencia, que adapte las capacidades del

sistema dependiente del medio a los servicios de capa física. Entre

otras cosas, significa mapear la información de capas superiores a

formatos compatibles para transmitir y recibir datos e información

de gestión entre dos estaciones.

Pág. 62


2. Un sistema dependiente del medio físico que defina las

características y métodos para transmitir y recibir datos a través de

un medio inalámbrico.

d) Protocolos de transmisión a nivel de enlace

El intercambio de información en un sistema de transmisión de datos

exige una serie de pasos bien definidos o diálogo entre las estaciones

transmisoras y receptoras. Estos pasos o fases implican diversos

procedimientos:

• La elaboración de un formato para el “encapsulamiento” de la

información.

• La determinación o selección de un enlace dado entre dos

estaciones adyacentes.

• La petición o demanda para transmisión o recepción de

información.

• La verificación de que la información recibida no contiene errores.

• La repetición de una trama de información que ha sido recibida con

errores.

• El control del flujo de la información.

• La transmisión transparente de la información.

• La detección de Tiempo Cumplido (“time-out”).

• La finalización de la transmisión.

Pág. 63


• La supervisión, control y sincronización de las estaciones en el

caso de transmisión sincrónica

El intercambio de información entre estaciones se efectúa mediante la

ayuda de los Protocolos de Comunicación tanto en sistemas punto a

punto como en sistemas multipunto,

e) Protocolos de transmisión a nivel de red

Estos protocolos a primera vista, no se ven afectados por el tipo de medio

elegido, ya que cuentan con los servicios de la capa de enlace que

enmascara los requerimientos típicos del medio elegido, haciendo uso de

las primitivas de la capa física y ofreciendo a su vez los servicios a la capa

de red.

Si bien en la teoría esto es cierto, hay ciertas limitaciones del medio físico

que afectan, si bien indirectamente, al los procedimientos y aplicaciones

del usuario.

Quizás la más intuitiva es la capacidad del medio, lo que se traduce, en

definitiva, como la velocidad de transmisión de información en forma

confiable, tolerada por el medio. Por ello es que es deseable que estos

protocolos posean una buena relación entre los encabezados (overhead)

para la gestión del intercambio de información, frente a la capacidad de

transporte de información del usuario o carga útil (payload).

Otro aspecto importante a considerar, según lo expresado al inicio del

presente trabajo, es que el mismo debe ser de amplia difusión, abierto en

cuanto a su operación y simple en la implementación.

Pág. 64


D. MARCO NORMATIVO Y LEGAL

A las características técnicas, hay que agregar los aspectos normativos y

legales vigentes en el país, como así los internacionales, debido a que los

sistemas inalámbricos tienen la particularidad ya mencionada de poder

viajar en forma teóricamente indefinida, por el aire y por lo tanto

transponer límites y fronteras, lo que podría suponer la interferencia con

servicios similares en otras regiones del globo.

Es por ello que desde sus inicios, distintas entidades, respaldadas por la

mayoría de los países se han encargado de reglamentar la distribución,

uso y aplicaciones del espectro radioeléctrico, en particular en la

transmisión aeroespacial.

Asimismo cada país cuenta con reglamentaciones y normativa propia,

ajustada a acuerdos internacionales, que rigen, limitan y garantizan el uso

de tales sistemas.

A continuación se detallarán las normas, recomendaciones y legislación

vigente más importante en lo que respecta al presente trabajo.

1. Entidades internacionales

El sector de las telecomunicaciones, que comprende a las

radiocomunicaciones, está organizado a nivel internacional en el marco

de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), que se ocupa

de la coordinación y la gestión del espectro de frecuencias en el plano

mundial entre la UIT y las administraciones nacionales existen dos tipos

de organizaciones que también participan en las cuestiones relativas a las

frecuencias, en el plano regional o mundial.

En el plano regional, se han creado organizaciones que agrupan a las

administraciones y asocian, en su caso, a los industriales y operadores de

Pág. 65


radiocomunicación y tienen por objetivo elaborar posiciones comunes con

miras a preparar las decisiones de la UIT, armonizar las atribuciones

nacionales de frecuencias dentro del marco relativamente flexible fijado

por la UIT, para permitir la introducción coordinada de nuevos servicios, o

armonizar las normas y los procedimientos de homologación de los

equipos para su libre circulación y utilización en los países

correspondientes.

Tanto en el plano mundial como regional, existen también organizaciones

internacionales especializadas en diferentes sectores de actividad que

utilizan las radiocomunicaciones y que, por consiguiente, dependen de la

disponibilidad de este recurso. Estos sectores son la aviación civil, la

marina, la meteorología, las organizaciones de defensa, la radiodifusión,

los radioaficionados, la radioastronomía y la investigación.

Por último, la Organización Mundial del Comercio, en el marco del

"Acuerdo General sobre el Comercio de Servicios" (AGCS), a la vez que

reconoce los derechos soberanos que tienen los Estados de administrar

las frecuencias en función de sus propios objetivos, prosigue la

elaboración de los instrumentos necesarios para que el ejercicio de ese

derecho no conduzca a la creación de verdaderos obstáculos al comercio

de servicios entre sus miembros.

En ese contexto, la elaboración de normas de alcance regional o mundial

constituye una de las herramientas fundamentales para promover una

utilización eficaz y económica del espectro y el desarrollo de los servicios

de radiocomunicaciones.

a) Principios internacionales en materia de utilización del espectro

El espectro de las frecuencias radioeléctricas constituye un recurso

natural inagotable, que se encuentra disponible, tanto en todos los países

Pág. 66


como en el espacio exterior. Con motivo de la interferencia perjudicial que

toda estación radioeléctrica de emisión puede ocasionar a usuarios del

espectro situados en la Tierra o en el espacio, se considera que el

espectro es un bien común de la humanidad, y que es conveniente

administrarlo de manera racional y coordinada entre todos los países. Es

con este criterio que desde hace más de un siglo la Unión Internacional

de Telecomunicaciones elabora instrumentos jurídicos relativos a la

utilización del espectro sobre la base de los principios fundamentales

siguientes:

a. A la vez que se reconoce plenamente a cada Estado el derecho

soberano de reglamentar sus telecomunicaciones, evitar las

interferencias perjudiciales entre las estaciones de

radiocomunicación de los diferentes países.

b. Mejorar la utilización del espectro de frecuencias radioeléctricas

para los servicios de radiocomunicación y de la órbita de los

satélites geoestacionarios y demás órbitas.

c. Facilitar la normalización mundial de las telecomunicaciones, con

una calidad de servicio satisfactoria y armonizar el desarrollo de

los medios de telecomunicación, para utilizar óptimamente las

posibilidades que ofrecen.

d. Estimular la cooperación y la solidaridad internacionales.

El Reglamento de Radiocomunicaciones de la UIT (RR) constituye el

principal marco reglamentario en el que los Estados se comprometen a

poner en práctica los servicios de radiocomunicación y la herramienta

básica para la utilización de las frecuencias en el plano internacional.

Tiene valor de tratado internacional, y se revisa periódicamente

(aproximadamente cada tres años) en las Conferencias Mundiales de

Pág. 67


Radiocomunicaciones (CMR), en las que participan la mayoría de los

países Miembros de la UIT.

El RR especifica particularmente las bandas de frecuencias atribuidas a

los diferentes servicios de radiocomunicación, las condiciones

reglamentarias y los procedimientos que deben emplear las

administraciones para establecer las estaciones radioeléctricas que

permiten suministrar esos servicios. El principio que rige todas esas

disposiciones es que cada vez que se utilice una nueva frecuencia, se

debe velar por no producir interferencia perjudicial a los servicios

brindados por estaciones que utilizan frecuencias asignadas de

conformidad con el RR e inscritas en el Registro Internacional de

Frecuencias.

El objetivo del RR, tal como ha sido perfeccionado por las sucesivas CMR

desde hace unos 50 años, es dejar a cada país la mayor libertad posible

en materia de utilización del espectro. En particular, el Cuadro de

atribución de las bandas de frecuencias (artículo 5) autoriza en cada

banda varios servicios de radiocomunicación, que no son forzosamente

compatibles entre sí localmente, pero entre las cuales cada país puede

escoger el que desea utilizar en su territorio. Las disposiciones

reglamentarias y los procedimientos del RR permiten luego que cada

país, en su caso, coordine las estaciones de los servicios escogidos con

las de otros países que podrían resultar afectados, para obtener de esta

manera la máxima eficacia en la utilización del espectro.

b) Tratados o Acuerdos multilaterales

Los acuerdos que vinculan a los Estados Miembros en el marco de la UIT

constituyen la base de la gestión del espectro en el plano mundial. Si bien

se admite que la utilización del espectro radioeléctrico incumbe a la

soberanía de los Estados, para que esa utilización sea eficaz es

Pág. 68


necesario reglamentarla y, por lo tanto, limitar esa soberanía; los

acuerdos internacionales de la UIT son los instrumentos fundamentales

de alcance mundial en virtud de los cuales los Estados se comprometen a

respetar reglas comunes de distribución y utilización del espectro, con

miras a una utilización eficaz y un acceso equitativo al espectro.

Los instrumentos de la UIT, por lo menos los pertinentes a la gestión del

espectro, son la Constitución (CS), el Convenio (CV) y, principalmente,

el Reglamento de Radiocomunicaciones (RR). Es importante observar

que esos instrumentos sólo comprometen a los Estados entre sí y, por

tanto, no son aplicables directamente a los particulares, operadores o

demás interesados en la utilización del espectro. No obstante, en aras del

respeto de esos compromisos, cada Estado debe transmitir de manera

adecuada (legislación, reglamentación, cláusulas en las licencias y

autorizaciones) esa obligación a los usuarios del espectro (operadores,

administraciones, particulares, etc.).

Como ejemplo podemos mencionar a la CITEL (Comisión Interamericana de Telecomunicaciones)

2. Normas nacionales

El espectro radioeléctrico es un bien que pertenece al dominio público del

Estado. A ese respecto, el espectro está sujeto a un derecho específico y

debe ser administrado con el objetivo de obtener el mayor beneficio

posible para toda la colectividad.

Por ello, tanto el Estado como los operadores autorizados del espectro

tienen derechos y obligaciones y son responsables en caso de

incumplimiento de esas obligaciones.

Pág. 69


a) Derechos, obligaciones y responsabilidad del Estado

Atribución del espectro y disposiciones conexas

Corresponde al Estado, o a una autoridad reglamentaria delegada por

éste, distribuir las bandas de frecuencias entre los usos gubernamentales

o administrativos, el sector audiovisual y las telecomunicaciones del

sector comercial e industrial privado. Para efectuar esa distribución se

tienen en cuenta los compromisos internacionales del Estado.

En la Argentina esta responsabilidad recae en la Comisión Nacional de Comunicaciones (CNC) que depende de la Secretaría de Comunicaciones (SeCom).

La CNC es quien debe establecer y actualizar el cuadro nacional de

atribución de las bandas de frecuencia y el registro nacional de

frecuencias que contiene las asignaciones de frecuencias.

Esta autoridad coordina la instalación de estaciones radioeléctricas en el

territorio nacional, a fin de garantizar una utilización óptima de los lugares

disponibles que permita alcanzar la mejor compatibilidad electromagnética

de conjunto.

Utilización de las frecuencias para señales audiovisuales y telecomunicaciones del sector comercial e industrial privado

La utilización de frecuencias radioeléctricas en el territorio nacional para

transmitir o para transmitir y recibir señales, está sujeta a una autorización

administrativa (licencia). La CNC expide las autorizaciones individuales de

explotación del espectro en el territorio nacional mediante la atribución de

determinadas frecuencias.

Pág. 70


En el caso de estaciones radioeléctricas situadas en puntos

extraterritoriales (mar, espacio), la CNC puede, asimismo, expedir

autorizaciones, de conformidad con los acuerdos internacionales.

El Estado puede exigir a los operadores autorizados que paguen una

compensación monetaria por el derecho a utilizar el espectro que otorga.

La CNC define las normas o requisitos esenciales relativos a:

• la salud pública;

• la compatibilidad electromagnética;

• una utilización eficaz del espectro atribuido a las

radiocomunicaciones terrestres o espaciales y de los recursos

orbitales, a fin de evitar las interferencias perjudiciales.

Los equipos radioeléctricos cuya utilización esté autorizada en el territorio

nacional deberán ajustarse a esas normas o requisitos esenciales.

b) Derechos, obligaciones y responsabilidades de los operadores autorizados

La autorización (o licencia) no confiere la propiedad de una parte del

espectro, sino solamente el derecho de utilizarlo durante un periodo de

tiempo que se precisa en la autorización, y de conformidad con las reglas

que figuran en un pliego de condiciones anexo a esa autorización.

El Estado o la autoridad delegada pueden limitar el número de

autorizaciones de acceso al espectro debido a limitaciones técnicas

inherentes a la disponibilidad de las frecuencias.

Pág. 71


3. Legislación vigente

En la Argentina se encuentra vigente la Ley de Telecomunicaciones n°

19.798. La Ley Nacional de Telecomunicaciones N° 19.798 se transcribió

de la publicación del Boletín de la Subsecretaría de Comunicaciones n°

9174, del 1 de septiembre de 1972. La presente Ley fue además

publicada en el Boletín Oficial n° 22.489, del 23 de agosto de 1972.

La Ley Nacional de Radiodifusión, N° 22.285/80 derogó el Capítulo V del

Título III, el Capítulo II del Título IV y todas las disposiciones del Título Vll

referidas a Radiodifusión, de la presente Ley.

El Decreto N° 59/90 excluyó de la dicha Ley los artículos 4° inciso a) y b),

14, 18, 29, 37, 55, 67, 128, 130, 131, 141, y 142.

La Ley N° 24.687 (BO. 28480 del 17/9/96) modificó el artículo 54 de esta

Ley.

Además se estableció un programa de acuerdo a lo expuesto en los

Decretos PEN 92/97 (Rebalanceo tarifario) Decreto PEN 264/98 y 266/98

y en las resoluciones SC 49/97 y 16200/99 (Plan Nacional de Licencias).

a) Creación de la CNC

Por el Decreto Nº 521/2002 el Poder Ejecutivo Nacional dispuso la

intervención de la COMISIÓN NACIONAL DE COMUNICACIONES por el

período de vigencia de la Ley de Emergencia Pública y de Reforma del

Régimen Cambiario Nº 25.561, motivado por razones operativas y

funcionales para proceder de manera eficaz a su reorganización.

La CNC fue creada por el Decreto 660/1996 a partir de la fusión de la

CNT y la CNCT; y funciona como organismo descentralizado de la

Secretaría de Comunicaciones de la Nación.

Pág. 72


Su estructura organizativa fue aprobada por Decreto 1626/96 y sus

competencias específicas están definidas en el Manual de Misiones y

Funciones (Res. CNC 2065/99)

Sus objetivos son:

• Ejercer el poder de policía del espectro radioeléctrico, de las

telecomunicaciones y de lo servicios postales, aplicando y

controlando el cumplimiento efectivo de la normativa vigente en la

materia. Aplicar las sanciones previstas en los respectivos marcos

regulatorios.

• Asistir a la Secretaría de Comunicaciones en la actualización y

elaboración de los Planes Técnicos Fundamentales de

Telecomunicaciones y en el dictado de los reglamentos generales de

los servicios de su competencia.

• Prevenir y sancionar conductas anti-competitivas

• Asistir a la Secretaría de Comunicaciones en el ejercicio de la

representación nacional ante los organismos y entidades

internacionales.

b) Normativa relacionada

Decreto PEN 764/2000; B.O. 29476 (05/09/2000)

Desregulación de los servicios. Apruébense los Reglamentos de Licencias

para Servicios de Telecomunicaciones, Nacional de Interconexión,

General del Servicio Universal y sobre Administración, Gestión y Control

de Espectro Radioeléctrico.

Resolución SC 1619/1999; B.O. 29248 (12/10/1999)

Pág. 73


Modificación de la resolución nº. 2423/99, en relación con las normas para

la habilitación de estaciones y sistemas de telecomunicaciones.-

Resolución Secretaría de Comunicaciones 235/2001; B.O. 29701 (01/08/2001)

Normas básicas de asignación de frecuencias en las modalidades

Compartida y Exclusiva destinadas a la instalación y funcionamiento de

estaciones radioeléctricas de los servicios fijo y móvil terrestre, que

operan en frecuencias inferiores a 30 MHz LF, MF y HF) y entre este

último valor y 960 MHz (VHF y UHF).

DG33

Directiva General DNRc. 33-04: "Máxima señal útil admisible en los

servicios fijo y móvil terrestre en ondas métricas y decimétricas"

DG36

Directivas Generales DNRc. 36-01 y 36-03: "Verificación de la señal útil

en sistemas radioeléctricos pertenecientes al servicio móvil terrestre en

ondas métricas y decimétricas"

4. Estándares Internacionales

a) IEEE - Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos

IEEE corresponde a las siglas de The Institute of Electrical and

Electronics Engineers y es una asociación técnico-profesional mundial

dedicada a la estandarización, entre otras cosas. Es la mayor asociación

internacional sin fines de lucro formada por profesionales de las nuevas

tecnologías, como ingenieros eléctricos, ingenieros en electrónica,

Pág. 74


científicos de la computación, ingenieros en informática e ingenieros en

telecomunicación.

Su creación se remonta al año 1884, contando entre sus fundadores a

personalidades de la talla de Thomas Alva Edison, Alexander Graham

Bell y Franklin Leonard Pope. En 1963 adoptó el nombre de IEEE al

fusionarse asociaciones como el AIEE (American Institute of Electrical

Engineers) y el IRE (Institute of Radio Engineers).

A través de sus miembros, más de 360.000 voluntarios en 175 países, el

IEEE es una autoridad líder y de máximo prestigio en las áreas técnicas

derivadas de la eléctrica original: desde ingeniería computacional,

tecnologías biomédica y aeroespacial, hasta las áreas de energía

eléctrica, control, telecomunicaciones y electrónica de consumo, entre

otras.

Según el mismo IEEE, su trabajo es promover la creatividad, el desarrollo

y la integración, compartir y aplicar los avances en las tecnologías de la

información, electrónica y ciencias en general para beneficio de la

humanidad y de los mismos profesionales.

La Sección Argentina del IEEE (el Instituto de Ingenieros en Electricidad y

Electrónica) fue fundada en 1939 y actualmente cuenta con 11 Capítulos

de 15 Sociedades Técnicas, un Grupo de Afinidad GOLD (Graduados de

la Ultima Década), 24 Ramas Estudiantiles y la Subsección Córdoba.

b) ISO - Organización Internacional para la Estandarización

La Organización Internacional para la Estandarización o International

Organization for Standardization, que nace después de la segunda guerra

mundial (fue creada en 1946), es el organismo encargado de promover el

desarrollo de normas internacionales de fabricación, comercio y

comunicación para todas las ramas industriales a excepción de la

Pág. 75


eléctrica y la electrónica. Su función principal es la de buscar la

estandarización de normas de productos y seguridad para las empresas u

organizaciones a nivel internacional. La ISO es una red de los institutos

de normas nacionales de 157 países, sobre la base de un miembro por el

país, con una Secretaría Central en Ginebra, Suiza, que coordina el

sistema. La Organización Internacional de Normalización (ISO), con base

en Ginebra, Suiza, está compuesta por delegaciones gubernamentales y

no gubernamentales subdivididos en una serie de subcomités encargados

de desarrollar las guías que contribuirán al mejoramiento ambiental. Las

normas desarrolladas por ISO son voluntarias, comprendiendo que ISO

es un organismo no gubernamental y no depende de ningún otro

organismo internacional, por lo tanto, no tiene autoridad para imponer sus

normas a ningún país.

Es una organización internacional no gubernamental, compuesta por

representantes de los organismos de normalización (ON's) nacionales,

que produce normas internacionales industriales y comerciales. Dichas

normas se conocen como normas ISO y su finalidad es la coordinación de

las normas nacionales, en consonancia con el Acta Final de la

Organización Mundial del Comercio, con el propósito de facilitar el

comercio, facilitar el intercambio de información y contribuir con unos

estándares comunes para el desarrollo y transferencia de tecnologías.

La Organización ISO está compuesta por tres tipos de miembros:

• Miembros natos, uno por país, recayendo la representación en el

organismo nacional más representativo. La Argentina es miembro

nato a través del IRAM.

• Miembros correspondientes, de los organismos de países en vías

de desarrollo y que todavía no poseen un comité nacional de

normalización. No toman parte activa en el proceso de

Pág. 76


normalización pero están puntualmente informados acerca de los

trabajos que les interesen.

• Miembros suscritos, países con reducidas economías a los que se

les exige el pago de tasas menores que a los correspondientes.

ISO es un órgano consultivo de la Organización de las Naciones Unidas.

Coopera estrechamente con la Comisión Electrotécnica Internacional

(International Electrotechnical Commission, IEC) que es responsable de la

estandarización de equipos eléctricos.

c) IETF - Grupo de Trabajo en Ingeniería de Internet

El IETF (Internet Engineering Task Force) es una organización

internacional abierta de normalización, formada por diseñadores de red,

operadores, vendedores e investigadores, que tiene como objetivos el

contribuir a la ingeniería de Internet, actuando en diversas áreas, tales

como transporte, encaminamiento, seguridad. Fue creada en EE.UU. en

1986. El estatuto de la misión de la IETF está descrito en la rfc 3935.

Es una institución formada básicamente por grupos técnicos organizados

por temas en varias áreas cuya misión es velar porque la arquitectura de

la red y los protocolos técnicos que unen a millones de usuarios de todo el

mundo funcionen correctamente. Es la organización que se considera con

más autoridad para establecer modificaciones de los parámetros técnicos

bajo los que funciona la red. Mucho del trabajo es distribuido vía listas de

correo y se efectúan reuniones tres veces por año.

d) ANSI - Instituto Nacional Estadounidense de Estándares

El Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI, por sus siglas

en inglés: American National Standards Institute) es una organización sin

ánimo de lucro que supervisa el desarrollo de estándares para productos,

Pág. 77


servicios, procesos y sistemas en los Estados Unidos. ANSI es miembro

de la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) y de la

Comisión Electrotécnica Internacional (International Electrotechnical

Commission, IEC). La organización también coordina estándares del país

estadounidense con estándares internacionales, de tal modo que los

productos de dicho país puedan usarse en todo el mundo.

Esta organización aprueba estándares que se obtienen como fruto del

desarrollo de tentativas de estándares por parte de otras organizaciones,

agencias gubernamentales, compañías y otras entidades. Estos

estándares aseguran que las características y las prestaciones de los

productos son consistentes, es decir, que la gente use dichos productos

en los mismos términos y que esta categoría de productos se vea

afectada por las mismas pruebas de validez y calidad.

ANSI acredita a organizaciones que realizan certificaciones de productos

o de personal de acuerdo con los requisitos definidos en los estándares

internacionales. Los programas de acreditación ANSI se rigen de acuerdo

a directrices internacionales en cuanto a la verificación gubernamental y a

la revisión de las validaciones.

En 1918 cinco sociedades dedicadas al mundo de la ingeniería y tres

agencias gubernamentales fundaron el Comité Estadounidense de

Estándares para la Ingeniería (en inglés AESC: American Engineering

Standards Committee). Este comité se convirtió más tarde en el año 1928

en la Asociación de Estándares Estadounidense (en inglés ASA:

American Standards Association). En 1966, ASA sufrió una

reorganización para convertirse en el Instituto de Estándares de los

Estados Unidos de América (en inglés USASI: the United States of

America Standards Institute). El nombre tal cual lo conocemos

actualmente fue adoptado en 1969.

Pág. 78


e) TIA – Asociación Industrial de Telecomunicaciones

La TIA (Telecommunications Industry Association) representa a miles de

profesionales de las tecnologías de la información y las

telecomunicaciones (ITC) en la estandarización para asuntos

gubernamentales, inteligencia de mercado y cumplimiento de

requerimientos ambientales orientado a productos. Las industrias

miembros de diverso tamaño se benefician mediante su participación en

comités, eventos, análisis de mercado y otras actividades.

En 1924 se inicia lo que luego se denominaría United States Independent

Telephone Association, de la cual se escinden en 1979 como un

asociación afiliada actualmente. la TIA surge en 1988 luego de la fusión

con la EIA (Asociación de fabricantes de radios). Actualmente cuenta con

600 miembros y está acreditada por el ANSI. Los estándares se

denominan TIA/EIA

f) Estándares Federales de Estados Unidos

El Acta de Propiedad Federal y Servicios Administrativos de 1949 es una

ley federal de los Estados Unidos de América que establece la

Administración de Servicios Generales (GSA). Esta acta promueve la

publicación de varios estándares federales por parte de la GSA.

5. Estándares en comunicaciones militares en HF

La serie MIL-STD (Military Standard) de estándares militares es publicada

por US DoD (United States Department of Defense – Departamento de

Defensa de los Estados Unidos). De acuerdo con la Instrucción 4630.8

DoD, es política del US DoD que todas las fuerzas y operaciones

combinadas y conjuntas sean soportadas por sistemas de Comando,

Control, Comunicaciones e Inteligencia (C3I). Los estándares MIL-STD

aseguran la interoperabilidad de los nuevos sistemas y equipamiento del

Pág. 79


DoD. La serie 188 (MIL-STD-188-XXX) define los parámetros de diseño

de telecomunicaciones, basado en la tecnología probada. Esta serie se

subdivide en tres grupos de documentos:

• MIL-STD-188-100: Cubre los estándares comunes para las

comunicaciones tácticas y de largo alcance.

• MIL-STD-188-200: Abarca los estándares para comunicaciones

tácticas solamente.

• MIL-STD-188-300: Cubre estándares para comunicaciones de

larga distancia.

STANAG es la abreviatura NATO para Standardization Agreement

(Acuerdos de Estandarización), el cual define los procedimientos,

procesos, términos y condiciones para procedimientos técnicos y

militares, a realizar por los países miembros de la Alianza. La serie

STANAG provee procedimientos administrativos y operacionales comunes

y la logística necesaria. Las STANAG son publicadas en idioma inglés y

francés, las dos lenguas oficiales de la NATO, por la NATO

Standardization Agency en Bruselas. El Joint Interoperability Test

Command (JITC – Comando Conjunto de Interoperabilidad y pruebas)

verifica el cumplimiento de los estándares STANAG y realiza el chequeo

de conformidad en Fort Huachuca, Arizona, EEUU. La serie STANAG es

publicada por la NATO. Las normas STANAG usualmente tienen una

copia MIL-STD correspondiente y solo difieren en algunos subtítulos. Los

documentos STANAG mencionados en este trabajo no estuvieron

disponibles para su revista, por lo que la información correspondiente se

basó en artículos y papers producidos por la comunidad de HF.

Los estándares FED-STD tienen como propósito facilitar la

interoperabilidad y compatibilidad entre sistemas de telecomunicaciones

Pág. 80


del gobierno federal de EEUU. Son preparados por el Federal

Telecommunications Standards Committee, Arlington, EEUU y son de

carácter mandatario para todas las Agencias y Departamentos Federales

de EEUU.

Pág. 81


III. DESARROLLO

A. INTRODUCCIÓN

Tal como se plateara en los apartados anteriores, en el capítulo presente

se llegará a la integración y desarrollo en forma teórica de un sistema de

transmisión de datos de diversa índole, utilizando un único medio de

propagación de ondas electromagnéticas aprovechando en forma

eficiente y adecuada las características de los medios, equipamientos

comercialmente disponibles, estado actual del conocimiento sobre redes

de transmisión de datos, la digitalización de los mismos y su tratamiento y

la integración de todo ello de forma sencilla, eficiente, económica y

fácilmente implementable y operable.

Los factores más limitantes al momento de la selección son la

disponibilidad en el mercado, la utilización de normas y protocolos de uso

libre o suficientemente difundidos, para no requerir gran experiencia en la

implementación y operación por parte del usuario final, tanto como la

economía frente a sistemas alternos, como podrían ser la fibra óptica o

cualquier tipo de cables.

Así, las alternativas recaen en sistemas de tipo radioeléctrico los cuales,

como se ha visto, van desde las bandas de HF hasta las microondas, en

particular los enlaces satelitales.

Dentro de las transmisiones radiales terrestres, debimos contar solo con

aquellas de menos frecuencia por ser estas las de mayor alcance, debido

a que los fenómenos de propagación no son de tipo directo o LOS (Line

Of Sight) como las frecuencias de VHF o superiores, ya que basan su

propagación en el uso de las características del medio como conductores

para el guiado de ondas.

Pág. 82


Este fenómeno se observa en las denominadas ondas terrestres, como

son las frecuencias cuyas longitudes de onda es de varios centenares de

metros o las señales que utilizan la ionosfera como reflector o guía de

ondas.

En el caso de los enlaces satelitales, en muchos de los casos, se basan

en el uso de satélites de tipo estacionario, por lo tanto el enlace debe

hacerse utilizando antenas del tipo directivas, lo cual se contrapone a la

movilidad del sistema. Otros sistemas están desarrollados para

aplicaciones de tipo móvil, como es el objetivo del presente trabajo, pero

debido a que su implementación es bastante más compleja que los

sistemas satelitales tradicionales, los costos de los equipos, como así de

los servicios de las empresas prestadoras suelen ser bastante elevados,

especialmente cuando se supone un tipo de servicio de tipo intensivo y

prolongado en el tiempo, ya que la facturación suele ser un polinomio que

tiene en cuenta no solo el tipo de servicio a prestar, sino además la

velocidad y tasa de transferencia requeridas, así como costos

diferenciales de acuerdo a los segmentos horarios en que se los utilicen.

A ello hay que agregar que muchas de las frecuencias están reservadas

para el uso con la respectiva licencia, lo que implica un costo adicional

que debe pagarse por el uso de dichas porciones del espectro

radioeléctrico. En el caso de las comunicaciones satelitales, si bien existe

algunas frecuencias liberadas para el uso amateur o científico, el costo de

la puesta en órbita de un satélite de comunicaciones, aún aquellos de

órbita extremadamente baja, sigue siendo extremadamente costoso y

escapa largamente a los objetivos propuestos.

Por lo expuesto es que se ha orientado la investigación hacia las

frecuencias de gran longitud de onda, por su gran difusión,

Pág. 83


B. CONDICIONES DE SELECCIÓN

1. Medio físico

La determinación del medio físico, de alguna manera, se ha hecho de

antemano por el tipo de destinos para los que ha sido desarrollado el

sistema implica necesariamente la propagación de ondas

electromagnéticas a través del aire, ya que los destinos y la movilidad de

las estaciones restringen este aspecto.

