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¿Qué es la Ingeniería de Espectro Satelital?
Por Saemi Tanaka, Agosto 2024
Cuando hablo de mi carrera o mi profesión, en muchas ocasiones recibo comentarios como: “Yo no sabía que eso existía”, o “Ojalá alguien me hubiera dicho que existía esa carrera, tal vez me hubiera dedicado a eso”. Y no es de sorprenderse, si yo misma no sabía que existía hasta poco antes de dedicarme a ello. Sé que fuí afortunada por como la vida me fué llevando hasta esta profesión, y con este artículo me gustaría hacer dos cosas: la primera, es dar más a conocer la rama y su importancia. La segunda, consecuente a la primera, es que alguien tal vez al leerlo, se interese por el área y decida estudiar algo parecido, o decida contarle a alguien que eventualmente decida dedicarse a ello. Porque después de todo, uno no puede ser, lo que no puede ver.
Ya que he introducido el tema, es hora de decirles a qué profesión me refiero y esa es: la Ingeniería de Espectro. Pero no siempre me dediqué a la Ingeniería de Espectro, de hecho, originalmente estudié Ingeniería Aeroespacial en mi natal Guadalajara. La Ingeniería Aeroespacial estudia todo aquello creado por los humanos y que vuela. Se puede dividir en la ingeniería de aquello que vuela dentro de la atmósfera y aquello que vuela fuera de la atmósfera. Dentro de la atmósfera vuelan los aviones, helicópteros, drones, globos aerostáticos etc, el estudio, desarrollo y operación de estos normalmente se le denomina: Ingeniería Aeronáutica. Fuera de la atmósfera, es decir, en el espacio exterior, vuelan (o navegan en este caso), las naves espaciales, los satélites, las sondas espaciales etc, y su estudio, desarrollo y operación se le denomina Ingeniería Espacial. Hoy en día, al estar ambas muy relacionadas, la Ingeniería Aeronáutica y la Ingeniería Espacial se agrupan en una sola: la Ingeniería Aeroespacial.
Imagen para fines ilustrativos. Imagen no a escala.
Pero bueno, ¿cómo se relaciona la Ingeniería Aeroespacial y la Ingeniería de Espectro? Resulta que la mayoría de estos objetos creados por los humanos que vuelan dentro o fuera de la atmósfera, tendrán la capacidad de emitir y/o recibir señales de otros objetos (que estén en la atmósfera, en el espacio exterior o incluso en la Tierra). Todo está conectado hoy en día de una manera u otra. Los aviones pueden llegar seguros a sus destinos gracias a los radares y a la comunicación por radio con la torre de control. Los satélites pueden enviar fotografías y mediciones de la Tierra para que podamos estudiarla y aprender de ella. La Ingeniería de Espectro es quien asegura que todas estas transmisiones se puedan hacer en un ambiente regulado y sin interferencias.
El espectro, en este contexto, es el espectro radioeléctrico. Básicamente son las radiofrecuencias con las que podemos enviar información de forma inalámbrica, es decir sin cables. Las telecomunicaciones modernas utilizan parte del espectro radioeléctrico, el WiFi, bluetooth, los satélites, teléfonos móviles, etc. La manera en la que las telecomunicaciones se regulan, coordinan y realizan actualmente es definida por la Ingeniería de Espectro.
Imagen para fines ilustrativos. Imagen no a escala.
La Ingeniería de Espectro es un anfibio entre la ingeniería y las regulaciones. Las reglas que rigen al espectro, no pueden ser definidas solamente por las leyes, hay que entender cómo funcionan las tecnologías actuales y cómo pueden coexistir entre ellas. Pero a su vez, estas reglas no se podrían desarrollar si solo tomamos en cuenta la parte técnica, se tienen que tomar en cuenta las regulaciones nacionales, regionales e internacionales existentes en la materia.
No sería viable que cada usuario seleccione y utilice una frecuencia arbitrariamente, ya que esto resultaría en interferencia en las emisiones, impidiendo el funcionamiento efectivo de las telecomunicaciones. Si no existiera una regulación y coordinación rigurosa entre los operadores, el caos resultante haría imposible cualquier forma de comunicación. Pero, actualmente, las telecomunicaciones son viables precisamente porque están sujetas a normativas y acuerdos internacionales que aseguran un uso ordenado y eficiente del espectro. Esas normativas y acuerdos han sido desarrollados gracias a la Ingeniería de Espectro.
