Comunicaciones Móviles Un nuevo entorno tecnológico

Agenda 1. Definiendo las Nuevas Redes Móviles 2. Armonización (Espectro & Nuevas tecnologías) 3. Evolución Tecnológica (2.5/3G) 4. Terminales y Servicios en 2.5/3G 5. Acceso Inalámbrico 11/8/2018

Agenda 1. Definiendo las Nuevas Redes Móviles 11/8/2018

Telefonía Movil Básica - TMB W-CDMA CDMA2000 Las 3 Generaciones GSM Cdma One D-AMPS PDC AMPS - USA NMT - Suecia TACS - Inglaterra Sistemas VOZ + SMS + Datos baja vel. Telefonía Movil Básica - TMB Servicios MULTIMEDIA 1980:s 1990:s 2000:s 1 2 3 a a a Redes Generación ANÁLOGA Generación DIGITAL Generación BANDA ANCHA Japón 1979 11/8/2018

Tecnologías NTT: Nippon telephone and Telegraph, Japón, 1979 AMPS: Advanced Mobile Phone Service (Laboratorios Bell USA, decada de los 70s) TACS: Total Access Communication System (Inglaterra) NMT: Nordic Mobile Telephone (Suecia) TDMA: Time Division Multiple Access, IS54, IS136 CDMA: Code Division Multiple Access, Qualcomm, IS95 1992 DECT: Digital Europeans Cordless Telecommunicatios, ETSI 1992 PHS: Personal Handy Phone Services, Japón, 1,9Ghz GSM: Global System for Mobile Communications PCN: Personal Communications Networks 1,8GHz, Reino Unido PCS: Personal Communication System, FCC UMTS: Universal Mobile Communications System, Europa IMT-2000: International Mobile Telecommunications, ITU 11/8/2018

Parámetros Iniciales Número de usuarios, inicial y proyectado. Crecimiento del número de usuarios en el tiempo. Densidad deusuarios Km2. Tráfico esperado por usuario en el tiempo (horas, días, temporadas, etc.) Area total de Cobertura, puntos clave (hot spots) y características geográficas. Espectro disponible Grado de Servicio. 11/8/2018

Espectro celular AMPS Enlace descendente (“path hacia adelante”) Enlace ascendente Bandas pareadas 824 835 845 849 Frecuencia, MHz 870 880 890 894 825 869 891.5 846.5 Enlace ascendente (“path inverso”) Enlace descendente (“path hacia adelante”) La telefonía celular ofrece comunicaciones “dúplex” la conversación bidireccional simultánea requiere trayectos de voz simultáneos en ambas direcciones La banda de frecuencias de 25 MHz se usa para la transmisión del teléfono celular móvil (“enlace ascendente”) La banda de frecuencias de 25 MHz se usa para la transmisión de estación base celular (“enlace descendente”) Las bandas celulares se dividen equitativamente entre dos operadores en competencia Operador A (que “no es por cables”) Operador B (“por cables”) (en EE.UU., originalmente sólo eran elegibles los telcos) 11/8/2018

Espectro celular de 800 MHz Bandas pareadas 824 835 845 849 Frequencia, MHz 870 880 890 894 825 846.5 869 891.5 Enlace ascendente (“trayecto inverso”) Enlace descendente (“trayecto hacia adelante”) A” A (no alámbrico) B (alámbrico) A’ B’ 991- 1023 1 333 334 666 716 799 Números de canales Las bandas de enlace ascendente y de enlace descendente son imágenes idénticas entre sí Cada canal celular incluye dos frecuencias, un enlace ascendente y un enlace descendente Los canales tienen un espacio entre sí de 30 kHz. La asignación original de espectro de FCC incluía sólo los canales 1-666 Bloque A (c. 1-333) y bloque B (c. 334-666) Más tarde, el “espectro expandido” agregó los canales 667-799 y 991-1023 (bloques A’, B’, y A”) 11/8/2018

Servicios de Comunicaciones Personales PCS: la visión Servicios de Comunicaciones Personales Servidor(es) de PCS DB En público En tránsito Trabajo Recreación Hogar Ubicación y Servicios PCS independientes de la red con accesos convencionales o inalámbricas 11/8/2018

CDMA: espectro de dispersión FDMA He aquí una comparación de CDMA con otras tecnologías de acceso que hemos analizado: FDMA Acceso Múltiple por División de Frecuencia cada usuario en una frecuencia diferente un canal está en una frecuencia TDMA Acceso Múltiple por División de Tiempo cada usuario utiliza un período diferente de la ventana de tiempo (“intervalo de tiempo”) un canal es un intervalo de tiempo en una frecuencia específica CDMA Acceso Múltiple por División de Códigos cada usuario usa la misma frecuencia todo el tiempo, pero mezclada con diferentes patrones de código que los identifica un canal es un patrón de código exclusivo Potencia Frecuencia Tiempo TDMA Potencia Frecuencia Tiempo CDMA Potencia frecuencia Tiempo 11/8/2018

