Arquitectura de las Telecomunicaciones

Presentación del tema: "Arquitectura de las Telecomunicaciones"— Transcripción de la presentación:

1 Arquitectura de las Telecomunicaciones
Servicios Estándares Marco Regulatorio Tecnología

2 Tipos de Servicios Conversacional Interactivo
Retardo y fluctuación de retardo bajos: ej. Voz y video conferencia, tolera errores Interactivo Solicitud- Respuesta, tolerante a la fluctuación de retardo pero no a los errores. Streaming (Flujo continuo) Unidireccional. Video y audio. Tolerante a retardo y fluctuación de retardo. Background Tolerante al retardo. SMS, medida de prestaciones, descarga de archivos 4/20/2017 Pietrosemoli

3 Nuevos servicios: IP TV PTT, POC (PTT over Cellular)
Servicios relacionados con la ubicación Mensajes cortos multimedia UMA, Unlicensed Mobile Access,Wi-Fi VoIP sobre celular 4/20/2017 Pietrosemoli

4 Tendencias Digitalización Convergencia Todo IP Datos-Voz Fijo-Móvil
Broadcast-Telecomunicación Conmutación de Circuitos-Paquetes Todo IP 4/20/2017 Pietrosemoli

5 Red de acceso Inalámbrica
Wi-Fi (IEEE ) Diseñado para distancias muy cortas, no hay garantías de calidad de servicio, la más económica Mesh ofrece soluciones para los problemas de interferencia y de extensión de cobertura WiMAX Estándar aprobado, actualmente en pruebas de interoperabilidad entre fabricantes Telefonía Celular GSM, GPRS,EDGE,UMTS,HSDPA CDMA, 1x, EV-DO, EVDV 5

6 AVANCES OFDM Antenas Inteligentes, haces conformables MIMO 4/20/2017
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7 Conformaciòn de haz (Beamforming)
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8 Prefijo Cìclico 4/20/2017 Pietrosemoli

9 Prefijo Cìclico 4/20/2017 Pietrosemoli

10 Subportadoras en OFDM 4/20/2017 Pietrosemoli

11 Superposiciòn de las subportadoras en el tiempo
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12 Superposiciòn en frecuencia
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13 Tiempo de guarda y CP El tiempo de guarda GT se define como el intervalo entre dos sìmbolos en el que no se transmite informaciòn para evitar la interferencia. Debe ser mayor que la dispersiòn de impulsos esperada en el canal Para garantizar la ortogonalidad, durante el tiempo de guarda se transmite el prefijo cìclico CP, una copia de la ùltima parte del sìmbolo que se añade al inicio 4/20/2017 Pietrosemoli

14 Espectro de un impulso aislado
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15 Rango dinàmico en OFDM 4/20/2017 Pietrosemoli

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20 OFDM y OFDMA 4/20/2017 Pietrosemoli

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22 802.11n En enero de 2004 el IEEE formó un nuevo grupo de trabajo para que estudiara una solución que permita mejorar la velocidad (hasta 540 Mb/s ) y el alcance del protocolo para redes inalámbricas Utiliza MIMO (multiple-input multiple-output). El Enhanced Wireless Consortium (EWC) fue constituído para promover el desarrollo de n, y en enero de 2006 el IEEE adoptó las recomendaciones de este consorcio como versión preliminar del estándar 4/20/2017 Pietrosemoli

23 El Concepto de MIMO MIMO: Multiple Input/Multiple Output
Consiste en equipar tanto el extremo transmisor como el receptor con múltiples antenas y procesar adecuadamente las senales 4/20/2017 Pietrosemoli

24 MIMO Múltiples antenas en transmisión y en recepción
Diversidad de antenas en recepción 4/20/2017 Pietrosemoli

25 MIMO Se procesan las señales que se van a aplicar a las diferentes antenas tanto en el extremo transmisor como en el receptor, de tal modo que la calidad, detrminada por el BER, o la tasa de transmisión, se pueden mejorar El desvanecimiento selectivo producto de múltiples trayectorias se puede contrarrestar, utilizando codificación espacial-temporal El estándar e incluye MIMO, lo mismo que el n, pendiente de aprobación 4/20/2017 Pietrosemoli

