7/12/2013 1
Ing. Jairo Angulo Urzola
Gerente de Proyecto y Consultor ITELCA - STI
7/12/2013
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Propuesta RNTE
Fortalecimiento de la Red Existente y Gestión
de Tráfico
Fortalecimiento
de la red en
Banda HF ...
LAS TECNOLOGÍAS DE LAS REDES DE
EMERGENCIA CONVERGEN EN LTE
Fuente:AlcatelLucent
LTE soporta el tráfico multimedia con baj...
REQUISITOS PARA EL DISEÑO DE LA RED
DE EMERGENCIAS
Red de Banda Estrecha especializada en voz con cubrimiento nacional
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PROPUESTA PARA LA RED DE BANDA ANCHA
• Que combine la operación comercial con la de
emergencia.
• En eventos de emergencia...
OPCION 1: Asignar a tres operadores, tres bloques de 15 MHz FDD para operación
comercial.
OPCION 2: Asignar tres bloques d...
RED LTE MULTI-OPERADOR
• Espectro Compartido
• Cada operador tiene su propio “Core
Network”
• Se comparte la red de radio
...
Espectro NO Compartido
• Cada operador tiene su propio “Core Network”.
• Cada operador tiene una Unidad Digital de
banda b...
COMPARATIVO
Espectro Compartido
Uso eficiente del Ancho de
Banda.
El operador comercial se
beneficia de «no hay
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DETERMINACIÓN DEL ANCHO DE
BANDA
APLICACIONES DE LA RNTE
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•Personas y VehículosDatos de Localización
•Videos de Alta definición, estándar y baja definici...
Velocidad Agregada, kbps
Uplink Downlink
Downlink optimizado con llamada de grupo
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Entradas de eficiencia espectral
UL DL
Eficiencia espectral promedio sobre la celda 1,00 1,50 bps/Hz
Eficiencia espectral ...
Requerimientos de espectro, MHz
Uplink
Downlink
Individual
Downlink optimizado en
grupos
Hora de ocupación pico 2,22 1,33 ...
Fuente:GrupoConsultor
Los requerimientos espectro de la RNTE a mediano plazo,
podrían estar alrededor de los 5 MHz en el e...
PARAMETROS DEL DISEÑO EN
LTE
Modo de operación FDD
Banda de frecuencia 700 MHz
Ancho de banda 15 MHz
Pérdidas por el cuerpo humano 2 dB
Velocidad de ve...
HERRAMIENTAS PARA EL DISEÑO
Mentum Planet
• Software de planificación de redes
inalámbricas
• que uso como cartografía map...
SIMULACIONES DE LA RED DE ACCESO
Por 110 Ciudades
Cabeceras municipales con
más de 35.000 habitantes
que representan el 75...
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EJEMPLOS DE SIMULACIONES RNTE LTE
Simulación de Pasto (Ciudad con Mayor Riesgo Por Multi-amenaza)
7/12/2013
EJEMPLOS DE SIMULACIONES RNTE LTE
Simulaciones Mitú (Sitio con Alto Riesgo de-Inundación)
EJEMPLOS DE SIMULACIONES RNTE LTE
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Total gene...
RED DE BACKHAUL
• Anillos de fibra óptica para transportar el tráfico de los
eNodeB hacia el sitio de concentración, el cu...
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ANILLO
1 Gbps
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POP
Azteca
Enrutador
Hacia
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CONECTIVIDAD DE LAS CABECERAS
MUNICIPALES
• Celdas de tres sectores
• Tráfico de los anillos se agrega
en el sitio de conc...
REDES DE BACKBONE DE REFERENCIA
•Se utilizó como referencia
la red Azteca
Comunicaciones.
Actualmente en fase de
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Arquitectura de la RNTE LTE
Fuente: Alcatel Lucent. A HOW-TO GUIDE for LTE in Public Safety. 2010
COSTOS RNTE LTE
Elementos de la RNTE LTE Cantidad
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eNodeB 1.330
Switches eNodeB 1.330
Nivel de Transporte
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ESTRATEGIA DE IMPLEMENTACIÓN LTE
La implementación de la RNTE está vinculada al proceso de subasta de las bandas
de frecue...