Como se explicara, la comunicación en la banda de frecuencias entre 2 y

30 MHz, también conocida como onda corta, utiliza las características de

la ionosfera. Cuando esta señal se encuentra con una capa de aire

altamente ionizado, es desviada suficientemente para retornar a la

superficie terrestre, alcanzando destinos tan alejados como 4.000 Km.

Las propiedades de propagación dependen tanto de la frecuencia como

de las condiciones atmosféricas. Eventos naturales como las tormentas

eléctricas o la radiación solar la afectan de manera adversa, creando un

comportamiento complejo de fenómenos aleatorios y policíclicos. Es por

ello que en general se la considera muy poco confiable y lenta para ser

utilizada en transmisión de datos.

Esto presenta una serie de desafíos a tener en cuenta al momento de

transmitir datos. Esto incluye una baja relación Señal/Ruido (SNR – Signal to Noise Ratio), canales con atenuación por trayectorias múltiples,

capacidad de canal limitada y variación de las condiciones de

propagación dependientes de la hora, estación, actividad de las manchas

solares. También el ruido y las interferencias en el receptor afectan a la

señal recibida y pueden provenir tanto de fuentes externas como internas,

aunque en general el ruido externo suele tener niveles de potencia muy

superiores al interno.

Pág. 84


Todo esto supone un gran desafío a superar si se quiere utilizar este

medio como soporte de comunicaciones. Para asegurar la máxima

transferencia entre dos nodos deben asegurarse las siguientes

condiciones:

• Uso del mejor canal disponible.

• Uso de la mejor tasa de transferencia posible.

• Aprovechamiento máximo de cada canal.

• Reducción de los Encabezamientos de los Protocolos.

• Adaptación del sistema a las condiciones cambiantes del canal,

evitando nuevas reconfiguraciones del enlace.

Ello implica el uso de algoritmos de cálculo, que utilicen la información de

estado del canal para determinar la tasa de transferencia de datos óptima.

A estos algoritmos se los conoce como DRC (Data Rate Change – Cambio de Tasa de Datos), así como la selección de canal o frecuencia

Es por ello que el sistema debe contar con equipos de transmisión con

ciertas características, que permitan su control en forma automática,

sensibilidad, relación señal a ruido, filtros de sintonización precisos y de

poca deriva de frecuencia.

De igual modo debe contarse con equipos capaces de modular la señal

portadora de radio con las señales digitales, y de remodularlas en el

extremo receptor, conocidos como MÓDEMS. Estos deberán proveer

códigos de detección y corrección de errores (FEC –Forward Error Correction), compresión de datos de manera de soportar otros protocolos

de transmisión, así como las diversas aplicaciones de los usuarios finales.

Pág. 85


2. Trasporte de datos

La demanda en la infraestructura y requerimiento de las comunicaciones

ha crecido enormemente debido al aumento en las necesidades, tamaño

y complejidad de las aplicaciones un el campo militar, comercial y civil.

La tendencia actual de las comunicaciones es hacia la integración, donde

distintos tipos de sistemas de comunicación puedan ínter operar entre si

en una gran Red de Área Extendida (WAN- Wide Area Network). Este

modelo WAN, incluye el uso de estaciones centrales, estaciones remotas,

vehículos, barcos o usuarios en el terreno. Todos ellos deben poder

interconectarse usando distintos medios y tecnologías diferentes.

Para proporcionar esta integración, la infraestructura de comunicaciones

sobre HF deben poder interactuar con protocolos de comunicaciones bien

conocidos y difundidos. Por ello la necesidad de que la red de HF soporte

los servicios de la arquitectura TCP/IP (Transport Control Protocol / Internet Protocol), de manera de poder operar con otros tipos de

aplicaciones de red.

Los beneficios de utilizar los servicios TCP/IP pueden resumirse en:

• Independencia de las aplicaciones respecto de los medios de

transmisión.

• Gran difusión de aplicaciones que hacen uso de TCP/IP como

portador.

• No hay necesidad de implementar nodos controladores en la red,

ya que gran parte del trabajo de control se realiza en los extremos.

Pero los desafíos de utilizar TCP/IP son:

Pág. 86


• la capacidad de canal en HF es muy limitada frente a las

necesidades de gran ancho de banda de algunas aplicaciones de

TCP/IP.

• El gran tamaño de los encabezados de TCP/IP es un desperdicio

de ancho de banda.

• La gran variabilidad del canal de HF demandará un gran número

de retransmisiones, lo que consumirá aún más capacidad del

canal.

Lo expresado requiere de un protocolo general, abierto e ínter operable

para aplicaciones de datos sobre HF. Ello supone la aplicación de un

protocolo que resuelva el tema de las retransmisiones en forma

automática, por lo que se lo denomina genéricamente ARQ (Automatic Repeat Request – Solicitud de Repetición Automática).

Interfaz de

Cliente (No HF) Interfaz de

Cliente (No HF) Interfaz común

radial (HF)

NODO

LOCAL

NODO

REMOTO

CLIENTE

REMOTO

CLIENTE

Red Local Red Local Red HF

Ilustración III-1: Interfaces del Protocolo ARQ

3. Otros protocolos análogos.

Existen muchos protocolos de transporte que implementan ARQ con

desarrollos propietarios, pero ello limita su interoperabilidad con

aplicaciones de otros vendedores.

Pág. 87


Otros protocolos de este tipo son de gran difusión y abiertos, como por

ejemplo los normalizados por la IEEE, de la serie 802.11(x) conocidos

también en la jerga no técnica como WiFi, que resuelven bastante bien el

manejo de datos, las retransmisiones, y las interferencias, movilidad, así

como el uso del medio por diversas estaciones de manera bastante

eficiente.

Como contrapartida, estos fueron desarrollados para redes de tipo local,

con alcances muy limitados, operan a frecuencias mucho mayores que

HF, en 2,4 GHz del orden de las microondas y por lo tanto la capacidad

del canal es muchas veces superior al de este último y por lo tanto el

manejo de los paquetes de datos difiere mucho del necesario para esta

banda.

Asimismo hay que tener en cuenta los sistemas de transferencia de datos

utilizados por los sistemas de telefonía celular digital, tanto como los que

estos sistemas utilizan para transferencia de datos. Dentro de estos

podemos encontrar desde el simple SMS, a otros más complejos como

ser WAP, GPRS o el más recientemente difundido EDGE. También

resuelven muy bien los inconvenientes de desvanecimiento por múltiples

trayectorias, comunicaciones NLOS (de alcance indirecto), movilidad de

las estaciones y variaciones del canal poli cíclicas, ya sea en forma lenta

o muy rápida como ser el paso de un objeto obstaculizante a gran

velocidad.

Estos, al igual que con los protocolos de tipo 802.11, en primer lugar

trabajan en frecuencias muy superiores a la de HF, generalmente en el

orden de los 1.900 MHz, también en la banda de las microondas o muy

cercanas a ellas. Además a lo antedicho se agrega el hecho que estos

sistemas trabajan con protocolos orientados a la conexión, esto es, tienen

una fase de establecimiento de la comunicación antes de la real

Pág. 88


transferencia de datos, que le garantiza el uso del canal en forma

completa al menos en ventanas de tiempo preasignadas lo que garantiza

menor posibilidad de interferencias, teniendo en cuenta también que el

espectro es solamente utilizado por una única empresa prestadora de

servicios. Por otra parte las distancias a cubrir suelen ser mayores que en

el caso de los sistemas WiFi, no suelen supera la decena de kilómetros

de cobertura, por lo que las condiciones del canal en el extremo

transmisor y receptor suelen ser muy similares.

Recientemente se está implementando la norma 802.16(x) conocida

también como WiMAX, de mayor capacidad que las mencionadas

anteriormente, llegando incluso a los 100 Mbps. Trabaja en frecuencias

del orden de los 5, 7 u 11 GHZ, por lo que tiene las limitaciones y ventajas

de los sistemas antes descriptos, con el agravante que aún está en está

en etapa de desarrollo las normativas para otorgarle movilidad.

C. SELECCIÓN DEL SISTEMA DE TRANSMISIÓN

Como se ha expuesto en reiteradas oportunidades durante los capítulos y

apartados anteriores de este trabajo, la banda de HF sigue siendo

utilizada por una gran variedad de actores, pero fundamentalmente su

mayor demanda radica en el uso como medio alternativo por las fuerzas

armadas de distintos países, las fuerzas de seguridad y en gran medida

para casos de emergencia. Los canales o porciones de la banda

destinadas a estos usos son ampliamente difundidas, normalizadas por

los entes de reglamentación internacionales y aceptadas por la mayoría

de los países del mundo.

Por ser el uso militar uno de los más difundidos es que estimó

conveniente investigar sobre las aflicciones en este campo, lo que llevó a

hallar que existe un protocolo abierto, ampliamente difundido, claramente

Pág. 89


normalizado y con profusión de equipos comercialmente disponibles que

se basan en estas normas.

Esta suite de protocolos se denomina NATO Standardization Agreement: Profile for Maritime High Frequency (HF) Radio Data Communications STANAG 5066 (Acuerdo de estandarización de la

Organización del Tratado del Atlántico Norte – OTAN – Descripción para

comunicaciones radiales marítimas de alta frecuencia).

En las siguientes páginas se realizará una descripción abreviada del

sistema, ya que por ser un protocolo abierto la información es fácilmente

asequible por Internet en las direcciones citadas en la bibliografía. Se

mencionarán algunos detalles relevantes de las interfaces, formatos de

datos y procedimientos.

1. Breve reseña.

En 1996 la Agencia de Comunicaciones Navales Aliadas comisionó el

desarrollo e implementación de un nuevo protocolo para comunicaciones

“embarcación a costa”. El protocolo describía las interfaces, formatos de

datos, funciones y procedimientos para la comunicación en HF.

Para que cualquier protocolo alcance los requerimientos de la OTAN

deben definirse adecuadamente dos interfaces externas. La interfaz de

aire y la terrestre o de cliente (Ver figura III-1). La ventaja de definir

interfaces comunes es garantizar la interoperabilidad entre fabricantes.

El resultado final del diseño de protocolo fue el STANAG 5066, que define

un estándar internacional para comunicaciones en redes sobre HF. Una

de las principales ventajas de la arquitectura del STANAG 5066 es que es

independiente de las aplicaciones y provee un servicio portador genérico

para las aplicaciones del cliente. Un nodo STANAG 5066 es la

Pág. 90


implementación de un servidor que proporciona servicios de transporte a

un cliente.

2. Descripción de la arquitectura

STANAG 5066 es un protocolo que utiliza ARQ (Automatic Request

Response) que controla los paquetes transmitidos al aire y ha sido

desarrollado utilizando una estructura estratificada.

Existe una relación Cliente-Servidor entre las aplicaciones específicas de

los clientes y el nodo STANAG 5066. Estos utilizan al mismo para facilitar

la comunicación con la aplicación par del lado remoto.

STANAG 5066 fue diseñado inicialmente para comunicar un buque a

tierra utilizando las formas de onda STANAG 4285 y STANAG 4529.

Estas son formas de onda No-Autobaud para comunicación de datos

sobre canales de HF de 3 KHz de ancho de banda, soportando tasas de

transferencia de hasta 2.400 bps e incluyendo ecualización, FEC e

interleaving.

Antes de continuar se hace necesario establecer algunas definiciones.

a) Definiciones

Nodo: La implementación de la presente descripción. Este

incluye el módem, la radio y el equipo criptográfico

necesario para las comunicaciones.

Subred: Una colección de nodos. Como un todo, la subred provee

un servicio de red de trasporte confiable para usuarios o

clientes externos.

Interleaving: O entremezclado, es el proceso de aleatorización del flujo

de datos para reducir la tasa de error (BER – Bit Error

Pág. 91


Rate), debido a que la mayoría de los errores producidos

en el medio de HF son de tipo atrafagado lo que

ocasionaría una pérdida importante si la transmisión fuera

serial. Es muy difícil para un FEC corregir pérdidas de

datos adyacentes. El entremezclado se efectúa por

bloques y se determina por su duración.

Formas de onda “Autobaud”: Es una forma de onda donde no es

necesario que el receptor tenga exacta idea de la forma

de la onda o el tamaño del bloque de entremezclado para

recibir una señal correctamente. Estos datos se incluyen

en el encabezado de la trama. Una forma de onda “Non-

Autobaud” no posee este encabezado y estos parámetros

debe sincronizarse previamente al establecimiento de la

comunicación.

b) Interfaz aérea común

Una comunicación confiable basada en transmisiones de radio en la

banda de HF en factible utilizando módems que cumplan con los

estándares MIL- STD-188-110A, STANAG 4285 Y 4529 para

conformación de ondas.

La subcapa de transferencia de datos (como se describe más adelante)

soporta un cambio automático de la tasa de transferencia de datos del

usuario en el módem HF en respuesta al cambio en las condiciones del

canal. Esta capacidad requiere controlar en forma remota al módem.

La radio asociada con este nodo se asume como una radio de Banda

Lateral Única (SSB – Single Side Band) de HF, con las especificaciones

apropiadas para trabajar con este tipo de módems.

Pág. 92


c) Interoperabilidad dentro de la subred

La definición STANAG 5066 también especifica la interfaz entre los

clientes externos usuarios de la subred y el nodo. Mientras que deja

librada a la implementación las interfaces físicas (Ethernet, buses

internos, etc.), el formato de los datos (primitivas) y los procedimientos

son definidos de manera que cualquier usuario haga uso de los mismos.

No se especifican tampoco las aplicaciones.

Para una mayor claridad de exposición, el documento presenta las

funciones divididas en subcapas, como se muestra en la Figura III-2.

Cuando se lo examina bajo la óptica del modelo Abierto para Interconexión de Sistemas (OSI – Open Systems Interconection), la

arquitectura está compuesta de un Nivel de Transmisión, que equivale a

la Capa Física, un Nivel de Enlace análoga de la capa homónima y el

nivel de Subred coincidente con la Capa de Red, finalmente lo que es

definido como el Nivel de Sistema, que engloba todas aquellas capas

necesarias para que funcionen las aplicaciones del usuario

OSI Transferencia de Datos en HF

Aplicación Presentación

Sesión Transporte

Sistema Direccionamiento de nodos da nivel de sistema. Manejo y selección de frecuencia a nivel de sistema

Red Subred Ruteo, conexión, detección de ocupación, intercambio de datos y control de flujo

Enlace Enlace Control y manejo de la frecuencia

Física Transmisión Tasa de transferencia, forma de onda, codificación, manejo de errores, establecimiento del enlace.

Tabla III-1: Comparativa de la estructura de capas con el modelo OSI

Pág. 93


Ilustración III-2: Modelo de capas del estandar STANAG5066

d) Comunicación entre subcapas adyacentes y análogas.

Las comunicaciones entre subcapas adyacentes se realizan a través del

pasaje de paquetes de datos entre ellas. La forma en que estos son

tratados se denomina primitiva.

Las comunicaciones entre una subcapa y la correspondiente subcapa par

en otro nodo funcionan por el uso de Unidades de Dato del Protocolo

(PDU – Protocol Data Units). Para garantizar la interoperabilidad, se

definen también las PDU para cada nivel así como los procedimientos

para su uso, como se detalla en la Figura III-3.

A continuación se describen brevemente las funciones de las mismas:

Pág. 94


Subcapa de Interfaz de Subred (SIS - Subnetwork Interfaz Sublayer) proporciona un enlace común y estándar para todos los usuarios y el

nodo. Define las primitivas para ser usada por algunas aplicaciones

específicas, para hacerlas ínter operables a través de la subred,

denominadas Punto de Acceso a la Subred (SAP – Subnet Access Point), como se ve en la figura III-3.

Ilustración III-3: Transferencia de datos entre subcapas adyacentes y pares

Subcapa de Acceso al Canal (CAS – Channel Access Sublayer)

proporciona funcionalidad adicional para permitir diferente formas de

acceso al canal. Esta subcapa sustenta la comunicación sobre un canal

de radio de HF dedicado, bajo el supuesto que los procesos requeridos

para iniciar el enlace en el canal adecuado en cada extremo es manejado

mediante procedimientos externos a este sistema, proveyendo

mecanismos par manejar interferencia inintencionadas.

Define las PDU para intercambiar con la subcapa par en el otro extremo,

pero no define las primitivas para intercambiar información con capas

adyacentes en un mismo nodo.

Pág. 95


Subcapa de Transferencia de Datos (DTS – Data Transfer Sublayer)

brinda un servicio confiable de enlace de datos ARQ, definiendo las PDU,

no así las primitivas.

También contiene el protocolo para el control adaptativo de la tasa de

transferencia de datos del módem HF, utilizando formas de onda

STANAG 4285 y STANAG 4529., y la interfaz entre esta subcapa y las

subcapas inferiores, como la de módem y la de seguridad.

Subcapa de Seguridad de la Comunicación (CSS – Communications

Security Sublayer) otorga seguridad mediante el uso de equipo de

criptografía adecuado. La tendencia actual es que la seguridad es

brindada por la aflicción o en capas cercanas a ella

Subcapa de Módem (MS – Modem Sublayer) provee un medio para

transmitir datos digitales sobre un canal analógico. Las interfaces entre el

módem y la radio se definen en otras STANAG.

Subcapa de Establecimiento Automático del Enlace (ALE – Automatic

Link Establishment) automatiza el proceso de establecer un camino o

enlace radial con uno o más nodos remotos.

Subcapa de Equipo de Radio (RES – Radio Equipment Sublayer)

comprende el equipamiento necesario para establecer el vínculo radial

entre do nodos, como ser transmisores, receptores, cables, antenas, etc.

El documento STANAG 4203 establece los requerimientos mínimos que

los mismos deben cumplir.

Subcapa de Gestión de la Subred (SMS - Subnet Management

Sublayer) es mostrada en las figuras III-2 y III-3 como una columna

vertical que interactúa mediante interfaces con todas las subcapas. La

función primordial en el contexto de esta norma es el Control Automático del Enlace (ALM – Automatic Link Maintenance) en forma de un control

Pág. 96


adaptativo del módem de HF. Los mensajes de gestión de subred y

procedimientos principales asociados requeridos para el ALM, serán

descriptos brevemente más adelante en este trabajo. Hay otras funciones

que podrían ser críticas al momento de la implementación para un

correcto funcionamiento, pero por ser fuertemente dependientes de la

tecnología de los sistemas implementados, no se describen en la norma

ni en el presente trabajo.

3. Estructura de datos y primitivas

a) Interfaz de Subred

La interacción entre el nodo de subred y los usuarios es gobernada por

una relación cliente-servidor. Los usuarios (Clientes) solicitan servicios

proporcionados por la subred HF (Servidor). Los servicios provistos por el

servidor son independientes de la aplicación y comunes para todos los

clientes independientemente de la tarea que ellos pudieran efectuar.

Los clientes están vinculados a la Subcapa de Interfaz de Subred (SIS)

mediante Puntos de Acceso a Servicios (SAP’s – Service Access Points), algo equivalente a los “port” del protocolo TCP/UDP. Puede

haber múltiples clientes conectados simultáneamente a la SIS. Cada SAP

es designado por in identificador (SAPID). El SAPID es un número del

rango de 1 a 15, por lo que puede haber un máximo de 16 clientes

simultáneos en un mismo nodo.

En la norma se definen algunos de las aplicaciones (clientes) más

comunes, pero los mismos no son de aplicación obligatoria.

Los datos suministrados por los clientes a la SIS deben ser en forma de

primitivas, con el formato descrito en el documento. Los clientes son

responsables de segmentar los mensajes largos en U-PDU’s (Protocol

Data Units – Unidades de Datos de Protocolo).

Pág. 97


La SIS trata a todos los clientes conectados a si de la misma forma

independientemente de la aplicación que desarrollen. El único factor

distintivos entre clientes, más allá de su ID es su Rango (recordar que el

origen de la norma es militar) que determina el orden de importancia.

Ciertas peticiones de servicios efectuadas por clientes de mayor rango

deben tener preferencia sobre aquellas realizadas por clientes de menor

rango.

Siendo el STANAG 5066 un protocolo orientado a la conexión, la SIS es

la responsable del establecimiento, mantenimiento y terminación de las

sesiones cono los nodos pares remotos. Existen cuatro tipos de sesiones

de intercambio de datos:

1. Soft Link

2. Hard Link

3. Difusión (Broadcast)

4. Reservado

Todas las sesiones de intercambio de datos, excepto la de difusión,

requieren de un enlace físico punto a punto con el nodo remoto

especificado.

1. Sesión de Intercambio de Datos Soft Link

El establecimiento de la sesión de intercambio de datos Soft Link es

iniciada unilateralmente por la SIS que ha puesto una U_PDU con ARQ

en una cola de espera y cuyo cliente no haya solicitado una sesión de

intercambio de datos Hard Link del modo siguiente.

En ausencia de una solicitud de un Hard Link por parte de un cliente, la

SIS inicia una sesión de intercambio de datos Soft Link basada en los

Pág. 98


destinos de las U_PDU encoladas de los clientes. En contraste con el

establecimiento de la sesión Hard link, no se requiere un intercambio

(handshaking) par a par explícito para el establecimiento de la sesiones

Soft Link.

El par llamante establece implícitamente una sesión Soft Link al requerir

la conformación de un enlace físico a un nodo remoto. En el texto de la

norma se indica el proceso realizado por la Subcapa de Acceso al canal

(CAS) para establecer el enlace físico. Ambas SIS (llamada y llamante)

son informadas del establecimiento satisfactorio del enlace físico por sus

respectivas CAS. Luego de que se hizo en enlace físico, ambas SIS

asumen que la sesión Soft Link ha comenzado, a menos que una de ellas

(usualmente el llamante) envíe explícitamente un Requerimiento de

Establecimiento de un Hard Link.

Cuando los datos para ese nodo han sido transmitidos, la sesión es

terminada inmediatamente o luego de un periodo de temporización

(timeout) apropiado para posibles nuevas U_PDU’s que pudieran existir.

El procedimiento para terminar la Sesión de Intercambio de Datos Soft

Link se produce de la siguiente manera: esta sesión puede ser terminada

por cualquiera de los dos extremos pares simplemente interrumpiendo el

enlace físico. No se necesita comunicación entre pares. El procedimiento

realizado por la CAS se explica en los documentos de la norma. Ambos

pares son informados por la eliminación del vínculo físico por sus

respectivas CAS. Luego que el enlace físico se extinguió, ambas SIS

declaran la sesión como terminada. La señalización entre subcapas

requerida para realizar esto es efectuada por la Subcapa de Gestión de

Subred (SMS). El par llamado también puede terminar la sesión, sin

embargo debe esperar un tiempo mínimo configurable antes de terminarla

unilateralmente, ya que pueden acontecer condiciones inestables,

deteriorando la eficiencia de la red por establecer y terminar sesiones sin

Pág. 99


transmitir efectivamente datos. La temporización mínima debe ser

cuidadosamente seleccionada dependiendo de diversos factores, como el

tamaño y configuración de la red entre otros.

De manera de proporcionar un servicio balanceado de las U_PDU’s en la

cola, una sesión de intercambio de datos Soft Link no debe exceder un

periodo máximo especificado. Los parámetros específicos de las

temporizaciones deben seleccionarse en el contexto de la configuración

particular de la red.

2. Sesión de Intercambio de Datos Hard Link

Es el segundo tipo de sesiones de intercambio de datos. Se inicia con un

requerimiento específico de un cliente, quien puede solicitarlo de forma de

asegurar que un enlace físico a un nodo específico sea mantenido

independientemente de otras U_PDU’s encoladas y opcionalmente

reservar en forma total o parcial la capacidad de este enlace.

Luego de recibida una primitiva desde el cliente, la SIS verifica si puede

aceptar dicha petición, por ejemplo, si no existe una petición de mayor

jerarquía. Si no existe inconveniente, libera primero la conexión existente

si la hubiera. Una vez concluido dicho enlace, la SIS comienza entonces

la construcción de un enlace físico al nodo especificado por el cliente,

explicado en los anexos de la norma. Una vez establecido el enlace físico

la SIS, envía un requerimiento de establecimiento de un Hard Link

mediante una S_PDU a la subcapa par en el nodo remoto.

Para asegurar que las capas inferiores cumplan su cometido, la primitiva

es entregada a la Subcapa de Acceso al Canal (CAS) de forma

expeditiva. Cuando la Subcapa de Acceso a la Subred (SAS) del lado

llamado recibe la solicitud expeditiva de su propia CAS, verifica si puede

Pág. 100


cumplir la solicitud y no tiene en proceso un pedido de mayor jerarquía o

no existe un cliente ligado a la SAP ID solicitada.

Una vez aceptada la parte llamada retorna, dentro de un intervalo de

tiempo máximo determinado, una S_PDU de confirmación de

establecimiento de Hard Link a la parte llamante. De lo contrario debe

regresar una S_PDU de rechazo de la solicitud de enlace. Cuando la

parte llamante recibe esta confirmación, declara el enlace como exitoso (o

no exitoso) e informa a sus clientes de forma acorde.

El proceso se muestra en las siguientes figuras.

Ilustración III-4: Establecimiento de un Hard Link - Extremo llamante

Pág. 101


Ilustración III-5: Establecimiento de un Hard Link - Extremo llamado

La terminación de un Hard Link puede ser iniciada por cualquiera de

ambas subcapas pares. Normalmente debe ser terminado por el extremo

llamante a requerimiento del cliente que lo inició, o por cualquiera de los

pares que reciba una solicitud de Hard Link de mayor prioridad de uno de

sus clientes. El extremo que decida terminar la sesión, transmite una

S_PDU de terminación, el extremo receptor inmediatamente declara el

enlace terminado y responde con una S_PDU de confirmación de

terminación de Hard Link. El lado iniciador al recibir la respuesta o luego

de un tiempo, también declara el enlace como terminado. Ambos

extremos informan a sus clientes de acuerdo a las reglas asociadas.

Luego de terminar el Hard Link con el cliente de subred, debe deshacerse

el vínculo físico entre los nodos. Normalmente esta tarea se deja al par

que requirió la terminación, ya que puede querer iniciar otra sesión.

Los procedimientos de terminación se muestran en las siguientes figuras.

Pág. 102


Ilustración III-6: Terminación de un Hard Link - Extremo iniciador

Ilustración III-7: Terminación de Hard Link - Extremo remoto

3. Sesión de Difusión

El tercer tipo de sesión de intercambio de datos es la sesión de

intercambio de datos de difusión (broadcast).

La sesión puede ser iniciada y terminada por un proceso de gestión, como

ser un cliente de administración de red. Un nodo configurado para ser

solo de difusión es colocado en Sesión de Intercambio de Difusión

Pág. 103


Permanente durante el cual no pueden prestarse servicios de Hard Link, o

U_PDU de ARQ.

Alternativamente la SIS puede iniciar y terminar unilateralmente dichas

sesiones. Las reglas para iniciar y terminar estas sesiones se detallan en

la norma.

b) Primitivas intercambiadas con los clientes

La siguiente tabla lista las primitivas intercambiadas entre los clientes y la

Subcapa de Interfaz de Subred.

CLIENT -> SUBNETWORK INTERFACE SUBNETWORK INTERFACE -> CLIENT S_BIND_REQUEST (Service Type, Rank, SAPID) S_BIND_ACCEPTED (SAP ID, MTU)

S_BIND_REJECTED (Reason)

S_UNBIND_REQUEST ( ) S_UNBIND_INDICATION (Reason)

S_HARD_LINK_ESTABLISH (Link Priority, Link Type, Remote Node Address, Remote SAPID)

S_HARD_LINK_ESTABLISHED (Remote Node Status, Link Priority, Link Type, Remote Node Address, Remote SAPID)

S_HARD_LINK_REJECTED (Reason, Link Priority, Link Type, Remote Node Address, Remote SAPID)

S_HARD_LINK_ACCEPT (Link Priority, Link Type, Remote Node Address, Remote SAPID)

S_HARD_LINK_INDICATION (Remote Node Status, Link Priority, Link Type, Remote Node Address, Remote SAPID)

S_HARD_LINK_REJECT (Reason, Link Priority, Link Type, Remote Node Address, Remote SAPID)

S_HARD_LINK_TERMINATE (Remote Node Address)

S_HARD_LINK_TERMINATED (Reason, Link Priority, Link Type, Remote Node Address, Remote SAP ID)

S_SUBNET_AVAILABILITY (Subnet Status, Reason)

S_UNIDATA_REQUEST (Destination Node Address, Destination SAPID, Priority, TimeToLive, Delivery Mode, U_PDU)

S_UNIDATA_REQUEST_CONFIRM (Destination Node Address, Destination SAPID, U_PDU)

S_UNIDATA_REQUEST_REJECTED (Reason, Destination Node Address, Destination SAPID, U_PDU)

S_UNIDATA_INDICATION (Source Node Address, Source SAP ID, Destination Node Address, Destination SAP ID, Priority, U_PDU)

Pág. 104


S_EXPEDITED_UNIDATA_REQUEST (Destination Node Address, Destination SAP ID, Priority, TimeToLive, Delivery Mode, U_PDU)

S_EXPEDITED_UNIDATA_REQUEST_CON FIRM (Destination Node Address, Destination SAP ID, U_PDU)

S_ EXPEDITED_UNIDATA_REQUEST_ REJECTED (Reason, Destination Node Address, Destination SAP ID, U_PDU)

S_EXPEDITED_UNIDATA_INDICATION (Source Node Address, Source SAP ID, Destination Node Address, Destination SAP ID, Priority, U_PDU)

S_DATA_FLOW_ON( ) S_DATA_FLOW_OFF ( ) S_MANAGEMENT _MSG_REQUEST (MSG) S_MANAGEMENT_MSG_INDICATION

(MSG) S_KEEP_ALIVE ( ) S_KEEP_ALIVE ( )

Tabla III-2: Primitivas intercambiadas entre la SIS y los clientes

Los nombres de las mismas comienzan con el prefijo “S_”. Esta tabla solo

sirve como guía y para la especificación detallada de las mismas es

conveniente referirse a la norma.

CODIFICACIÓN DE PRIMITIVAS

La codificación de las primitivas “S” están mapeadas en campos de

acuerdo a la recomendación del ITU-T (Ex CCITT) V.42, 8.1.2.3, que

establece lo siguiente:

• Cuando el campo está contenido en un solo octeto, el número de

bit más bajo del campo representa el valor de orden inferior.