Definiendo las Nuevas Redes Móviles Soportan: BANDA ANCHA MOVIL + CONMUTACION POR PAQUETES Definiendo las Nuevas Redes Móviles Ofrecen: “AMPLIO RANGO DE SERVICIOS, INCLUYENDO TELEFONIA CLASICA, MENSAJERIA, Tx de DATOS Y MULTIMEDIA” Constan de: “INTERFACES DE RADIO DE BANDA ANCHA CONECTADAS A UN NUCLEO DE RED FLEXIBLE CUMPLIENDO LA MAYORIA DE ESPECIFICACIONES IMT-2000” 11/8/2018

Requerimientos de “IMT-2000” SERVICIOS DE COMUNICACION DE ALTA VELOCIDAD: 144 Kbps - MOVILIDAD ALTA (VEHICULOS) 384 Kbps - MOVILIDAD MEDIA (CAMINANDO) 2 Mbps - MOVILIDAD BAJA (INTERIOR) TRANSMISION SIMETRICA/ASIMETRICA USO DINAMICO DEL ANCHO DE BANDA ROAMING GLOBAL (NACIONAL E INTERNACIONAL) 11/8/2018

Requerimientos de “IMT-2000” DIFERENTES SERVICIOS SIMULTANEOS, UNA SOLA CONEXION SOPORTE DE AMBOS, CONMUTACION DE PAQUETES Y CONMUTACION DE CIRCUITOS CALIDAD DE VOZ Y SEGURIDAD COMO EN LA PSTN/ISDN ALTA COBERTURA Y EFICIENCIA ESPECTRAL 11/8/2018

Agenda 1. Definiendo las Nuevas Redes 2. Armonización (Espectro & Nuevas Tecnologías) 11/8/2018

Frecuencias para IMT-2000 ITU Allocations Europe China Japan / Korea 1850 1950 2000 2050 2100 2150 2200 2250 1885 MHz 2025 MHz 2110 MHz ITU Allocations 1900 IMT 2000 IMT 2000 2010 MHz Europe GSM 1800 DECT UMTS MSS UMTS MSS 1880 MHz 1980 MHz 2170 MHz 1850 MHz WLL WLL China IMT 2000 MSS IMT 2000 MSS 1885 MHz 1980 MHz 1885 MHz 1918 MHz Japan / Korea PHS IMT 2000 MSS IMT 2000 MSS 1895 MHz 2160 MHz PCS USA-Americas M D S MSS Reserve A O B E F C A O B E F C 1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 2200 2250 11/8/2018

Mercados de PCS en América Licencias de PCS en banda de 1900 Argentina Bolivia Chile Costa Rica El Salvador Guatemala Haiti Honduras Mexico Paraguay Peru Puerto Rico Rep. Dominicana Uruguay Brasil Licencias de WLL en 1900 Brazil (WLL) Colombia (WLL) **Proceso PCS en Colombia 11/8/2018

Bandas Adicionales 3G/UMTS 806-960 MHz 2500-2690 MHz ITU IMT 2000 IMT 2000 IMT 2000 Europe GSM 1800 GSM 1800 UMTS UMTS Japan UMTS UMTS PCS GSM 1900 USA FCC ? FCC? 1900 1900 Brazil GSM 1800 GSM 1800 UMTS UMTS 1700 1750 1800 1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 11/8/2018

Agenda 1. Definiendo las Nuevas Redes 2. Armonización (Espectro & Tecnologia) 3. Evolución Tecnológica (2.5/3G) 11/8/2018

Distribución de usuarios por tecnologías a nivel mundial Mayo 2003 *Fuente:www.gsmworld.com 11/8/2018

Evolución Sistemas - Tecnología *D-AMPS 1G Analógicos GSM TDMA* (IS-136) CdmaOne 2G X Cdma2000 1XEV DO/VD UWCC UWC-136 GPRS 2.5G Cdma2000 1X EDGE 3G UWC-136 Cdma2000 3X Cdma2000 3X W-CDMA 11/8/2018

3GPP - Evolución GSM - GPRS - EDGE - WCDMA EDGE/WCDMA(UMTS) Layered Network Architecture Common IP Transport for All Traffic GSM/GPRS IP Multimedia (All-IP) 11/8/2018