26 MIMO, SMART Antenna, ST Coding
El concepto fundamental es el de beamforming, es decir, la modificación del haz de RF por medios electrónicos, que permite incrementar la relación S/N al enfocar la energía en la dirección deseada, una evolución de los arreglos de antenas de vieja data. Estas antenas inteligentes también permite minimizar la radiación en otras direcciones, con lo que se puede disminuir la interferencia y hasta utilizarlo como técnica de multiplexaje espacial 4/20/2017 Pietrosemoli

27 UMA 4/20/2017 Pietrosemoli

28 802.16e Tasas de hasta 63 Mb/s Dl,28 Mb/s Ul por sector en un canal de 10 MHz, gracias al empleo de MIMO y sistemas de codificación y modulación avanzados. QoS imbuida, adjudicación de recursos de tiempo, frecuencia y espacio en base a cada trama Canales de ancho de banda variable desde 1,25MHz hasta 20 MHz, en las bandas 2,3 GHz, 2,5 GHz y 3,5 GHz, gracias al empleo de Scalable OFDMA (SOFDMA) Seguridad utilizando EAP, autenticación y encriptación Movilidad con latencias inferiores a 50ms Utiliza TDD inicialmente, luego FDD y HD FDD 4/20/2017 Pietrosemoli

29 WiMAX Fijo Basado en d, estándar completado en Tiene buen alcance, puede transmitir aún con la línea de vista obstruida. Las pruebas de interoperabilidad se hicieron a la frecuencia de 3,5 GHz, pero también existen equipos en otras bandas, como la de 5 GHz No es muy atractivo en países desarrollados donde enfrenta numerosas competidores y un mercado saturado. 4/20/2017 Pietrosemoli

30 WiMAX móvil Basado en el estándar e, aprobado en dic. 2005, permite movilidad hasta 80 km/h, pero a distancias muy reducidas del orden de unos 3 km. Inicialmente en las bandas de 2,3 y 2,5 GHz Samsung, está demostrando la tecnología WiBro en Turín en las olimpiadas de invierno, muchas otras empresas están apuntando a un mercado muy interesante en países desarrollados Texas Instruments anunció un DSP de 1 GHz basado en e 4/20/2017 Pietrosemoli

31 WiMAX móvil Airspan anunció un dispositivo USB basado en el estándar e,. Inicialmente en las bandas de 2,3 y 2,5 GHz Samsung, está demostrando la tecnología WiBro en Turín en las olimpiadas de invierno, muchas otras empresas están apuntando a un mercado muy interesante en países desarrollados Texas Instruments anunció un DSP de 1 GHz basado en e Alcatel firmó convenio con Samsung para WiBro mundial 4/20/2017 Pietrosemoli

32 WiMAX Movilidad Velocidades: ~ 75 km / h
Roaming entre estaciones bases Enrutamiento entre estaciones de suscritor 4/20/2017 Pietrosemoli

33 OFDM/TDMA vs. OFDMA Viable sólo para fijo potencia potencia tiempo
OFDMA en “16e” Multiacceso con subacanalizació es estándar Intercambio entre S/N y velocidad Viable para CPE interiores, portátiles o móviles OFDM/TDMA en “16d” Un usuario a la vez Multiacceso con subcanalización es opcional Viable sólo para fijo Subcanalización de alta potencia Pero se desperdicia espectro potencia Espectro desperdiciado potencia Multiacceso en tiempo y frecuencia permite alta capacidad y gran alcance Señal tiempo tiempo S/N baja y alcance limitado Ruido Ruido frecuencia frecuencia 4/20/2017 Pietrosemoli

34 Parámetros de S-OFDMA 4/20/2017 Pietrosemoli

35 Incompatibilidad Las versiones fija y móvil de WiMax no son compatibles porque utilizan esquemas de acceso al medio diferentes, aunque ambos están basados en OFDM 802.16d usa TDMA 802.16e usa OFDMA Se definen diferentes perfiles, que incluyen bandas de frecuencia, método de duplexing, etc. No se descarta que algún fabricante ofrezca sistemas compatibles 4/20/2017 Pietrosemoli