• Cuando el campo se expande a más de un octeto, el orden de los

valores de bit dentro de cada octeto decrece progresivamente a

medida que el número de octeto crece. El número de bit menor

asociado al campo representa el valor de orden inferior.

El campo de dirección en las primitivas “S” porta una dirección de nodo de

3 y ½ octetos como se definen más adelante, ordenados como precede

en una D_PDU.

Pág. 105


Como se muestra en la figura, todas las primitivas deben comenzar con la

secuencia de 16 bits, del tipo Maury-Styles, 0xEB90 con el bit menos

significativo (LSB – Least Significant Bit) transmitido primero:

(MSB) 1110 1011 1001 0000 (LSB)

Siguiendo a esta secuencia, los siguientes 8 bits levan la versión del

5066, que deben ser todos ceros. Los siguientes 16 bits proveerán la

longitud en octetos de la primitiva “S” que le sigue, excluyendo a la

secuencia Maury-Styles, la versión y la longitud. El LSB de la longitud

debe mapearse en el bit de menor orden del campo.

A menos que se especifique de manera contraria, el orden de la

transmisión de los bits debe efectuarse de acuerdo a lo especificado en la

recomendación del CCITT V.42, párrafo 8.1.2.2, que determina que el

LSB (bit 0 en la figura) del octeto 0 debe transmitirse primero. Los bits

restantes se transmitirán secuencialmente, comenzando por el LSB de

cada octeto.

Ilustración III-8: Estructura de una primitiva "S"

c) Estructuras de datos

Los datos en formas de PDU transmitidos entre capas pares son definidos

por la norma STANAG 5066 y son resueltos por la implementación del

sofá de comunicaciones que cumplimente la misma.

Sin embargo por tratarse de las estructuras de datos transmitidas por el

ordenador al módem, se realizará una breve descripción de la estructura

de las D_PDU, utilizadas por la Subcapa de Transferencia de Datos

(DTS).

Pág. 106


1. Función de la DTS

La principal función de la DTS es la de segmentar y reensamblar las

D_PDU (provenientes de la Subcapa de Acceso al Canal – CAS) y

asegurar que la misma sea recibida en el nodo remoto. La DTS asegura

la recepción libre de errores sobre el enlace utilizando la retransmisión

selectiva de las D_PDU recibidas con error. Por ello la DTS implementa la

función ARQ proporcionada por la STANAG 5066.

2. Modo de entrega de datos

La DTS implementa diversos modos de entrega de datos. Los datos

pueden enviarse en modo ARQ o No-ARQ. En este último las D_PDU, no

son confirmadas por el nodo receptor y por lo tanto no hay certeza por

parte del transmisor de la correcta recepción de las mismas.

En el modo ARQ la D_PDU puede ser configurada de las siguientes

maneras:

• Confirmación de cliente o nodo: en la confirmación de nodo

se certifica la recepción por parte del nodo remoto, mientras

que en la confirmación de cliente se verifica la correcta

recepción de los paquetes por el cliente de destino. Esto

permite la seguridad de recepción correcta entre

aplicaciones pares.

• Servicio de datos regular o expeditivo.

• Entrega de C_PDU: estando esto relacionado ya no con los

datos del cliente, sino con los mensajes utilizados para la

creación del enlace físico y su anulación.

Pág. 107


• Entrega ordenada o desordenada: los paquetes entregados

al cliente en el orden en que son recibidos se denomina

modo desordenado, mientras que el modo ordenado espera

la llegada de todos los paquetes que conforman el mensaje

para recién entregarlos al cliente.

Una C_PDU recibida en la DTS es segmentada en un número de D_PDU

tal que su tamaño de trama no exceda los 1023 octetos. Los números de

secuencia de una C_PDU segmentada deben ser consecutivos pero

independientes del número inicial incrementándose de a uno. Para

reensamblar una C_PDU se utiliza el número de secuencia y las banderas

de inicio y fin.

Las C_PDU transmitidas usando el modo No-ARQ deben tener el mismo

C_PDU ID (número de identificación). Cada D_PDU contendrá un valor de

corrimiento (offset) que indicará el desplazamiento de la C_PDU corriente

del segmento total de la C_PDU original. El reensamblado utiliza el

C_PDU ID, el desplazamiento del segmento, el tamaño del segmento y la

longitud de la C_PDU. Al completarse la transmisión de la C_PDU, la DTS

indicará que secciones de datos de la D_PDU se recibieron con errores y

solicitará al nodo transmisor que reenvíe esas tramas.

3. Estructura de la D_PDU

La estructura se puede ver en la siguiente figura:

Ilustración III-9: Estructura de una D_PDU

La secuencia de sincronismo es la misma que para las primitivas “S” y

mapeado según la recomendación V.42 del CCITT.

Pág. 108


El encabezado de la D_PDU puede verse a continuación:

Ilustración III-10: Mapeo del Encabezado de una D_PDU

Los campos que lo componen son los siguientes:

• Tipo: Detalla el tipo de mensaje según la Tabla III-3.

Tipo Significado Función

0 DATA-ONLY Transferencia de datos SIMPLEX

1 ACK-ONLY Reconocimiento de transferencia de datos tipo 0 y 2

2 DATA-ACK Transferencia de datos DUPLEX

3 RESET/WIN-RESYNC Reiniciar / Resincronizar entidades de protocolo pares

4 EXP-DATA-ONLY Transferencia expedita de datos SIMPLEX

5 EXP-ACK-ONLY Reconocimiento de transferencia de datos tipo 4

6 MANAGEMENT Gestión de transferencia de mensajes

7 NON-ARQ DATA Transferencia de datos No-ARQ

8 EXP-NON-ARQ DATA Transferencia expedita de datos No-ARQ

9 – 14 (RESERVED) Reservado para usos futuros

15 WARNING Tipo de D_PDU inesperado o no reconocido

Tabla III-3: Tipo de tramas D_PDU

• EOW (Engineering Order Wire – Ingeniería del cable de comando) son los primeros 12 bits de un mensaje de gestión,

comúnmente usados para el cambio de tasa de transmisión o de

frecuencia. También es usado para transportar información sobre

la configuración de un nodo. Esta información le informará a otro

nodo sobre las capacidades el nodo local, incluyendo la posibilidad

de efectuar cambio de tasa de transmisión, controlar el módem,

Pág. 109


tipo de forma de onda, tasa de datos y el tamaño del entrelazado

(interleaver).

• EOT (End Of Transmisión – Fin de la Transmisión) Es una

anticipación a través de la D_PDU, para indicarle al nodo remoto el

tiempo remanente de transmisión.

• Información de dirección: La mitad de los bits de la dirección

indican la dirección STANAG 5066 del nodo local o fuente y los

restantes la dirección del nodo remoto o destino. la máxima

longitud de direccionamiento de STANAG 5066 es de 28 bits.

Las D_PDU DATA-ONLY, DATA-ACK y EXP- DATA-ONLY, mostrada en

la Tabla III-3, contienen un número de secuencia de transmisión que

identifica a la D_PDU en una ventana de transmisión. Las D_PDU ACK-

ONLY y DATA-ACK contienen también un número de reconocimiento

selectivo para identificar a las D_PDU recibidas correctamente en la

ventana de transmisión corriente. La trama MANAGEMENT utilizada para

enviar información de gestión entre nodos tiene sus propios números de

secuencia de transmisión y recepción.

Cada nodo implementa su propia ventana de control de flujo que contiene

los números de secuencia de las D_PDU transmitidas, reconocidas y no

reconocidas, para las funciones de transmisión y recepción. Esos

números de secuencia son asignados en forma ascendente con módulo

256 y un número de secuencia en particular solo puede ser rehusado

cuando toda la secuencia ha sido reconocida. Por ello un nodo solo puede

transmitir una secuencia máxima de 128 tramas.

d) Direccionamiento de nodos

Las direcciones STANAG 5066 son muy similares a las direcciones IP y

son expresadas en el formato:

Pág. 110


(MSB) w.x.y.z (LSB)

Solo hay disponibles 28 bits, por lo que w puede tomar valores entre 0 y

15 mientras que x, y, y z varían entre 0 y 255. Esto permite un máximo

de 268 millones de direcciones. No necesariamente deben utilizarse los

28 bits y pueden enviarse direcciones de 4; 8; 12; 16; 20 o 24 bits. Las

direcciones fraccionales deben mapearse en los primeros números (hacia

la izquierda) no-cero de la dirección.

4. Clientes STANAG 5066

En este apartado se definen las interacciones con la subred para un grupo

de clientes a los cuales la subred de HF provee servicios de transporte.

Estos clientes son definidos de manera de proporcionar un conjunto inicial

de aplicaciones ínteroperables que hagan uso de la subred de HF. Cabe

aclarar que un cliente de la subred puede actuar como servidor para otro

cliente, siendo las secciones subsiguientes tratadas manteniendo esta

relación cliente-servidor. La norma no prohíbe interacciones adicionales

que no estén definidas. La siguiente tabla define los SAP-ID estándares

para los clientes.

Aplicaciones clientes STANAG 5066 SAP ID Gestión de Subred 0 Flujo serial orientado al caracter 1 Manejo de Mensajes Tácticos Militares (T-MMHS) 2 HMTP (Protocolo de Transferencia de Correo HF) 3 HFPOP (Protocolo de Oficina Postal HF) 4 Hilo de Comando de Operador (HFCHAT) 5 Protocolo Confiable Orientado a Conexión (RCOP) 6 Protocolo No confiable Orientado a Datagrama (UDOP) 7 Protocolo Punto a Punto (PPP) 8 Protocolo de Internet (IP) 9 Reservado 10-11 Protocolo de transporte de archivos comprimidos (CFTP) 12 No asignados 13-15

Tabla III-4: SAP-ID de Clientes STANAG 5066

Pág. 111


Los clientes de la subred deben segmentar las U_PDU remitidas

mediante las primitivas S_UNIDATA_REQUEST para cumplimentar con la

Máxima Unidad de Transferencia (MTU) recomendada por la Subcapa de

Interfaz de Subred en la primitiva S_BIND_ACCEPTED.

El formato de todas la U_PDU se describe en la siguiente figura. El orden

de transmisión de los bits, así como el mapeo de ellos en los campos de

detallan en la norma.

Ilustración III-11: Formato de una U_PDU

Deben tenerse en cuenta los siguientes aspectos:

• El número ID de conexión es un valor entre 0 y 15. La norma

no especifica la asignación y coordinación de dichos

números. El número ID de conexión 0 está reservado para

conexiones no multiplexadas.

• Los bits reservados se fija a 0.

• Los números de ID de U_PDU deben ser asignados en

forma consecutiva.

• El número de segmento de U_PDU será asignado

consecutivamente a los segmentos dentro de una misma

Pág. 112


U_PDU. Al primer segmento se le asigna el número de

segmento 0. Si una U_PDU no requiere fragmentación se le

asignará 0 al valor del número de segmento.

Los clientes de subred definidos en este apartado son gateways que

traducen los protocolos designados para enlaces de gran ancho de banda

y poco o ningún tiempo de retorno, a protocolos mejor adaptados a

enlaces de radio de HF. La experiencia demuestra que el uso de

gateways presenta mayores ventajas que las desventajas que este tipo de

soluciones acarrea.

a) HMTP (Protocolo de Transferencia de Correo por HF)

HMTP (HF Mail Transfer Protocol) es una adaptación del SMTP (Simple

Mail Transfer Protocol) especificado en la rfc.821 de la IETF, que define

un tipo de protocolo de un conjunto comando/respuesta utilizado para

transferir un correo electrónico entre un cliente y un servidor SMTP. La

estructura de un SMTP por si misma no permite la implementación sobre

HF debido a las grandes demoras entre un comando y la respuesta

correspondiente. Un diálogo comando/respuesta normal contiene cerca

de catorce mensajes intercambiados antes que se inicie la transferencia

del correo. La rfc.2920 “Extensiones de servicio SMTP entubados

(pipelined)” agrupa los mensajes entre cliente y servidor en forma

conjunta, reduciendo considerablemente el número de intercambio de

mensajes requeridos para transferir un correo electrónico. HMTP

implementa los servicios entubados para reducir el número de intercambio

de mensajes.

Los comandos, semántica y sintaxis de los comandos se detallan en la

norma.

Pág. 113


Todos los datos de cliente HTFP usan las siguientes opciones de

servicios:

• Modo de transmisión ARQ.

• Opción de confirmación de entrega por nodo o cliente.

• La entrega de la U_PDU es siempre en forma ordenada.

b) HFPOP (Protocolo de Oficina Postal por HF)

HFPOP (HF Post Office Protocol) es la versión del POP3 usado en

Internet. HFPOP utiliza las características opcionales rfc.1939 de

entubado (pipelining); mecanismos de extensión rfc.2449 y 8-BITMIME.

Implementa las mismas opciones de servicio que TFP.

c) RCOP (Protocolo Confiable Orientado a Conexión)

RCOP (Reliable Connection Oriented Protocol) provee una conexión

confiable entre aplicaciones. Por ello se ubica por encima de la capa SIS

e implementa funciones de capa de Transporte del modelo OSI y permite

que múltiples conexiones sean multiplezazas utilizando el mismo cliente

STANAG 5066.

La multiplexación la logra agregando información en el encabezado a los

datos de la aplicación que es trasferida al nodo. Para ello adiciona un

campo de 16 bits al inicio del campo de datos de la U_PDU denominado

Identificador de Aplicación.

Pág. 114


Ilustración III-12: Estructura de trama U_PDU para cliente RCOP

Los datos de la aplicación deben segmentarse de manera que RCOP

pueda entregarlos a las capas inferiores con un tamaño adecuado a la

MTU. La ID de conexión, la ID de la U_PDU y el número de segmento son

utilizados para la segmentación y reensamblado. La dirección de origen,

el SAP ID en conjunto con los campos del encabezado RCOP identifican

en forma unívoca al datagrama a lo largo de toda su trayectoria.

Los clientes RCOP usan las mismas opciones de servicios que los

clientes anteriormente detallados.

d) UDOP (Protocolo No confiable Orientado a Datagrama)

UDOP (Unreliable Datagram Oriented Protocol) también proporciona

servicios de multiplexación para aplicaciones simultaneas de clientes

haciendo uso de las sesiones de intercambio de difusión (broadcast).

Todos los datos de cliente UDOP usan las siguientes opciones de

servicios:

• Modo de transmisión No ARQ.

• Opción de confirmación de entrega es nula.

• La entrega de la U_PDU es siempre en forma desordenada, o sea,

a medida que arriban.

Pág. 115


e) BFTP (Protocolo Básico de Transferencia de Archivos)

BFTP (Basic File Transfer Protocol) hace uso de los servicios de

segmentación y reensamblado de RCOP para la transferencia de

archivos, adicionando un encabezado como el que se observa en la figura

Ilustración III-13: Formato del encabezado BFTP

f) FRAP (Protocolo de Confirmación de Recepción de Archivo)

Para garantizar la recepción correcta de los archivos en el nodo remoto

cuando se utiliza BFTP puede utilizarse FRAP (File-Receipt

Acknoledgement Protocol). Para ello el extremo receptor transmite una

U_PDU utilizando RCOP con el campo de identificación de aplicación

completado con 0x100B y la misma ID de conexión del BFTP original. A

esta forma se la conoce como FRAP versión 1.

La versión 2 incluye también una copia del encabezado del BFTP, lo que

permite verificar no solo que el archivo fue recibido en el extremo remoto,

sino también que el archivo recibido es el correcto y que su tamaño es el

original.

g) PPP (Protocolo Punto a Punto)

El protocolo PPP es bien conocido como un transporte de protocolos

entre redes. Está definido por la rfc.1548 y se construye utilizando el

campo de protocolo de 2 octetos, más no así los caracteres de entramado

HDLC (High-level Data Link Control).

Pág. 116


h) CFTP (Protocolo de Transferencia de Datos Comprimidos)

El CFTP (Compressed File Transfer Protocol) se usa para enviar los

correos electrónicos a través de la red entre servidores de correo. Este

recibe los correos de un servidor SMTP y los envía utilizando un BFTP y

RCOP al cliente CFTC remoto. CFTC utiliza la compresión de acuerdo a

lo establecido en la rfc 1950; 1951 y 1952 también denominadas

compresión GZip. La figura muestra la estructura del mismo.

Ilustración III-14: Formato de la estructura de CFTP

El correo electrónico CFTC se compone de los siguientes datos:

• ID del mensaje: Identificación única del mensaje actual que será

usado como nombre del archivo al descomprimir el correo

electrónico en el nodo remoto.

• Lista de receptores: Un string conteniendo la lista de los

destinatarios del correo.

• Tamaño del mensaje: tamaño en octetos de los datos del

mensaje.

• Datos del mensaje: Cuerpo del mensaje.

El cliente local CFTC recibe el correo del servidor SMTP. Se construye un

archivo como se indica en la Ilustración III-13. Entonces es comprimido en

formato GZip y encapsulado usando paquetes BFTP, se agrega un

encabezado RCOP y remitido a la subred para ser enviado.

Pág. 117


El Cliente IP es discutido con mayor detalle en el siguiente apartado

D. IP SOBRE STANAG 5066

1. Introducción

Los mundos de la teleinformática cableada e inalámbrica funcionan bajo

paradigmas completamente diferentes. El mundo cableado asume una

conexión permanente con un medio estable y gran ancho de banda. Las

redes inalámbricas de poco ancho de banda, como HF, GPRS u 802.11

funcionan todas mediante conexiones intermitentes sobre bandas

angostas de velocidades entre 4,8 a 19,2 Kbps. Estas diferencias

introducen una serie de dificultades que atentan cuando se intenta

extender los protocolos tradicionales sobre redes inalámbricas.

En muchos casos los desarrolladores de software han implementado

soluciones puntuales para encarar el ambiente inalámbrico, utilizando

API’s inalámbricas para manejar la comunicación entre la aplicación y el

mundo inalámbrico. Actualmente las organizaciones están haciendo

esfuerzos para extender sus aplicaciones a las redes inalámbricas.

La suite de protocolos TCP/IP se diseño para conexiones cableadas de

alta velocidad. Requiere el intercambio de múltiples mensajes,

denominado “chatty” (conversador) en la jerga, con encabezados de 40

octetos y la necesidad de esperar confirmaciones rápidamente, lo cual es

sumamente engorroso para ambientes inalámbricos. Adicionalmente TCP

requiere una rápida confirmación para cada paquete enviado sujeto a

temporizaciones que una vez vencidas causan la retransmisión de los

mismos, empeorando el problema exponencialmente debido al alto tráfico

y mayores retardos, lo que incurre en nuevas retransmisiones.

Pág. 118


Ese tipo de escenario puede llevar a un ambiente inalámbrico a un

colapso total. Algunas organizaciones recurren a sustituir el uso del

protocolo TCP por UDP, ya que no necesita confirmación pero por otro

lado lo torna no confiable para transmisión de datos. Para sobreponerse a

esto deben incorporarse esquemas de reconocimiento dentro de las

aplicaciones, lo que implica la modificación de las mismas para utilizar

UDP.

Sin embargo TCP/IP es ya un estándar en la industria de la

teleinformática, por ello la cuestión es como hacer uso de este en redes

inalámbricas de manera confiable y eficiente.

2. El Cliente IP

Independientemente de los problemas mencionados en la sección

anterior, se requiere la implementación del Cliente IP de STANAG 5066,

que se describe a continuación.

TCP/IP puede considerarse como una interfaz entre la aplicación de

usuario y el nodo de subred. La ventaja que esto proporciona es la

posibilidad de ubicar los clientes en diferentes ordenadores De esta

manera cada aplicación estará identificada por un SAP-ID, la dirección IP

y el número de Port.

El Cliente IP es capaz de enviar y recibir datagramas de la subred en

ambos modos ARQ y No ARQ. Soporta asimismo conexiones punto a

punto y punto a multipunto.

Un ejemplo de una implementación de un Cliente IP con interfaz a una

subred STANAG 5066 se observa en la siguiente figura. Los datagramas

provenientes de la red IP ingresan a través de la placa de interfaz de red

de área local y los datagramas destinados a la red HF son enrutados por

Pág. 119


el Cliente IP mediante una tabla de enrutamiento en la PC y el ARP

(Address Resolution Protocol – Protocolo de Resolución de Direcciones).

El Cliente IP segmentará los paquetes y los enviará al nodo para su

transmisión. En el extremo receptor el Cliente IP reensamblará los

paquetes y los enviará a la red a través de la pilas de protocolos TCP/IP.

Pág. 120


Ilustración III-15: Ejemplo de la implementación de un cliente IP

El Cliente IP también implementa ICMP (Internet Control Message Protocol – Protocolo de Mensajes de Control de Internet) para poder

comunicar problemas de conectividad e identificar problemas en la red.

En la siguiente figura se ejemplifica la conexión atendiendo al modelo OSI

de siete capas.

Pág. 121


Aplicaciones de Internet

Encriptado (Opcional)

TCP UDP

IP

IP

Subcapa MAC

SubcapaMAC

Protocolos deSubred HF

Subcapa Enlace

SubcapaEnlace ARQ / ALE

Física

Física Módem y Radio HF

Host Internet Gateway Internet - HF Host

HF

Ilustración III-16: Configuración de un Gateway de Internet - HF

Calidad de Servicio (QoS – Quality of Service) en el Cliente IP

El campo Tipo de Servicio (TOS – TYPE Of Service) en el encabezado IP

permite determinar el opciones de servicio STANAG 5066,

Tipo de dirección IP Retardo Velocidad Confiabilidad Costo Modo de

entrega Multicast X X 0 X No ARQ Multicast X X 1 X No ARQ Unicast 1 0 0 0 No ARQ Unicast 0 1 0 0 ARQ Unicast 0 0 1 0 ARQ Unicast 0 0 0 1 No ARQ

X = Estado sin importancia

Tabla III-5: Mapeo de IP TOS a opciones de servicio STANAG 5066

3. Implementación de IP sobre HF

La aplicaciones a implementar dependerán del cliente, pero en general

estas suelen tener gran cantidad de datos. A fin de optimizar el uso de la

subred, hay tres aspectos claves a tener en cuenta, de acuerdo a lo

discutido en la introducción:

Pág. 122


• Compresión del encabezado

• Compresión de los datos

• Enrutamiento.

A continuación se hará una descripción de estos temas.

a) Compresión de los encabezados TCP/IP

Esta implementación corresponde a una aplicación del usuario, previa a la

conexión con el Cliente IP. Entre los más difundidos se encuentran los

sistemas de compresión de encabezados reglamentados por la IETF

(Internet Experts Task Force)

Conocido por sus siglas en inglés ROHC (Robust Header Compresión –

Compresión Robusta de Encabezados), es un método estándar para

comprimir los encabezados IP, UDP, TCP y RTP. Este esquema de

compresión difiere de otros propuestos por la IETF, como las rfc 1144 y

rfc 2508 debido a su mejor comportamiento sobre enlaces con gran tasa

de pérdidas de paquetes, como son las redes inalámbricas.

Como se dijo, los encabezados de IP y TCP ocupan cuando menos 40

octetos (para IPv.4), lo que generalmente suele ser el 60% de los datos

enviados, tolerables en redes cableadas, pero sumamente excesivos en

redes donde la capacidad del medio es escasa.

ROHC comprime estos encabezados de 1 a 3 octetos, ubicándoselo

antes del enlace inalámbrico, en este caso el Cliente IP y como

descompresor luego de este en el extremo receptor.

De acuerdo con la rfc 3095, que establece las pautas de su

implementación, existen tres modos de implementación:

Pág. 123


• Modo unidireccional (U_Mode): para paquetes enviados en un

solo sentido, de compresor a descompresor, y que no requieren

retorno o este no es posible.

• Modo Bidireccional Optimista (O_Mode): similar al anterior, con

la diferencia que el canal de realimentación es utilizado para

reconocimientos, mensajes de error o pedidos de retransmisión.

De esta forma se apunta a maximizar la eficiencia del compresor y

espaciar el uso del canal de retorno.

• Modo Bidireccional Confiable (R_Mode): Este modo difiere en

varios aspectos de los anteriores. La más importante es el uso

intensivo del canal de retorno, una lógica más estricta en ambos

compresor y descompresor para evitar la pérdida de sincronización

entre ellos, salvo que haya una gran tasa de error residual.

El algoritmo utilizado por ROHC es similar a los utilizados para la

compresión de video, en el sentido que se toma una base principal y

múltiples diferencias para simular el flujo de paquetes IP, lo que presenta

la ventaja que permite a ROHC sobrevivir a múltiples pérdidas de

paquetes aún en su máxima compresión siempre y cuando no se pierdan

las tramas base.

El compresor ROHC presenta tres estados principales: En el estado de

Inicialización y Refresco (IR), el compresor ha sido recién creado o

reiniciado y se envían los encabezados completos de los paquetes. En el

estado de Primer Orden (FO), el compresor ha detectado y almacenado

campos estáticos, como direcciones IP y Ports, en ambos extremos del

enlace. En este estado el compresor envía los campos dinámicos del

paquete con diferencias, por lo que esencialmente es una compresión

estática o seudo-dinámica. En el estado de Segundo Orden (SO) el

compresor suprime todos los campos dinámicos como los números de

Pág. 124


secuencia, y envía solo un número de secuencia lógica y una suma de

verificación (checksum) parcial para que el descompresor genere

predictivamente y compare los encabezados de los nuevos paquetes

esperados.

El tamaño del campo del número de secuencia determina cantidad de

paquetes que ROHC puede perder antes que deba reiniciarse para

continuar. El tamaño del número de secuencia en los paquetes ROHC de

1 o 2 octetos es: 4 bits para un corrimiento de 1 a 14 paquetes, o de 6 bits

para corrimiento de hasta 62 tramas.

b) Compresión de los datos

Existe una vasta gama de aplicaciones para compresión de datos. Al igual

que en el apartado anterior y siguiendo la línea del trabajo, se presenta la

alternativa propuesta por la IEFT, que cuenta con gran difusión, bajo o

ningún costo y facilidad de implementación.

La misma es denominada IPComP, (IP Payload Compresión Protocol – Protocolo de Compresión de Carga útil de IP), definido en la rfc 3173.

El propósito es reducir la cantidad de datos a ser transmitidos enredes

congestionadas o de baja velocidad, incrementando la eficiencia de las

mismas.

De acuerdo a la norma, la compresión debe hacerse antes de la

fragmentación o encriptación, por lo tanto, al igual que en el caso de la

compresión del encabezado, la misma ha de efectuarse antes de

encapsular los datos en una U_PDU. También Establece que cada

datagrama debe comprimirse independientemente a fin que puedan

recomponerse aún si llegan fuera de orden.

Pág. 125


c) Enrutamiento

Esto es parte de la implementación práctica en el caso que se trate de

una red móvil y/o dinámica.

Los componentes esenciales que ha de tener esta implementación son

los que se detallan:

• Un sistema operativo que proporcione los servicios básicos de red

(API’s).

• Dispositivos de interfaz entre la red y el nodo STANAG 5066.

• Componentes de ruteo y los protocolos en este para interactuar

con otros enrutadores HF-IP vía la interfaz proporcionada por el

software del nodo STANAG 5066 y otros enrutadores vía la interfaz

de red para determinar en estado de los enlaces, alcanzabilidad de

redes o nodos y para encaminar el trafico.

Como está definido, el enrutador HF_IP presenta dos interfaces, una

hacia la subred HF y otra hacia le red local., facilitando el uso en

arquitecturas de nodos más generalizadas, soportando gran número de

sistema terminales y conexiones externas.

1. Protocolos de enrutamiento interior para redes Ad-Hoc

El Sistema Operativo ve a la subred HF como una red LAN compacta,

asumiendo que las direcciones de los nodos dentro del rango de

direccionamiento de la LAN son alcanzables.

Pág. 126


Cuando no puede asegurarse la conectividad existen cambios en la

asignación de direcciones IP, se necesitan protocolos de ruteo para redes

móviles Ad Hoc.

El protocolo de Enrutamiento Optimizado por Estado del Enlace

(OLSR - Optimizad Link State Routing), establecido en la rfc 3626,

surge como una buena alternativa para enrutamiento proactivo en redes

Ad Hoc organizadas como LAN. OLSR optimiza los algoritmos de

enrutamiento por estado de enlace clásicos, como el OSPF, para

operación en redes Lan inalámbricas. El concepto de optimización usa

relevos multipuntos (MPR – Multi Point Relays), nodos de la red

seleccionados para definir un pequeño grupo de cobertura en el dibujo de

la red, para difundir la información del estado de los enlaces. Esta técnica

reduce considerablemente el encabezado de los mensajes comparado

con los mecanismos de inundación clásicos. Otras optimizaciones para

reducir la carga del protocolo OLSR incluyen la generación de los estados

de los enlaces solo por los MPR, minimización de los requerimientos de

mensajes de inundación y la restricción opcional de reportar solo

información parcial del estado de los enlaces. Al igual que en los

protocolos clásicos, los nodos usan la información de los estados de los

enlaces para calcular las rutas que requieran un mínimo de saltos o

relevos.

Es conveniente el uso de este protocolo en la arquitectura IP sobre HF

como enrutamiento interno ya que está basado en los estándares y

prácticas de la IETF y requiere de mínimos ajustes en los valores de las

temporizaciones.

2. Política de enrutamiento exterior

La exclusión de colisiones es una preocupación para la implementación

de una WAN, más aún con subredes de muy diferentes capacidades. Los

Pág. 127


protocolos de ruteo de HF-IP deberían excluir la subred HF para tránsito,

si existen otras vías disponibles. Como base los protocolos de ruteo como

BGP (Border Gateway Protocol – Protocolo de Entrada Externa)

deberían excluir a la red HF y preferir otros puntos de entrada salida. Para

ello se requiere:

• Asignar números de sistemas autónomos (AS) a los routers HF-IP

en la WAN.

• Establecer parejas interna-externas en la WAN (iBGP/eBGP).

• Establecer políticas de entrada/salida entre AS para puntos de la

subred HF-IP. Las políticas se expresan mediante filtros en las

rutas ofrecidas por los routers HF-IP.

Mientras sea factible, este esquema es estático y altamente dependiente

de las expresiones del enrutamiento deseado.

