3g 3g TECNOLOGÍAS DE TERCERA GENERACIÓN PARA LA COMUNICACIÓN MÓVIL INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY. CAMPUS TOLUCA. TECNOLOGÍAS DE TERCERA GENERACIÓN PARA LA COMUNICACIÓN MÓVIL 3g 3g ALEJANDRO ORDOÑEZ JUAN MANUEL ANGELES

TECNOLOGÍAS DE TERCERA GENERACIÓN PARA LA COMUNICACIÓN MÓVIL AGENDA CONCEPTO TECNOLOGÍAS DE TERCERA GENERACIÓN PARA LA COMUNICACIÓN MÓVIL ASPECTO HISTÓRICO E IMPACTO SOCIAL -1G -2G CARACTERÍSTICAS 3g PRINCIPIOS DE FUNCIONALES FRECUENCIAS ARQUITECTURA DE RED 3G FUTURO BIBLIOGRAFÍA

CONCEPTO 3G es la abreviación de tercera-generación en telefonía móvil. Los servicios asociados con la tercera generación proporcionan la posibilidad de transferir tanto voz y datos (una llamada telefónica) y datos no-voz (como la descarga de programas, intercambio de email, y mensajería instantánea). 3g

ASPECTO HISTÓRICO E IMPACTO SOCIAL. - El teléfono móvil se remonta a los inicios de la Segunda Guerra Mundial, donde ya se veía que era necesaria la comunicación a distancia, es por eso que la compañía Motorola creó un equipo llamado Handie Talkie H12-16, que es un equipo que permite el contacto con las tropas vía ondas de radio que en ese tiempo no superaban más de 600 KHz. - A pesar de que la telefonía celular fue concebida estrictamente para la voz, hoy día es capaz de brindar otro tipo de servicios, como datos, audio y video con algunas limitaciones. - Actualmente corre la tercera generación. El primer país en implementar una red comercial 3G a gran escala fue Japón. En la actualidad, existen 164 redes comerciales en 73 países usando la tecnología WCDMA.

Segunda Guerra Mundial: Motorola Handie Talkie H12-16, 600 KHz ASPECTO HISTÓRICO : LA PREHISTORIA Segunda Guerra Mundial: Motorola Handie Talkie H12-16, 600 KHz

MOTOROLA COMUNICATIONS AND ELECTRONICS, INC. ASPECTO HISTÓRICO: ANTESALA A LA PRIMERA GENERACIÓN. 1g MOTOROLA COMUNICATIONS AND ELECTRONICS, INC. Teléfono Celular 1973

1g ASPECTO HISTÓRICO: PRIMERA GENERACIÓN. En 1979, se dio en los países asiáticos el nacimiento de la primera generación de celulares, con tecnología analógica que utiliza ondas de radio para transmitir una comunicación. Los móviles eran muy pesados y de gran tamaño, debido a que tenían que realizar una emisión de gran potencia para poder lograr una comunicación sin cortes ni interferencias. Características: Fecha de introducción:1979 Calidad de enlace baja. Tecnología: Analógica y estrictamente para voz, basada en FDMA, (Frequency Division Multiple Access)- AMPS (Advanced Mobile Phone System). Seguridad: Inexistente.

AMPS (Advanced Mobile Phone System). ASPECTO TECNOLÓGICO: PRIMERA GENERACIÓN. 1g AMPS (Advanced Mobile Phone System). Sistema de telefonía móvil de primera generación (1G, voz analógica) desarrollado por los laboratorios Bell. Se implementó por primera vez en 1982 en Estados Unidos. Se llegó a implantar también en Inglaterra y en Japón, con los nombres TACS y MCS-L1 respectivamente. AMPS divide el espacio geográfico en una red de celdas (de ahí el nombre de telefonía celular), de tal forma que las celdas adyacentes nunca usen las mismas frecuencias, para evitar interferencias. Para poder establecerse la comunicación entre usuarios que ocupan distintas celdas se interconectan todas las estaciones base a un MTSO (Mobile Telephone Switching Office). A partir de allí se establece una jerarquía como la del sistema telefónico ordinario. Si el usuario cambia de celda mientras está hablando, AMPS logra mantener la comunicación activa siempre y cuando haya canales disponibles en la celda en la que se entra. Esta transferencia de celda (en inglés denominada handoff) se basa en analizar la potencia de la señal emitida por el móvil y recibida en las distintas estaciones base y es coordinada por la MTSO.