Hoy en día, podemos hacer llamadas desde nuestro teléfono celular con mucha facilidad, y esto es gracias a que décadas antes, los ingenieros de espectro del mundo estudiaron qué frecuencia sería la más adecuada para comunicaciones móviles, esto se estudió, simuló y negoció, para eventualmente llegar a un acuerdo internacional para utilizar ciertas frecuencias para ese uso. De igual manera pasó con los satélites, la comunidad internacional del mundo del espectro ha acordado la asignación de ciertas frecuencias para el uso satelital en una manera internacional. Después de estos acuerdos internacionales, es responsabilidad de cada Estado el desarrollar regulaciones nacionales y asignaciones de frecuencias que vayan en regla con estos acuerdos, pero que se adapten al panorama nacional.
Una vez que se han hecho asignaciones de que radiofrecuencias puede utilizar cada servicio, entonces los operadores de cada servicio tendrán que coordinar operaciones para no generar mutuas interferencias. Los satélites están autorizados para operar dentro de un rango específico de frecuencias. Ya que se ha establecido este rango, se asignan frecuencias particulares a diferentes operadores. Cuando un operador satelital lanza un satélite (o una constelación de satélites) al espacio exterior, estos han sido previamente registrados ante las autoridades internacionales y nacionales y se les ha asignado cierto rango de frecuencias en el podran transmitir y recibir emisiones. Pero, dicho operador no será el único con el permiso de usar esas frecuencias, por lo que aquí entra otro gran pilar de la Ingeniería de Espectro: la coordinación.
En situaciones donde múltiples operadores deben compartir una misma parte del espectro, es esencial coordinar sus actividades. Por ejemplo, un operador puede acordar utilizar una determinada frecuencia con una potencia específica sobre un territorio particular, mientras que otro operador puede usar la misma frecuencia, pero en una región diferente y con una potencia ajustada. Este tipo de coordinación permite que todos los operadores funcionen de manera eficiente, sin interferencias ni conflictos en sus operaciones.
Es importante destacar que esta descripción simplificada no captura toda la complejidad del panorama actual. En la práctica, no se trata sólo de coordinar entre dos operadores o solo sobre dos territorios; el entorno es mucho más complejo y dinámico, involucrando a numerosos operadores, diferentes regiones del mundo, y diversas bandas de frecuencia. La gestión eficaz de este proceso requiere una planificación detallada y una colaboración continua para garantizar que todas las partes puedan operar de manera óptima y sin problemas, para lograr así que los usuarios, puedan beneficiarse de servicios de comunicación por satélite sin ser afectados.
El espectro, es decir, las radiofrecuencias, son un recurso valioso y limitado, y una buena gestión del espectro hace posible que este sea utilizado de la manera más eficiente posible. En un mundo cada vez más conectado donde la demanda de comunicaciones inalámbricas sigue creciendo, pero la cantidad de espectro es la misma, la buena gestión del espectro es vital para asegurarnos de que actuales y futuras tecnologías podrán seguir funcionando y manteniendo la calidad de los servicios inalámbricos que son fundamentales en la sociedad moderna.
En fin, yo podría hablar horas y horas de este tema, pero en este caso quería tratar de explicar un poco de este tema que es vital para la vida moderna que llevamos, pero casi siempre es pasado por alto. Si les interesa ver otro contenido relacionado, hay una serie de videos y un capitulo de un podcast en donde hablo mas del tema.
Video “A Day in the Life of a Spectrum Engineer: Meet Saemi Tanaka”
Video con sneak peek del podcast:
Podcast “Satellite Stories” en donde explico más acerca del tema
¿Quieres saber más sobre Saemi?
Saemi Tanaka es tapatía y se mudó a Países Bajos hace dos años por trabajo y se quedó por amor.
Es Ingeniera Aeroespacial y tiene una maestría en Estudios Espaciales por la International Space University en Estrasburgo, Francia.
Ahora trabaja como Ingeniera de Espectro para un operador satelital.
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