4. Una solución para redes pequeñas

En análisis de los efectos de los tiempos de respuesta del canal en el

comportamiento de redes LAN inalámbricas, la velocidad del protocolo

Token Ring demostró ser significativamente menos sensible a los efectos

de largos tiempos de retorno que los protocolos basados en contienda,

como el 802.11 o TDMA. Basados en un trabajo de la Universidad de

Berkeley5 la Agencia de Consulta, Comando y Control de la OTAN (NATO

Consultation, Command and Control Agency – NC3A) desarrolló una capa

de Control de Acceso al Medio (MAC) mejorada para la arquitectura

STANAG 5066, también denominada AHFWAN66, en un protocolo de

Token Ring Inalámbrico para HF (HF Wireless Token Ring Protocol, HF-WTRP).

Pág. 128


Ilustración III-17: Protocolo Token Ring inalámbrico

El protocolo HF-WTRP consiste en una red de frecuencia única en la cual

solo un nodo, el poseedor del testigo (Token) tiene derecho a transmitir (Right To Transmit – RTT), puede hacerlo a su tiempo. Este lo hace

mientras tenga datos para transmitir o hasta que su tiempo permitido de

transmisión expire, entonces pasa el testigo RTT siguiente nodo en el

anillo.

El anillo es un ciclo cerrado de nodos que transmiten por turnos, cada

cual recibiendo el testigo de su predecesor en el anillo, manteniendo el

derecho de transmisión en tanto tenga datos para hacerlo o por un

periodo de tiempo limitado, pasando luego el testigo a su sucesor.

Pág. 129


Bit / Byte 0 1 2 3 4 5 6 7 Observaciones

PREÁMBULO No se muestra

0 0 1 1 0 1 1 1 1 Tipo de DPU = 6 Tipo de EOW = 15

1 Campo de Control (FC) (Token, pedir sucesor, fijar sucesor, fijar predecesor,…)

EOW_DATA = Campo de Control

Trama HF-WTRP

2 EOT Especifica la duración residual de la transmisión, en k bytes

3 Long.

Dirección (1< m <7)

Long. Encabezado (k=20)

…

3+m Direcciones de Origen y Destino

Largo del campo = m bytes Este campo corresponde a las direcciones de origen y destino

HF - WTRP

4+m No usado_1 Ext Msg =1

Valid Msg =1

ACK Esta es la forma extendida del mensaje ID Mngmt EOW

5+m Número de ID de Trama de Gestión MSB LSB

Campo requerido para Mensaje tipo 6

6+m

Dirección de Anillo (4 octetos en formato de direcciones STANAG 5066)

Campo obligatorio para HF-WTRP

10+m

SEQUENCE_ID (4 octetos a requerimiento HF-WTRP)


14+m

GENERATION_SEQUENCE_ID (4 octetos a requerimiento HF-WTRP)


CRC H_1

CRC del Encabezado MSB

CRC H_2

LSB

Ilustración III-18: Formato de una U_PDU de Gestíon para Token Ring

Los formatos están diseñados para garantizar máxima interoperabilidad

con los mensajes de gestión S’5066 (tipo 6) en el formato de Mensaje de

Cable de Control de Ingeniería Extendido, a la vez que implementando

todos los requerimientos del WTRP original del que deriva. El mensaje de

testigo es un nuevo subtipo de mensaje de gestión (subtipo 15). No se

requieren otros tipos de mensajes para implementar este protocolo. La

siguiente tabla muestra un ejemplo de la estructura de una D_PDU de

gestión para ello.

Pág. 130


Nótese que durante una secuencia de transmisión, mientras un nodo

tenga el derecho a transmitir y no haya prescripto su periodo para ello,

podrá enviar datos a cualquier nodo en la red dentro de su alcance, no

solo a su sucesor o a su predecesor en el anillo. Bajo este punto de vista

la red se comporta como un protocolo TOKEN BUS.

La posesión del testigo RTT controla el acceso al canal de HF, no limita

los destinos a los cuales el tráfico puede enviarse. El protocolo Token

Ring controla el acceso al medio para evitar colisiones e interferencias en

la propia red mejorando la eficiencia y velocidad.

En general no es necesario que todos los nodos de la red estén en rango

de alcance de radio, solamente que la secuencia del ciclo de nodos exista

cuando el sucesor y predecesor en el anillo estén al alcance. En la

práctica como cada nodo desea comunicarse con cualquier otro, se

supone que la res está con su topología completa, o sea, con todos o la

mayoría de los nodos dentro del alcance de los demás.

Para que el testigo pase en forma confiable, el receptor del mismo debe

enviar un acuse de recibo para confirmar su recepción. Existen

mecanismos de reparación de anillo para prevenir la pérdida del testigo,

del enlace, de nodos y otros modos de fallo. Los nodos se unen a la red

Token Ring atendiendo a requerimientos de incorporación periódicos que

efectúa cualquier miembro del anillo. El nodo acepta el requerimiento

colocándose a si mismo como sucesor del nodo solicitante y adoptando a

su sucesor como propio, enviando un testigo hacia el solicitante para

informarle (y al resto de los nodos) que se ha unido al anillo. Un intervalo

de ventana aleatoria de acceso mitiga la contienda cuando múltiples

nodos intentan responder al mismo requerimiento.

Pág. 131


E. EL MEDIO FÍSICO. MÓDEM Y RADIO

1. Introducción

En esta sección se describen los equipos que actúan directamente sobre

el medio físico, el aire, que son los encargados de transmitir los mensajes

entre los puntos extremos de las comunicaciones. Se hará una

descripción de los mismos desde la perspectiva de las normativas a las

que os mismos han de estar sujetos a fin de mantener la interoperabilidad

con el resto del sistema. Por ello se revisarán las interfaces que los

vinculan entre si, así como con el equipo terminal de datos.

Por otra parte se realizará un detallado análisis del punto más crítico del

enlace que es el control del mismo, a cargo de un sistema Automático de

Establecimiento del Enlace (Automatic Link Establishment – ALE), que

será el encargado de lidiar con las condiciones cambiantes del medio y el

entorno, para garantizar las mejores condiciones de propagación.

2. Interfaces con el DTE

a) Interfaz entre la Subcapa de Transferencia de Datos y el equipo de comunicaciones

Este apartado define la interfaz entre la DTS y el equipo de

comunicaciones. Puede ser que este sea el módem, como así también el

dispositivo externo de criptografía, aunque la tendencia actual es que la

encriptación se realice en las capas superiores.

La interfaz debe ser configurable, del tipo EIA-232/423 para conexiones

desbalanceadas y EIA-422 para conexiones balanceadas. Es obligatoria

la interfaz de tipo sincrónica. La fuente de reloj bien puede ser

configurable o por DCE (criptógrafo o módem) para la salida de datos del

DTE (PC) y solamente por DCE para la entrada de datos del DTE.

Pág. 132


Es obligatoria la compatibilidad del Hardware para handsaking de acuerdo

al MIL-STD-188C para la Interoperabilidad con el equipo criptográfico.

b) Interfaz de Control Remoto del módem HF

Este apartado define la interfaz común para controlar en forma remota un

conjunto mínimo de configuraciones del módem para la operación del

sistema.

La interfaz eléctrica debe ser configurable, del tipo EIA-232/423 para

conexiones desbalanceadas y EIA-422 para conexiones balanceadas.

Esta interfaz debe incluir la transmisión y recepción de datos.

El control remoto consiste en un string alfanuméricos ASCII con 8 bits de

datos, paridad impar un bit de stop a 9600 bps. En todos los casos el

campo <address> deberá reemplazarse por un número decimal entre 0 y

255 que indicará la dirección de un módem específico. Este último deberá

ser configurable para seleccionar esta dirección y responder únicamente a

comandos adecuadamente direccionados. Los comandos mínimos son

los siguientes:

<address> INITIALIZE. Este comando instruye al módem para cargar un

conjunto predefinido de parámetros de operación.

<address> MODEM RATE <x>. Reemplace x con la tasa de transferencia

(75, 150, 300, 600, 1200, 2400, etc. bps).

<address> MODEM INTERLEAVE <x>. Reemplace x con el tipo de

interleaver requerido (ZERO, LONG, SHORT).

<address> MODEM SNR?. Devuelve la relación señal a ruido en el

siguiente formato:

<address> MODEM SNR=<value> Donde value expresa SNR en dB.

Pág. 133


<address> MODEM IDENTIFY? Devuelve la información de fabricante,

modelo, software/firmware del módem en el siguiente formato:

<address> MFR <x>; MODEL <y>; SW/FW <software/firmware revisión information>

Donde las cantidades indicadas entre los símbolos “<>” son

reemplazadas por las cadenas ASCII apropiadas.

<address> MODEM WAVEFORM <x>. Reemplace x con 4285, 4529

(Codificación STANAG), 110A (MIL-STD-188-110A) o HIGH (para formas

de ondas de alta tasa de transferencia que se describen más adelante).

3. Parámetros básicos del equipo de radio HF

En esta sección se estudiarán los parámetros básicos de las radios, que

deberán tener interoperabilidad con los sistemas anterior y posteriormente

descriptos. Por ello las mismas deben cumplir con las indicaciones del la

norma STANAG 4203 (Technical Standards for Single Channel HF Radio

Equipment – Estándares Técnicos para Equipos de Radio HF de Canal

Simple) STANAG 5035 (Introduction of an Improved System for Maritime

Air Communications on HF, LF, and UHF – Introducción a un Sistema

Mejorado para Comunicaciones Aéreas y Marítimas en HF, VHF y UHF) ,

o también la MIL-STD-188-141B (Interoperability and Performance

Standards for Medium and High Frequency Radio Systems – Estándares

de Interoperabilidad y Rendimiento para Sistemas de Radio de Media y

Alta Frecuencia) o la QSTAG 733. (Technical Standards for Single

Channel High Frequency Radio Equipment - Estándares Técnicos para

Equipos de Radio HF de Canal Simple). También es recomendable la

aplicación de la recomendación del ITU-R 455-2 (Improved Transmission

System for HF Radiotelephone Circuits – Sistema de Transmisión

Mejorado para Circuitos de Radioteléfonos).

Pág. 134


La figura siguiente describe los aspectos funcionales en términos de un

modelo de referencia de siete capas.

Subcapa ALE Protocolo ALE Protocolo ALE

Entramado Alineado Codificador Decodificador Entrelazado Deentrelazado

Subcapa FEC

Redundancia Voto mayoritario

CAPA ENLACE

Modulador Demodulador Transmisor Receptor Antena Antena

CAPA FÍSICA

Ilustración III-19: Modelo de capas de un sistema radio HF

a) Modos de operación

1. Modo básico

El control de frecuencia de estos equipos debe ser susceptible de ser

estabilizado por una señal externa. Debe incorporar almacenamiento de

canales (frecuencias múltiples) del tipo memoria programable y ser capaz

de almacenar e inicializar el modo operacional.

2. Operación manual

Es la forma de interacción más elemental con los equipos de radio por

parte de operadores mínimamente entrenados. A la operación se la

conoce como PTT (Push To Talk . Pulse Para Hablar) y coloca al equipo

en modo transmisor al pulsar un control manual bien identificado y en

recepción al liberarlo.

3. Modo ALE

Debería incluirse, ser del tipo de supervisión de canales y proporcionar

control automático y manual para la iniciación del contacto. Más adelante

se hará una explicación más detallada.

Pág. 135


4. Modo Anti-interferencia

Es recomendable la inclusión de los mismos de acuerdo al estándar

militar MIL-STD-188-148. En un apartado posterior se realiza un

desarrollo más extenso.

5. Protección del enlace

Se refiere a la protección de la función requerida para el establecimiento,

mantenimiento, control y liberación del enlace radial. Debido a que la

protección del enlace está implementada en la función de establecimiento

del mismo, desde el punto de vista del modelo de capas es una función

de la capa de enlace. Esta función previene que el equipo pueda iniciar

una conexión en forma automática al ser llamado si la función está activa,

de forma de prevenir contactos indeseados, pero avisando al operador,

quien podrá realizar la conexión en forma manual. Esta función no

interfiere con la transmisión de voz o datos.

b) Interfaces

1. Características eléctricas de las interfaces digitales

Como mínimo, debe contar con una interfaz para datos binarios seriales

del tipo EIA-232/423 para conexiones desbalanceadas y EIA-422 para

conexiones balanceadas o lo establecido en la STD-MIL-188-114.

Cualquier otra interfaz provista por el constructor, deben incluir

señalización RTS (Request To Send – Permiso Para Enviar) y CTS (Clear

To Send – Listo Para Enviar). No se excluye la posibilidad de incluir otras

interfaces estándares.

2. Características eléctricas de las interfaces analógicas



Pág. 136







3. Características eléctricas de las interfaces analógicas

Características de las interfaces de entrada:

La potencia de la entrada de micrófono no está estandarizada, pero debe

estar en el rango de amplitudes de +6 dBm a –17 dBm.

Para entradas desbalanceadas la impedancia nominal de audio es de 150

ohms desbalanceada respecto a tierra. Para entradas balanceadas es de

600 ohms nominales, balanceados respecto a tierra.

La impedancia de carga de salida del transmisor en la interfaz del punto B

de la figura, debe ser de 50 ohms, desbalanceada respecto a tierra. El

transmisor debe ser capaz de soportar una onda reflejada de tensión con

un ROE (Relación de Onda Estacionaria) de 1,3 a plena potencia.

Ilustración III-20: Interfaces del subsistema de radio

Las características de entrada de Radio Frecuencia (RF) del receptor se

detallan a continuación:

Pág. 137


• Rechazo a la frecuencia imagen: 70 dB mínimo.

• Rechazo a la Frecuencia Intermedia: 70 dB mínimo.

• Rechazo al canal adyacente: Según la siguiente figura. La

respuesta del canal debe estar en la zona sombreada

• El receptor debe ser capaz de soportar sin daños señales de hasta

+43 dBm en su entrada, con carga de 50 ohms durante al menos

un minuto, estando el mismo encendido o apagado.

• La sensibilidad del receptor debe ser tal que con una señal de –111

dBm sin modular en el terminal de antena, produzca una salida de

audio de 10 dB SINAD (signal+noise+distortion to noise+distortion

ratio – Relación señal+ruido+distorsión a ruido+distorsión).

Para la salida balanceada del receptor, la impedancia nominal balanceada

será de 600 ohms y entregará una potencia máxima de 0dBm a una carga

adaptada, ajustable entre –30 dBm y 0dBm.

Ilustración III-21: Respuesta del canal de banda lateral única en equipos de HF

Pág. 138


4. Parámetros básicos del módem de HF

a) Introducción

Los moduladores-demoduladores (módems) emplean una gran variedad

de técnicas para convertir señales digitales en cuasi digitales para

transmisión sobre canales analógicos.. A pesar que se han estandarizado

varias de esas técnicas, no hay una óptima para todo tipo de aplicaciones.

En esta sección se cubrirán los requerimientos generales para los

módems de datos que operen sobre canales de radiofrecuencia y la

banda vocal (VF = 0 a 4 KHz).

En la tabla a continuación se resumen los tipos de modulación y tasas de

transmisión de datos para diferentes categorías.

CANAL TIPO DE MODULACIÓN

TASA DE DATOS (bps)

VF FSK ≤ 150 VF FSK ≤ 1200 VF Varios 600 o 1200 VF Varios 2400 VF DPSK 4800 VF QAM 4800 a 9600VF Varios ≥9600

Radio LF FSK ≤ 150 Radio MM FSK ≤ 150 Radio HF FSK ≤ 150 Radio HF FSK 75 a 4800

Radio UHF FSK ≤ 150

Tabla III-6: Referencia de modulación para aplicaciones de módems

b) Modulación, tasas de transmisión y tolerancia

En las interfaces estandarizadas que se muestran en la figura de abajo, la

velocidad de modulación se expresa en baudios y la tasa de transmisión o

transferencia de datos se expresa en bits por segundo (bps).

Pág. 139


La tasa de transmisión y la velocidad de modulación son iguales

únicamente para señales binarias. Para otros tipos de codificación se

relacionan por las ecuaciones vistas en el Capítulo I. Sección C.2.e

precedente.

Ilustración III-22: Sistema estandarizado de transmisión de datos

NOTA:

DTE= Data Terminal Equipment - Equipo Terminal de Datos

DCE= Data Communication Equipment – Equipo de Comunicación de Datos.

DTE y DCE pueden incluir adaptadores de señal, módems, algoritmos de control de error, dispositivos de encriptado, unidades de control y otros equipos necesarios.

DTE y DCE pueden estar incluidos en una sola unidad.

El canal de transmisión puede incluir nodos y equipos de transmisión mono o multicanal.

Excepto que se exprese en contrario, las tasas de transmisión y

modulación no deben desviarse de los valores nominales en más de un

±0,01%.

c) Sensado de lógica y señalización

Para circuitos de datos y temporización, la tensión respecto a tierra debe

ser negativa para representar una MARCA y la condición positiva para

representar un ESPACIO. Las condiciones significativas y otros estados

lógicos y de señal se representan en la siguiente tabla y son aplicables

tanto a la transmisión telegráfica como a los datos. Cualquier otra

capacidad alternativa de los equipos debe proveerse con una interfaz con

equipos que acepten marca negativa y espacio positivo.

Pág. 140


Aplicación Condición Condición Tensión a tierra Negativa (-) Positiva (+)

Término convencional Marca Espacio Valor digital binario Uno (1) Cero (0)

Estado de señal temporal Apagado Encendido Estado de señal FSK Frecuencia menor Frecuencia mayor

Tabla III-7: Señales y lógica binaria para módems

d) Características de interfaces digitales








e) Características de señales casi-analógicas

1. Impedancia del módem en sistema multicanal

La impedancia terminal a la salida del modulador y la entrada del

demodulador debe ser de 600 ohms balanceada respecto de tierra, con

una pérdida de retorno mínima de 26 dB a 600 Ω a la frecuencia de la

banda de interés. La simetría eléctrica ha de ser tal que suprima las

corrientes longitudinales a un nivel de al menos 40 dB por debajo del nivel

de referencia (-40 dBm referidos a 1 mW medidos en el punto cero de

transmisión).

2. Impedancia del módem en un sistema monocanal

La impedancia a la salida del modulador debe ser de 150 ohms,

balanceada respecto a tierra, con una pérdida de retorno mínima de 20

Pág. 141


dB contra 150 Ω a la frecuencia deseada. La impedancia Terminal de

entrada al demodulador debe ser de 600 ohms, balanceada a tierra y

demás características iguales a los casos anteriores.

Se recomienda una impedancia terminal balanceada respecto a tierra, ya

que se ha comprobado una mejora en el rechazo al ruido eléctrico de

interferencia electromagnética (EMI) de hasta 20 dB, comparada con las

terminaciones desbalanceadas.

3. Niveles de señales cuasi analógicas en sistemas multicanal

El nivel de la señal cuasi-analógica a la salida del modulador debe poder

adaptarse al menos entre +3 dBm y -18 dBm. La diferencia de salida entre

una marca y un espacio debe ser menor a 1 dB. El demodulador debe ser

capaz de operar, sin degradación del rendimiento, con señales cuasi-

analógicas recibidas dentro del rango de +3 dBm a -35 dBm.

En equipos usados para excitar un conmutador u troncalizador, la salida

debe ser ajustable de manera de proporciona a la entrada de este último

una señal de -13 dBm. Para señales multitono, la misma debe ser igual a:

-13 - (10 log10 t) dBm

, siendo t la cantidad de tonos.

Los niveles de señal para sistemas monocanal son análogos a los

expresados en este apartado.

4. Equipo de reloj, control y temporización

Los módems deben tener la capacidad de recibir señales externas de

temporización, ya que el reloj es el dispositivo que provee la base de

tiempo para controlar la operación del resto del equipo.

Pág. 142


MODOS DE TRANSMISIÓN

Los equipos de comunicación actuales requieren de un reloj estable y de

un preciso control de intervalo de caracter, por lo que las estaciones de

temporización deben prever la operación en cualquiera o todos los

siguientes estados.

Síncrono por bit:

En operación sincrónica por bit la frecuencia del reloj debe ser del doble

de la tasa de modulación. La entrega de un bit debe hacerse durante la

duración de un ciclo de reloj.

Asíncrono bit a bit:

En este tipo de operación se producen cambios en la tasa de modulación,

por lo que la frecuencia de reloj debe acompañar dichas fluctuaciones.

Síncrono por intervalo de caracteres:

Se permiten intervalos carácter de 4 a 16 unidades de intervalo. Se

asume que una vez establecido un intervalo de caracteres particular, no

se espera un cambio del mismo, excepto por una nueva reprogramación.

CARACTERÍSTICAS DEL RELOJ

Tasa de modulación: para compatibilidad con las tasas de señalización o

modulación, la frecuencia de reloj debe ser de al menos el doble de las

tasas de modulación especificadas anteriormente.

Estabilidad de la tasa de modulación:

La temporización proporcionada para la transmisión digital debe ser

suficiente para asegurar que la sincronización se mantiene dentro del

Pág. 143


intervalo de ±25% de la unidad de intervalo entre la señal transmitida y

recibida por periodos no menores a 105 segundos consecutivos.

Ajuste de fase de la tasa de modulación:

Deben proporcionarse los medios para que una deriva de fase del flujo de

datos entrantes en relación al pulso de reloj pueda variar entre 1,5

intervalos de unidades en avance o retardo del centro teórico de la tasa

de modulación aplicable.

Señal de salida:

La salida del reloj debe ser una forma de onda alternada, simétrica, en

relación a la frecuencia de modulación utilizada y debe cumplir con los

requerimientos de tensión y forma de onda detallados en las normas MIL-

STD-188-110B, MIL-STD-188-141D, STANAG 4203. Debe TENER UN

semiciclo de polaridad positiva u otro semiciclo de polaridad negativa, con

un ciclo de trabajo de 60 ±1 %.

Relación de fase entre reloj y datos:

Debido a las diferencias temporales en la velocidad de propagación sobre

diferentes circuitos a tasas de modulación mayores a 2400 bps, existe

una significativa diferencia relativa de fase entre reloj y datos, que debe

ajustarse.

Toda transición de datos emitidos por una fuente bajo el control directo de

una fuente de reloj externa ocurre cuando hay una transición de negativo

a positivo del reloj. El retardo entre esta transición y la transición de la

emisión del dato no debe exceder el 12,5 % de la duración de la unidad

del intervalo de datos. Para cada equipo una vez que este retardo es

fijado por hardware, debe ser consistente consigo mismo en ± 1% para

Pág. 144


cada transición de reloj. Los límites de retardo son aplicables

directamente en la interfaz de excitación.

5. Protocolo de enlace de datos

En el caso particular de la esta aplicación, estos deben soportar las

especificaciones del protocolo STANAG 5066.

5. Establecimiento Automático del Enlace

a) Introducción

El Establecimiento Automático del Enlace, comúnmente denominado

ALE (Automatic Link Establishment), es mundialmente utilizado para

iniciar comunicaciones de radio de alta frecuencia. Permite que el sistema

transceptor habilite a la estación para hacer contacto e iniciar un circuito

entre si y otra estación o una red. El propósito es proporcionar un método

rápido y confiable de comunicarse con otras estaciones durante las

condiciones de propagación ionosféricas permanentemente cambiantes, a

través de los beneficios de un control con procesador.

Los estándares básicos comunes de los protocolos para ALE son el MIL-

STD-188-141B y su análogo de los estándares Federales de los Estados

Unidos FED-STD-1045, conocidos como 2G (Second Generation – 2ª generación) ALE. Hay nuevos estándares que utilizan una sincronización

temporal más precisa para alcanzar establecimiento de enlaces más

rápidos y configurables, conocidos como 3G.

Las técnicas ALE incluyen señalización automática, llamadas selectivas,

handshaking e identificación de la estación automáticos. Otras funciones

automáticas desempeñadas por el ALE con: búsqueda y selección de

canales, análisis de la calidad del enlace (LQA – Link Quality

Pág. 145


Analisis), polling, sondeo, almacenamiento y reenvío de mensajes,

protección de direcciones y anti-spoofing.

b) ALE en International Amateur Radio (Radioaficionados)

Los radioaficionados han desarrollado un uso de ALE que utiliza

denominadores comunes para los protocolos de radio, permitiendo a los

fabricantes desarrollar radios y software para ser utilizadas en

comunicaciones ínteroperativas y redes, constituyendo un sistema versátil

para intercambiar voz, datos, texto, mensajería instantánea, o imágenes.

Un operador que inicia una llamada, en minutos obtiene una frecuencia

que posee buena propagación, sin el tedioso y repetitivo procedimiento de

prueba en horarios predeterminados.

La red ALE de HF del Internacional Amateur Radio es la red abierta más

grande. La lista de canales para la red ALE de HF está coordinada por las

regiones IARU (Internacional Radio Amateurs Union – Unión Internacional de Radio Aficionados), para uso local, regional o

internacional en servicio de radioaficionado. Todos los canales usan la

Banda Lateral Superior (BLU-S). Cada canal está sujeto a reglas,

regulaciones, y planes de frecuencia de la región o locales, por lo que

algunos de los canales listados por la IARU, pueden no estar disponibles

en esa zona y se debe consultar el plan de frecuencias proporcionado por

la CNC (Comisión nacional de Comunicaciones).

Por ser una red abierta, se invita a los operadores amateur a participar en

ella y está abierta 24/7 (todo el día, todos los días) para Emergencias, o

ayuda en caso de desastres.

c) ALE de tercera generación

Utiliza un grupo de protocolos mutuamente dependientes: El

Establecimiento Automático del Enlace de tercera generación (3G-ALE),

Pág. 146


el protocolo de Gestión de Tráfico (TM – Traffic Management), el

protocolo de Enlace de Datos de Alta Velocidad (HDL – High-Rate data

Link, el Enlace de Datos de Baja Velocidad (LDL – Low-Rate Data Link) y

el protocolo de Control de Circuito de Enlace (CLC – Circuit Link Control).

Ilustración III-23: Suite de Protocolo

En la figura se muestra un esquema de capas.

s 3G-ALE

1. Control de fre

N TRÁFICO

o en redes 3G deben designarse

n las

cuencia

CA ALES DE LLAMADA Y

Las frecuencias asignadas para el us

para su uso en llamadas y para tráfico. Los administradores de red deben

observar los siguientes principios al asignar canales en estas redes:

• Usar un canal para tráfico y llamadas reduce la eficiencia e

redes debido a altas cargas de tráfico.

Pág. 147


• Los canales de tráfico deben asignarse cercanos a los canales de

llamada, de modo que las condiciones de propagación sean

similares.

• Los canales de llamadas deben asignarse a listas de búsqueda de

manera no secuencial, de forma que el rango de frecuencias sea

cubierto varias veces por día. Por ejemplo, las frecuencias: 3, 4, 5,

6, 8, 10, 11, 13, 18, y 23 MHz, deberían revisarse en el siguiente

orden: 3, 6, 11, 23, 5, 10, 18, 4, 8, 13.

La numeración de los canales de llamada se asignan comenzando por 0,

de esta forma si hay “C” canales de llamadas, el mayor será designado

como “C -1”.

GESTIÓN EXTERNA DE FRECUENCIA

Los sistemas deben proveer la posibilidad de gestionar la frecuencia de

forma externa a través de una interfaz de red de gestión, para facilitar la

interoperabilidad con sistemas de gestión de red.

Esta capacidad debe tener al menos:

• Asignación de frecuencias a canales.

• Habilitar o deshabilitar las llamadas o el tráfico en cada canal.

• Asignación de canales a una lista de búsqueda.

• Ingreso de datos de calidad del canal.

Estos ítems deben ser asignados uniformemente en toda la red.

2. Sincronización de red

Pág. 148


Los sistemas 3G deben incluir mecanismos para mantener la

sincronización entre las bases de tiempo de la red local. Cuando la red

opera en modo sincrónico, la diferencia entre los tiempos más alejados no

debe exceder los 50 milisegundos. En redes asincrónicas, el rango

permisible de tiempos de red está limitado por el nivel de protección del

enlace utilizado, si hubiere.

Se debe proporcionar entonces un medio para efectuar una

sincronización externa y fijar la hora local a través de una fuente de reloj

como ser desde un receptor del Sistema de Posicionamiento Global

(GPS). La base de tiempo interna no debe diferir de la externa en no más

de 1 milisegundo luego de la actualización y no derivar más de una parte

por millón.

Si no se dispone de esta posibilidad debe usarse el protocolo de

mantenimiento del sincronismo usando los preámbulos de las PDU.

3. Búsqueda de canales

Si no se halla enganchado con otros sistemas ALE, el sistema debe

buscar continuamente los canales asignados, rastreando llamadas 2G y

3G. Solo deben suspender la búsqueda cuando son llamados o cuando

establezcan una llamada, como se especifica en los protocolos

especificados en la norma.

MODO SÍNCRONO

Los receptores 3G en modo síncrono deben buscar a una tasa de 4

segundos por canal. Las estaciones se asignarán a grupos de detención

(dwell groups) por el administrador de la red. Cada grupo de detención

escuchará en un canal diferente por periodos de 4 segundos según la

siguiente fórmula:

Pág. 149


D = ((T / 4) + G) mod C

Ecuación III-1: Periodo de búsqueda de canales en 3G-ALE

Donde D es el tiempo de detención en el canal, G es el numero de

detenciones en el grupo y C el número de canales en la lista de

búsqueda.

MODO ASÍNCRONO

Los sistemas 3G usando modo asíncrono buscan en los canales de

llamada asignados a una tasa de 1,5 canales por segundo, con un

periodo residente de 667 ms para analizar la existencia de portadoras.

4. Direcciones 3G-ALE

Los sistemas 3G usan direcciones binarias de 11 bits en los protocolos de

aire. Estas direcciones deben ser traducidas para sistemas de 2G que

usan nombres de hasta 15 caracteres ASCII alfanuméricos y el uso de

operadores.

ESTRUCTURA DE DIRECCIONES PARA MODO SÍNCRONO

La estructura del espacio de direcciones del modo síncrono consta de 11

caracteres donde los 5 menos significativos representan el número del

grupo de nodos residentes y los 6 más significativos el número de

miembro del nodo dentro de ese grupo, como se muestra a continuación.

