Las tecnologías de la comunicación garantizan que los datos recopilados sobre el terreno puedan recuperarse y llegar a los científicos y/o a instituciones de investigación sismológica, como la UNAVCO, El IRIS, el USGS o el CTBTO. Varios tipos de tecnologías de comunicación se instalan en conjunto con sensores geofísicos o de otro tipo. Ninguna solución funciona necesariamente en todas partes. Además, algunos métodos permiten que los datos se envíen o extraigan automáticamente del sensor al destino, mientras que otros métodos solo permiten la recopilación de datos manuales o metadatos.
Las principales formas en que UNAVCO, El IRIS, el USGS o el CTBTO se conecta remotamente a los dispositivos son: puertas de enlace de Internet celular, radios puente Ethernet de largo alcance conectadas a una puerta de enlace de Internet, proveedores de servicios de Internet inalámbricos (WISP) y tecnologías satelitales como VSAT, BGAN e Iridium. A continuación, se muestra una tabla que enumera una breve comparación de las diferentes soluciones de comunicaciones
Tecnologías celulares
Mediante el uso de módems celulares y puertas de enlace de Internet de teléfonos celulares, los centros sismológicos y observatorios vulcanológicos han podido aprovechar este salto tecnológico y la red de datos celulares, en constante crecimiento, para transferir datos de manera confiable y económica desde estaciones remotas a otras ubicaciones.
Si bien hay una serie de empresas que ofrecen una combinación de puertas de enlace / routers para permitir el acceso a Internet utilizando diversos proveedores de telefonía celular, redes de datos habituales, y otras. Para los centros sismolólogicos y observatorios vulcanológicos utilizan los productos se decidió utilizar los productos Teltonika RUT-950 ya que los routers / puertas de enlace móviles fabricados por Teltonika son particularmente adecuados para estaciones GPS y sísmicas por varias razones. Estos incluyen el hecho de que son muy fáciles de usar, han demostrado tener un historial de operación confiable en áreas remotas en condiciones ambientales adversas y tienen un costo operativo relativamente bajo en comparación con otras opciones de conectividad a Internet. Además de esto, también tienen la ventaja de tener un enrutador incorporado que se puede utilizar para conectar múltiples estaciones a través de una VPN para datos seguros.
En términos de consumo de energía, ambas unidades funcionan con una fuente de alimentación de 12 voltios y se integran fácilmente con los otros componentes en la mayoría de las estaciones remotas. El consumo de energía es de 5W a 8W y de 6W a 14W. Por lo general, se deja funcionando continuamente en estaciones remotas, sin embargo, si la energía es una preocupación, se pueden poner en un temporizador para reducir el consumo de energía.
Radio de comunicaciones
Debido a la ubicación remota de algunas estaciones, es posible que no haya disponible una conexión a Internet. Sin embargo, si una estación tiene una línea de vista o ubicación a otra estación que tiene acceso confiable a Internet, la mejor opción puede ser establecer un enlace de telemetría de radio desde la estación sin conexión a Internet a otro sitio donde haya una conexión a Internet disponible. También es conveniente combinar varias estaciones a través de un enlace de radio a una red con una conexión a Internet común, reduciendo el número de conexiones a Internet que deben mantenerse y pagarse. En la redes GPS, sismológicas, y redes vulcanológicas se utilizan radios de espectro disperso Modelo Xeta9 de 900MHz de la marca Xetawave para la mayoría de las instalaciones. Estas radios son compactas, muy resistentes, tienen un consumo de energía relativamente bajo, son fáciles de usar y tienen características excepcionales de transmisión a largo alcance.
Las redes de radio se pueden configurar en dos configuraciones diferentes. Estos son Punto a Punto y Punto a Multipunto. Una red punto a punto consiste en una radio ubicada en una puerta de enlace de Internet, conectada a una sola estación de punto final remoto. Una red punto a multipunto consiste en una radio de puerta de enlace ubicada en la conexión a Internet, conectada a radios de punto final ubicadas en las estaciones sísmicas o GPS remotas. A veces, si no hay línea de vista directa entre una estación y una puerta de enlace, es necesario instalar una radio repetidora en una ubicación que tenga línea de vista para ambas. En estos casos, los radios Xetawave tienen un modelo exclavo repetidor dentro de la misma carcaza, ya que esto tiende a ser más confiable y permite una transferencia de datos más rápida entre estaciones.
| Fabricante | Modelo | Frequencia | Alcance | Consumo de energía | Puertos de comunicación |
|---|---|---|---|---|---|
| Xetawave | XETA9-11IMDFC | 902 a 928 Mhz, Opcional 928 a 960 Mhz | 112 Km | transmisión 235 mA, recepción 190 mA | 1 Ethernet & 1 Serial |
| Xetawave | XETA9-22IMDFC | 902 a 928 Mhz, Opcional 928 a 960 Mhz | 112 Km | transmisión 235 mA, recepción 190 mA | 2 Ethernet & 2 Serial |
| Xetawave | XETA9-22IPDFC | 902 a 928 Mhz, Opcional 928 a 960 Mhz | 112 Km | transmisión 235 mA, recepción 190 mA | 2 Ethernet & 2 Serial |
Comunicación Satelital
En muchos lugares remotos, el único método de comunicación práctico es a través de un sistema satelital de terminal de apertura muy pequeña (VSAT).
Cada instalación de comunicación VSAT utiliza un plato paraboloide radiorreflectante relativamente pequeño («apertura muy pequeña» significa menos de 3 metros de diámetro) con un transceptor montado frente a él que apunta hacia un solo satélite GEO a unos 35800 km sobre la superficie de la Tierra en el ecuador.