ESTRATEGIA DE IMPLEMENTACIÓN LTE
Durante el periodo de adjudicación de la licencia para uso del
espectro (10 años), la imp...
REQUERIMIENTOS TECNICOS DE LA
RNTE
Cobertura Robustez y
Redundancia
Disponibilidad Priorización y calidad
de llamadas
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DESPLIEGUE RNTE PARA ASIGNATARIOS CON
PERMISO PREVIO PARA USO DEL ESPECTRO EN
BANDAS DESTINADAS A IMT
Año 1: 20% de la pob...
DESPLIEGUE RNTE PARA ASIGNATARIOS SIN
PERMISO PREVIO PARA USO DEL ESPECTRO EN
BANDAS DESTINADAS A IMT
Año 1: 20% de la pob...
7/12/2013 35
Ing. Meira Aguas
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LA RNTE
VENTAJAS DE LA PROPUESTA
La RNTE puede desarrollarse sin que el Gobierno desembolse dinero, concesiona espectro
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Propuesta para la nueva – rnte red nacional de telecomunicaciones de emergencia

  1. 1. 7/12/2013 1 Ing. Jairo Angulo Urzola Gerente de Proyecto y Consultor ITELCA - STI
  2. 2. 7/12/2013 2 Propuesta RNTE Fortalecimiento de la Red Existente y Gestión de Tráfico Fortalecimiento de la red en Banda HF y VHF Usar redes actuales: - PTT - 2G/3G con PoC V.2 Priorización de Tráfico en emergencias y Sistema de Alertas Tempranas Integración de los CAE Red Nueva en LTE Diseño RNTE en 700 MHz
  3. 3. LAS TECNOLOGÍAS DE LAS REDES DE EMERGENCIA CONVERGEN EN LTE Fuente:AlcatelLucent LTE soporta el tráfico multimedia con baja latencia, sin embargo, no soporta los servicios específicos de las redes PMR (Private Mobile Radio) como cobertura de servicios PTT (Push To Talk) o llamadas de grupo. Fuente:InformaTelecoms&Mediac
  4. 4. REQUISITOS PARA EL DISEÑO DE LA RED DE EMERGENCIAS Red de Banda Estrecha especializada en voz con cubrimiento nacional superpuesta a una Red de Banda Ancha en zonas urbanas. La Red LTE debe operar por debajo de 1 GHz. La Red LTE debe ser viable y sostenible en el tiempo. La cobertura de la RNTE LTE es netamente Metropolitana, en razón a que LTE presta mayores servicios en las áreas densas. Las áreas rurales se cubren con la tecnología 2G/3G y Radios en banda VHF.
  5. 5. PROPUESTA PARA LA RED DE BANDA ANCHA • Que combine la operación comercial con la de emergencia. • En eventos de emergencia la prioridad la tiene el tráfico de las autoridades del SNTE. Asignar a un operador comercial un bloque pareado de 15 MHz en el Dividendo Digital:
  6. 6. OPCION 1: Asignar a tres operadores, tres bloques de 15 MHz FDD para operación comercial. OPCION 2: Asignar tres bloques de 10 MHz FDD y un bloque de 15 MHz FDD para operación compartida. ALTERNATIVAS DE ATRIBUCIÓN 700 MHz
  7. 7. RED LTE MULTI-OPERADOR • Espectro Compartido • Cada operador tiene su propio “Core Network” • Se comparte la red de radio – Recursos compartidos (Portadoras, RBS) – Volumen de trafico por operador visible • O&M compartido • Cumple con el 3GPP • Referencia – Softbank/eAccess, en operación Comercial. Serving GW Cell PDN GW, HSS, & apps MME eNB Operator A’s nodes or resources Operator B’s nodes or resources Shared nodes and resources User plane only Control plane and User plane Multi Operator Core Network (MOCN) Fuente:Ericsson
  8. 8. Espectro NO Compartido • Cada operador tiene su propio “Core Network”. • Cada operador tiene una Unidad Digital de banda base. • Recursos compartidos: – Unidad de Radio – Espectro continuo y dentro del Ancho de Banda del radio. – Sistema de Antenas y de Alimentación • Frecuencias y Celdas por cada operador • O&M compartido • Cumple con el 3GPP • Referencia – Vodafone/O2, despliegue actual en UK Serving GW Cell PDN GW, HSS, & apps MME eNB Operator A’s nodes or resources Operator B’s nodes or resources Shared nodes and resources User plane only Control plane and User plane Multi-operator RAN (MORAN) RED LTE MULTI-OPERADOR Fuente:Ericsson
  9. 9. COMPARATIVO Espectro Compartido Uso eficiente del Ancho de Banda. El operador comercial se beneficia de «no hay emergencias todos los días». Espectro No Compartido Uso ineficiente del espectro. El operador de emergencia se limita a un espectro fijo.