MSB 6 bits 5 bits LSB

Nº. Miembro Nº. Grupo

Ilustración III-24: Estructura de direcciones 3G-ALE

Pág. 150


DIRECCIONES DE RED

Los números de miembros comprendidas entre 111100 al 111111

(direcciones 11110000000 a la 11111111) se reservan para uso

temporario de las estaciones llamando dentro de una red y no deben

usarse por ningún miembro de la red. Las direcciones de cualquier nodo

de la red individual se denominan Unicast. De esta forma pueden

asignarse hasta 60 estaciones para cada grupo residente, pero la

distribución de miembros y grupos estará sujeta a las condiciones de

congestión de la red.

DIRECCIONES MULTICAST

Las direcciones Multicast se conforman en el espacio de direcciones de 6

bits y deben distinguirse de las direcciones individuales para su uso en

llamadas multicast solamente. Estas se completan en el espacio

reservado para el número de miembro y el campo de número de grupo

debe completarse con los 5 bits colocados a 1. El sistema 3G debe ser

programable para reconocer al menos 10 direcciones Multicast las que

deben ser orientadas para su uso en toda la red.

5. Requerimientos del sistema

El 3G-ALE proporciona una funcionalidad similar al de segunda

generación, pero con habilidades mejoradas para establecer un vínculo

en canales comprimidos, más rápidamente y operar más eficientemente

en redes mayores orientadas a la transmisión de datos. Debe ser capaz

de operar en modos síncrono y asíncrono y operando en modo síncrono,

reconocer una búsqueda en modo asíncrono y responder a ella

adecuadamente.

Pág. 151


Una vez establecido el enlace, el sistema espera durante un cierto tiempo

programable para el establecimiento del tráfico, luego del cual si este no

se inició, retorna al estado de búsqueda.

A continuación se detallan los requerimientos de rendimiento del sistema:

PROBABILIDAD DE ENLACE

Se detallan en la siguiente tabla.

SNR expresado en dB para canales de 3 KHz Probabilidad de enlace satisfactorio Gaussiano ITU F.250-2

Canal Bueno ITU F.250-2

Canal Pobre 25% -10 -8 -6 50% -9 -6 -3 85% -8 -3 0 90% -7 1 3

Tabla III-8: Requerimientos para probabilidad de enlace

DETECCIÓN DE OCUPACIÓN

El sistema debe ser capaz de detectar canales ocupados a fin de no

transmitir en los mismos, sin la intervención del operador. La probabilidad

de declarar ocupado a un canal que solo contiene ruido blanco gaussiano aditivo (AWGN – Additive White Gaussian Noise) debe ser

menor al 1%.

Detección en modo síncrono o asíncrono debe superar los límites

establecidos en la tabla a continuación.

Pág. 152


Forma de onda SNR

AWGN 3 KHz(dB)

Probabilidad de detección mínima

requerida 0 50% 2G-ALE 6 90% -9 50% 3G-ALE -6 95% 0 30% 3G-HDL 6 70% 6 50% BLU – Voz 9 75% 0 30% MIL-STD-188-110 6 70% 0 30% STANAG 4285 o

STANAG 4529 6 70%

Tabla III-9: Requerimientos de detección de ocupación de canal

.SELECCIÓN DE CANAL

Los protocolos 3G-ALE inherentemente evalúan los canales durante el

establecimiento del enlace. Sin embargo, la información de selección del

canal inicial de llamada reduce considerablemente el encabezado de la

llamada, tanto en modo síncrono como en asíncrono, dando como

resultado una mayor rapidez en el establecimiento del enlace,

especialmente en modo asíncrono.

Los sistemas 3G-ALE utilizan todos los datos disponibles de la calidad de

los canales para seleccionar el canal inicial para llamar:

• Medición de calidad de enlace del canal de llamada derivado de

las PDU recibidas.

• Ocupación de los canales de tráfico monitoreados durante cada

ciclo de búsqueda.

• Datos de programas de predicción y otras fuentes externas

almacenadas en la tabla de datos de calidad de canal en la

Estación. Por ejemplo vía la interfaz de la red de gestión.

Pág. 153


FUNCIONALIDAD DE SALTO DE FRECUENCIAS

Cuando el sistema se encuentra operando en modo de espectro disperso

por salto de frecuencias, de acuerdo al estándar MIL-STD-188-148A, el

sistema 3G-ALE debe distribuir cada PDU sobre los diferentes saltos,

como se indica en el apéndice F de la norma MIL-STD-188-141B. El

rendimiento de cada salto debe estar de acuerdo a lo expresado en dicha

norma.

6. Otras funcionalidades

En los apéndices del estándar MIL-STD-188-141B se detallan aspectos a

tener en cuenta para la interoperabilidad y funcionalidad del sistema 3G-

ALE, como ser:

• Protocolos de enlace de datos

• Mantenimiento Automático del Enlace (ALM – Automatic Link

Maintenance).

• Interfaz de Red de Gestión (MNI – Management Network Interfaz).

Además el sistema debe poseer las siguientes características:

ORDEN DE TRANSMISIÓN

Salvo indicación contraria, el orden de transmisión será serial y como se

detalla:

• Los campos en las PDU se transmiten de izquierda a derecha.

• Los bits dentro de cada campo se transmiten a partir del bit más

significativo (MSB).

Pág. 154


ESTRUCTURA DE DATOS

Cada estación debe contener las siguientes estructuras de datos:

Tabla de Estación:

Cada tabla de Estación debe ser capaz de almacenar al menos 128

entradas, cada una de las cuales debe tener al menos la siguiente

información:

• Identificación de la estación de acuerdo al formato 2G (hasta 15

caracteres ASCII alfanuméricos).

• Dirección 3G.

• Bandera de suscripción Multicast, que indica si la dirección

asociada a esta entrada es una estación receptora de mensajes

multicast.

• Canales en los cuales esta dirección es válida.

• Mediciones de calidad de enlace desde cada estación en cada

canal de llamada o tráfico incluyendo una marca de tiempo.

• Estado actual de la estación.

Se puede almacenar información obtenida de PDU y las más actuales van

sobrescribiendo a las más antiguas.

Tabla de Canales:

La tabla de canal debe proporcionar almacenamiento para 128 entradas

al menos. Las banderas individuales de cada canal deben indicar si el

canal está disponible para uso en llamadas 3G, 2G o tráfico. Cada

entrada debe contener las frecuencias de transmisión y recepción,

Pág. 155


selección de tipo de antena y configuraciones, limites de potencia y tipo

de modulación.

6. Dispersión Espectral

Se denomina dispersión espectral (spead spectrum) a los mecanismos de

uso de la gama completa de una banda de radiofrecuencia para la

transmisión de información. Existen dos metodologías básicas: la primera

de ellas es el salto de frecuencias (frecuency hopping) y la segunda es el

acceso múltiple por división de códigos (CDMA – Code División Múltiple

Access). La primera suele ser más sencilla de implementar y por lo tanto

es la más difundida y desarrollada, además de ser más adecuada para la

banda de HF, mientras que la segunda requiere de mayor desarrollo

tecnológico, pero es más apta para la transmisión de señales de banda

ancha.

a) Breve reseña histórica

La necesidad de radiocomunicaciones seguras se remonta a la Segunda

Guerra Mundial. Durante la misma, ambos bandos utilizaban la

intercepción de tráfico radial rutinariamente, cuya seguridad consistía en

la codificación y encriptación de los mensajes. La habilidad de los aliados

en descifrar el código alemán ENIGMA, les dio una tremenda ventaja.

No fue hasta la guerra en Vietnam que se desarrollaron medidas para

contrarrestar las intercepciones. El ejército Norvietnamita grababa el

tráfico de radio americano solicitando apoyo aéreo y bombardeo de las

posiciones enemigas. Una vez que las áreas eran ocupadas por las

fuerzas americanas, retransmitían la información con consecuencias

desastrosas. De ello surgió la necesidad de una red segura de radio, que

no pudiera ser interceptada o enmascarada.

Pág. 156


A fines de los años 70 se desarrolló en los Estados Unidos un sistema de

radio que proporcionaba inmunidad contra la intercepción y el

enmascaramiento utilizando saltos de frecuencia. El transmisor y receptor,

dentro de una red, cambian su frecuencia muchas veces por segundo en

forma automática en forma perfectamente sincronizada.

El salto de frecuencia para HF no se desarrolló sino hasta mucho más

tarde de que los primeros modelos de VHF aparecieran en el mercado. La

implementación en Hf probó ser muy dificultosa debido a que las

condiciones de propagación en la banda de HF son mucho menos

estables y predecibles, y la banda de HF cubre cuatro octavas, mientras

que las bandas inferiores de VHF cubren solo una.

b) Conceptos básicos

Los equipos de radio convencionales están preparados para transmitir y

recibir en frecuencias determinadas, lo que las hace vulnerables a la

intercepción (eavesdropping) y el enmascaramiento (jamming). Se

denomina intercepción a el monitoreo no autorizado del tráfico de radio,

mientras que el enmascaramiento es la interferencia deliberada de la

comunicación al operar un transmisor en la misma frecuencia del tráfico

radial. Mientras que la codificación y la encriptación proveen algún grado

de eficacia contra la intercepción, son vulnerables al enmascaramiento.

Una radio con salto de frecuencia es capaz de cambiar su frecuencia de

operación dentro de una determinada banda varias veces por segundo.

Periódicamente se transmite información de sincronización para asegurar

que el transmisor y el receptor sincronicen sus cambios de frecuencia,

manteniendo inteligible la comunicación. La secuencia de saltos sigue un

patrón seudo-aleatorio con un tiempo de repetición sumamente largo.

Pág. 157


En una red de salto de frecuencia una estación es designada como

“Maestra” y es la responsable de transmitir los datos de sincronización a

las demás estaciones, o “Esclavas”. Solo puede haber un número

determinado de estaciones dentro de una red.

Otro concepto importante a tener en cuenta es el denominado “Salto

Inteligente”. Esta característica evita el uso de canales bloqueados, ya

sea por interferencia o malas condiciones de propagación. La red de

radio, a través de la estación maestra, recopila información de las

condiciones de propagación en cada canal, dentro del conjunto de saltos.

Todos los miembros de la red reciben entonces esa información y de esta

forma evitan los canales bloqueados, lo que ocurre en forma continua de

forma de adaptarse a las condiciones cambiantes de propagación.

c) Requerimientos generales

Existen tres modos de operación contemplados en las especificaciones

NIL-STD-188-148A, para los sistemas que emplean Enlace automático de

HF 3G y salto de frecuencia, que se detallan en la tabla:

Modo Modo de salto Modo de Enlace Modo de búsqueda 1A MIL-STD-188-148 Enlace antes del salto Asíncrono 1B MIL-STD-188-148 Enlace antes del salto Síncrono 2 MIL-STD-188-148 Enlace durante el salto Síncrono

Tabla III-10: Modos de operación con 3G-ALE

1. Conjuntos de saltos

Una lista ordenada de frecuencias, junto con especificaciones de

temporización que determinan cuando será usada cada frecuencia, es lo

que se denomina conjunto de saltos. Al usar protocolos 3G en una red

con salto de frecuencia, los conjuntos de saltos toman el lugar de los

canales. Por ello en los sistemas 3G que operan con salto de frecuencia,

las especificaciones de los apartados anteriores se refieren a los

Pág. 158


conjuntos de salto en lugar de canales. Así, las tablas de estaciones y

tablas de canales deben extenderse para almacenar las especificaciones

de los conjuntos de saltos en cada entrada.

2. Requerimientos del rendimiento del sistema

PROBABILIDAD DE ENLACE

Cuando se enlaza antes de saltar, se deben igualar o exceder las

especificaciones para la probabilidad de enlace citadas en el apartado

anterior, tanto para modos síncrono como asíncrono.

Cuando se enlaza durante el salto (modo 2) los sistemas 3G deben

igualar o superar lo expresado en la siguiente tabla.

SNR para 3 KHz expresado en dB Probabilidad de enlace

satisfactorio Gaussiano ITU Canal bueno

ITU Canal pobre

25% -7 -5 -3 50% -6 -3 0 85% -5 0 3 90% -4 4 6

Tabla III-11: Probabilidad para enlazado durante el salto de frecuencia

DETECCIÓN DE OCUPACIÓN

Cuando se enlaza antes de saltar, se deben igualar o exceder las

especificaciones para la probabilidad de enlace citadas en el apartado

anterior, tanto para modos síncrono como asíncrono.

Los sistemas que operan en modo de enlace durante el salto (modo 2)

deben reconocer correctamente que el conjunto de salto de tráfico está

ocupado al menos según lo indicado en la tabla que sigue, durante la

porción de escucha.

Pág. 159


Forma de onda SNR

AWGN 3 KHz(dB)

Probabilidad de detección mínima

requerida 2G-ALE 1 50% 3G-ALE -8 50% 3G-HDL 1 30% BLU – Voz 7 50%

1 30% MIL-STD-188-110

7 70% STANAG 4285 1 30%

Tabla III-12: Requerimientos para detección de ocupación para enlace durante el salto

La probabilidad de declarar ocupado a un conjunto de salto, cuando cada

canal de solo contiene ruido blanco gaussiano aditivo debe ser menor al

1%.

d) Requerimientos de procedimientos del sistema

1. Enlace antes del salto

Cuando el sistema 3G-ALE se enlaza antes de saltar, los protocolos ALE

se emplean como en los apartados precedentes, con la siguiente

modificación: la sincronización e inicio de los saltos se inician en el

momento que el protocolo respectivo, por el cual comienza el tráfico,

comienza en sistemas de operación de frecuencia única. El inicio del

tráfico, en cambio, se origina una vez iniciada la secuencia de saltos.

2. Enlace durante el salto

En este modo, los sistemas de 3G-ALE funcionan en modo síncrono

modificado, tal como se detalla en los siguientes párrafos. Deben usarse

los siguientes parámetros de temporización:

• El periodo de detención del salto (dwell period) es el recíproco de

la frecuencia de salto.

Pág. 160


• Cada detención comprende un Tiempo de Guarda Tguard, durante

el cual la radio está cambiando de frecuencia.

• Las estaciones se sincronizan mientras saltan. La máxima

discrepancia de las bases de tiempo de los miembros de la red es

Tdisc.

• El tiempo de retardo de propagación máximo entre estaciones

miembros de la red es Tprop.

• La duración del control de nivel de transmisión, preámbulo y

porción de datos de la PDU del sistema ALE son: Ttlc, Tpre y Tdata,

respectivamente.

DURACIÓN DEL INTERVALO DE SALTO SÍNCRONO

Si la tasa de salto de la red es tal que puede transmitirse una PDU 3G-

ALE durante Tdata, el tiempo del intervalo (slot) Tslot debe ser igual al

periodo de salto Thop. De lo contrario el Tslot debe extenderse al mínimo

múltiplo entero de Thop, mayor o igual a Tprop más el tiempo necesario para

enviar una PDU entera usando los procedimientos descritos más

adelante.

ESTRUCTURA DE DETENCIÓN DE SALTO SÍNCRONO

La estructura de la detención (dwell) para 3G-ALE durante el salto

comprende cinco intervalos (slots), la duración nominal de cada detención

es de 4 segundos:

• Intervalo 0, tiempo de sintonización y escucha: durante el cual las

estaciones se sintonizan a la nueva frecuencia de

transmisión/recepción, los acopladores y antenas son

sintonizados si es necesario, etc. Luego cada receptor muestrea

Pág. 161


el tráfico en la vecindad de este nuevo canal verificando

sincronizadamente la ocupación del grupo de salto

• Intervalos 1 al 4, de llamada: el tiempo remanente de divide en

cuatro intervalos de igual duración. Estos intervalos tienen 800 ms

cada uno durante los cuales las estaciones inician las llamadas y

otros protocolos de acuerdo al apéndice C de la norma MIL-STD-

188-141B.

Intervalo 0 Intervalo 1 Intervalo 2 Intervalo 3 Intervalo 4 Intervalo 0

Sintonía y escucha Nueva

frecuencia

Ilustración III-25: Estructura de detención síncrona

TRANSMISIÓN DE UNA PDU

Cuando una PDU del protocolo 3G-ALE no puede transmitirse durante un

único salto, debe extenderse sobre múltiples saltos, como se detalla a

continuación:

Secuencia de control de nivel de transmisión:

La porción de control de nivel de transmisión de una PDU debe ser

enviada por el controlador al transmisor durante Tguard y la primera parte

de Tdata, con símbolos eliminados del principio de la secuencia si es

necesario para que el final de la secuencia Ttlc ocurra en el instante Tdisc,

luego del fin del tiempo de guarda, como se muestra en la figura. Algunos

símbolos pueden ser perdidos por el transmisor mientras está cambiando

de frecuencia.

Pág. 162


Ilustración III-26: Transmisión de PDU en saltos de frecuencia

Transmisión de una PDU 3G-ALE en la porción de datos. Si:

Tdata ≥ Tpre + Tdata + 2Tdisc

Ecuación III-2: Tiempo límite para envío de datos en un salto

la PDU debe enviarse durante un solo salto, con el preámbulo

comenzando inmediatamente luego del fin de la secuencia Ttlc De otro

modo, el preámbulo y los datos de la PDU deben dividirse en varios

saltos. Las transmisiones durante cada Thop deben contener la secuencia

Ttlc seguida inmediatamente de el segmento de preámbulo durante 40

milisegundos (96 símbolos) y a continuación los bits de datos de PDU

hasta la cantidad N bits por salto Nbph:

Nbph = (Tdata - 40 ms - 2Tdisc / Tbit)

Ecuación III-3: Bits por salto de una PDU

Las transmisiones deben cesar durante el periodo desde el símbolo final

de los bits de datos de la PDU hasta el primer símbolo de la próxima

secuencia Ttlc. Esto reduce lo niveles de interferencia. La cantidad de

saltos requerida para enviar una cantidad M de bits componentes de una

PDU 3G-ALE es:

H = (M / Nbph)

Ecuación III-4: Cantidad de saltos dpara transmitir una PDU

Pág. 163


Los segmentos del preámbulo deben transmitirse sucesivamente en los

distintos saltos, con la secuencia de símbolos regresando al principio si

fuera necesario en los saltos siguientes. Si el tiempo de las últimas

posiciones de bits de la PDU no exceden Tprop deberá incluirse un salto

extra en Tslot para permitir la propagación a todas las estaciones.

La transmisión de otro tipo de PDU debe hacerse de manera similar.

Pág. 164


IV. EVALUACIÓN ECONÓMICA

A. INTRODUCCIÓN

Tal como sucede en el diseño de una red de datos local o de área

extendida, el diseño de la misma es particular en cada caso y las

soluciones no son únicas y deben adaptarse a cada caso en particular.

Las diversas características a tener en cuenta hacen que el diseño,

selección, implementación y los costos asociados requieran de un análisis

puntual en cada caso para dar con la solución óptima que satisfaga no

solo los requerimientos técnicos necesarios para la transmisión de datos,

sino que a su vez, la calidad sea la requerida por el usuario, entendiendo

por calidad aquello que se ajusta necesariamente a sus necesidades

actuales y con posibilidades de adaptarse a las futuras, contemplando la

necesidad de una continua adaptación a las mismas.

Por ello es que en el presente capítulo se proporcionan dos aspectos que

son necesarios para la concreción de cualquier proyecto que se desee

encarar. Primero se expondrá una guía, basada en normas,

recomendaciones y experiencias de profesionales expertos en el tema y

del autor mismo, para el diseño, selección y evaluación de la

implementación de un sistema de transmisión de información mediante el

uso de sistemas de radio de HF. En segundo lugar se detallan los

componentes de estos sistemas, algunos de los que se encuentran

disponibles comercialmente, y que a su vez se ajustan a lo descrito en el

presente trabajo, como una guía inicial hacia la selección de los mismos.

Pág. 165


B. GUÍA DE IMPLEMENTACIÓN Y DISEÑO

1. Aspectos generales

Cuando surge la necesidad de comunicaciones entre dos o más puntos y

una solución posible es un sistema de radio de HF, deben efectuarse un

diseño preliminar y realizar un estudio de factibilidad para analizar y

definir los requerimientos específicos. Mediante este estudio se verificará

que la radio HF sea el medio de comunicación apropiado para los

requerimientos del sistema y que sus costos sean razonables.

a) Definición y análisis de los requerimientos

Un riguroso análisis de las necesidades y requerimientos del nuevo

sistema deberían demostrar si este medio de comunicación es apropiado

para esta aplicación, o no. Algunos de los factores que justifican el uso de

sistemas de radio de HF frente a otros sistemas son:

• Distancia: Las distancias entre los puntos terminales aceptables

para la propagación de HF (BLOS – Beyond Line Of Sight) son

demasiado largas para enlaces de radio LOS (Line Of Sight –

Alcance Visual) como VHF, UHF o microondas, con repetidores

inclusive.

• Terreno: Terrenos difíciles como las montañas, los océanos o

límites internacionales entre los puntos terminales pueden excluir el

uso de otros medios.

• Tráfico: Si las exigencias del tipo de tráfico no son demasiado

demandantes, HF se convierte en una alternativa para satisfacer

las exigencias.

Pág. 166


• Confiabilidad: La confiabilidad del HF no es muy buena, debido a

la susceptibilidad a los fenómenos atmosféricos, que no lo hacen

apta para servicios que exigen una alta disponibilidad.

• Ciclos solares: Los pronósticos de largo plazo deben ser

favorables para el rango de frecuencias que piensa utilizarse.

• Banda de frecuencia: Debe tenerse en cuanta la disponibilidad y

permisos correspondientes para las frecuencias de operación

deseadas.

• Prioridad: La prioridad y privacidad del tráfico debe ser tal que las

condiciones de rendimiento y confiabilidad de HF deben ser

satisfactorias.

• Obras civiles: Las ubicaciones de las instalaciones de los equipos

y antenas deben ser adecuadas. En general las antenas suelen ser

muy grandes por lo que la ubicación (terreno, edificación,

accesibilidad, servicios) suele ser un factor determinante para

decidir la aplicación.

• Costos: Los costos de instalación, mantenimiento y operación de

un sistema de HF deben ser menores que otros sistemas que

cumplan con las necesidades del sistema.

Una vez que se ha determinado que HF es una solución viable para las

necesidades de comunicación, debe conducirse un estudio preliminar de

diseño y factibilidad, cuyos ítems se desarrollan a lo largo de este

capítulo.

Pág. 167


b) Planes de enrutamiento y troncalización

Los planes de enrutamiento y troncalización proporcionan información

acerca del tipo y cantidad de canales necesarios para interconectar cada

uno de los terminales dentro del sistema. Si este sistema será parte de

una red, el implementador debe trabajar con, o como, el administrador de

red para determinar los nodos que conformarán la red y su situación o

cobertura geográfica, en caso que sean móviles. El diseñador debe tener

en cuenta la ubicación de los nodos y su relación con los demás que

conforman la red, identificar los obstáculos naturales (como los

geográficos) y de factoría humana que pueden estar presentes en las

trayectorias entre nodos, y tener presente el equipamiento particular de

cada nodo, especialmente de potencia y tipo de antena así como de los

patrones de propagación en las localidades involucradas.

El administrador de red debe tener claro conocimiento de las

características, horarios y volúmenes de tráfico. Debe saber como afecta

al tráfico la pérdida de conectividad de un nodo, la importancia y prioridad

de cada miembro de la red y el tipo de mensajes que cada uno puede o

debe manejar, tanto como enrutamiento en caso que la cobertura no sea

universal.

c) Plan de frecuencias

La planificación de frecuencias debe iniciarse con el proyecto para

asegurar una lista de frecuencias adecuadas para sostener cada enlace

de HF de manera que pueda operarse ininterrumpidamente durante los

periodos diarios de funcionamiento, en cualquier época del año y a lo

largo de los periodos del ciclo solar de 11 años.

El uso de programas de predicción como IONCAP, ICEPAK o VOACAP

es ideal para determinar los requerimientos de frecuencias en diversas

Pág. 168


condiciones. Más adelante, en este capítulo, se realiza un análisis más

profundo para determinar el plan de frecuencias.

d) Requerimientos del personal

Si bien uno de los objetivos de este trabajo es desarrollar un sistema libre,

en lo posible, de la necesidad de personal altamente especializado, deben

tenerse en cuenta las necesidades de operación y mantenimiento

adecuadas del sistema. Para ello deben analizarse el número y

experiencia necesaria del personal requerido en el nodo y general. Ello

incluye la planificación de la capacitación del personal de operación

(interna o externa) y la contratación directa o tercerizada del personal de

mantenimiento.

Un requerimiento que no debe descuidarse son las licencias de los

operadores de radio, si fueran requeridas.

e) Requerimientos logísticos

El diseñador debe seleccionar las ubicaciones fijas teniendo en cuenta el

acceso a rutas, agua, electricidad, combustible, otros servicios de

comunicación, urbanizaciones cercanas y la logística necesaria para

proveerlo en caso de ser necesario.

Otros aspectos importantes son las normativas particulares en cuanto a

las instalaciones, como ser: permisos provinciales y municipales, licencias

de operación, estudios de impacto ambiental.

1. Instalaciones terminales

Se refiere a la planta física, la energía primaria y secundaria y los

sistemas de control ambientales necesarios para la instalación de una

estación de HF.

Pág. 169


2. Tiempo de vida útil del sistema

El periodo de vida estimado que el sistema de HF estará en servicio tiene

un fuerte impacto a la hora de la selección del equipamiento, ya que

requerimiento de corto a mediano plazo implicará el uso de equipo

portátil, mientras que una expectativa de varios años justifique el uso de

equipamiento permanente.

3. Requerimiento de los inmuebles

Debido a las grandes longitudes de onda implicadas en estos sistemas,

se necesitan propiedades de gran extensión para montar una planta de

HF. Si no se usa un terreno existente, la adquisición de uno con ubicación

adecuada y la construcción de la infraestructura de uno nuevo deben

iniciarse tempranamente. En el caso de disponerse del terreno, debe

adecuarse el mismo para el uso.

Una antena de dipolo simple necesita una superficie de 400 m2, mientras

que una antena romboidal necesita de una a dos hectáreas. Si la

operación contempla el uso de varios circuitos o circuitos full duplex, es

necesario que las antenas tengan la separación necesaria para evitar

interferencias espaciales.

4. Impacto ambiental

La construcción de un emplazamiento de transmisiones de radio,

actualmente requieren de estudios de impacto ambiental de parte de las

municipalidades, además de las regulaciones de la CNC y la Fuerza

Aérea, si la ubicación se halla cercana a un aeropuerto.

En el caso de estaciones móviles, el tipo de portabilidad y uso que se le

dará al equipo, que incluye peso, consumo de energía, provisión de la

Pág. 170


misma, tipo y ubicación de antenas, uso de sistemas montados o

armables, etc.

f) Requerimientos de las comunicaciones

Los requerimientos iniciales del usuario del sistema deben especificar el

tipo de tráfico que cada estación debe ser capaz de soportar, como la voz,

datos simples, fax, imágenes, encriptación u otro tipo de información, lo

que indicará si se requiere otras piezas de equipamiento adicional para

incluir en la ingeniería.

1. Relación señal a ruido

Los modos de comunicación determinan el nivel de la relación Señal a

Ruido (SNR). Es conveniente usar la recomendación 339.5 del ITU-R

como guía para determinar el grado de servicio necesario.

2. Tasa de modulación

Esta especificación tiene gran dependencia del tipo de tráfico también, ya

que en el caso de las transmisiones digitales o cuasi-analógicas, el tipo de

modulación implica la capacidad de transmisión. Otras características

importantes son la tasa de error (BER), distorsión, ancho de banda,

ocupación, costo, etc.

Normalmente esta información la estima el diseñador del sistema junto a

las especificaciones de los equipos. La mayoría de los módems moderno

proporcionan diversos tipos de modulación y tasas de modulación, pero

debe considerarse que las interfaces entre estos y el resto del

equipamiento sea compatible.

3. Tipos de servicio

Pág. 171


Como se detallara en capítulos precedentes, las características

particulares de cada sistema se expresan en función de distorsión, tasa

de error, ancho de banda, tiempo de ocupación, costo

Es importante que el usuario proporcione detalles como si el servicio se

prestará a tiempo completo o a demanda por llamada, si necesita ser

encriptado, así como el grado de confiabilidad. Los circuitos tradicionales

de HF son capaces de proporcionar una confiabilidad del 80% (19,2

horas/día). Con equipo adaptativo moderno, la confiabilidad asciende al

95% (22,8 horas/día) colocándolo cerca del extremo más alto del

espectro.

g) Estimación de costos

El costo del proyecto total del desarrollo de un sistema de

comunicaciones en HF, ya sea nuevo o su expansión, incluye más que

solo el costo de los equipos. En esta sección se analizan los costos

directos e indirectos del proyecto, que incluyen los siguientes ítems:

• Costos iniciales

• Costos de equipamiento

• Costos de instalación

1. Costos iniciales

GESTIÓN DE PROYECTO

Pág. 172


Este debe incluir el costo de la labor directa e indirecta del gerente del

proyecto y su personal, por el tiempo invertido en supervisar y gestionar el

proyecto, así como los gastos de trasporte y viáticos.

INGENIERÍA DEL SISTEMA

Esto incluye los costos directos e indirectos del trabajo de diseño del

sistema y revisión de los requerimientos del proyecto del o los ingenieros

y personal asociado. Esto incluye, además de los costos de viajes y

viáticos, el dibujo, impresiones y otros gastos asociados.

ADQUISICIÓN DE INMUEBLES

Además de los costos de adquisición o alquiler del terreno o edificaciones,

deben tenerse en cuenta gastos anexos como impuestos, tasas, pago a

profesionales necesarios para estas transacciones.

PREPARACIÓN DE LAS INSTALACIONES

Incluyen costos como mensuras, nivelación, acondicionamiento del

terreno, excavaciones, cercados, construcción o adecuación de

estructuras de montaje de equipos, torres y antenas

En el caso de edificaciones, debe tenerse en cuenta los costos de la

construcción, en el caso de alojamientos nuevos o la remodelación y

adaptación en el caso de edificios preexistentes. Esto incluye no solo la

ubicación de equipos, sino del alojamiento e instalaciones sanitarias para

el personal de operación y/o mantenimiento.

Deben tenerse en cuenta, además, el alojamiento de las instalaciones de

energía que pueden incluir subestaciones transformadoras, salas de

baterías de soporte de energía, grupos electrógenos y canalizaciones de

distribución de la misma.

