Cuando se está realizando la ampliación de cobertura de la red de telefonía móvil, es necesario instalar casetas de telefonía en lo alto de edificios para cubrir una determinada área, con un determinado nivel de cobertura y de calidad, pero esta estación de telefonía móvil debe de estar conectada con el resto de la red de telefonía móvil.

Para conseguir esta cobertura nos podemos encontrar dos situaciones típicas:

1. Podemos conectar una/varias fibras ópticas como líneas dedicadas en nuestra estación base, porque hay cobertura por dicho medio de transmisión hacia una central telefónica.
2. Si nos encontramos en una zona de baja densidad urbana o de mucha dificultad para llevar hasta allí una línea dedicada (leased line en inglés), se recurre a la utilización de radioenlaces que van a suministrarnos los enlaces de transmisión necesarios para comunicar la estación base a la central de conmutación de móviles.

Normalmente, cada estación base suele disponer en el radioenlace instalado, de al menos 1 enlace digital PDH de 2 Mbit/s (conocido como E1); desde esta estación base, nos conectamos a otra estación base que a su vez nos va a generar otro enlace E1, que a su vez son retransmitidos a otra estación, desde la que posiblemente tengamos cobertura por cable hacia la central de conmutación. Un esquema sencillo aparece en los documentos que se anexan.

Los radioenlaces que habitualmente se han utilizado desde los años 90 hasta hace unos cuantos años, eran fundamentalmente fabricados por Alcatel y por Ericsson. Coloquialmente se les denominaba "Melodies" y "Minilink" respectivamente. Estos radioenlaces trabajaban fundamentalmente en las bandas de frecuencia cercanas a los 18 Ghz, por varios motivos: era de las pocas bandas de frecuencias de radio disponibles y, ajustando la potencia de transmisión de estos equipos, se conseguían alcances de varios kilómetros, que ha sido el uso que mayoritariamente le dieron dos operadoras dominantes de móviles en España.

Estos radioenlaces de pequeña capacidad están siendo sustituidos desde hace años por equipos de Huawei, aunque dado que se han instalado muchos radioenlaces de estos dos modelos, los incluyo aquí, puesto que sirven como modelo de referencia.

Tanto los radioenlaces Ericsson como Alcatel, utilizan dos módulos bien diferenciados: Uno es la unidad de exterior, conocida como ODU (outdoor unit) y que contiene el módulo de radio y la antena integrada (el radomo de protección es opcional) y otro es conocido como IDU (indoor unit) y contiene el módulo banda base, que recibe las comunicaciones telefónicas/datos de la BTS y los transmite en formato PDH o SDH hacia la ODU.

Las ODU´s de la izquierda incorporan una antena de media ganancia con radomo de protección y las del lado derecho, tienen una antena de pequeña ganancia.

Los datos llegan de la IDU a la ODU, que se encuentra en lo alto de la torre de comunicaciones, por medio de un cable coaxial de alta calidad; normalmente la señal recibida de la ODU hacia la IDU se modulan en una frecuencia baja, por ejemplo 80 Mhz (para tener menor atenuación la señal recibida) y la señal que se envía de la IDU hacia la ODU se transmite en la banda alta, que podría ser por ejemplo, 800 Mhz. Cada fabricante normalmente especifica los valores según el tráfico que se vaya a cursar, la tecnología utilizada, etc. 

Una vista de una ODU con su cableado, toma de tierra y herrajes de fijación y la antena separada del equipo (situada en lo alto del soporte de hormigón), es el que aparece en la fotografía:

 

La antena que tiene esta ODU aparece en el mástil de hormigón, al lado de otra antena más abajo.

Una fotografía de un módulo IDU de Minilink, al lado de otro de Huawei, aparece en la siguiente fotografía de una estación base:

La ODU suele ser un equipo terminal de un enlace de corto alcance como se indicó anteriormente, por ejemplo para cubrir una distancia de varios kilómetros con otra estación remota, igualmente equipada con otra ODU, formando entre ambas un enlace de microondas, pudiendo encadenarse entre sí o formar redes de varios radioenlaces hacia un nodo.

Una fotografía de una ODU real, con la antena integrada en el equipo radiotransceptor, utilizada para un enlace de TDT, cuya posterior aparece en otra fotografía anterior, podría ser la que aparece en la fotografía:

Se puede observar en la parte inferior, el cable coaxial envuelvo en cinta vulcanizada, los leds indicadores de estado de alarma y de alimentación y un terminal con una tapa roscada de protección, para medir el nivel de señal recibido, que se mide con un minivoltímetro: a más nivel mejor orientación.

Se puede encontrar también la antena separada de la ODU y en todos los casos, se suele incluir una pegatina que indica la polaridad del radioenlace: Vertical u Horizontal. La antena de la ODU que antes aparecía casi en el suelo, es la de la derecha.