  10. 10. DETERMINACIÓN DEL ANCHO DE BANDA
  11. 11. APLICACIONES DE LA RNTE 11 •Personas y VehículosDatos de Localización •Videos de Alta definición, estándar y baja definición. •FotografíasMultimedia •Sincronización de terminales móviles. •Acceso a InternetAplicaciones de Oficina •Información del Incidente (Imágenes, datos y mapas). •Informes y tareas del Centro de ControlDescarga de Información Operacional •Información del Incidente (Imágenes , datos y mapas). •Informes de monitoreo de signos vitales •Documentos escaneados. Carga de Información Operacional •Comprobación de Placas de Vehículos. •Verificación Biométrico. •Repositorio medico de primeros auxilios. Consulta de Bases de Datos en Línea •GIS •Alarmas y telemetría •Puntos de acceso a la zona de desastre Varios
  12. 12. Velocidad Agregada, kbps Uplink Downlink Downlink optimizado con llamada de grupo (suma de datos individuales y multicast) Condiciones de hora pico de ocupación 1.412 1.993 1.952 Condiciones de emergencia: Carga Background durante el incidente 993 1.986 1.838 Carga por incidente 1.075 956 932 Carga Total con un incidente 2.068 2.942 2.770 Carga Total con dos incidentes 3.143 3.899 3.702 Velocidad Agregada, kbps Uplink Downlink Downlink optimizado con llamada de grupo (suma de datos individuales y multicast) Condiciones de hora pico de ocupación 1.622 2.203 2.002 Condiciones de emergencia: Carga Total con un incidente 2.428 3.302 2.840 Carga Total con dos incidentes 3.863 4.169 3.842 Velocidad Agregada Aplicaciones de datos (Kbps) Velocidad Agregada Aplicaciones de datos + Voz (Kbps) VELOCIDAD AGREGADA DE LA RNTE
  13. 13. Entradas de eficiencia espectral UL DL Eficiencia espectral promedio sobre la celda 1,00 1,50 bps/Hz Eficiencia espectral en el 1er incidente 1,00 1,50 bps/Hz Eficiencia espectral en el 2do incidente 0,10 0,15 bps/Hz Eficiencia espectral de llamadas de grupo para usuarios a lo largo de la celda 1,50 bps/Hz Eficiencia espectral de llamadas de grupo en el 1er incidente 1,50 bps/Hz Eficiencia espectral de llamadas de grupo en el 2do incidente 0,15 bps/Hz Eficiencia espectral para un solo usuario en aplicaciones distribuidas de forma desigual 0,10 0,15 bps/Hz EFICIENCIA ESPECTRAL
  14. 14. Requerimientos de espectro, MHz Uplink Downlink Individual Downlink optimizado en grupos Hora de ocupación pico 2,22 1,33 1,30 1 incidente en la posición promedio 2,88 3,83 3,7 1 incidente en el borde de la celda 5,87 6,45 6,19 2 incidentes en la posición promedio 3,95 4,47 4,34 2 incidentes: 1 en el borde de la celda y 1 en la posición promedio 6,9 7,1 6,8 Requerimientos de espectro, MHz Uplink Downlink Individual Downlink optimizado en grupos Hora de ocupación pico 2,43 1,47 1,33 1 incidente en la posición promedio 3,60 4,31 3,79 1 incidente en el borde de la celda 9,47 8,85 6,66 2 incidentes en la posición promedio 5,03 5,19 4,48 2 incidentes: 1 en el borde de la celda y 1 en la posición promedio 10,86 9,98 7,36 Requerimientos de Espectro Aplicaciones de datos (MHz) Requerimientos de Espectro Aplicaciones de datos + Voz (MHz) REQUERIMIENTOS DE ESPECTRO DE LA RNTE