AMPS (Advanced Mobile Phone System). ASPECTO TECNOLÓGICO: PRIMERA GENERACIÓN. 1g AMPS (Advanced Mobile Phone System). Depende del modo en el que se haga puede cortarse la comunicación unos 300 ms para reanudarse inmediatamente después o puede ser completamente inapreciable para el usuario. AMPS usa 832 canales dobles, formados por 832 simples de bajada y otros 832 simples de subida, cada uno de ellos con un ancho de banda de 30KHz, frente a los 200KHz de sistemas como GSM. La banda de frecuencias usada va de 824 a 849 MHz para los canales de transmisión y de 869 a 894 Mhz para los canales de recepción. No todos los canales se usan para comunicación de los usuarios, sino que hay también canales destinados a control, a asignación de canales de conversación y para alertar de llamadas entrantes. AMPS pertenece la primera generación de telefonía móvil al tener la capacidad de alternar entre radiobases en zonas distantes sin perder la conexión.

1g ASPECTO HISTÓRICO: PRIMERA GENERACIÓN. 1983: Motorola Dyna-Tac 8000x. Peso: 795grs. Tiempo de conversación: 1hora. Memoria para 30 números. Precio: US$ 3,145.

2g ASPECTO HISTÓRICO: SEGUNDA GENERACIÓN. La 2G arribó hasta 1990 y a diferencia de la primera se caracterizó por ser digital. EL sistema 2G utiliza protocolos de codificación y se emplea en los sistemas de telefonía celular actuales. Las tecnologías predominantes son: GSM (Global System for Mobile Communications). DAMPS, IS-136 (conocido también como TIA/EIA136 o ANSI-136) CDMA (Code Division Multiple Access) PDC (Personal Digital Communications), utilizado en Japón. Los protocolos empleados en los sistemas 2G soportan velocidades de información más altas por voz, pero limitados en comunicación de datos. Se pueden ofrecer servicios auxiliares, como datos, fax y SMS (Short Message Service). La mayoría de los protocolos de 2G ofrecen diferentes niveles de encripción. En Estados Unidos y otros países se le conoce a 2G como PCS (Personal Communication Services).

ASPECTO TECNOLÓGICO:SEGUNDA GENERACIÓN. D-AMPS Conocidos como Digital AMPS. Alguna vez fue predominante en América, particularmente en los Estados Unidos y Canadá. D-AMPS está considera en su end-of-life (fin de vida), y las redes existentes han sido reemplazadas en su mayoría por las tecnologías GSM/GPRS o CDMA2000. Aunque este sistema es referido más comúnmente como TDMA, este nombre está basado en el acrónimo en inglés de acceso múltiple por división de tiempo (time division multiple access). D-AMPS usa canales AMPS existente y permite una transición suave entre sistemas digitales y analógicos en la misma área. La capacidad se incrementó sobre el diseño analógico precedente al dividir cada par de canal de 30kHz en tres ranuras de tiempo y comprimiendo digitalmente los datos de voz, consiguiendo el triple de capacidad de llamadas en la misma célula. Un sistema digital también hace las llamadas más seguras pues los escáneres analógicos no pueden acceder a señales digitales. Se usó el algoritmo de cifrado CMEA, que posteriormente se encontró que era débil.

ASPECTO TECNOLÓGICO:SEGUNDA GENERACIÓN. D-AMPS PROTOCOLOS: IS-136 , IS-54 CARACTERÍSTICAS: SMS (Short message service), datos por conmutación de circuitos(CSD). Las primeras grandes redes IS-136 incluían AT&T en los Estados Unidos, y Rogers Wireless en Canadá. AT&T y Rogers Wireless ya han cambiado sus redes IS-136 existentes a GSM/GPRS. Frecuencias: IS-136 Rogers Wireless: 800Mhz (hasta 2003) 1900 MHz (31 de Mayo de 2007) IS-136 AT&T: Feberero de 2008, apagando TDMA y AMPS.