Pág. 173


2. Costos de equipamiento

COMPRA DE EQUIPO

Es un costo muy variable, dependiendo principalmente de las potencias

de transmisión requeridas, pudiendo llegar a ser los mayores costos. En

general se cuenta con un solo proveedor o vendedor, pero no es

infrecuente que este adquiera los mismos desde diversos orígenes. La

adquisición suele hacerse a través de una licitación o concurso de

precios, comparando distintos presupuestos y eligiendo entre las mejores

propuestas que satisfagan las necesidades.

Existen los servicios “llave en mano” en donde el vendedor no solo provee

el equipamiento, sino que proporciona o subcontrata el servicio de

instalación y puesta en marcha.

En el anexo C se citan brevemente los componentes más comunes de un

sistema de HF.

3. Costo de instalación

El proceso de instalación tiene costos que incluyen:

• Materiales de instalación.

• Consultores y/o profesionales externos.

• Trabajos de instalación.

• Pruebas de aceptación.

• Capacitación del personal.

• Costos de vida útil y reposición.

Pág. 174


MATERIALES DE INSTALACIÓN

Es el listado de cada pieza de equipo y repuestos necesarias para la

construcción o adecuación de las estaciones de HF. Esto incluye las

partes mayores como antenas, transceptores, etc., como así cables,

interruptores, tornillos y clavos. Esto implica una ingeniería de detalle

completa. Para la estimación de los costos iniciales se puede recurrir a la

experiencia de los profesionales de diseño y obras previas.

CONSULTORES Y/O PROFESIONALES EXTERNOS

Estos suelen ser necesarios para tareas específicas, como la elección de

ubicaciones adecuadas, medición de ruido electrónico e interferencias,

etc.

TRABAJOS DE INSTALACIÓN

Si no son provistos por el propio vendedor, deben calcularse teniendo en

cuenta los gastos de adecuación de las instalaciones para hacerlas

operacionales.

PRUEBAS DE ACEPTACIÓN

Las pruebas de aceptación y el equipamiento necesario para ello son

fundamentales para hacer las instalaciones completamente

operacionales. El plan de aceptación puede estar a cargo del propio

vendedor con la supervisión de algún ente, como del usuario final, o

limitado a un periodo limitado de prueba. Deben incluirse los costos

directos e indirectos de la pruebas en todas las fases del proyecto, como

el propio desarrollo del protocolo de pruebas adecuado si no existiera

uno, como si fuera otro proyecto.

CAPACITACIÓN DEL PERSONAL

Pág. 175


La capacitación sobre nuevos equipos debe ser solicitada con la provisión

del mismo, o considerarla aunque sea realizada por parte del mismo

usuario.

COSTOS DE VIDA ÚTIL Y REPOSICIÓN

Por último el diseñador debe considerar la vida útil de los componentes

del sistema y los costos de mantenimiento, operación y reposición.

2. Análisis y diseño del sistema

Los pasos para la ingeniería de un sistema de HF típico podrían incluir los

siguientes tres niveles de planificación.

1- El primer análisis comprende la factibilidad del uso de un sistema

de HF

2- El segundo nivel de planificación es el desarrollo de la información

de costos para fundamentar la substanciación del proyecto.

3- Por último, la ingeniería de detalle, que es el objeto de esta

sección.

a) Topología de la red

Esto es fundamental en el caso que se prevea el uso de un sistema ALE

de radio HF. Una red de comunicaciones se define como el método de

conectar los nodos de manera que cada unidad de radio en la red se

pueda comunicar con otra. En el caso de las ondas electromagnéticas no

hay un vínculo concreto se refiere a un vínculo virtual o lógico, en los que

se pueden destacar cuatro tipos: bus, anillo, estrella y árbol o estrella de

orden superior.

Pág. 176


La conexión bus es aquella en que cada intercambio es recibido por cada

actor. Es la configuración natural asumiendo que a) no se hace nada

inusual, b) existe propagación entre todas las unidades, c) las unidades

operan en la misma frecuencia y d) existe el direccionamiento para las

comunicaciones.

La conexión anillo se basa en dividir el uso del medio por parte de cada

unidad por lapsos limitados, siguiendo una secuencia cíclica.

La configuración estrella un intercambio intervenido, realizado a través de

un punto único. Ella es útil cuando existe un nodo central tiene el control y

este concentra y dispersa los mensajes a cada nodo individual.

Una configuración mucho más práctica es la estructura de árbol o estrella

de orden superior, extendiendo la topología estrella en órdenes

jerárquicos, particularmente cuando la propagación entre estaciones no

es total. Esto es posible con el uso de técnicas de direccionamiento

especial.

Esta tarea se hace con el acuerdo del administrador de la red, ya que

sobre él recae la responsabilidad de mantener la red luego de su

implementación.

Usando como bases los objetivos y requerimientos, los analistas

confeccionan el diseño de la red, que detallará la topología, esquema de

la red y ubicación de las unidades. La topología depende del flujo de la

información, cuyo análisis debe considerar la cantidad, frecuencia de uso

y prioridad.

b) Ubicación geográfica

Una vez ubicadas las locaciones de las estaciones, pueden determinarse

sus coordenadas por diversos medios, como los sistemas GPS o el uso

Pág. 177


de mapas topográficos. Si la ubicación no es la definitiva, se dan las

estimaciones de su ubicación geográfica.

La selección de la ubicación de la estación de radio de HF requiere un

análisis detallado de los alrededores. Este debe ser técnicamente

adecuado, teniendo en cuenta el ruido electromagnético, conductividad de

la tierra, obstáculos en la propagación como edificios o montañas. Como

consideraciones secundarias se tienen en cuenta la facilidad de acceso,

servicios y cercanía de los proveedores.

c) Parámetros de trayectorias operacionales

El propósito de hacer un pronóstico de propagación es la estimación de la

frecuencia óptima a ser usada y la predicción del rendimiento del sistema

durante los ciclos naturales del día, anual y solar.

Para esto deben considerarse los siguientes detalles:

• Ruido ambiental

• Características de las antenas

• Potencia de transmisión

1. Ruido ambiental

El ruido electromagnético ambiental debe ser medido a lo largo del día.

Este se divide en atmosférico y antropogénico. Idealmente el natural debe

ser superior al generado por el hombre, por lo que la localización de las

estaciones conviene hacerlas lejos de grandes concentraciones urbanas o

Pág. 178


industriales. La estimación anual se efectúa según la recomendación

R322-3 del ITU-R.

2. Características de las antenas

Los factores de selección principales que determinan la antena mejor

adaptada para cada aplicación particular son:

• Rango de frecuencia

• Ancho de banda

• Ganancia

• Directividad

• Impedancia

• Elevación

• Patrón de radiación horizontal y vertical.

• Potencia radiada total

• Tamaño y forma

• Requerimientos para la instalación

Los procedimientos para la selección de la antena pueden resumirse en

los siguientes pasos:

1- Determinación del rango de frecuencias de operación y selección

del ancho de banda requerido. Si se requiere un ancho de banda

superior al proporcionado por una única antena, se pueden utilizar

dos o más antenas de menor ancho de banda.

Pág. 179


2- Determinación del ángulo de elevación requerido para cubrir la

distancia del trayecto.

3- Determinación del área de cobertura requerido: omnidireccional,

bidireccional o punto a punto.

4- Selección de la antena que posea las características adecuadas a

los puntos anteriores, con la mayor ganancia en la dirección

deseada. Verificar que esta pueda montarse en las instalaciones

existentes o proyectadas.

d) Selección del equipamiento

La siguiente es una lista de los componentes más comunes en un sistema

de radio de HF.

1. Subsistema Transmisor / receptor o transceptor

2. Subsistema de antena

3. Interfaces de banda vocal

4. Interfaces digitales

5. Líneas de transmisión.

1. Configuraciones típicas de sistemas de HF

SISTEMAS MONOCANALES

• Onda continua (CW – Continuous Wave) usado inicialmente en

transmisiones telegráficas mediante el encendido y apagado de la

portadora, es difundido actualmente en sistemas de emergencia

como respaldo.

Pág. 180


• Banda lateral única - BLU (SSB – Single Side Band) son

típicamente de pequeño tamaño, con potencia de transmisión baja

(100 W), acoplados a un transmisor lineal para mayor potencia con

antenas látigo para equipos portátiles y dipolos o Yagi para

aplicaciones fijas.

SISTEMAS DE LOCACIÓN MÚLTIPLE

Estos son sistemas de transmisión con potencia media (más de 1 KW) o

alta, donde el transmisor debe estar suficientemente alejado del receptor

para evitar la interferencia, típicamente de 8 kilómetros o más. Suele ser

necesaria una tercer instalación, el CRC (Communications Relay Centre - Centro de Conmutación de Comunicaciones) que controla, conmuta y

procesa los mensajes. Los sitios se interconectan mediante enlaces de

microondas, líneas telefónicas o redes de datos.

2. Subsistemas transmisor / receptor

TRANSMISOR

Este puede constar de un solo equipo autocontenido o ser conformado

por una configuración de componentes separados. Los transmisores de

mayor potencia usualmente son configurados mediante componentes

funcionales como son el sintetizador de frecuencia, excitador y el

amplificador de potencia.

RECEPTOR

Los receptores son sintonizados por medio de un sintetizador de

frecuencias, el cual es un componente separado en grandes instalaciones

y actualmente se utilizan sistemas controlados por microprocesadores.

TRANSCEPTOR

Pág. 181


En una combinación de transmisor y receptor con las interfaces

correspondientes.

SISTEMAS AUXILIARES

• Excitadores: Es un transmisor de baja potencia que genera la

portadora modulada para la etapa transmisora de potencia que

sigue. Incluye la etapa de señal de entrada, sintetizador de

frecuencia, modulador, etapas de traslación de frecuencias y

postselector.

• Filtro pasa banda: El uso de filtros pasa banda a la salida de los

transmisores de HF es comúnmente necesaria. Ello se debe a que

el espectro de frecuencias por encima de los 30 MHz es utilizado

por sistemas de baja potencia susceptibles a las interferencias de

los armónicos de los sistemas de mayor potencia, que requieren

medios para suprimir la aparición de estas emisiones espurias.

• Preselectores: El propósito del preselector es minimizar la

sobrecarga por parte de transmisores cercanos o las interferencias

de canales de RF adyacentes, presentes en ambientes con niveles

altos de señales indeseadas que resultan en problemas de

intermodulación y sobrecarga.

3. Subsistema de antena

En los sitios que utilizan grandes configuraciones de antena, consiste en

los ítems relacionados a ellas, como ser los soportes, líneas de

disipación, dispositivos de adaptación y conmutación de impedancias,

soporte de líneas de transmisión e ingreso a las edificaciones o

contenedores, etc.

4. Interfaces de frecuencia vocal

Pág. 182


Es aquel que provee la interconexión entre el usuario y el sistema de

transmisión, que incluye la señalización, ecualización y acondicionamiento

de la señal para adaptarla para su transmisión.

5. Interfaces digitales

Son las descriptas en detalle en el capítulo anterior y sirven tanto para la

transmisión de datos, como para la gestión del enlace y la red.

6. Líneas de transmisión

Son las encargadas de llevar las señales entre equipos y antenas. Existen

dos tipos básicos, balanceadas y desbalanceadas. Las balanceadas

consisten en dos conductores o grupos de conductores idénticos

operados a igual potencial, pero polaridad inversa, respecto a tierra. En

las desbalanceadas uno de los conductores está conectado al potencial

de tierra. Ambas pueden tener cobertura mecánica y blindaje

electromagnético.

Existen distintos tipos y a continuación se enumeran los principales.

Coaxiales: rígidos, semirrígidos y flexibles. Línea abierta o paralela:

balanceadas o desbalanceadas.

3. Planes de evaluación y prueba

Una parte importante de cualquier proyecto es implementar un sistema de

prueba y evaluar las instalaciones en un ambiente operativo. A medida

que se analiza el sistema y a medida que la fase de desarrollo progresa,

debe decidirse como se evaluará y probará el sistema durante y luego de

la instalación. Esto consistirá en el desarrollo de un Plan de Evaluación y

un Sistema de Pruebas, a cargo del ingeniero de desarrollo, el

administrador de la red, si lo hubiera y el implementador.

Pág. 183


Las áreas a cubrir son:

• Comportamiento del sistema

• Comportamiento de la red

• Transferencia de datos y mensajes

• Rendimiento energético

• Seguridad

a) Comportamiento del sistema

• Operación de todos los sistemas: ajuste de potencia, ajuste de

frecuencia, niveles de modulación, rotación de antenas, adaptación

de impedancias, instrumentos de medición y lectura.

• Funcionamiento adecuado de los equipos: transmisores y

receptores funcionando dentro de las especificaciones.

• Rendimiento de antenas: alcance de las comunicaciones, patrones

de radiación, ruido ambiental.

• Cumplimiento de las normas vigentes de emisión electromagnética

b) Comportamiento de la red

• Conectividad adecuada

• Capacidad de la red adecuada

• Congestión razonable

• Número de fallas de sistema razonable.

Pág. 184


• Instalación y licencias de software adecuada

• Enrutamientos, scrambling¸ interleaving y encriptación funcionando

correctamente.

c) Transferencia de datos y mensajes

• Enlazado con todas las estaciones

• Adecuado manejo de prioridades en los mensajes

• Transferencia de mensajes adecuada

d) Rendimiento energético

• Energía suficiente para todas las operaciones, incluyendo las

condiciones de emergencia.

• Energía limpia con mínimas emisiones, ruidos y fluctuaciones.

e) Seguridad

• Seguridad física adecuada en todos los parámetros

• Consideraciones de peligro durante la implementación y la

operación.

• Seguridad de la red e instalaciones contra vandalismo

C. EQUIPOS Y SOFTWARE COMERCIALES

A continuación se hará un repaso de los equipos y software disponibles

comercialmente en el mercado, fundamentalmente haciendo hincapié en

la factibilidad de adquisición de los mismos y la adecuación a los

principios planteados en el presente trabajo.

Pág. 185


En algunos casos existe una gran oferta, mientras que en otros hay

menor cantidad de proveedores, por ser más específico el uso. Si bien en

el planteo original se da una prioridad en cuanto a los costos, en este

apartado no se han tenido en cuenta, ya que los mismos se ven afectados

de otro tipo de costos que dependen en gran medida del tipo de sistema,

la forma de importación y la aplicación que se le dará a los mismos.

Esto se debe a que en muchos casos, por tratarse en parte de equipos de

índole militar o estratégica, está condicionada su exportación o gravada

con diferentes tipos de impuestos, mientras que por otra parte, el software

en gran medida puede obtenerse en forma gratuita con licencias

limitadas. Hay también una gran dependencia de la forma de importación

de estos, ya que la institución o empresa que los adquiera puede contar

con exenciones impositivas, como es el caso del uso con fines científicos

o educativos.

1. Software

Para la mayoría de las aplicaciones, es necesario contar con dos niveles

de programas, por un lado la implementación de la arquitectura completa

de protocolos STANAG 5066 y su correspondiente sistema ALE

(establecimiento automático del enlace), como las aplicaciones que

conforman a los clientes de la Subcapa de Sistemas de Información (SIS).

a) Protocolos STANAG 5066

Por ser un protocolo robusto y maduro, muchas grandes compañías de

comunicaciones lo han empezado a incluir entre los productos ofrecidos,

pero también existen organizaciones de open source que proporcionan

tanto los programas, como foros de soporte técnicos.

Pág. 186


1. Open5066

De estas últimas se destaca Open5066, con su producto “s5066”,

consistente en un proyecto iniciado en abril del 2006, aunque aún se

encuentra en etapa de debugging, por lo que los distribuidores solo lo

recomiendan para expertos en programación de lenguaje “C”. De su sitio

www.open5066.org pueden obtenerse las fuentes en forma gratuita.

2. Rohde & Schwartz

Quizás la empresa más grande y de mayor trayectoria en el mundo de las

telecomunicaciones, ofrece su producto “R&S® STANAG 5066” que puede

adquirirse en forma independiente o como parte de un sistema completo

de comunicaciones como el “SIMCOS II”, por ejemplo.

Las características de este producto pueden obtenerse en Internet del

sitio de la empresa, o en la URL:

http://www2.rohde-schwarz.com/en/products/secure_communications/ product_categories/system-processors/STANAG_5066-|-General_Information-|-70-|-3773.html

La ventaja principal es que la empresa cuenta con representantes e

integradores de productos en Brasil, Méjico y Colombia, dentro del

continente, o en España, con servicio técnico hispano parlante.

3. SystemSoft

Una de las empresas que trabajó en el desarrollo e implementación del

estándar, desarrollando un driver inicialmente pensado para servidores

con Sistema Operativo “Windows NT4 Server”. El mismo se implementa

con API’s WIN32 convencionales.

La descripción del producto y contactos con la empresa se logran a través

de su sito: http://www.systemsoft.co.uk/stanag_5066.htm.

Pág. 187

http://www.open5066.org/

http://www.systemsoft.co.uk/stanag_5066.htm


4. CODAN

El software “HF ExpressTM “de CODAN proporciona transmisión de datos

de alta velocidad y de costo eficiente usado con otro de sus productos, el

módem “3112 High Speed HF Data Modem” proporcionando capacidad

de transferencia de correo electrónico, archivos y Chat. Cuenta con un

sistema de compresión de datos y FEC (corrección de error). De sencilla

instalación, es un producto fácilmente configurable.

Utilizando el módem en conjunto con software, es aplicable el sistema

ALE que cumple con los estándares FED-STD-1045 ALE y MIL-STD-188-

141B ALE, certificado por la JITC (Joint Interoperability Test Command)

de la OTAN.

Mayor información en el sitio: www.codan.com.au.

5. Comtrol

Esta empresa trabaja conjuntamente con la Asociación de Investigación

de la Defensa del Reino Unido, proveyendo un producto integrado que

corresponde a una interfaz con los equipos de datos y transmisión, en

placas para PC:

• Comtrol InterGrator SV24 Two port ISA card

• Comtrol InterGrator PCI2H-232 Two port PCI Card

• Comtrol InterGrator SP-1M PCMCIA card

Los mismos son desarrolladores tanto del hardware, como de los drivers

para las mismas, pudiendo utilizar fácilmente con otras aplicaciones

mediante API’s WIN32 convencionales.

La URL de su sitio es:

http://www.comtrol.co.uk/product_intergrator_stanag.html

Pág. 188

http://www.codan.com.au/

http://www.comtrol.co.uk/product_intergrator_stanag.html


b) Sistema ALE

En general los sistemas ALE viene embebidos en los equipos

transceptores de HF, ya que aún para las aplicaciones de voz, es una

tecnología se suma utilidad para el operador, que puede independizarse

de el análisis y control de las condiciones de propagación, garantizando

una comunicación en condiciones óptimas la mayor parte del tiempo. Pero

aún así existen aplicaciones que implementan este a través de la PC y

una interfaz con el módem y el equipo de radio, orientados a

equipamiento más antiguo.

1. NorthStar

A través de su producto radio Control Software, logran el control de

transceptores de escritorio o portátiles, controlando todas sus funciones

mediante una PC o notebook, facilitando la instalación y configuración de

los parámetros del sistema ALE, según el estándar FED-STD-1045A.

Es instalable en Sistema Operativo Windows NT4 Cliente, con pantallas

en ingles y castellano, protección a través de llaves de hardware y

acceso a través de los puertos seriales. Utiliza las formas de onda MIL-

STD-110A, 75 – 2400 bps (con corrección de error) y MIL-STD-110B,

3200 – 9600 bps (con corrección de error).

URL:

http://www.northstarcom.com/data_products/radio_control_software.html

c) Software complementario

Como Se detalla en capítulos anteriores, es necesaria la adición de

funciones adicionales para la implementación de las distintas

aplicaciones, fundamentalmente cuando se trata de diferentes

aplicaciones Clientes.

Pág. 189

http://www.northstarcom.com/data_products/radio_control_software.html


1. Subcapa SIS

La rama de Radio de la Agencia C3 de la OTAN, ha desarrollado software

Cliente para la interoperabilidad del protocolo STANAG 5066 con

diferentes implementaciones. Este se desarrolló sobre una plataforma

“ix386/Linux” y puede usarse también bajo WIN32.

Estos desarrollos incluyen el Cliente de subred PPP, Cliente de subred

HF-CHAT, Cliente de subred HMTP (HF-SMTP) para correo electrónico,

Cliente de subred HF Unís Pipe y Cliente de subred Echo.

Los mismos se pueden obtener a partir del sitio:

https://elayne.nc3a.nato.int/S5066Public/SIStools.php

2. Compresión de datos

Para la compresión de los encabezados de los protocolos TCP/IP se

implementa el estándar denominado ROHC, por compresión robusta de

encabezados, bajo la recomendación de la IETF RFC 3095 utilizado

también en otras aplicaciones inalámbricas para celulares como GPRS, y

de tercera generación UMTS y CDMA2000.

Un producto de Effnet es el “Effnet ROHC™, v2.0, v2.1 v2.2 y v2.3” o la

“Effnet ROHC-LLA™ version 1.0” y el sitio desde donde se puede adquirir

una implementación de los mismos es:

http://www.effnet.com/sites/effnet/pages/uk/products_rohc.asp

Otra empresa que provee un sistema ROHC, bajo la norma IETF rfc 3243

para compresión “0 byte”, es Heise Networks y su sitio es:

http://www.heise-online.co.uk/networks/rfc/rfcs/rfc3243.shtml

Pág. 190

https://elayne.nc3a.nato.int/S5066Public/SIStools.php

http://www.effnet.com/sites/effnet/pages/uk/products_rohc.asp

http://www.heise-online.co.uk/networks/rfc/rfcs/rfc3243.shtml


Por ser limitada la capacidad de los canales de HF es necesaria la

compresión de datos en algunas aplicaciones, siendo varios los métodos

disponibles. Uno de los más adecuados, tal como se expuso, es el

denominado Gzip. Sus fuentes son abiertas y pueden obtenerse en:

http://www.gzip.org/

d) Sistemas de comunicación integrados

Existen asimismo empresas que proporcionan en un único software

integrado, aplicaciones junto al protocolo STANAG 5066 Y sistemas ALE,

algunas de las cuales se enumeran a continuación.

1. Harris

Harris es uno de los principales desarrolladores y proveedores del

Departamento de Defensa de los Estados Unidos y otros, líder en

comunicaciones. Ellos tienen el producto “RF-6750W” compatible con el

estándar STANAG 5066, consistente en un Gateway inalámbrico y el “RF-

6710W” Terminal de mensajes inalámbrico.

El 6750 se conecta directamente a la red LAN a través del puerto Ethernet

y a la radio por un puerto serial. Es compatible con plataformas Windows,

Macintosh y Linux.

2. Rohde & Schwartz

La empresa Rohde and Schwartz presenta también una solución integral

para las comunicaciones de datos en HF, basado en los protocolos

STANAG integrando sus productos, los cuales cumplen con los

estándares militares MIL_STD por lo que pueden implementarse con

sistemas ALE. El producto R&S™ STANAG 5066 provee compatibilidad

con otros productos que cumplen con los estándares STANAG del

mercado, pudiendo adaptarse a necesidades particulares de su

Pág. 191

http://www.gzip.org/


aplicación. Implementa una red de control pudiendo operar en forma

remota varios equipos de radio y módems de HF. Asimismo brinda

separación del tipo roja/negra para operar con redes coexistente,

mediante el uso de filtros y criptografía muy confiable.

También ofrecen la asistencia técnica para la selección e integración de

equipos.

El sitio del producto es:

http://www2.rohde-

schwarz.com/en/products/secure_communications/product_categories/sys

tem-processors/STANAG_5066.html

3. RapidM

El “RP-66-P” es un software para Laptop o PC, que implementa el

protocolo STANAG5066 y correo electrónico para Windows NT, 2000, XP

y Linux. El componente Gateway de e-mail permite enviar y recibir correo

electrónico mediante el uso de un agente como “Microsoft OutlookTM ” .

Usa una placa sincrónica RS-232 de formato PCI como interfaz con el

módem de HF, pudiendo ser utilizado por 16 clientes simultáneamente.

Cumple con los estándares STANAG 5066 Anexo A, B y C; y MIL-STD-

188-110B Apéndices D y E.

Su sitio es: http://www.rapidm.com/rc66.shtml

4. SkySweep

Mensajero SkySweep es un software basado en Microsoft Windows, Linux

ofreciendo una avanzada plataforma de comunicación para usuarios

civiles, militares y gobierno. Los servicios principales son correo

electrónico vía radio, posicionamiento por GPS y aplicaciones de datos.

Pág. 192

http://www2.rohde-schwarz.com/en/products/secure_communications/product_categories/system-processors/STANAG_5066.html



http://www.rapidm.com/rc66.shtml


Mesajero SkySweep habilita un sistema a bajos costos basada en

transceivers , como el ICOM, Codan, Barret, comerciales. El producto es

completamente escalable a partir de redes con pocos nodos hasta miles

de nodos. El producto Mensajero SkySweep Servidor provee la

conectividad a redes IP (como la Internet). Esta basado en el protocolo

estándar de transferencia de datos (STANAG 5066) el estándar de la

OTAN y US waveforms (formas de onda) STANAG 4285, STANAG 4539 y

MIL-STD-188-110A/B.

Adicionalmente Mensajero SkySweep ofrece el MODEM de alta velocidad

SkyOFDM, el cual ofrezca lo ultimo para redes de datos HF / VHF / UHF.

Esta basada en la misma tecnología (OFDM y codificación TURBO) como

por ejemplo el WiMax.

http://www.skysweep.com/

2. Hardware

a) Transceptores

En la actualidad muchos de los equipos, por ser diseñados en particular

para actividades militares o de fuerzas de seguridad, incorporan la

posibilidad de saltos de frecuencia.

1. ICOM

El IC-F7000 en un transceptor terrestre móvil especialmente diseñado

para comunicaciones de larga distancia, haciendo su operación más

simple mediante la incorporación de las siguientes funciones: ALE;

Llamada Selectiva que permite comunicarse con otra estación o grupo

usando una dirección de tipo telefónica, compatible con otras marcas de

Pág. 193

http://www.skysweep.com/


radio.

Ilustración IV-1Transceptor ICOM IC-F7000

2. Thales

El TRC3600 puede integrarse con otros equipos amplificadores para

lograr mayor potencia y sintonizadores de antena con capacidad para

salto de frecuencia. La antena NVIS 125W ofrece movilidad y cobertura

completa sin los problemas de de zonas muertas. Su modalidad

Skymaster ofrece un sistema ALE compatible con los estándares

militares MIL - STD - 188 - 141 A, interoperabilidad con otros sistemas de

datos mediante tecnología integrada que permite transmisión de datos

hasta 5400 bps y un chip de seguridad digital COMSEC, según las

normas STANAG 4481 y 4285. El modo Skyhopper otorga salto en

frecuencia inteligente que permiten tiempos de retorno menores a 1

segundo, llamadas selectivas y transmisiones de mensajes de alerta.

Asociado a periféricos adecuados y software de PC adecuado, el

TRC3600 implementa un sistema de comunicaciones completo, con

transmisión de correo electrónico, transferencia de archivos, transmisión

de fax digital, imágenes fijas a color o barrido lento en ByN, gateway de

mensajería y enrutamiento hacia otras redes.

Pág. 194


Ilustración IV-2 Nodo de comunicciones HF con TRC3600 de ICOM

3. Bahrat Electronics

El equipo LHP 260A en un equipo de radio portátil que provee una slución

para comunicaciones de corto alcance en la banda de HF, con servicios

de voz, datos, telegrafía y mensajería rápida. La confiabilidad del enlace

lo proporciona un sistema ALE y la seguridad un sistema de salto de

frecuencia.

Este equipo es de origen indio, un fabricante no convencional, por lo que

su costo es más competitivo.

4. Tadirán

Empresa israelí especializada en comunicaciones y seguridad. Provee un

sistema de radio multi adaptativo de HF, el HF-6000, muy liviano, con

squelch digital que evita falsas detecciones y alarmas, llamadas selectivas

a individuos o grupos mediante la transmisión de direccionamiento,

servicios opcionales ALE según estándar MIL-STD-188-141B, voz digital

VOCODER, comunicación encriptada COMSEC, salto de frecuencia

adaptativo ECCM y GPS.

Viene en configuraciones para mochila, vehículos o estaciones fijas.

Pág. 195


Ilustración IV-3 Familia de transceptores HF-6000 Tadirán

b) Módems

1. Frederick Electronics

Estos productos de comunicaciones están diseñados para alcanzar los

requerimientos de un amplio rango de aplicaciones comerciales,

gubernamentales y militares conformando los estándares militares

STANAG 4285, 4529, 4415, 4481, 4539 y 5031; MIL-STD-188-110A y B y

MIL-STD-188-141B ALE. El modelo de módem 4539 es capaz de

transmitir y recibir datos en tono simple hasta 12.800 bps en un canal de

radio de 3 KHz. Mejora la corrección de errores con codificación Viterbi y

los efectos de trayectorias múltiples mediante ecualización adaptativa.

Ilustración IV-4 Modem HF NSG Datacom 4539

2. Codan

El módem 3112 asegura una comunicación confiable, económicamente

eficiente de alta velocidad mediante el uso de última tecnología. Opera

usando las formas de onda de los estándares militares STANAG 4539 y

MIL-STD-188-110B y los más robustos 4415 y 110A, permitiendo

interoperabilidad y operación en condiciones extremas de propagación.

Pág. 196


Ilustración IV-5 Módem de HF 3112 de Codan

En operación conjunta con el software HF Express que cumple con las

normas STANAG 5066 permite la transferencia de mensajes, correo

electrónico y datos comprimidos. también asegura el funcionamiento con

sistemas ALE establecidos en FED-STD-1045 y MIL-STD-188-141B.

3. Spirit

El módem está desarrollado para aplicaciones de bajo costo y cumple con

el MIL-STD-188-110A y soporta tasas de transmisión de hasta 4800 bps

con tres interleavers posibles. Está pensado para canales de HF con

condiciones de atenuación y dispersión severas mediante una

ecualización poderosa, esquemas de corrección, seguimiento y corrección

de error.

c) Sistemas de comunicaciones

1. Rohde & Schwartz

El transceptor RS150T® en su configuración básica es capaz de

transmitir datos en morse, voz y teletipo. Dispone de diversas clase de

emisión como SSB (USB, LSB), ISB, AME, CW, FSK, AFSK, Fax

meteorológico y FM. Opera en las bandas 1,5 MHz a 30 MHz para TX, 10

kHz to 30 MHz para RX, con 401 canales libremente programables.

