Teléfonos móviles en los aviones

Ciencia

equipo de divulgación de kutxaespacio de la ciencia

El anuncio del Ministerio de Industria de que va a permitir el uso de los teléfonos móviles en los aviones ha supuesto un gran alivio para los usuarios. Detrás de esta decisión se encuentra una compleja y sofisticada red de componentes técnicos.

Teléfonos móviles en los aviones

Recientemente el Ministerio de Industria ha regulado la forma en que las compañías aéreas podrán ofrecer a sus clientes el uso de su propio teléfono móvil dentro del avión. En este trabajo vamos a intentar explicar cómo funciona. Digamos que es la unión de dos servicios distintos en uno solo. Por una parte está la telefonía vía satélite y por otro el funcionamiento de la telefonía celular (móvil) dentro de un avión.

En un teléfono fijo de los que hay en nuestras casas, hasta cada teléfono llega un par de hilos -normalmente de cobre- que unen nuestro aparato con una central telefónica. Las centrales telefónicas están unidas entre sí para lograr que podamos enviar o recibir una llamada desde cualquier otro teléfono del mundo.

Si estamos en mitad de la selva amazónica, en el desierto o en alta mar y necesitamos hacer una llamada, no podemos depender de unos cables, así que un teléfono fijo no nos sirve y el móvil tampoco pues cerca no hay ninguna antena y por lo tanto no tenemos cobertura. Encima de nuestras cabezas tenemos satélites artificiales a los que podemos llegar mediante una emisión de radio. El proceso sería el siguiente, desde mi teléfono llamo por radio al satélite. El satélite me contesta y establece unas rutas para que yo pueda hablar. El satélite a su vez está conectado vía radio con una o varias estaciones terrenas. Estas estaciones utilizan grandes antenas parabólicas y admiten cientos de conversaciones simultáneas que se canalizan a su destino a través de una central telefónica "tradicional", con cables, fibras ópticas y otros enlaces de radio que permiten la comunicación con otras centrales y establecer la comunicación que sea necesaria, bien con un teléfono fijo, uno móvil o con otro teléfono a través de satélite.

La comunicación entre la base terrena y el satélite utiliza antenas parabólicas y no tiene limitaciones de potencia pues le llega la electricidad. Los satélites tienen enormes paneles solares que le dan gran cantidad de energía, por lo que la potencia tampoco es un problema. Sin embargo, en nuestro terminal telefónico vía satélite no tenemos una antena parabólica, por lo que no podemos concentrar la señal en el satélite; eso hace que debamos emitir con una potencia elevada que debe salir de las baterías que por ello se agotan rápidamente, y si estamos en un lugar remoto cargarlas puede ser un problema.

Cuando más cerca esté el satélite, menos energía necesitaremos para comunicarnos con él. Pero cuanto más cerca esté se verá desde menos sitios de la Tierra, por lo que necesitaremos una constelación con un gran número de satélites. Pero los satélites son caros, así que no podemos lanzar cientos o miles. Así que aquí tenemos un primer problema de diseño. Muchos satélites hacen que nuestro teléfono pueda ser más pequeño porque emitirá con menos potencia y sus baterías durarán más. Pocos satélites hacen que las baterías de nuestro teléfono se gasten rápidamente.

Hay varias empresas que ofrecen redes de satélites para realizar llamadas. Una de las más conocidas es la "red Iridium" que dispone de 66 satélites que están a baja altura (790 kilómetros). La red Inmarsat está muy orientada a servicios marítimos por lo que las consideraciones de peso y consumo del terminal son menos importantes pues van en un barco, dispone de once satélites geoestacionarios, es decir, que están aparentemente quietos sobre el ecuador, a una distancia de aproximadamente 36.000 km. Globastar es otra empresa que tiene 52 satélites a 1.400 kilómetros, lo que se considera baja altura aunque es casi el doble que Iridium. Thuraya es una red pensada para cubrir el Mediterráneo, aunque realmente llega a 140 países del mundo y utiliza satélites geoestacionarios. Hay más empresas que proporcionan estos servicios, pero creemos que con lo dicho ya tenemos unos ejemplos significativos.

Los aviones vuelan muy por debajo de los satélites artificiales, así que perfectamente pueden utilizar cualquiera de los servicios que ofrecen telefonía por satélite. El problema es que la cabina del avión actúa como una jaula que impide el paso de las ondas de radio. Un cierto tipo de ellas se pueden colar por las ventanas, pero desde luego no es la situación ideal. Así que lo que tenemos que hacer es poner las antenas del teléfono fuera de la cabina y esas antenas se comunican con los satélites. En los vuelos intercontinentales es frecuente que en cada asiento haya un teléfono que se comunica mediante cables con la antena del exterior del avión. A partir de aquí todo es igual que un teléfono por satélite desde tierra. El avión se pone en contacto con el satélite, el satélite con la base terrena y ésta con la central telefónica que se encarga de llevar nuestra llamada al teléfono que queramos. Es habitual que los aviones utilicen los servicios de Inmarsat.

Un detalle que queremos resaltar es que usted desde el avión puede llamar, pero si quiere recibir una llamada el tema es más complicado pues usted no tiene asignado un número al que puedan llamar.

Hoy prácticamente todos tenemos teléfono móvil y sabemos que nuestro terminal se conecta vía radio con las antenas que hay en los tejados de muchas casas o en postes altos en las autopistas. Desde el momento que encendemos el teléfono nos capta la antena -y su electrónica asociada- y comunica a una base de datos centralizada de cada compañía dónde estamos, para que si nos llaman nos puedan localizar. Cuando llamamos, una antena se pone en contacto con otra y esa con otra... hasta llegar a una central telefónica que hace lo que hacen todas las centrales telefónicas: hacer llegar nuestra llamada al destino adecuado.

Si estamos en otro país, o nos está dando servicio una empresa distinta de la nuestra, se dice que estamos en roaming. Cuando encendemos nuestro teléfono, digamos en Francia, las antenas francesas recogen nuestros datos y los encaminan a la base de datos centralizada que tiene nuestro operador, digamos en Bizkaia. Ya estamos localizados. Ya podemos hacer llamadas (si es que tenemos servicio de roaming contratado) y ya nos pueden llamar.

conexión

Mezcla de telefonías

Para que desde dentro de un avión podamos usar nuestro móvil tanto para llamar como para poder ser llamado lo que tenemos que hacer es mezclar la telefonía por satélite que conecta al avión con el mundo exterior y la telefonía móvil celular.

Se llama telefonía celular porque cada antena colocada en los tejados atiende a un número de abonados. Esa antena con su electrónica asociada se llama célula. Para que nuestro teléfono móvil pueda llamar y recibir llamadas desde dentro del avión lo que hay que hacer es poner en su interior una "célula". Es decir, dentro del avión ponemos la antena y la electrónica asociada. Después, otra circuitería hace que la célula se comunique con el teléfono por satélite del avión. Como no hablan exactamente el mismo idioma hay que hacer ciertas conversiones. Por un lado, la célula debe informar al ordenador central de nuestro operador de que estamos en roaming en un país llamado líneas aéreas X. Por otro lado, si empezamos a hablar debe convertir el lenguaje con el que habla nuestro móvil con la célula al lenguaje con el que habla el avión con el satélite. Hay una electrónica que lo hace.

¡Eh voilà! Ya está, ya podemos hablar y recibir llamadas desde los aviones.

Sistema que hace que los moviles tengan cobertura en los aviones

Hay que convertir el lenguaje del móvil al lenguaje con el que habla el avión con el satélite

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