2g Sistema Global para las Comunicaciones Móviles ASPECTO TECNOLÓGICO: SEGUNDA GENERACIÓN. Sistema Global para las Comunicaciones Móviles Sistema estándar, para la comunicación mediante teléfonos móviles que incorporan tecnología digital. Cualquier cliente puede conectarse a través de su teléfono con su ordenador y puede hacer, enviar y recibir mensajes por e-mail, faxes, navegar por Internet… Según la Asociación GSM (GSM Association), este estándar es el más extendido en el mundo, con un 82% de los terminales mundiales en uso. GSM cuenta con más de 3.000 millones de usuarios en 212 países distintos. Posee como característica el poder cambiar de proveedor sin necesidad de cambiar de terminal, solo cambias la tarjeta SIM.

Frecuencias GSM ASPECTO TECNOLÓGICO: SEGUNDA GENERACIÓN. GSM 850 Banda Nombre Canales Uplink (MHz) Downlink (MHz) Notas GSM 850 128 - 251 824,0 - 849,0 869,0 - 894,0 Usada en los EE.UU., Sudamérica y Asia. GSM 900 P-GSM 900 1-124 890,0 - 915,0 935,0 - 960,0 La banda con que nació GSM en Europa y la más extendida E-GSM 900 975 - 1023 880,0 - 890,0 925,0 - 935,0 E-GSM, extensión de GSM 900 R-GSM 900 n/a 876,0 - 880,0 921,0 - 925,0 GSM ferroviario (GSM-R). GSM1800 GSM 1800 512 - 885 1710,0 - 1785,0 1805,0 - 1880,0 GSM1900 GSM 1900 512 - 810 1850,0 - 1910,0 1930,0 - 1990,0 Usada en Norteamérica, incompatible con GSM-1800 por solapamiento de bandas.

ASPECTO TECNOLÓGICO: SEGUNDA GENERACIÓN. ARQUITECTURA

Pasos de evolucion de redes 2G a redes 3G por tecnología

Evolución de redes 2G a 3G

CARACTERÍSTICAS Integración de diversos servicios móviles inalámbrico, celular, buscapersonas, datos vía radio, comunicaciones vía satélite, etc. Servicios y terminales a medida. Flexibilidad del terminal generalista para adaptarse a diversos interfaces y usos. Movilidad universal del terminal y movilidad personal tipo UPT. Interfaz de usuario adaptado al mercado de masas: sencillez y facilidad en los procedimientos de uso de los terminales. Alta calidad de voz, con grado de servicio y fiabilidad comparable a la de red fija. Explotación con sistemas eficientes (nuevo interfaz radioeléctrico) de una nueva banda del espectro en torno a los 2 GHz.

CARACTERÍSTICAS Servicios de altas tasas de bits: hasta 2 Mbit por segundo inicialmente en circunstancias adecuadas, incluyendo servicios con tasas de bits variables. Minimizar posibilidades de fraude al operador y el robo de terminales, y aumentar la seguridad de la información de usuario.

Prestaciones de los sistemas 3G Los sistemas de 3G deben ofrecer: • Transmisión simétrica/ asimétrica de alta fiabilidad. • Uso de ancho de banda dinámico, en función de la aplicación. • Velocidades binarias mucho más altas: 144 kbit/s en alta movilidad, 384 kbit/s en espacios abiertos y 2 Mbit/s en baja movilidad. • Soporte tanto de conmutación de paquetes (IP) como de circuitos. • Soporte IP para acceso a Internet (navegación WWW), videojuegos, comercio electrónico, y vídeo y audio en tiempo real. • Diferentes servicios simultáneos en una sola conexión. • Calidad de voz como en la red fija. • Soporte radioeléctrico flexible, con utilización más eficaz del espectro, con bandas de frecuencias comunes en todo el mundo. • Personalización de los servicios, según perfil de usuario.

3g Universal Mobile Telecommunications System PRINCIPIOS FUNCIONALES Universal Mobile Telecommunications System 3g Wideband Code Division Multiple Access

Constituye la visión europea UMTS: (Universal Mobile Telecommunications System). Constituye la visión europea Con capacidades 3G como parte de la familia de estándares IMT-2000. UMTS es la evolución lógica de la comunidad GSM a la tercera generación, por lo que está siendo mayoritariamente adoptado en la Unión Europea. En su componente terrestre, tiene una estructura jerárquica, esto es, está compuesta por tres tipos de Celdas: Macro Celda, Micro Celda y Pico celda Con un mínimo de 5 MHz de ancho de banda por Celda.