Cumple los estándares militares MIL-STD-810 para el medio ambiente,

MIL-STD-461 y EN50081/50082 para la compatibilidad electromagnética

Pág. 197


(EMC).Viene con un sistema ALIS de configuración automática del enlace

o ALE según el estándar MIL-STD-188-141B, App. A+B.

Ilustración IV-6 HF Transceiver R&S RS150T

Sus aplicaciones típicas son la transmission de fax y teléfonía de onda

corta y transmisión de imágenes y datos de computadora de hasta 9600

bps. El cumplimiento con estándares internacionales aseguran la

transmisión rápida y segura de datos, como así de mensajes con el uso

del software PostMan® de correo electrónico, para ser integrado en

sistema multimediales de alcance global e independiente de

infraestructuras existentes.

El procesador ALE GS2200® fija automáticamente el enlace de

radiocomunicaciones óptimo, mientras que es posible transmitir datos

hasta 9600 bps mediante el uso del módem interno GM2200®. Este

último tiene formas de onda seleccionables de los estándares de R&S,

como MIL-STD-188-110B and STANAG 4285/4529., lo que permite la

transmisión de datos del equipo terminal, como máquinas de fax, cámaras

color de imágenes fijas o lentas, o una PC.

2. Rockwell Collins

Es una empresa canadiense con décadas de experiencia en

comunicaciones y provisión de equipos tácticos militares, como de

aplicaciones comerciales.

Pág. 198


La plataforma SDCP 2000 Mk II es un sistema de comunicaciones

configurable por software. Está diseñada para proporcionar una gran

variedad de funcionalidades como control de relevos de nodos de subred

y módem para HF/VHF/UHF, unidad de interfaz remota de radio (RRIU)

para transformar a una radio convencional en un equipo de radio

direccionable por IP, y Administrador de tráfico IP, como un Proxy de TCP

mejorado.

Ilustración IV-7 Rockwell Collos SDCP 2000 Mk II

En conjunto con el PDT-1000 High Data Rate High Frequency

(HF) Modem, pueden enviarse datos de hasta 9600 bps con ondas

atmosféricas y 16 Kbps con ondas terrestres.

Pág. 199

http://www.rockwellcollins.com/products/gov/defense_comm/radio-communications/hf/index.html


V. CONCLUSIONES

La sociedad, su desarrollo tecnológico y cultural se han debido a la

capacidad de comunicación con que contamos los seres humanos. El

intercambio de los conocimientos mediante la transmisión oral en los

inicios, con el advenimiento de la escritura luego, han impulsado desde

sus inicios a las civilizaciones humanas. Por ello las comunicaciones han

sido de vital importancia tanto en tiempos de guerra, como durante la paz

y de esta manera se está permanentemente en la búsqueda de mejores y

más simples métodos de transmisión de la información.

A partir del descubrimiento de las comunicaciones inalámbricas hace

más de un siglo, se logró una revolución en las comunicaciones y por lo

tanto en las actividades humanas, ya que la posibilidad de establecer una

comunicación a distancias considerables en tiempo real se volvió común y

al alcance de cualquier persona, con la consecuente modificación de los

paradigmas culturales.

Con la creciente necesidad de transmisión de información y la explosión

de las redes de banda ancha y las redes inalámbricas, acontecidas

durante las últimas décadas, existe una vastedad de territorios que se han

incluido en la presente era de las comunicaciones. Pero también hay

grandes extensiones que por su lejanía con centros urbanos o vías de

transporte, o por la geografía han quedado aisladas y excluidas de este

crecimiento.

Las tecnologías inalámbricas suplen en gran medida este déficit, con la

particularidad de la relativa independencia de la infraestructura existente y

las condiciones del terreno. En este sentido, los enlaces satelitales han

conseguido llevar a sitios remotos las redes de comunicación disponibles

solo en las grandes urbes, pero adolecen del inconveniente de los

Pág. 200


exorbitantes costos de la fabricación y puesta en órbita de los equipos de

comunicación, como de las limitaciones que estas condiciones imponen.

También padecen muchos de los efectos indeseados de los enlaces de

radio convencionales, ya que por tratarse también de señales de

radiofrecuencia, pueden ser influenciadas por factores externos, tanto

naturales como antropogénicos. A ello se agrega que son pocas las

empresas que brindan estos servicios y por lo tanto hay una dependencia

muy fuerte no solo de las condiciones económicas, sino también de

cuestiones políticas y sociales de ingerencia global.

El uso de enlaces de radio de frecuencias elevadas, como las

microondas, suelen ser muy competitivos en cuanto a prestaciones,

costos y alcance en enlaces puntuales o redes pequeñas, pero cuando se

trata de redes de gran cobertura espacial, con elementos móviles o en

zonas con una orografía compleja, presentan serias limitaciones debido a

las naturales condiciones de propagación propias de las ondas

electromagnéticas a esas frecuencias, y si bien actualmente se están

haciendo importantes mejoras en este tipo de servicios, las mismas son

rentables solo cuando la densidad de usuarios así lo justifica.

Históricamente los enlaces radiales nacen operando a frecuencias

menores a las citadas en los párrafos anteriores, por las limitaciones

tecnológicas de la época, pero también porque se descubrió que a estas

frecuencias se lograban grandes alcances, por lo que se requiere de poca

infraestructura para cubrir grandes distancias, algo que en el desarrollo

inicial de las comunicaciones radiales era de capital importancia.

Lamentablemente estas comunicaciones dependen en gran medida de las

condiciones de propagación y por lo tanto de los fenómenos atmosféricos

y solares.

Pág. 201


Diversos desarrollos y técnicas de mejora en la calidad de los enlaces, el

incremento en la seguridad de la información transmitida en forma

inalámbrica tan vulnerable, así como los avances en el desarrollo del

procesamiento digital de los datos se han aprovechado para solucionar o

mitigar muchas de las falencias que la transmisión a estas frecuencias

presentaba.

El uso de procesadores digitales para el establecimiento y mantenimiento

automático de los enlaces, buscando en las mejores condiciones de

propagación y corrigiendo en tiempo real los parámetros de las

comunicaciones en diferentes elementos de la red en tiempo real, no solo

han mejorado ostensiblemente la calidad y confiabilidad de la

comunicación, sino que más importante aún, no requieren que el operador

del sistema de radio sea un experto, poniéndolo al alcance de cualquiera

con una capacitación mínima. El uso de protocolos de comunicación y la

digitalización de la información garantizan la integridad de la misma en el

extremo remoto, la diversidad de los tipos de información que puede ser

traficada y las bases para el desarrollo de nuevas aplicaciones.

Sobre estas premisas, la transmisión de datos en sistemas de radio de

Alta Frecuencia (HF) aparece como adecuada para proporcionar

conectividad hacia y dentro de redes de datos para aplicaciones que

pueden tolerar su ancho de banda relativamente bajo y disponible en la

actualidad para los módems de HF. Estas implementaciones incluyen

ciertamente las aplicaciones orientadas a texto, las cuales con los

poderosos algoritmos de compresión actuales mitigan la baja tasa de

transferencia de la banda de HF, en comparación con los equipos y redes

cableadas o inalámbricas en la banda de las microondas. Los archivos de

audio o la voz digitalizada también pueden ser comprimidos

sustancialmente. En cambio las imágenes fijas o el video son algo más

difíciles de acomodar sin incurrir en una larga transferencia de archivos,

Pág. 202


provocando una congestión significativa en las redes de HF, aunque día a

día hay avances en ese sentido.

Gracias al desarrollo de estándares de gran difusión, se ha logrado una

compatibilidad en los sistemas de automatización y la interoperabilidad

con redes de datos e Internet y la integración de las redes de HF con la

infraestructura de información internacional debería ser natural. La

mayoría del software necesario para los protocolos extremo-a-extremo y

de enrutamiento e interconexión de redes está disponible en forma libre o

comercial, con interfaces conocidas y documentadas, así como un

profundo conocimiento en su implementación y operación. Puede ser

necesario el desarrollo de nuevo software requerido solo para

implementaciones o algoritmos de control de estaciones y enrutamiento

específicos de HF. También existe la necesidad de desarrollo de

hardware específico de HF apuntado a computadores personal de

escritorio, como portátiles, que pueden beneficiarse de la madurez de los

desarrollos para otras aplicaciones inalámbricas.

Hay placas de PC que incluyen una interfaz para Ethernet y módem de

fax y datos integrados. No es descabellado suponer que en un futuro no

muy distante la tecnología de HF descripta en el presente trabajo esté

disponible conjuntamente con otros accesos inalámbricos integrándolos

en un mismo equipamiento, inclusive para computadoras tipo Palmtop,

completamente funcionales para trabajar como gateways de HF.

El proceso de diseño de un sistema de transmisión de datos mediante el

uso de radio de HF no es dificultoso si se efectúa la planificación

adecuada y el implementador del sistema comprende cabalmente los

alcances de lo que se quiere lograr y las limitaciones de la tecnología.

Pág. 203


Con un sistema básico puede combinarse la transmisión de datos, junto

con la transmisión de voz, en forma analógica haciendo uso de los

equipos de radio solamente, ya que en forma digitalizada, comprimida y

eventualmente encriptada, es tratada de la misma forma que cualquier

otro tipo de información susceptible de ser transmitida en forma de datos

digitales.

Siendo el ancho de banda de un canal de HF en Banda Lateral Única

convencional es de 4 KHz, si se transmiten datos simplemente

conmutando la señal portadora en algunas de sus características, la tasa

de transferencia típica suele ser de 75 a 150 bits por segundo. Es por ello

que se implementan medidas que mejoran el rendimiento del canal

mediante el uso de sistemas de modulación complejos, así como de

compresión de datos y encabezados de los protocolos de comunicación

de alto nivel utilizados. De esta manera es posible obtener tasas de

transferencia de 4.800 bps con sistemas de modulación multinivel y, en

teoría, tasas de transferencia de datos de 19.200 bps con algoritmos de

compresión adecuados.

Aunque a primera vista esta parece una velocidad baja, es comparable a

la obtenida con un sistema dial-up telefónico y suficiente para una gran

variedad de aplicaciones, teniendo en cuenta que se ha previsto para su

utilización en regiones alcanzables por pocas tecnologías. Para

necesidades de mayor demanda de ancho de banda, hay que considerar

el uso de otros sistemas.

Los productos disponibles comercialmente ofrecen tasas de transferencia

entre 4.800 y 9.600 bps para mensajería simple o transmisión de textos

con compresión básica.

Una forma de optimizar el uso del espectro radioeléctrico es la

implementación de transmisiones del tipo Multicast cuando se quieran

Pág. 204


alcanzar más de una estación, de forma que es transmitido un único

conjunto de datos para un grupo más o menos numeroso de receptores,

en lugar de múltiples transmisiones.

Otro parámetro característico de todo tipo de sistemas de transmisión de

datos es la latencia, que ejerce una fuerte influencia para cierto tipos de

datos. Este término sirve para designar el retardo entre un suceso, como

el envío de datos y los efectos del mismo, la recepción de los mismos. En

el caso de las comunicaciones radioeléctricas, este parámetro suele ser

altamente dependiente del medio y en el caso particular de la banda de

HF, debido a que las trayectorias de propagación de las ondas difieren en

buen grado en función de una multiciplicidad de factores ambientales,

suele ser bastante variable. Su orden de magnitud varía entre los 100ms

a 4 segundos, dependiendo del modo de transmisión y la longitud de las

estructuras de datos, siendo típicamente de aproximadamente 2

segundos.

Los sistemas ALE y LQA, el modo de control de acceso al medio (MAC),

así como la transmisión por espectro disperso, minimizan la dispersión de

la latencia, por lo que es de suma importancia un análisis exhaustivo de

las necesidades del tráfico, a fin de seleccionar e implementar un sistema

acorde a ellas.

Pág. 205


APÉNDICE

ELEMENTOS DE UN SISTEMA RADIO HF

1. Introducción

Los componentes primarios de un sistema de radio HF se dividen en tres

grupos: transmisor, receptor y antenas. En muchos equipos de radio el

transmisor y receptor están contenidos en una misma unidad,

denominada transceptor. En grandes sistemas fijos, las estaciones

transmisoras y receptoras, es costumbre que estén separadas,

controladas normalmente de un tercer sitio remoto.

2. Grupo transmisor

A pesar que los transmisores varían ampliamente en su configuración,

básicamente consisten en un excitador y un amplificador de potencia. En

la figura se muestra un diagrama simplificado de un transmisor de HF

típico.

Ilustración A-1: Esquema de un sistema transmisor de radio HF típico El excitador sintetiza una señal portadora, que tiene una de sus

propiedades modulada por una señal frecuencia menor derivada de la

fuente de información como un micrófono. La señal resultante es

Pág. 206


convertida en frecuencia para ser transmitida. El amplificador de potencia,

aumenta la potencia de salida de la señal al nivel deseado para la

transmisión, antes de ser enviado a la antena transmisora a través del

cable. El transmisor también puede contener filtros de manera de limpiar

la señal de salida. Un filtro pasa banda elimina el ruido, señales espurias

y armónicos generados en el excitador o las frecuencias armónicas

provenientes del amplificador de potencia. Este proceso reduce las

interferencias entre canales adyacentes.

3. Grupo receptor

Todos los sistemas receptores modernos incluyen un amplificador y filtro

de radiofrecuencia (RF) de entrada, una serie de convertidores de

frecuencia y amplificadores de frecuencia intermedia (IF), un demodulador

y oscilador local sintetizador de frecuencias, como se ve en la siguiente

figura.

0-30 MHz

SEÑAL DEENTRADA

AUDIO O DATOS DE SALIDA

SINTETIZADOR DE FRECUENCIA

455 KHz

10,7 MHz

109,35 MHz Detector

Ilustración A-2: Esquema de un sistema transmisor de radio HF típico

El receptor selecciona la señal deseada, la amplifica a un nivel adecuado

y recupera la información a través del proceso de desmodulación, por el

cual la señal original modulante es recompuesta a partir de la señal

portadora modulada. En los equipos contemporáneos, muchas de estas

funciones son realizadas digitalmente.

De manera de eliminar el ruido y filtrar señales indeseadas, en las etapas

de entrada de RF a veces se incorpora un preselector sintonizable o filtro

Pág. 207


pasa banda. La señal filtrada es entonces amplificada y convertida a otra

frecuencia para su posterior procesamiento.

Pero el proceso de filtrado no termina aquí, ya que la señal recibida es

amplificada y filtrada varias veces más a diferentes frecuencia

intermedias. la amplificación dada en estas etapas es variable y depende

de la intensidad de la señal recibida.

El demodulador produce una señal de audio o datos en la banda de

audiofrecuencias (AF), o banda base, que luego es llevada a una interfaz

con otros equipos. Debido a que la potencia de la señal de entrada puede

no ser constante, la etapa demoduladora produce un nivel de tensión

proporcional al nivel de RF de la señal de entrada. Para compensar los

cambios en esta señal, esa tensión es realimentada a los amplificadores

de RF e IF para lograr un control automático de ganancia.

4. Grupo de antenas

La antena es uno de los elementos más críticos en un circuito de radio.

Se verán los tipos de antenas principales y su aplicación.

a) Parámetros y características de las antenas.

Algunos de los términos más comunes para describir las antenas son:

impedancia, ganancia, patrón de radiación, ángulo de elevación y

polarización.

1. Impedancia

Cada antena tiene una impedancia de entrada que es la carga que es

aplicada al transmisor. Esta impedancia depende de muchos factores,

como el diseño de la antena, la frecuencia de operación y ubicación de

ésta respecto a los objetos a su alrededor.

Pág. 208


El desafío básico en las telecomunicaciones es encontrar la forma de

obtener la mayor potencia posible, cuando y donde se necesita, para

generar y transmitir señales. La mayoría de los transmisores están

diseñados para proporcionar máxima eficiencia y potencia de salida en

una carga de 50 ohm. Algunas antenas como las logarítmicas periódicas

pueden proveer una carga de 50 ohms sobre un rango muy grande de

frecuencias, por lo que se las puede conectar directamente al transmisor.

Otras antenas, como los dipolos, látigos y de cable tienen impedancias

que varían ampliamente con la frecuencia y el entorno, por lo que en ese

caso se una un acoplador sintonizado. Este dispositivo se inserta entre el

transmisor y la antena para modificar las características de la carga

presentada al transmisor de forma de transferir la máxima energía a la

antena.

2. Ganancia

La ganancia de una antena es una medid de su directividad, su capacidad

de enfocar la energía. La ganancia se determina comparando el nivel de

la señal recibida en relación a una antena isotrópica, que irradia igual en

todas las direcciones. La ganancia se puede expresar en dBi. La ganancia

de la antena de transmisión afecta directamente las necesidades de

potencia.

3. Patrón de radiación

Adicionalmente a la ganancia, los operadores de radio deben conocer el

patrón de radiación de una antena para la transmisión óptima de señales.

El patrón de radiación está determinado por la configuración del diseño de

la antena y es fuertemente influenciado por su ubicación respecto del

suelo u otros objetos en las proximidades como edificios, galpones o

árboles. En la mayoría de las antenas el patrón de radiación no es

uniforme, por lo que debe ser caracterizado mediante diagramas en los

Pág. 209


planos horizontal y vertical, que muestran la ganancia de la antena en

función de el ángulo de elevación (patrón vertical) y el ángulo de azimut

(patrón horizontal).

Ilustración A-3: Ejemplos de diagramas de radiación en una antena direccional

Los patrones de radiación son dependientes de la frecuencia, por lo que

se requieren los diagramas a diferentes frecuencias para caracterizar

totalmente el patrón de radiación de una antena.

4. Ángulo de elevación o despegue

Para la determinación del alcance de comunicación, el ángulo de ataque

es un factor muy importante. Este se define como el ángulo entre el lóbulo

principal del patrón de la antena y el plano horizontal. Los ángulos bajos

de despegue se usan para comunicaciones de largo alcance, mientras

que ángulos elevados son usados para alcances menores.

Pág. 210


5. Polarización

La orientación de la antena respecto al suelo indica su polarización. La

mayoría de las antenas de HF se polarizan vertical u horizontalmente. Las

antenas polarizadas verticalmente producen ángulos de despegue bajos,

y por lo tanto, apropiados para ondas terrestres o enlaces de ondas

atmosféricas de largo alcance. La desventaja principal de las antenas

verticales es su sensibilidad a la conductividad del terreno y los ruidos

generados localmente. Se hace necesario utilizar un apantallamiento de

tierra para obtener mejores resultados.

Una antena polarizada horizontalmente es más independiente de la

conductividad del terreno y es menos afectada por el ruido local, que las

antenas verticales.

Para propagación mediante ondas terrestres, tanto la antena transmisora

como la receptora deben tener la misma polarización. En la propagación

atmosférica la polarización no necesariamente tiene que ser la misma, ya

que durante la refracción ionosférica cambia la polarización de la señal.

b) Tipos de antenas

Existe una incontable variedad de antenas por lo que se citarán solo los

tipos más comunes.

1. Látigo

La antena látigo vertical es la más adecuada para circuitos de onda

terrestre, ya que por ser un monopolo de ¼ de longitud de onda es

omnidireccional en el plano horizontal, tiene ángulo de despegue bajos y

está polarizada verticalmente. En la figura se muestra el patrón vertical de

una antena de látigo.

Pág. 211


Ilustración A-4: Diagrama de radiación vertical típico de una antena de látigo

Se puede mejorar la directividad de una antena de látigo simplemente

ubicando una segunda antena de látigo ubicada paralelamente a una

distancia adecuada (¼ de longitud de onda).

2. Dipolo

Uno de los tipos más versátiles de antenas de HF es el dipolo de ½

longitud de onda, que consiste básicamente en un alambre de longitud

equivalente a la mitad de la longitud de onda de la señal transmitida.

El dipolo puede orientarse para proporcionar tanto polarización vertical

como horizontal. La figura muestra una antena dipolo horizontal con

alimentación central. El patrón de radiación puede cambiar

dramáticamente en función de la distancia desde el suelo.

Pág. 212


Ilustración A-5: Antena de dipolo horizontal

Los dipolos verticales suelen ser utilizados en embarcaciones o vehículos.

3. “Vee” invertida

Es un tipo de dipolo que brinda una combinación de radiación horizontal y

vertical., con radiación onmidireccional. Ver figura.

Ilustración A-6; Antena "Vee" invertida

Pág. 213


4. Direccionales

Estas varían desde un simple dipolo de alambre a arreglos multi

elementos elaborados, que incluyen los sistemas logarítmicos periódicos

verticales u horizontales, como se ve en la siguiente figura.

Ilustración A-7: Antena logarítmica periódica

Las antenas direccionales suelen usarse en enlaces punto a punto. En

sistemas con estaciones dispersas que requieren enlaces punto a punto,

es necesario contar con antenas rotativas direccionales.

Las comunicaciones entre estaciones relativamente cercanas que utilizan

ondas atmosféricas, requieren de antenas especialmente diseñadas para

este propósito, ya que estas antenas de incidencia cercana a la vertical

para ondas atmosféricas (near vertical incidences sky wave antennas -

NVIS) tienen un ángulo de despegue muy elevado, para radiar la energía

directamente hacia arriba. Estas señales son refractadas a la tierra con un

patrón circular. Estas antenas proporcionan una cobertura omnidireccional

con un radio de aproximadamente 600 Km.

Pág. 214


GLOSARIO

ACK: Abreviación por acknowledge character.

acknowledge character (ACK): Caracter de control de transmisión enviado por la estación receptora como respuesta confirmativa a la estación transmisora.

Nota: Un caracter de control también puede usarse como un caracter de control de precisión.

acknowledgement: Reconocimiento.1. Respuesta enviada por el receptor para indicar la recepción exitosa de una transmisión. 2. Mensaje del llamado para informar al llamante que su mensaje ha sido recibido y comprendido.

Adaptativo: (adaptive). El proceso asociado con la alteración automática de los parámetros y/o la configuración del sistema en respuesta a las condiciones de propagación variables del canal y al ruido externo.

adaptive routing: Proceso de encaminar llamadas basado en el estado de la red.

administración de red: Grupo de funciones de gestión que proveen servicios de soporte, aseguran el uso eficiente de la red y el cumplimiento de objetivos preestablecidos.

Nota: la administración de la red pude incluir actividades como la asignación de direcciones, protocolos y tablas de enrutamiento, y configuración del servicio de directorio.

ALE (automatic link establishment): Establecimiento automático del enlace. 1. En radio de alta frecuencia (HF), la capacidad de la estación de hacer contacto o iniciar un circuito entre si misma y otra estación de radio especificada, sin la ayuda de un operador humano, usualmente bajo el control de un procesador. 2. En radio HF, el sistema de control del enlace que incluye búsqueda, llamada selectiva, sondeo y selección del canal de transmisión automática, mediante el uso del análisis de calidad de los datos.

ARQ (automatic repeat request): Solicitud de repetición automática. En comunicaciones de datos por radio, el método para garantizar la entrega de mensaje a la estación de destino, a través del envío al originante de un mensaje de confirmación.

arquitectura de red: 1. Principios de diseño, configuración física, organización funcional, procedimientos operacionales y formato de datos usados como bases para el diseño, construcción, modificación y operación de una red de comunicaciones. 2. Estructura de una red de comunicaciones existente.

autobaud: Es una forma de onda donde no es necesario que el receptor tenga exacta idea de la forma de la onda o el tamaño del bloque de entremezclado para recibir una señal correctamente. Estos datos se incluyen en el encabezado de la trama.

Pág. 215


availability: Disponibilidad. 1. El grado en que un sistema, subsistema o equipo es operativo y se encuentra en un estado dedicado al inicio de una misión. Matemáticamente expresado es igual a la indisponibilidad menos 1. 2. La relación entre: El tiempo total que una unidad funcional es utilizable en un intervalo dado,

AWGN (additive white gaussian noise): Ruido blanco gaussiano aditivo. Sinónimo: ruido blanco.

backscattering: 1. Propagación de ondas de radio en dirección opuesta a la de la señal incidente y de las ondas dispersas. 2. En óptica es la dispersión de la luz en sentido opuesto a la original.

banda ancha: 1. Propiedad de cualquier instalación, equipo, canal o sistema de comunicación en el cual el rango de frecuencias usada para la transmisión es mayor que el 0,1% de la frecuencia central. Usualmente se lo usa para distinguirla de banda angosta (narrowband). 2. En sistemas de seguridad de comunicaciones, frecuencia s que exceden el canal telefónico nominal de 4 KHz. Sinónimo: broadband, wideband. banda vocal: Sinónimo: frecuencia vocal.

BER (bit error ratio): tasa de error de bit. Es el número de bits erróneos dividido por el total de bits recibidos, transmitidos o procesados en un periodo de tiempo estipulado

broadband: Banda ancha. Sinónimo: wideband,

broadcast: Operación de difusión. Transmisión de señales que son recibidas simultáneamente por todas las estaciones, usualmente sin necesidad de reconocimiento

buffer: 1. Rutina o medio de almacenamiento intermedio utilizado para compensar diferencias entre flujos de datos, tiempo de ocurrencia de eventos o formatos de transmisión de los datos entre dos dispositivos. 2. El uso de buffers. 3. Circuito de aislamiento, usualmente un amplificador, usado para minimizar la influencia de un circuito conducido sobre el conductor.

capacidad: Máximo tráfico por unidad temporal que un sistema, subsistema, dispositivo o medio es capaz de transportar bajo circunstancias específicas.

CAS (channel access sublayer): Subcapa de acceso al canal. La subcapa encargada de acceder al medio físico, verificar la entrega y evitar colisiones. al medio físico de la arquitectura STANAG 5066.

chirpsounding: Sondeo por barrido lineal o modulación lineal de FM que consiste en reenviar señales de prueba de HF de baja potencia por las trayectorias de comunicación.

CFTP (compressed file transfer protocol): Protocolo de transferencia de archivos comprimidos. Aplicación estándar del cliente IP de la arquitectura STANAG 5066.

Pág. 216


Confiabilidad: (reliability) 1. Probabilidad que se alcance un comportamiento especificado. 2. La capacidad de un elemento de realizar una función requerida bajo condiciones establecidas por un periodo de tiempo. 3. Disponibilidad continua de un servicio de comunicaciones en condiciones normales de funcionamiento y bajo situaciones de emergencia, con interrupciones mínimas.

congestión: 1. En un nodo de comunicaciones, el estado o condición que acontece cuando más usuarios de lo que el nodo es capaz de manejar intentan simultáneamente. 2. En sistemas saturados, cuando existe demanda adicional del servicio.

CRC (ciclic redundancy check): Verificación por redundancia cíclica. Método de detección de errores utilizado comúnmente en protocolos de transferencia de datos.

CSMA (carrier sense múltiple access): Acceso múltiple por sensado de portadora. En comunicación de datos, un método de acceso al medio de transmisión común a todas las estaciones, consistente en la verificación de la inexistencia de otras transmisiones para evitar colisiones.

DSR (data signaling rate ): Tasa de señalización de datos. La tasa conjunta a la que los datos pasan un punto en el trayecto de transmisión de un sistema.

Nota 1: DSR usualmente se expresa en bits por segundo.

delay: Ver: Retardo.

diversidad: Método de transmisión, recepción o ambos, en que los efectos del desvanecimiento son minimizados por el uso simultáneo de dos o más sistemas, separados espacialmente, en frecuencia o fase.

dwell: Residencia es el tiempo durante el cual la búsqueda de canales se detiene en un canal o frecuencia determinados. Un grupo de detención es un conjunto de estaciones que escuchan durante un periodo de tiempo en el mismo canal en forma sincronizada. En la comunicación por saltos de frecuencia, se le denomina así al tiempo durante el cual el sistema permanece operando en una frecuencia nominal dentro del conjunto de frecuencias que conforman el conjunto de salto.

DTS (data transfer sublayer): Subcapa de transferencia de datos. En la arquitectura STANAG 5066, la subcapa más cercana al medio físico.

e-mail (electronic mail): Correo electrónico. Medio electrónico de comunicaciones en el cual usualmente se transmite texto y las operaciones asociadas.

ecualización: Mantenimiento de las características de la función de transferencia de un sistema dentro de los límites especificados mediante la modificación de parámetros de un circuito.

enlace: (link). 1. Las instalaciones de comunicación entre nodos adyacentes de una red. 2. Porción de un circuito en serie con otras porciones. 3. Trayecto de radio entre dos puntos. 4. En comunicaciones, es un término general usado para

Pág. 217


indicar la existencia de elementos de comunicación entre dos puntos. 5. Circuitos lógicos, virtuales o conceptuales entre dos usuarios de una red, que les permite comunicarse aún cuando se usen trayectos físicos diferentes.

enrutamiento jerárquico: (hierarchical routing) Enrutamiento basado en direccionamiento jerárquico, como IP que divide la dirección en una porción de red y otra de host.

erlang: Unidad adimensional del promedio de la intensidad de tráfico (ocupación) de una instalación durante un periodo determinado, generalmente una hora.

Nota 1: Es un número entre 0 y 1, inclusive, expresada como la relación entre el tiempo de la máxima ocupación al tiempo en que se halla disponible

Nota 2: El tráfico de comunicaciones de un servicio, expresado en erlangs, equivale al promedio de la intensidad de tráfico en un periodo de tiempo determinado.

FRAP (file receipt acknoledgemente protocol): Protocolo de confirmación de transferencia de archivos. Protocolo de aplicación de cliente IP en la arquitectura STANAG 5066, usada para la transferencia de archivos de gran tamaño.

frecuencia vocal: (VF – Voice frequency). Relativo a aquellas frecuencias dentro del rango de audio utilizada para la transmisión de voz. En telefonía la banda de frecuencias entre 300 a 3.400 Hz, usualmente se usa un ancho de banda de 4 KHz. En sistemas de radio es de 3 KHz. Sinónimo: Banda vocal.

gestión de red: Ejecución de un conjunto de funciones necesarias para controlar, planificar, ubicar, desplegar, coordinar y monitorear los recursos d una red de telecomunicaciones, inclusive las funciones de planificación de la red, selección de frecuencias, enrutamiento predeterminado de tráfico, distribución de claves, gestión de la configuración, manejo de fallas y seguridad y las funciones contables. No incluye los equipos terminales del usuario.

handshaking: es un proceso automático de negociación entre sistemas de comunicación que fija dinámicamente los parámetros de un canal de comunicación establecido entre dos entidades antes de la comunicación normal comience. Sigue al establecimiento del enlace físico y precede a la transferencia normal de información.