La señal digital que se transmite y recibe en estos radioenlaces, se transmite a través del cable coaxial semirígido que se ve paralelo al poste: un cable por cada antena. Así, la transmisión utiliza la banda alta de la señal que se modula y transmite por el cable, y la recepción, la banda baja de la señal que se demodula de la radio, con el objeto de que tenga menores pérdidas y reducir en la medida de lo posible la señal de ruido.

Los radioenlaces actuales ya no trabajan con tramas de 2 Mbit/s, dado que al extenderse el uso de Internet en el móvil, con varios abonados conectados a datos, quedaría la estación base sin capacidad de tráfico. Los radioenlaces son ya de una capacidad mayor (de 34 Mbit/s o superior, según la tecnología utilizada), ocupando mucho mayor ancho de banda, con lo que la asignación de radioenlaces se debe de estudiar más concienzudamente que antes por parte de la Secretaría de Estado de Telecomunicaciones

Puede verse en las fotografías que se adjuntan (ver "radioenlaces para nodos de BTS"), una torre con más de 12 ODU´s que corresponden con otras tantas BTS enlazadas a esta BTS, que actúa como nodo de concentración o como RNC (Radio Network Controller); posiblemente de esta BTS salgan una o varias líneas de fibra óptica para enlazar con la Matriz de Conmutación de Móviles (MSC) de la operadora. Las IDU´s que no caben en la caseta estandarizada, el operador las ha instalado en el armario de intemperie del que se observa la canaleta rejibán por donde pasan los cables que enlazan las IDU´s con las ODU´s en otra de las fotografías.

El uso de este sistema de transmisión vía radio, supone un ahorro en plazos de instalación de una estación base de móviles, ya que evitas la realización de una obra civil de canalización entre estaciones base, pero puede suponer un problema si hay un nivel de lluvia excesivo por la atenuación que introduce la lluvia en las ondas de radio, pudiendo cortarse el tráfico en determinados momentos si se produce una lluvia torrencial y la frecuencia del radioenlace es próxima a la frecuencia de resonancia del oxígeno (20 Ghz).

En uno de los ficheros adjuntos (se puede ver también en el esquema de red que aparece arriba), se puede ver como sería una red de estaciones base conectadas entre sí por medio de un sistema de radioenlaces, que van "creciendo" en capacidad conforme nos acercamos a la central de conmutación de móviles. Los radioenlaces utilizados son los Minilink de Ericsson, con capacidades de 2 x 2 Mbit/s,  4 x 2 Mbit/s, 8 x 2 Mbit/s y 16 x 2 Mbit/s (en el módulo MMU de radio).

Cada estación base va añadiendo sus enlaces digitales PDH tipo E1 (o si es un sistema SDH, su enlace equivalente OC-3 o similar), de tal manera que la siguiente estación tiene un radioenlace de mayor capacidad, así hasta llevar todos los enlaces digitales hasta la central de conmutación. 

Cuando se ha ido evolucionando hacia redes 3G, integrando nuevas tecnologías (SDH, LTE, Frame Relay, ATM, etc.), han surgido redes móviles tan complejas como la que tenemos en este póster. Si además nos fijamos en el acceso a Internet a través de móvil, la evolución se puede ver aquí. Se han añadido estas imágenes como ficheros adicionales.

Todas estas estaciones base estaban gestionadas o supervisadas de forma remota, por medio de routers convenientemente configurados, para transmitir alarmas utilizando el protocolo snmp, de forma que en el Centro de Operación de Red (NOC en inglés), pudiéndose supervisar entre otros parámetros:

• Detección de intrusión en la estación base (apertura de la puerta).
• Caída de la alimentación externa de 220 Vac, alarma de batería baja.
• Alarma de SIA procedente de otra estación base (si hay enlaces asociados).
• Alarma de fallo del aire acondicionado.
• Alarma por alta tasa de error (BER elevado de 10^-3), permanente o esporádico.
• Otras alarmas programadas.
• Equipos que están averiados, pero no provocan cortes de servicio.
• Equipos que están provocando alarmas esporádicas.

Con la evolución de las redes 3G, se puede ver en el mapa de "evolución de las redes móviles 2G a 3G", como el Centro de Gestión de Red, que aparece como OMC, supervisa toda la red utilizando el protocolo X25, dada la seguridad y fiabilidad que requiere la red de gestión que supervisa la red de comunicaciones móviles, al igual que el sistema de facturación (billing center).

Lógicamente todas estas arquitecturas están evolucionado constantemente, con lo cual en cualquier momento, la obsoleta red X25, será sustituida por otra tan segura y fiable como élla.

Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0 Internacional.

Ficheros adicionales

• Red telefonía móvil con radioenlaces
• Radioenlaces para nodo de BTS
• Módulos de banda base de nodo de radioenlaces
• Contenedor de IDU´s en nodo de BTS
• Evolución de los servicios de Internet en el móvil
• Evolución de las redes móviles 2G a 3G
• Conexión IDU-ODU en radioenlaces fijos
• Configuración de hardware y software de radioenlaces