  15. 15. Fuente:GrupoConsultor Los requerimientos espectro de la RNTE a mediano plazo, podrían estar alrededor de los 5 MHz en el enlace ascendente y 5 MHz en el enlace descendente. ESPECTRO UTILIZADO RNTE LTE
  16. 16. PARAMETROS DEL DISEÑO EN LTE
  17. 17. Modo de operación FDD Banda de frecuencia 700 MHz Ancho de banda 15 MHz Pérdidas por el cuerpo humano 2 dB Velocidad de vehículos 60 Km/h Velocidad de las personas 3 Km/h Potencia de transmisión 33 dBm Ganancia de antena 0 dB Umbral de recepción -98 dBm Figura de ruido 8 dB Altura del terminal 1.5 m Potencia de transmisión 40 W Ganancia de antena 16 dBi Umbral de recepción -106.5 dBm Sectores de la Radiobase 3 Figura de ruido 2.5 dB Parámetros Generales Parámetros del Terminal Móvil Parámetros del eNodeB PARÁMETROS DEL DISEÑO
  18. 18. HERRAMIENTAS PARA EL DISEÑO Mentum Planet • Software de planificación de redes inalámbricas • que uso como cartografía mapas digitales e información de clutter según especificaciones del Minitic. • Modelo de propagación llamado CRC Predict. • Alta precisión en todos los entornos, en especial en los urbanos cuando se tiene información de los edificios en 3D. • Cartografía Usada: • Ciudades Grandes o Intermedias la resolución 5mts o menos. • Resto de poblaciones y área rural 50mts. Link Budget • Herramienta de planificación de Red. • Usada en áreas urbanas pequeñas. • Varios modelos de propagación. • Parámetros cartográficos de entrada el clutter de la localidad, clasificado en denso urbano, urbano, suburbano, rural, etc. • Cartografía Usada: • Ciudades Grandes o Intermedias la resolución 5mts o menos. • Resto de poblaciones y área rural 50mts. La cartografía utilizada para amenazas naturales es la escala que disponen las entidades encargadas
  19. 19. SIMULACIONES DE LA RED DE ACCESO Por 110 Ciudades Cabeceras municipales con más de 35.000 habitantes que representan el 75% de la población del país y que presentan algún tipo de amenaza natural. Por departamentos • Cabeceras municipales con probabilidad de amenaza volcánica Alta, Media o Baja. • Capitales con una población inferior a los 35.000 habitantes. • Archipiélago de San Andrés y Providencia. Resto de cabeceras municipales • 993 cabeceras municipales diseñadas con la herramienta de software especializado Link Budget, propietaria del Grupo Consultor. Pasto Cauca Mitú
  20. 20. 20 EJEMPLOS DE SIMULACIONES RNTE LTE Simulación de Pasto (Ciudad con Mayor Riesgo Por Multi-amenaza)
  21. 21. 7/12/2013 EJEMPLOS DE SIMULACIONES RNTE LTE Simulaciones Mitú (Sitio con Alto Riesgo de-Inundación)
  22. 22. EJEMPLOS DE SIMULACIONES RNTE LTE Simulación de Cauca (Departamento con Mayor Riesgo por Amenaza Volcánica)
  23. 23. Número de Nodos B Cantidad de Municipios 1 1058 2 17 3 7 4 2 5 1 6 4 7 1 8 2 10 2 11 1 12 4 14 1 23 1 27 1 50 1 Total general 1103 CAPITAL DE DEPARTAMENTO DEPARTAMENTO eNodeB RNTE BOGOTA D.C. DISTRITO CAPITAL 50 MEDELLIN ANTIOQUIA 27 SANTIAGO DE CALI VALLE 23 SANTA MARTA MAGDALENA 14 BARRANQUILLA ATLANTICO 12 BUCARAMANGA SANTANDER 12 SAN JUAN DE PASTO NARIÑO 12 MANIZALES CALDAS 12 IBAGUE TOLIMA 11 CARTAGENA DE INDIAS BOLIVAR 10 NEIVA HUILA 10 VILLAVICENCIO META 8 POPAYAN CAUCA 8 PEREIRA RISARALDA 7 SAN JOSE DE CUCUTA NORTE SANTANDER 6 VALLEDUPAR CESAR 6 MONTERIA CORDOBA 6 SINCELEJO SUCRE 6 YOPAL CASANARE 5 RIOHACHA LA GUAJIRA 4 TUNJA BOYACA 4 ARMENIA QUINDIO 3 FLORENCIA CAQUETA 3 SAN ANDRES SAN ANDRES 3 QUIBDO CHOCO 1 ARAUCA ARAUCA 1 SAN JOSE DEL GUAVIARE GUAVIARE 1 MOCOA PUTUMAYO 1 Fuente: Grupo Consultor RED DE ACCESO LTE