HDLC (high-level data link control): Protocolo de transferencia de datos genérico, consistente en el envío de tramas asincrónicas y elementos de control y detección de errores.

HF: Abreviación de high frequency, alta frecuencia. Frequencias desde 3 MHz a 30 MHz.

HF-WTRP (high frecuency wireless token ring protocol): Protocolo de paso de testigo inalámbrico para HF. Protocolo de transferencia de datos que conforma una anillo lógico para el control de acceso al medio a fin de evitar contiendas.

Pág. 218


HMTP (HF mail transfer protocol): Protocolo de transferencia de correo sobre radio HF. Variación del protocolo SMTP para envío de correo electrónico para adaptarse a las condiciones de un sistema inalámbrico de radio HF.

ICMP (internet control message protocol): Protocolo de mensajes de control de internet. En la arquitectura TCP/IP, el protocolo encargado de transmitir información de estado y control de la red y sus elementos.

interleaving: Intercalado de bits. 1. Proceso usado en el multiplexado por división en el tiempo cuando los bits individuales originados en diversas fuentes – canales de baja velocidad - son combinados (de a un bit de cada canal por vez) en un único flujo de bits de mayor velocidad. 2. El proceso de aleatorización del flujo de datos para reducir la tasa de error

interfaz: 1. Punto de interconexión entre dos entidades, de características conocidas y comunes para facilitar la interconexión entre ellas, aún cuando provengan de distinto origen. 2. Límite compartido, definido por características físicas de interconexión en común, características de señal, y significados de las señales intercambiadas.

interfaz de red: 1. Punto de interconexión entre el terminal de usuario y la red pública o privada. 2. Punto de interconexión entre redes.

Interferencia intersimbólica: 1. En sistema de transmisión digitales, la distorsión de la señal recibida manifestada en la dispersión temporal y el consecuente solapamiento de pulsos individuales al grado que el receptor no es capaz de distinguir entre cambios de estados o elementos individuales. La interferencia intersimbólica atribuible a la naturaleza estadística de los mecanismos cuánticos establece el límite fundamental de sensibilidad del receptor 2. Energía extraña de la señal en uno o más intervalos de conmutación que interfiere con otro.

ionosfera: Parte de la atmósfera que se extiende aproximadamente entre los 70 a 500 Km de la superficie terrestre, en la cual los iones y electrones libres existen en cantidades suficientes para reflejar o refractar ondas de radiofrecuencia.

IP (internet protocol): Protocolo de internet. 1. protocolo de transferencia de datos, no orientado a conexión, basado en el envío de paquetes en función en las direcciones de origen y destino. 2. Relativo a la arquitectura de protocolos denominada TCP/IP.

jitter: En telecomunicaciones, modificación indeseada de una o más características de una señal que se verifican en forma de variación en el tiempo de arribo de pulsos o paquetes, provocando la distorsión del mensaje original.

LAN (local area network): Red de área local. Clasificación de las características de una red de comunicación de datos de alcance limitado.

latencia: suma de retardos temporales dentro de una red. Un retardo es producido por la demora en la transmisión, propagación y recepción de paquetes dentro de la red.

Pág. 219


LQA (link quality analysis): Análisis de calidad del enlace. En radio HF adaptativa, el proceso principal por el cual se hacen las mediciones de calidad de señal para tomar decisiones sobre el establecimiento del enlace. LQA es desarrollado automáticamente y basado en análisis de lecturas seudo-BER y SINAD’s.

LSB (least significant bit): Bit menos significativo. En codificación binaria, el símbolo de menor peso relativo.

MAC (medium access control): Control de acceso al medio. 1. En telecomunicaciones, el mecanismo de manejo de uso del medio físico para evitar colisión de las transmisiones. 2. En algunos protocolos, la capa o subcapa que se encarga de gestionar el uso del medio.

MAN: 1. (metropolitan area network) Red de área metropolitana. Clasificación de una red de datos con mayor dispersión geográfica, pero autocontenida. 2. (management network) En la arquitectura STANAG 5066 las capas, medios y dispositivos encargados de la gestión de la red.

módem: Acrónimo para modulador/demodulador. 1. En general, dispositivo que modula y demodula señales. 2. En comunicaciones de datos, dispositivo que convierte y reconvierte los datos digitales en señales cuasi-analógicas adecuadas para su transmisión sobre canales de comunicación analógicos.

MSB (most significant bit): Bit más significativo. En codificación binaria, el símbolo de mayor peso relativo.

MTU (maximun transfer unit): Unidad de transferencia máxima. En comunicación de datos, la cantidad de datos que pueden ser incluidos en una unidad de comunicación. Usualmente incluye la información de gestión y control propia del sistema.

multipath: Fenómeno de propagación que resulta de la recepción de señales de radio de un mismo origen que siguen dos o más trayectorias, causando interferencia constructiva o destructiva, jitter, o fantasmas (ghosting). Las causas suelen ser, ductos atmosféricos, reflexión y refracción ionosférica o terrestre.

MUX (multiplex): Ver: multiplexación.

multiplexación: Combinación de dos o más canales de información sobre un medio de transmisión común.

NAK: Acrónimo para negative-acknowledge character. Ver: ACK.

narrowband: banda angosta. Cualquier señal analógica o representación analógica de una señal digital cuyo contenido espectral esencial está limitado al equivalente de un canal de voz de 4 KHz de ancho de banda nominal. En circuitos de radio se unas canales de 3 KHz e ancho de banda.

NCS (net control station): Estación de control de la red 1. una estación de radio que efectúa las funciones de control de la red, como el control de tráfico y la

Pág. 220


observación de las normas operacionales. 2. En seguridad de comunicaciones, la estación encargada de distribuir las claves electrónicas entre los usuarios.

networking: 1. Interconexión de tres o más entidades comunicantes. 2. Interconexión de componentes electrónicos que desarrollan funciones específicas para similar una línea de transmisión

NVIS (near vertical incidences sky wave antennas): Antenas de ondas atmosféricas con incidencia casi vertical.

occupancy: Ocupación de canal. La fracción del tiempo de medición durante el cual los niveles de interferencia superan un umbral preestablecido.

orderwire: Circuito de voz o datos que se usa solo para actividades de coordinación, control o mantenimiento. Sinónimos: engineering channel, engineering orderwire, orderwire circuit, service channel. paquete: En comunicación de datos, la secuencia de dígitos binarios, arreglados en un formato específico, que es transmitido y conmutado como un todo compuesto.

PDU (protocol data unit): Unidad de datos del protocolo. Es la estructura básica, genérica, que se utiliza en transmisión de datos e incluye el encabezado y la carga útil de información.

polling: 1. Control de red donde la estación de control invita a las estaciones tributarias a transmitir en la secuencia especificada por la estación de control. 2. En comunicaciones punto a punto o punto a multipunto, el proceso el cual las estaciones son invitadas a transmitir de a una por vez. 3. Interrogación secuencial de dispositivos por diversos propósitos, evitando las contiendas, determinando el rango operacional, o disponibilidad para enviar o recibir datos. 4. En sistemas de radio HF automatizados, la técnica de medir y reportar la calidad del canal.

POP (post office protocol): Protocolo de oficina postal. Aplicación de la arquitectura TCP/IP encargada de la búsqueda de mensajes en el servidor de correo electrónico.

PPP (point to point protocol): Protocolo punto a punto. Protocolo de transferencia de datos para enlaces punto a punto entre el usuario y un nodo adyacente de la red.

protocolo: Conjunto de reglas relacionadas a la comunicación de datos sobre un enlace de datos.

PTT (push-to-talk): Presione para hablar. En sistema de radiotelefonía de dos vías, el método de comunicación sobre un circuito de habla en el cual se requiere que el locutor mantenga un interruptor presionado mientras habla.

QoS (quality of service): Calidad de servicio. 1. En comunicación de datos, las características relativas al tipo de tráfico que se cursa por la red. 2. Servicios de tráfico brindados por una red o una arquitectura de protocolos.

Pág. 221


Nota: Es utilizado en operación a la misma frecuencia. Sinónimo: press-to-talk.

query call: Llamada de interrogación. En radio HF adaptativa, una llamada de establecimiento automático del enlace que requiere respuesta de aquellas estaciones que tienen conectividad con la estación de destino especificada en la llamada.

queue: Cola. Conjunto de ítem, como llamadas o paquetes, organizadas en secuencia.

Nota: Las colas se utilizan para almacenar eventos ocurridos en tiempos aleatorios y administrarlos de acuerdo a una disciplina predeterminada fija o adaptativa.

queue traffic: Colas de tráfico. 1. Series de llamadas entrantes o salientes pendientes de servicio. 2. En un centro de conmutación “store-and-forward”, los mensajes salientes aguardando para su transmisión en la posición de salida

rake: Rastrillo. Técnica de procesamiento diseñada para compensar los efectos de trayectorias múltiples mediante el rastrillaje conjunto de todas las componentes múltiples encontradas a lo largo del trayecto de la señal. Pertenece a una clase de técnicas de filtrado por coincidencia usada para compensar la atenuación selectiva. Una modificación apropiada del método permite la eliminación de interferencia intersimbólica.

Rayleigh (distribución): Desarrollo matemático, usualmente aplicado a la distribución de frecuencia de variables aleatorias, en el caso que las variables sean ortogonales , independientes y distribuidas uniformemente con varianza unitaria.

Rayleigh fading: Atenuación. En propagación de ondas electromagnéticas, la atenuación por interferencia de fase causada por trayectorias múltiples y que pueden aproximarse a una distribución de Rayleigh.

RCOP (reliable connection oriented protocol): Protocolo orientado a conexión confiable. Aplicación de la arquitectura STANAG 5066 para transferencia de archivos en forma confiable, con control de flujo y corrección de errores.

RTCE (real-time channel evaluation): Evaluación de canal en tiempo real. El proceso de medir los parámetros apropiados de un conjunto de canales de comunicación en tiempo real y usar los datos así obtenidos para describir cuantitativamente el estado de esos canales, y de esa manera, la capacidad de transportar determinadas clases de tráfico.

reflector: 1. En sistemas de antenas Yagi, el elemento ubicado atrás del elemento excitador encargado de producir un patrón de radiación unidireccional. 2. Cualquier elemento que refleje en forma total una señal electromagnética

relay: Relevo, 1. Retransmitir un mensaje recibido en una estación hacia otra. 2.Un conmutador electromagnético o semiconductor, en el cual una corriente o tensión aplicada en los terminales o una puerta, controla una corriente o tensión en otros terminales.

Pág. 222


retardo: 1. Periodo de tiempo en que se retrasa un evento. 2. Tiempo entre la ocurrencia de un evento y los aspectos relacionados al mismo.

router: Enrutador. En comunicaciones de datos, la unidad funcional usada para interconectas dos o más redes físicamente disímiles.

Nota: Los routers operan hasta en capa 3 del modelo de referencia ISO/OSI.

RTTY (radio teletype): Radio teletipo. Equipo de transmisión de datos telegráfico mediante el uso de ondas de radio.

ruido blanco: Ruido con una distribución espectral continua y uniforme sobre una banda de frecuencias especificada. El ruido blanco tiene igual potencia por Hertz a lo largo de la banda de frecuencia especificada. Sinónimo: AWGN (additive white gaussian noise). Ruido blanco gaussiano aditivo.

ruta: (route) 1. En la operación de un sistema de comunicación, el trayecto geográfico que sigue una llamada o mensaje sobre los circuitos que se utilizan para establecer la cadena de conexiones. 2. Determinar el trayecto que un mensaje o llamada tomará en una red de comunicaciones. 3. La construcción de un trayecto que una llamada o mensaje tomará en una red de comunicaciones, para ir de una estación a otra.

SAP (subnet access point): Punto de acceso a subred. En la arquitectura STANAG 5066, denominación genérica de las interfaces entre subcapas de servicios.

scanning: Observación. 1. En los sistemas de telecomunicación, la evaluación de la actividad del tráfico para determinar si es necesario procesamiento posterior. Nota: La observación usualmente se realiza en forma periódica. 2. El proceso de sintonizar un dispositivo a través de un determinado rango de frecuencias en incrementos e intervalos predeterminados.

selcall: Acrónimo por selective calling. Llamada selectiva. Llamada de una estación en la cual se envía la identificación de la llamada para señalar automáticamente una o más estaciones remotas y establecer enlaces entre ellas.

SID (sudden ionospheric disturbance): Perturbación ionosférica repentina.

SIS (subnetwork interfaz sublayer): Subcapa de interfaz a la subred. En la arquitectura STANAG 5066, la subcapa de manejo de acceso a las aplicaciones de los clientes y conformación de la información para su uso en el sistema.

SMTP (simple mail transfer protocol): Protocolo simple de transferencia de correo. Aplicación de la arquitectura TCP/IP encargada de la entrega de mensajes en el servidor de correo electrónico.

SNR (signal-to-noise ratio): Relación señal a ruido. La relación entre la amplitud de la señal deseada frente a la amplitud de las señales de ruido en un punto dado en el tiempo. Se expresa como 20 veces el logaritmo de la relación de amplitudes, denominados decibeles (dB). Se determina en términos de valor pico para ruido

Pág. 223


impulsivo y valor medio cuadrático (RMS – root mean square) para ruido aleatorio.

Nota: Una onda espacial puede ser reflejada hacia la tierra por la ionosfera.

SHF (super high frecuency): Súper alta frecuencia. Ondas electromagnéticas de 3 a 30 GHz, utilizadas en enlaces de alcance visual, también denominadas microondas.

SINAD (signal+noise+distortion to noise+distortion ratio): Relación señal+ruido+distorsión a ruido+distorsión. En telecomunicaciones, método de medición de la calidad de la señal, teniendo en cuenta la relación entre la señal y los parámetros que la degradan.

skywave: Onda espacial. Onda de radio que viaja en sentido ascendente desde la antena.

sondeo: 1. En sistemas de radio HF automatizados la difusión de una señal muy breve, conteniendo la dirección o identificación de la estación, para permitir a las estaciones receptoras la evaluación de la calidad del enlace. 2 La capacidad de probar empíricamente canales seleccionados proporcionando una difusión identificatoria, tipo baliza, que puede ser utilizada por otras estaciones para evaluar conectividad, propagación, disponibilidad y seleccionar canales conocidos para uso ulterior en comunicaciones. La señal de sondeo es una transmisión unilateral, en un solo sentido realizada en intervalos de tiempo determinados sobre canales desocupados.

Sondeo ionosférico: (ionospheric sounding). Técnica que proporciona información en tiempo real de la propagación de radio de alta frecuencia en la ionosfera, consistente en la sincronización de transmisor y receptor, midiendo el retardo entre la transmisión y recepción que determina la altura de la capa ionizada. También es utilizada para determinar la Frecuencia Crítica.

source quench: Amortiguación de la fuente. Técnica de control de congestión en la cual una computadora experimentando una congestión de tráfico de datos envía los mensajes o paquetes que causan la congestión de vuelta a la fuente, solicitando el cese de la transmisión.

Spoofing: Es un tipo de ataque o invasión a la red donde una persona o programa se enmascara satisfactoriamente como otro miembro mediante la falsificación de información y así ganando acceso ilegítimo.

store-and-forward: Almacenamiento y encaminamiento. Relativo a los sistemas de comunicación en los que los mensajes son recibidos en puntos de enrutamiento intermedios, almacenados o grabados y luego transmitidos o encaminados, al próximo punto de enrutamiento o al destinatario final.

SFD (sudden frequency deviation): Desviación repentina de frecuencia. Un fenómeno de perturbación cuasi-global que afecta a las transmisiones de los sistemas de HF de largo alcance y que acontece durante unos minutos, debido a la aparición de destellos de rayos X provenientes del sol.

Pág. 224


SWF (short wave faces): Frentes de onda corta. Un fenómeno de perturbación cuasi-global que afecta a las transmisiones de los sistemas de HF de largo alcance y que acontece durante unos minutos, debido a la aparición de destellos de rayos X provenientes del sol.

sincronismo: 1. Relación de fase constante entre grupos de eventos repetitivos. 2. La ocurrencia simultanea de dos o más eventos en el mismo instante en una escala de tiempo coordinada.

sincronización: 1. Obtención de una relación fija entre instantes de tiempo significativos de dos o más señales. 2. Estado de acontecimientos simultáneos entre dos o más señales.

TCP (transfer control protocol): Protocolo de control de transferencia. En la arquitectura TCP/IP, el protocolo orientado a conexión encargado de la entrega sin errores de los datos a la aplicación remota.

TDMA (time division múltiple access): Acceso múltiple por división de tiempo. En telecomunicaciones, método de optimización de un medio de transmisión mediante el otorgamiento de breves periodos temporales a diferentes usuarios, en forma cíclica.

throughput: Transferencia. 1. Número de bits, caracteres o bloques pasando a través de un sistema de comunicación de datos, o una parte de ese sistema. Se expresa en unidades de datos por periodo de tiempo. 2. Capacidad máxima de un sistema o canal de comunicación. 3. (Rendimiento) Medida de la cantidad de trabajo realizado en un sistema por unidad de tiempo.

topología: Arreglo de los elemento en una red, ya sea físico, virtual o lógico.

Nota: Dos redes tienen la misma topología si la configuración es la misma, a pesar que puedan diferir en las interconexiones físicas, distancia entre nodos, tasas de transferencia y/o tipo de señales.

trafico: 1. Información que se mueve en un canal de comunicaciones. 2. Medida cuantitativa del total de mensajes y su tamaño, durante un periodo de tiempo.

trayecto: (path) 1. En los sistemas de comunicación y topologías de red, una ruta entre dos puntos. 2. En comunicaciones radiales, el camino que existe entre el transmisor y el receptor, que puede consistir en dos o más enlaces concatenados. 3. En computación, la secuencia lógica de instrucciones ejecutadas por la computadora. 4. En manejo de bases de datos o archivos, una serie de conexiones físicas o lógicas entre registros o segmentos de memoria.

UHF (ultra-high frequency): Ultra alta frecuencia (300-3000 MHz) usada para propagación de alcance visual. (Comunicaciones satelitales, radiodifusión, radar, navegación y TV).

VHF (very high frequency): Muy alta frecuencia (30-300 MHz) usada para propagación de alcance visual y dispersa (Televisión y radiodifusión FM).

Pág. 225


VLF (very low frequency): Muy baja frecuencia (3-30 kHz), usada en propagación de ondas terrestres y guiado de ondas (Navegación, transmisión de señales estándares de tiempo y frecuencia).

__________________________________________________________________

Las definiciones y siglas han sido obtenidas de las siguientes fuentes: FED-STD-1037C, Glossary of Telecommunication Terms. HF Communications—Science and Technology by J. M. Goodman (1992, Van Nostrand). Communications Standard Dictionary, 2nd ed., by M. Weik (1989, Van Nostrand). NTIA Manual of Regulations and Procedures for Federal Radio Frequency Management. ITU Radio Regulations—is available at the Web address of http://glossary.its.bldrdoc.gov/fs-1037

Pág. 226


BIBLIOGRAFÍA

A. LIBROS:

Briceño E. “Transmisión de datos”. (3ª Ed.)”. Editorial: ULA Facultad de

Ingeniería Publicaciones. Mérida, 2005.

Briceño E. “Principios de las comunicaciones (3ª Ed.)”. Editorial: ULA

Facultad de Ingeniería Publicaciones. Mérida, 2005.

Tannenbaum A.. “Redes de computadoras (3ª Ed.)”. Ed. Prentice Hall.

1996.

Stalings W. “Comunicaciones de datos y computadoras (6ª Ed.)” . Ed.

Prentice Hall. 2000.

Carlson B. “Sistemas de comunicación”. Ed. McGraw Hill. Nueva York,

1971.

Taub H. y Schilling L. “Principios de sistemas de comunicaciones”. Ed.

McGraw Hill. Nueva York, 1971.

Puliafito S. “Propagación y Radiación de Ondas Electromagnéticas.

Parte II: Guías de Ondas (2° Edición)”. Editorial Idearium. Mendoza,1985.

Puliafito S. “Propagación y Radiación de Ondas Electromagnéticas. Parte

III: Radiación Electromagnética (2° Edición)”. Editorial Idearium. Mendoza,

1987.

Pág. 227


B. PAPERS Y PUBLICACIONES ELECTRÓNICAS:

Ocampo, V. Trabajo Final Integrador: “Estándares de interoperabilidad en

la transmisión de datos en hf-ale”. ITBA, carrera de especialización en

ingeniería en telecomunicaciones. Octubre 2005.

URL:http://www.itba.edu.ar/capis/epg-tesis-y-tf/ocampo-

trabajofinaldeespecialidad.pdf

Schulze S. Tesis de Maestría: “Design and implementation of STANAG

5066 data range change algorithm for high data rate autobaud wave

forms”. U. de Pretoria, Maestría en Ingeniería en computación. Agosto

2005.URL:http://upetd.up.ac.za/thesis/available/etd-01242006-

094908/unrestricted/00dissertation.pdf

D. G. Kallgren, J-W Smaal, M. Gerbrands, M. Andriesse. “An

Architecture for Internet Protocol over HF:Allied High-Frequency Wide-

Area Networking using STANAG 5066 (AHFWAN66)”. NATO/PFP

UNCLASSIFIED -APPROVED FOR INTERNET TRANSMISSION.

URL: https://elayne.nc3a.nato.int/S5066Public/Papers/RTA-IST-12v8.pdf

HFIA (High Frequency Industry Association) Organization, “Automatic Link

Establishment (ALE) - An Overview”

URL: http://www.hfindustry.com.

Dr. A. F. Gillespie y S. E. Trinder. “Second and Third Generation HF

Communications”. QinetiQ, 2002.

URL: http://www.hfindustry.com.

C. Redding and E. E. Johnson, "Linking Protection for Automated HF

Radio Networks," Proceedings of 1991 IEEE Military Communications

Conference (MILCOM ‘91), IEEE Press, New York, 1991.

URL: http://www.milcom.org

Pág. 228

http://www.itba.edu.ar/capis/epg-tesis-y-tf/ocampo-trabajofinaldeespecialidad.pdf

http://www.itba.edu.ar/capis/epg-tesis-y-tf/ocampo-trabajofinaldeespecialidad.pdf

http://upetd.up.ac.za/thesis/available/etd-01242006-094908/unrestricted/00dissertation.pdf

http://upetd.up.ac.za/thesis/available/etd-01242006-094908/unrestricted/00dissertation.pdf

https://elayne.nc3a.nato.int/S5066Public/Papers/RTA-IST-12v8.pdf

http://www.hfindustry.com/

http://www.milcom.org/


C. ESTÁNDARES APLICABLES

Resumen de estándares aplicables Existen muchos estándares civiles y militares que pueden usarse para los detalles al momento del studio de factibilidad.

1. Estándares de telecomunicaciones federales FED STD 1037 C - Telecomunicaciones: Glosario de términos de Telecomunicaciones.

FED STD 1045 A - Telecomunicaciones: Establecimiento automático de enlace de radio HF.

FED STD 1046/1 - Telecomunicaciones: Red automática de radio HF, Sección 1: Básica. Controlador ALE en red.

FED STD 1049/1 - Telecomunicaciones: Operación automática de radio HF en entornos saturados. Sección 1: Protección del Enlace.

FED STD 1052 - Telecommunications: Módems de radio HF.

2. Estándares militares MIL STD 187-721 C – Estándar de interfaz y comportamiento para aplicaciones de control automático para radio HF.

MIL STD 188-110 A - Estándar de interoperabilidad y comportamiento para módems de HF.

MIL STD 188-114 – Características eléctricas de los circuitos de intefaz

MIL STD 188-124A – Puesta a tierra, empalmes y blindajes en sistemas de comunicaciones portátiles y de larga distancia.

MIL STD 188-141 B – Interoperabilidad y comportamiento para equipos de radio MF y HF.

MIL STD 188-148 - (S) Estándar de interoperabilidad para comunicaciones anti enmascaramiento (Anti-Jam AJ) en la banda de 2-30 MHZ (U).

MIL STD 461 – Requerimientos característicos de equipos ante interferencias electromagnéticas.

MIL STD 462 – Mediciones de interferencias electromagnéticas.

MIL STD 463 - Definiciones y Sistemas de unidades, Electromagnetismo.

MIL STD 882 – Requerimientos del Programa de Seguridad del Sistema.

MIL STD 1472 – Criterios de de ingeniería de diseño para sistemas militares, equipos e instalaciones.

3. Manuales militares MIL HDBK 216 - Adecuaciones y líneas de transmisión de RF.

Pág. 229


MIL HDBK 411 Control de energía y ambiental para comunicaciones de largo alcance en la planta física.

MIL HDBK 413 – Manual de diseño para radiocomunicaciones de HF.

MIL HNBK 419 - Puesta a tierra, empalmes y blindajes en equipos electrónicos e instalaciones.

MIL HDBK 420 – Manual de búsqueda de ubicaciones. Instalaciones de comunicación.

4. Estándares de ingeniería DISA (DCA) DCAC 300-95-1 – Guía para planificadores para planos de instalaciones y diseño de una planta física de comunicaciones de defensa.

DCAC 300-175-9 – Estándares de operación y mantenimiento eléctrico DCS.

DCAC 330-175-1 Manual de estándares de ingeniería de diseño DCS.

DCAC 330-175-1 Manual de estándares de ingeniería de instalación DCS. Adenda nº 1: Antenas de comunicación MF/HF.

DCAC 370-160-2 Circular DCS: Búsqueda, selección de locaciones y criterios de diseño de construcciones.

DCAC 370-160-3 Circular DCS: Búsqueda de locaciones para instalaciones de comunicación.

DCAC 370-185-1 – Manual de aplicaciones de ingeniería, Volumen II

5. Estándares americanos (ANSI, IEEE, TIA/EIA, NEC) IEEE C95.1-1991 – Estándar IEEE de niveles de seguridad respecto a la exposición humana a campos electromagnéticos de radiofrecuencias entre los 3 KHz a 300 GHz.

ANSI/IEEE STD 473-1985 – Prácticas recomendadas IEEE para la exploración electromagnética de un sitio (10 Hz a 10 GHz).

ANSI/IEEE STD 802.11(x) – estándares para redes inalámbricas.

EIA Standard RS-232C - Interfaz entre el equipo terminal de datos y el equipo de comunicación de datos empleando intercambio binario de datos en serie.

EIA Standard RS-258- Conectores y cables coaxiales Semiflexible con dieléctrico de aire, 50 Ohms.

6. Estándares internacionales (NATO, ITU-R) STANAG 4203 – Estándar técnico para equipo de radios HF monocanal.

STANAG 4285 - Características de módems para enlaces de radio de HF de 1200/2400/3600 Bits por segundo.

STANAG 4415 - Versión muy robusta de 188-110A tono simple.

Pág. 230


STANAG 4444 - Medidas de protección electrónica por salto lento de HF.

STANAG 4481 – Sistema de difusión naval HF barco a costa.

STANAG 4529 – Versión de banda angosta para 4285 el apéndice A de tono simple.

STANAG 4538 – Sistema de control automático de radio (ARCS).

STANAG 4539 – Equivalente sin saltos para el Anexo C de 4444

STANAG 5035 – Introducción a un sistema mejorado para comunicaciones aire-mar en HF, LF y UHF.

STANAG 5066 - Descripción de las comunicaciones de datos para frecuencias de radio HF marinas.

STANAG 5066 - Formas de onda ANXG para tasas de transmisión de datos por encima de 2400 bps.

QSTAG 733 – Estándares técnicos para equipos de radio de HF monocanal.

ITU-R RECOMMENDATION 455-1 - Transmisión mejorada para circuitos HF de radiotelefonía.

ITU-R RECOMMENDATION 520 – Uso de simuladores de canal ionosférico para HF.

ITU-T RECOMMENDATION V.41 – Sistema de control de errores independiente del código.

ITU-T RECOMMENDATION V.42 – Procedimientos de corrección de errores para DCE’s utilizando conversión asíncrona a sincrónica.

IETF rfc.821 - SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) Protocolo simple de transferencia de correo.

IETF rfc.1144 – Compresión de encabezados TCP/IP para enlaces seriales de baja velocidad.

IETF rfc.1548 - PPP (point to point protocol) protocolo punto a punto

IETF rfc.1939 - POP3 (post office protocol) protocolo de oficina postal entubado (pipelined).

IETF rfc 1950 – ZLIB. Especificación de formato de compresión de datos.

IETF rfc 1951 – DEFLATE. Especificación de formato de compresión de datos.

IETF rfc 1952 – Gzip. Especificación de formato de compresión de datos.

IETF rfc 2449 - Mecanismos de extensión POP3.

IETF rfc 2508 – Compresión de encabezados UDP/IP para enlaces seriales de baja velocidad.

IETF rfc 2920 - Extensiones de servicio SMTP para comandar el entubado.

Pág. 231


IETF rfc 3095 - ROHC (robust header compresión) compresión robusta de encabezados.

IETF rfc 3173 - IPComP, (IP payload compresión protocol) protocolo de compresión de carga útil de IP.

IETF rfc 3626 – OLSR (optimizad link state routing) protocolo de enrutamiento optimizado por estado del enlace.

Pág. 232


NOTAS

1 JOCYTUM 1 – 2002. Aplicaciones en PACKET: Packet AVL, Packet Mail y Packet Ambiental. Jorge L. Favier et al.

JOCYTUM 2 – 2003. Estación de Packet Radio de la UM: Packet Mail. Jorge L. Favier et al.

2 http://www.um.edu.ar/nuke6/article.php?sid=189. 3 El código BAUDOT, denominado así por su inventor Émile Baudot,

data de 1874 y es un conjunto de caracteres conocido como Alfabeto Telegráfico Internacional n° 1, ya sin uso, que utilizaba una codificación de 5 bits por carácter. Fue modificado alrededor de 1901 por Donald Murray y posteriormente una nueva modificación conocida como Alfabeto Telegráfico Internacional n° 2 (International Telegraph Alphabet Nº 2 – ITA2) aún en uso en ciertas aplicaciones.

4 www.amsat.org.ar

5 Mustafa Ergen, Duke Lee et. al., “Wireless Token Ring Protocol”,

University of California, Berkeley, CA 94720, USA

Pág. 233

http://www.um.edu.ar/nuke6/article.php?sid=189

http://www.amsat.org.ar/

facultad de ingeniería - um.edu.ar · pdf filelistado de los equipos y software...

Documents