Cuando sea posible, se debe seleccionar un satélite con una longitud bastante cercana a la de la estación. De esta manera, el satélite estará al sur a la mayor elevación posible. Sin embargo, las huellas de señal de los transpondedores de satélites pueden apuntar a varios ángulos, de modo que las señales más fuertes no siempre son del satélite más cercano. Por lo general, la compañía de transmisión asigna satélites en función de los patrones de uso, así como de la ubicación terrestre particular. En latitudes altas, apuntar a un satélite cerca de la longitud de la estación se vuelve más importante. A 80 ° de latitud (norte o sur), incluso un satélite directamente al sur está esencialmente en el horizonte, por lo que usar VSAT a más de 70 ° es difícil en el mejor de los casos.
Sin embargo, ciertamente no es necesario entender cómo funciona la órbita geoestacionaria. Puede ser útil para visualizar cómo se ve la órbita desde varias latitudes. Durante el reconocimiento de un sitio VSAT potencial, uno puede medir rápidamente qué puntos particulares tendrán una toma clara en un satélite. Durante la instalación, es más fácil verificar la realidad de los valores de apuntamiento y polarización del plato.
En el ecuador, la órbita geoestacionaria es un «arco recto» desde el este hasta el oeste directo. En latitudes más altas del norte, el arco se convierte en una curva con su punto más alto cada vez más al sur. Antes de hacer el reconocimiento para un sitio VSAT, y ciertamente antes de comprometerse con la ubicación final del plato, se debe tener en cuenta el acimut apuntador y la elevación de los satélites disponibles. En el campo, se puede usar una brújula y un clinómetro para verificar que el satélite previsto esté a la vista sin obstáculos. Una útil aplicación basada en la web para encontrar parámetros de apuntamiento, que incorpora Google Maps, se puede encontrar aquí.
En la mayoría de las estaciones sismológicas, y GPS que usan VSAT, el plato está montado en la parte superior del poste de la carcasa, y el módem se coloca en el compartimiento superior de la carcasa junto con el receptor GPS PolaRx5 de Septentrio o el digitalizador Tau de Gaiacode. En los lugares donde no hay un poste de cerramiento, un poste secundario está unido al costado de la cabaña del recinto o se instala otro poste en el suelo.
Como se señaló anteriormente, el primer requisito de ubicación es que haya una línea de vista clara para el satélite previsto. Esto se determina encontrando la ubicación del cielo del satélite y asegurándose de que ninguna obstrucción del suelo bloquee ese lugar, y que no es probable que los árboles o edificios se conviertan en obstáculos durante la vida de la estación.
Tenga en cuenta que la verdadera trayectoria del haz no es la dirección aparente a la que apunta el plato, en aproximadamente 20 °. Para evitar que el transceptor bloquee una gran parte de la señal, se monta descentrado. Con la típica configuración de recepción vertical y transmisión horizontal, esto significa que el transceptor es bajo y rebota la señal hacia arriba del plato. Sin embargo, si el transpondedor está polarizado para la recepción horizontal, el transceptor estará al lado del plato, y el acimut apuntando estará alrededor de 20 ° desde donde el plato parece estar orientado.
La comunicación BGAN utiliza una constelación de satélites, operada por Inmarsat, utilizando tres satélites geoestacionarios que proporcionan una cobertura casi global. La comunicación por satélite a través de BGAN utiliza una unidad de módem-antena del tamaño de una computadora portátil. Dado que la comunicación es con uno de los tres satélites GEO, la unidad debe estar orientada aproximadamente, generalmente en una posición fija, para una transmisión de datos óptima.
Las instalaciones de UNAVCO BGAN utilizan actualmente el terminal IP de satélite de banda ancha Hughes. Las instalaciones realizadas por UNAVCO generalmente incorporan un interruptor de temporizador para limitar el módem BGAN a tiempo para reducir el consumo de energía en el sitio.
La constelación de satélites Iridium, desarrollada por Motorola entre 1993 y 1998 y ahora propiedad y operada por Iridium Communications Inc., consta de 66 satélites LEO activos y repuestos adicionales a una altura de aproximadamente 781 km sobre la Tierra a una inclinación orbital de 86,4 ° en seis planos orbitales con 11 satélites activos en cada plano. La comunicación por satélite a través de Iridium permite a los usuarios realizar llamadas de voz y datos desde ubicaciones remotas en cualquier lugar del mundo utilizando un teléfono del tamaño de un teléfono residencial inalámbrico. Las llamadas se pueden hacer a sistemas de telefonía fija, teléfonos celulares u otros teléfonos Iridium. El acceso a Internet también está disponible a través del ISP de Iridium u otros ISP, utilizando un transceptor de banda L (LBT) en el sitio remoto en lugar del teléfono Iridium. Este es el único sistema de comunicación con cobertura global, que es especialmente útil para sitios remotos en regiones polares u otros sitios donde no hay otras opciones de comunicación prácticas.
La comunicación Iridium permite hasta 2400 bps, lo que es adecuado para descargas de datos GPS / GNSS de velocidad normal de sitios remotos. En cada sitio se debe instalar un módem transmisor/receptor Iridium con antena omnidireccional. El consumo de energía es de aproximadamente 1.0 W al descargar un archivo de datos típico de 1 MB por día. El módem Iridium es sensible a las pérdidas de cable de antena, por lo que requiere que la pérdida total de cable entre el módem y la antena sea < 3dB. Las instalaciones realizadas por UNAVCO suelen incorporar un interruptor de temporizador para reiniciar periódicamente el módem Iridium. Se sabe que la proximidad de la antena Iridium a la antena GPS/GNSS causa interferencia de RF con las señales GPS/GNSS relativamente débiles cuando el módem Iridium está transmitiendo.