UMTS: (Universal Mobile Telecommunications System) La Macro Celda tiene radios desde 1km hasta 35km y se destinan para ofrecer cobertura rural y carreteras para vehículos u otros objetos que se mueven a alta velocidad (transmisión de datos de 144kbit/s.). La Micro Celda tiene radios desde 50km hasta 1km. Ofrece servicio a usuarios fijos o que se muevan lentamente con elevada densidad de tráfico (urbana) con velocidades de 384kbit/s, usando UTRAFDD. Las Pico Celdas tienen radios hasta 50m. Ofrecen coberturas localizadas en interiores, usando ULTRA-TDD, con velocidades del orden de los 3Mbit/s.

Tecnología UMTS/3G   Espectro para UMTS En 1992, la Conferencia Mundial de Radio (WRC-92) identificó las bandas de frecuencias de 1885-2025 MHz y 2110-2200 MHz para los futuros sistemas IMT-2000, destinando las bandas de 1980-2010 MHz y 2170-2200 MHz para la parte satelital de estos sistemas. Ha llegado el momento de disponer de estas bandas para las licencias de UMTS a fin de permitir a los operadores el despliegue de las redes. Los estudios realizados por UMTS Forum señalan que los sistemas multimedia móviles requerirán espectro adicional tanto para los servicios terrestres como satelitales. En la convención de la UIT-R celebrada en Fortaleza, Brasil, del 8 al 13 de marzo de 1999, los entes administradores de tres regiones acordaron un espectro adicional de unos 160 MHz. La WRC-2000, a celebrarse el próximo mes de junio en Estambul, Turquía, debería identificar bandas de frecuencia adicionales para los servicios avanzados de 3G.

• CDMA2000 La interfaz definida para cdma2000 apoya la red de segunda generación de todos los operadores actuales, independientemente de la tecnología (cdmaOne, IS-136 TDMA o GSM). Operando en modo TDD y/o FDD, cdma2000 ofrece velocidades desde 1,2 kbit/s, y soporte para canales de 1,25- 3,75-7,5 y 15MHz con una o múltiples portadoras, y su uso se está extendiendo, básicamente, en Estados Unidos y su área de influencia.

Estructura de la red UMTS Los sistemas UMTS están compuestos, como todas las redes públicas, por tres subredes: una red de acceso radio, una red básica de transporte y una red de nodos que soporten los servicios. La red de acceso según la norma puede ser de dos tipos: acceso terrestre (UTRAN) o vía satélite (MSS). En este momento las redes de acceso que se están desplegando son las terrestres UTRAN (UMTS, Terrestrial Radio Access Network). Lo que caracteriza la velocidad y el servicio que puede prestar una red UMTS al cliente es su red de acceso. Ésta es una red de radio celular, con estaciones base (nodos B) repartidas por toda la geografía, que proporcionan cobertura de servicio y dan capacidad a los equipos de usuario (UE) de una zona llamada celda o célula. Todas las estaciones son controladas por nodos de control Dentro de la red de acceso, lo más característico es la interfaz radio (Uu) entre el nodo B y el terminal del cliente, puesto que ésta será el principal cuello de botella de velocidad y funcionalidad de todas las comunicaciones que se intentan realizar.

ELEMENTOS Y ARQUITECTURA DE RED

ELEMENTOS Y ARQUITECTURA DE RED

ELEMENTOS Y ARQUITECTURA DE RED

Futuro Redes 3.5 G

FUTURO. VENTAJAS DE INTEGRAR REDES 3.5 G

HSUPA (High Speed Uplink Packet Access)

4g • Llega la 4G. Ya se comienza a hablar de la Cuarta Generación (4G), prevista para el año 2010, que ofrecerá capacidades del orden de los 100 Mbit/s, 50 veces más que la 3G, y que será una segunda fase de la 3G, cuando ya todas las redes estén basadas en el protocolo IP.