  24. 24. RED DE BACKHAUL • Anillos de fibra óptica para transportar el tráfico de los eNodeB hacia el sitio de concentración, el cual también se incorpora al anillo usando IP/MPLS. • Uso de equipamiento “Carrier Class” de alta disponibilidad: - 99,99% , 99,995%, 99,999% • Limitado numero de eNodeB por anillo: - Anillos de 1 Gbps hasta 4 eNodeB - Anillos de 10 Gbps hasta 12 eNodeB Para garantizar una alta disponibilidad del servicio se utilizan:
  25. 25. 7/12/2013 25 ANILLO 1 Gbps ANILLO 1 Gbps ANILLO 1 Gbps RED METROPOLITANA DE BARRANQUILLA POP Azteca Enrutador Hacia WAN Switche agregador de Anillos Metropolitanos Enrutador Agregador de Municipios 1 Gbps 10 Gbps EJEMPLO DE LA RED METROPOLITANA • Disponibilidad de cada anillo: 99,989% • Disponibilidad la de la red Metro: 99,998% • MTBF de 399.996 horas • Probabilidad de falla en un mes de la ciudad de 0,18%. Barranquilla
  26. 26. CONECTIVIDAD DE LAS CABECERAS MUNICIPALES • Celdas de tres sectores • Tráfico de los anillos se agrega en el sitio de concentración • El concentrador enruta por la Red WAN del operador, desde el municipio a la capital del departamento
  27. 27. REDES DE BACKBONE DE REFERENCIA •Se utilizó como referencia la red Azteca Comunicaciones. Actualmente en fase de implementación. Para la red de transporte entre las cabeceras municipales y la capital de su departamento • Se utilizo como referencia la red nacional de fibra óptica de Internexa. Para interconectar todas las capitales de departamento con el Core de la RNTE localizado en Bogotá:
  28. 28. Arquitectura de la RNTE LTE Fuente: Alcatel Lucent. A HOW-TO GUIDE for LTE in Public Safety. 2010
  29. 29. COSTOS RNTE LTE Elementos de la RNTE LTE Cantidad Nivel de Acceso eNodeB 1.330 Switches eNodeB 1.330 Nivel de Transporte Switches de Agregadores Metropolitanos 1.073 Switches Agregadores de Ciudades Capitales 79 Elementos de la RNTE LTE Cantidad Nivel de Core Plataforma de Gestión 1 EPC 1 IMS 1 Core de respaldo 1 37% 34% 8% 21% CAPEX US$ 164.926,782 Elementos de Nivel de Acceso Elementos de Nivel de Transporte Elementos de Core Elementos del Grupo Electrogeno 72% 23% 2% 3% OPEX ANUAL US$ 41.126.779 Elementos de Nivel de Acceso Elementos de Nivel de Transporte Elementos de Core Recurso Humano Centro de Gestión
  30. 30. ESTRATEGIA DE IMPLEMENTACIÓN LTE La implementación de la RNTE está vinculada al proceso de subasta de las bandas de frecuencia IMT del Dividendo Digital, el cual se estima se inicie después del segundo semestre del año 2013 y se asigne el espectro en el primer semestre del año 2014. Se estima que la fase de instalación por parte de los asignatarios de la banda del Dividendo Digital inicia a finales del segundo semestre del 2014 o en el primer semestre del 2015. Estas son estimaciones del Grupo Consultor porque no existe aún un cronograma oficial de la subasta del Dividendo Digital.