36 WiBro es un estándar coreano alineado con 802.16e
Demostrado en Agosto 2005. permite handoff a alta velocidad Tres operadores de corea pagaron 100 M$ c/u por el uso del espectro en 2,3 GHz durante 7 años. En Venezuela se Instalará a finales de 2006 4/20/2017 Pietrosemoli

37 Adjudicación de Frecuencias para WiBro
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38 Red basada en IP 4/20/2017 Pietrosemoli

39 IEEE La misión de IEEE es desarrollar las especificaciones de una interfaz de aire basada en paquetes optimizada para el transporte de servicios basados en IP. Especificar las capas físicas y de control de acceso al medio en frecuencias inferiores a 3,5 GHz con tasas de transmisión efectivas por usuario de hasta 1 Mb/s a velocidades de hasta 250 km/h. La eficiencia espectral y el número de usuarios activos simultáneos serán significativamente mayores que los ofrecidos por los sistemas celulares existentes. 4/20/2017 Pietrosemoli

40 Comparación de tecnologías inalámbricas
802.11 MMDS 802.16d 802.16e CDMA 1x/1x EV-DO WCDMA aplicación LAN: Redes locales fijas MAN fija para datos y VoIP; MAN móvil para voz y datos WAN alta velocidad, voz y datos alcance <100m NLOS 10 km LOS 10Km NLOS 40 Km LOS PTP <50 Km LOS PMP <10 Km NLOS 3km NLOS 800m~50Km NLOS 500m~10Km espectro TDD 2.4/5.8 GHz Banda libre FDD/TDD 2.5/3.5/5.8/10.5GHz FDD/TDD/ 2-11 GHz ambas 2-6 GHz ambas FDD 450/800M/1.9/2.1 GHz regulada 2.1GHz BW 20 MHz 3.5/7 MHz MHz 1.5-5 MHz 1.25 MHz 5 MHz Tasa 54 Mbps (Canal 20 MHz) < 75 Mbps 20 MHz <15 Mbps (5 MHz ) < 2.4M/153kbps downlink/uplink < 14.4M/2 Mbps (downlink/uplink) Estándar Estándar Global, Terminales muy económicos No estándar Costoso Estándar con diferentes perfiles, WiMax Estándar aprobado en 2005 con diferentes perfiles, WiMax Estándar maduro, terminales muy económicos Estándar maduro, terminales económicos 4/20/2017 Pietrosemoli

41 Estándares IEEE para Tecnología Inalámbrica
WWAN <15 km (propùesto) MAN <5 km 70 Mbit/s 802.16a/e WiMAX WLAN <100 m 11-54 Mbit/s 802.11a/b, e, g Wi-Fi® PAN <10 m ~1 Mbit/s (Bluetooth) (UWB) * (ZigBee)** 4/20/2017 Pietrosemoli * UWB: 500 Mbit/s ** ZigBee: 250 kb/s Source: International Telecommunications Union, “Birth of Broadband”, September 2003

42 CDMA 1X+EV-DO+WLAN Network
Suburb / rural WLAN: Airport WLAN: Hotel WLAN < 100m Urban WiMAX < 2Km WLAN: Office Dense Populated Area Seamless coverage in modern Urban EV-DO < 10Km CDMA 1X > 30Km 1x seamless coverage WiMAX provide high speed data access to high density cities WLAN hotspot indoor coverage CDMA EV-DO provide mobile and low speed data services to the city zone CDMA 1X provide coverage Unified core network，unified network management，unified AAA 4/20/2017 Pietrosemoli

43 Estándares Inalámbricos
WAN Wide Area Network GSM UMTS 802.20 MAN Metropolitan Area Network 802.16e HiperMAN HiperACCESS 802.16d 802.16a LAN Local Area Network 802.11 HiperLAN Bluetooth ZigBee UWB 802.15 HiperPAN PAN Personal Area Network 4/20/2017 Pietrosemoli