Evolución de GSM >>> GPRS - General Packet Radio Services (2 Evolución de GSM >>> GPRS - General Packet Radio Services (2.5G) Servicios avanzados de Conmutación por paquetes Velocidades de hasta 115 kbit/s (Agrupación TS) Tarificación flexible “Always connected, always online” Basado en Interfaces estándares 11/8/2018

GPRS - Arquitectura Lógica Abis A BTS BSC MSC/VLR HLR PXM Gr (MAP) Gb Frame Relay Gs Gi (IP) External IP Network (Internet, Corporate LAN) SGSN GGSN Gd (MAP) BG SMS-GMSC SMS-IWMSC Gn Gn new HW IP-Backbone Network BGw new SW Gp 11/8/2018 Other PLMN

Evolución a EDGE - Más velocidad EDGE - Enhanced Data rates for Global Evolution 384 kb/s E-GPRS (Enhanced-GPRS) Nueva modulación para mayor eficiencia espectral (8PSK) Técnicas de control de calidad del enlace (Link quality control) EDGE 115 kb/s 57.6 kb/s 9.6 -14.4 kb/s GPRS HSCSD CS 11/8/2018

Modificaciones en la red para introducir EDGE SOG BTS BSC MSC/VLR HLR Gr (MAP) Gb Gs IP Network Gi (IP) SGSN GGSN MS Gn Gn BGW Backbone Network IP New HW New SW 11/8/2018

Evolución a WCDMA (UMTS/IMT-2000) Acceso por códigos Velocidades hasta 2 Mbps Banda ancha (5 MHz carrier) Verdaderos servicios multimedia con múltiples conexiones por circuitos o paquetes desde un único terminal t c5 c4 Códigos c3 tiempo c2 c1 fw frecuencia 11/8/2018

“Core Network” La nueva Arquitectura de red GERAN Aplicaciones, Servidores y API estándarizados GERAN Alinear GSM/EDGE y UMTS en: Servicios (Tiempo real) Conexión al núcleo de red (Iu) “Service Network” Basado en tecnología de paquetes “Core Network” CdmaOne CDMA2000 GSM GPRS EDGE WCDMA “Radio Access Network” 11/8/2018

IP Applications IP Mobility IP Multimedia IP Connectivity All IP Architecture Calidad de servicio End-to-End Gestión y Seguridad a nivel IP IP Applications OSA IP Mobility IP Multimedia IP Connectivity 11/8/2018

Posible estrategia de migración de un operador Año 1 GPRS Año 2 GPRS+EDGE GPRS+EDGE+WCDMA Año 3 Año 6 11/8/2018

3G+ All-IP Evolución de CdmaOne cdmaOne CDMA2000 IS-95A IS-95B CDMA2000 1X CDMA2000 1xEV Phase 1: DO CDMA2000 1xEV Phase 2: DV 3G+ All-IP 2*Voice Capacity Packet Core Net Average 144 Kbps Peak 600 Kbps CDMA2000 1xEV Data Only Overlay Average: 600 Kbps Peak: 2Mbps 2* Voice Capacity Multi-service Average: 600 Kbps Peak: 2Mbps Voice Packet Data 9.6/14.4 Kbps Voice Packet Data 64 Kbps Commercial by 1995 1998 - 1999 2000 - 2001 2001- 2002 2002 - 2003 11/8/2018

CDMA2000 1X CDMA2000 1xEV CdmaOne >>> CDMA2000 Velocidades de 144 Kbps ~Duplica la capacidad en voz de cdmaOne Compatible con CdmaOne 1X = 1.25 Mhz, 3X = 4.75 Mhz, ... CDMA2000 1xEV CDMA2000 1xEV-DO (Data Only): 1 portadora solo para datos, velocidades pico de 2 Mbps (best effort) CDMA2000 1xEV-DV (Data & Voice): 1 portadora para voz+datos alta velocidad, serv. de paquetes en tiempo real 11/8/2018

Canales de tráfico CDMA2000 (Mayor velocidad) Fundamental Channel (FCH) Canal para Voz y Datos similar al definido en IS-95B Soporta dos niveles de velocidad: 9600 bps y 14400 bps Supplemental Channel (SCH) Un canal para tráfico de datos en modo circuito o paquete Soporta un amplio rango de velocidades Un “supplemental channel” por usuario M * 14.4 kbps donde M = 1, 2, 4, 8, 16 Máximo 230 kbps por usuario o M * 9.6 kbps donde M = 1, 2, 4, 8, 16 Máximo 153 kbps por usuario Promedio 144 kbps 1 2 3 Fundamental Traffic Channel Supplemental Traffic Channel 11/8/2018