  31. 31. ESTRATEGIA DE IMPLEMENTACIÓN LTE Durante el periodo de adjudicación de la licencia para uso del espectro (10 años), la implementación de la RNTE debe realizarse en las 1.103 cabeceras municipales, de acuerdo al Riesgo que presentan estas, teniendo en cuenta: • Vulnerabilidad. • Amenaza. • Cantidad de población Afectada. Se debe asignar prioridad a las Capitales de departamento y a las cabeceras municipales con riesgo de Amenaza Volcánica y sísmica (consideradas como las más críticas).
  32. 32. REQUERIMIENTOS TECNICOS DE LA RNTE Cobertura Robustez y Redundancia Disponibilidad Priorización y calidad de llamadas Latencia MTBF Tiempo de Respuesta Cabeceras municipales con riesgo sísmico y volcánico prioritariamente < 10 mseg en el plano de usuario <100 mseg en el plano de control Infraestructura ubicada en sitios fuera de Riesgo Duplicación de core Entre 99,999% y 99% Depende de las características del municipio Grupos y recursos priorizados Mayor a 40.000 horas 2 y 4 horas de acuerdo al Nivel y características de la falla
  33. 33. DESPLIEGUE RNTE PARA ASIGNATARIOS CON PERMISO PREVIO PARA USO DEL ESPECTRO EN BANDAS DESTINADAS A IMT Año 1: 20% de la población más la implementación del core de la RNTE, Año 2: 40% de la población Año 3: 50% de la población, más el core de respaldo Año 4: 65% de la población Año 5: 80% de la población 278 municipios de los cuales: - 48 Cabeceras municipales exclusivamente con riesgo sísmico - 38 Cabeceras municipales con riesgo de erupción volcánica - 15 Ciudades capitales con algún tipo de amenaza - 177 Cabeceras municipales con algún tipo de amenaza De las cabeceras municipales del país - Al 7 Año el 86%, - Al 8 año el 93% - Al 10 año el 100%
  34. 34. DESPLIEGUE RNTE PARA ASIGNATARIOS SIN PERMISO PREVIO PARA USO DEL ESPECTRO EN BANDAS DESTINADAS A IMT Año 1: 20% de la población más la implementación del core de la RNTE, Año 2: 30% de la población Año 3: 40% de la población, más el core de respaldo Año 4: 50% de la población Año 5: 60% de la población 93 cabeceras municipales de los cuales: - 14 Cabeceras municipales exclusivamente con riesgo sísmico - 38 Cabeceras municipales con riesgo de erupción volcánica - 16 Ciudades capitales con algún grado de amenaza - 25 Cabeceras municipales con algún tipo de amenaza De las cabeceras municipales del país - Al 7 Año el 70%, - Al 8 año el 80% - Al 10 año el 100%
  35. 35. 7/12/2013 35 Ing. Meira Aguas 35 TOPOLOGÍA DE LA RNTE
  36. 36. VENTAJAS DE LA PROPUESTA La RNTE puede desarrollarse sin que el Gobierno desembolse dinero, concesiona espectro en contraprestación. La operación y mantenimiento están asegurados, en razón a que se utilizaría la red comercial para la RNTE. Los terminales serían provistos por las agencias de emergencia Los terminales móviles de la RNTE harían itinerancia de acceso con las redes comerciales en la misma banda, ampliándose la cobertura y robusteciéndose la RNTE.

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