44 Estándares IEEE 802.16 10 - 66 GHz, punto a punto Línea de vista,
802.16a Extensión a 2-11 GHz, NLOS (Non line of sight), Punto a Multipunto 802.16d Actualización de y a Perfiles 802.16e Extensión para movilidad y roaming Handoff independiente del medio ( 802.3, , , ) Mobile Broadband Wireless Access MBWA Compite con tecnologías celulares Velocidades hasta 250 km/h Aún sin aprobar 4/20/2017 Pietrosemoli

45 Estándares 802.16 802.16 802.16d 802.16e Línea de vista
Casi línea de vista (NLOS) 10 – 66 GHz 2 – 11 GHz 2 – 6 GHz 32 – 134 Mbps 75 Mbps 15 Mbps 2 – 5 kilómetros 5 – 8 km Máx. 50 km 2 – 5 km Fijo Movilidad metropolitana, Roaming 4/20/2017 Pietrosemoli

46 802.11 802.16 Compar. 2,7 bps / Hz 5 bps / Hz Rango
Optimizado para 100m Hasta 50 km Bandas de frecuencia Sin licencia, canales fijos de 20 MHz Con o sin licencia, Canales de ancho variable Eficiencia espectral 2,7 bps / Hz 5 bps / Hz Acceso al Medio CSMA/CA (Aleatorio) TDD Por solicitud (determinístico) TDD o FDD Calidad de Servicio Pendiente con el estándar e Cuatro tipos de QoS, buen soporte para voz y video interactivo Seguridad Limitada, WEP, WAP Mejorada, 3DES, AES Escalabilidad Reducción geométrica del rendimiento versus número de usuarios Soporte de cientos de usuarios por canal RF 4/20/2017 Pietrosemoli

47 Ejemplo de 802.20: Flash OFDM de Flarion
Arquitectura distribuida totalmente IP Soporta QoS Utiliza dos canales apareados de 1,25 MHz Picos de 3,2 Mb/s DL, 900 kb/s UL Latencia de 50 ms 31 conversaciones VoIP simultáneas, 126 usuarios de datos 250 km/h, handoff (traspaso) continuo de voz y datos 4/20/2017 Pietrosemoli

48 HAP 4/20/2017 Pietrosemoli

49 HAP: High Altitude Platform
La UIT a adjudicado 600 GHz para el servicio HAP (compartido con satélites) También permite su uso para aplicaciones 3G en 2 GHz Alturas entre 17 y 22 km, 120 Mb/s Especialmente útiles para aplicaciones móviles Puede utilizar también enlaces ópticos Pueden basarse en energía solar para propulsión 4/20/2017 Pietrosemoli

50 Antenas Inteligentes (Smart)
Captura copias múltiples de la señal recibida Tramas de 10 ms de duración Desecha las tramas corrompidas Usa las coordenadas de cada trama para su alineación a fin de formar una señal más nítida 4/20/2017 Pietrosemoli

51 Software Defined Radio
Dispositivo en el cual parámetros como la banda de frecuencia, tipo de modulación, máxima potencia de salida, y método de acceso al medio pueden ser alterados mediante cambios en el software sin hacer cambios en el hardware 4/20/2017 Pietrosemoli

52 RADIO COGNITIVO (Cognitive Radio)
RADIO que detecta el ambiente en el que está ubicado y automáticamente se adapta a ese ambiente haciendo uso del espectro y las tecnologías doisponibles disponibles, 4/20/2017 Pietrosemoli

53 SDR / COGNITIVE RADIO Capacidades y procesos
Usar ranuras de tiempo vacías Variar el nivel de las señales Aplicar codificación especial Procesamiento digital Enrutamiento variado Antenas adaptativas Compartir recursos mediante negociación o involuntariamente Usar espectro vacío 4/20/2017 Pietrosemoli

54 4G: 100Mb/s en movimiento, 1 Gb/s estacionario, Todo IP
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