Packet Core Network en Cdma2000 AAA HA PDSN Home Agent Authentication, Accounting and Authorization Packet Data Service Node Radio-Packet Interface HLR MSC BSC Radio Access Network 11/8/2018

Estrategia de Migración: CdmaOne - CDMA2000 IS-95-A/B cell cdma2000 1XRTT cell cdma2000 3XRTT - 1X EV cell Evolución CDMA2000 en el espectro existente 11/8/2018

Agenda 1. Definiendo las Nuevas Redes 2. Armonización (Espectro & Nuevas tecnologías) 3. Evolución Tecnológica (2.5/3G) 4. Terminales y Servicios en 2.5/3G 11/8/2018

Otros M-commerce Información Comunicación Las Aplicaciones y servicios: factor de éxito para 2.5/3G Otros M-commerce Información Comunicación Música Archivos de audio Fotos/Mapas Imágenes Video/Web casts Juegos Navegar 11/8/2018

Agenda 1. Definiendo las Nuevas Redes Móviles 2. Armonización (Espectro & Nuevas tecnologías) 3. Evolución Tecnológica (2.5/3G) 4. Terminales y Servicios en 2.5/3G 5. Acceso Inalámbrico 11/8/2018

WLL Acceso Inalámbrico Wireless Local Loop Llamado también RITL (Radio In The Loop) o FRA (Fixed-radio Access), es un sistema que conecta a los subscriptores a la red publica conmutada (PSTN) usando señales de radio como un substituto del cobre para todas o parte de las conexiones entre el cliente y la central. Esto incluye accesos propietarios de radio fijo, sistemas de acceso sin cable y sistemas celulares fijos. En Colombia las bandas D, E y no licenciadas fueron asignadas para acceso inalámbrico fijo exclusivemente. A O B E F C PCS 11/8/2018

WLL Acceso Inalámbrico Implementada a través de 5 categorías: Celular Análogo, Celular Digital, PCN/PCS, Teléfonos sin cables CT-2/ Digital Europeans cordless telecomunications (DECT) 11/8/2018

LMDS Local Multipoint Distribution System Es un sistema de banda ancha para transmisión inalámbrica via microondas desde una antena local a hogares y negocios utilizando radios con línea de vista, una solución para la llamada última milla trayendo economía al usuario y altos anchos de banda. Es una alternativa para la instalación de fibra óptica ofreciendo hasta de 1,5 Gbps downstream y 200 Mbps para upstream desde el usuario. Su velocidad típica son 38Mbps en downstream. LMDS usa el rango de espectro electromagnetico en la vecindad a 28 GHz 11/8/2018

Bluetooth Es una especificación de la industria de las telecomunicaciones y la computación, la cual describe la forma como los teléfonos celulares, computadores y asistentes digitales personales (PDA) pueden facilmente interconectarse entre si, con elementos del hogar, computadores y de la oficina usando una conexión inalambrica de rango corto. Requieren de un transmisor de bajo costo el cual viene incluido en el equipo. El tranceptor transmite y recibe en la banda de frecuencia de 2.45 GHz. Cada equipo tiene una única dirección de 48 bits según el estandar IEEE 802. Las conexiones pueden ser punto a punto o multipunto. El máximo rango son 10 metros. La velocidad de transmisión esta entre 1 y 2 Mbps. 11/8/2018

¡Gracias! 11/8/2018

Glosario BTS: Base Transciever Station MSC: Mobile Switching Center PCS: Personal Communications System GSM: Global System For Mobile Communications TDMA: Time Division Multiple Access MS: Mobile Statiom SIM: Subscriber Identity Module EIR: Equipment Idendtity Register AUC: Autentication Center ICCID: Integrated Circuit Card Identification PIN: Personal Identification Number PUK: Pin Unlocked PSTN: Public Switched Telephone Network HLR: Home Location Register ITU:International Telecommunication Union IN: Intelligent Network ISDN: Integrated Services Digital Network PLMN: Public Land Mobile Network BTS: Base Transciever Station BSC: Base Station Controller OTA: Over The Air SMSC: Short Message Center VAS: Value Added Service VMS: Voice Mail Service GPRS: General Radio Packet Service MMS: Multimedia Message Service IMEI: International Mobile Equipment Identity UM: Unified Messaging KI: Llave de Autenticacion IMSI: International Mobile Subscriber Identity MSISDN: Mobile Subscriber ISDN Number SGSN: Serving GPRS Support Node GGSN: Gateway GPRS Support Node 11/8/2018