Redes avanzadas y servicios

Redes avanzadas y servicios
Tema 2, Parte II: Redes L2 móviles

Contenido Redes celulares

Red fija Telefónica vs. Red móvil Introducción
En la central telefónica terminan las líneas de abonado y se originan los enlaces de comunicaciones con otras centrales telefónicas de igual o distinta jerarquía o, en su caso, parten los enlaces troncales (con decenas de canales telefónicos) o circuitos interurbanos necesarios para la conexión con centrales de otras poblaciones. Una línea PRI puede recibir / enviar 30 llamadas al mismo tiempo Bucle de abonado CPE E. Troncal 1 canal telefónico Muchos canales telefónicos E. Troncal MS BSC BTS MS BSC BTS E. Troncal Central pública de conmutación (SSP) Central Móvil de conmutación (MSC)

Conceptos básicos de redes celulares (1)
GSM: 124 canales (8 time slots por canal) La zona de servicio se fragmenta en células atendidas por una antena (BTS). En cada célula, una BTS transmite y recibe de los móviles (MS) en un determinado rango de frecuencias Cada BTS puede gestionar unas (124x8) llamadas Estación base (BTS) MS Upnlink (124 canales) Downnlink (124 canales) BTS:Base Transceiver Station

Conceptos básicos de redes celulares (2) Cluster
Noción de Cluster: conjunto de células que emplean frecuencias diferentes. En este caso el cluster es de 7 células Las frecuencias se reúsan en cada cluster f1 f5 f6 f4 f3 f2 f7 f1 f5 f6 f4 f3 f2 f7 f1 f5 f6 f4 f3 f2 f7 BTS:Base Transceiver Station

Conceptos básicos de redes celulares (3) Traspaso
Cuando el usuario del terminal móvil cambia de celda, se lleva a cabo el proceso de traspaso (handover), el cual transfiere el control de la comunicación desde la estación base inicial a una nueva estación base con cobertura en la nueva celda. Calidad Handover

Conceptos básicos de redes celulares (4) Conexión a la red móvil
Inicialización de la unidad móvil: 1) cuando la unidad móvil es encendida, busca y selecciona el canal de control de mayor potencia. Las celdas con bandas de frecuencias diferentes lo difunden periódicamente sobre distintos canales de establecimiento. El receptor selecciona el más potente y lo monitoriza. El efecto de este proceso es que la unidad móvil ha seleccionado automáticamente la antena de la BTS de la celda dentro de la cual operará. 2) A continuación tiene lugar, a través de la BTS, una negociación entre la unidad móvil y la MSC que controla la celda (solicitud de conexión). Mediante esta negociación se identifica al usuario y se registra su localización. Este proceso de rastreo se repite periódicamente mientras que el usuario se encuentre activo con objeto de registrar el movimiento de la unidad. Si ésta entra en una nueva celda, entonces una nueva BTS es seleccionada. 2) Solicitud de conexión: identificación de usuario y localización 1 ) Monitorización y selección de BTS MSC MSC

Conceptos básicos de redes celulares (5) Llamada
1) Inicio de llamada desde móvil: una unidad móvil origina una llamada enviando el número de la unidad a la que se llama a través del canal de establecimiento preseleccionado. El receptor en la unidad móvil comprueba en primer lugar que el canal de establecimiento esté libre examinando la información en el canal de ida (procedente de la BTS). Una vez que se detecta libre, la unida móvil puede transmitir sobre el correspondiente canal de retorno (hacia la BTS). La BTS envía entonces la solicitud hacia la MSC. 2) Localización: a continuación, la MSC intenta completar la conexión con la unidad a la que se llama. Para ello, envía un mensaje de localización a ciertas BTS en función del número móvil al que se está llamando. Cada BTS transmite la señal de localización en el canal de establecimiento que tiene asignado. 3 ) Aceptación de la llamada: la unidad móvil llamada reconoce su número en el canal de establecimiento que monitoriza y responde a la BTS, la cual envía la respuesta a la MSC. La MSC establece un circuito entre la BTS que llama y la que recibe la llamada. Al mismo tiempo, la MSC selecciona un canal de tráfico disponible dentro de la celda de cada BTS y notifica a las mismas, las cuales informan a las dos unidades móviles involucradas. Tras esto, las dos unidades móviles sintonizan los respectivos canales que les han sido asignados. 1 ) Solicitud de llamada 2) Localización y Aceptación del destinatario 3) Llamada establecida MSC MSC MSC

Caracterización de la transmisión radio
Las redes móviles presentan características de transmisión muy diferentes de las de las redes tradicionales fijas. Estas características tienen su origen tanto en la propia naturaleza del medio físico utilizado (el canal radio) como en los efectos debidos a la movilidad. Las redes móviles presentan características de transmisión muy diferentes de las de las redes tradicionales fijas. Fundamentalmente son dos las características diferenciales del canal radio móvil frente a la red fija: las altas tasas de error el ancho de banda reducido.

Causas de los errores en los canales radio (1)
Potencia de la señal: la potencia de la señal entre la antena y la unidad móvil debe ser lo suficientemente fuerte para mantener la calidad de la señal en la recepción, sin llegar a interferir demasiado con canales de otras celdas que estén utilizando la misma banda de frecuencias. Existen numerosos factores que complican este fenómeno. En primer lugar, la potencia de la señal disminuye con el aumento (distancia)2 entre la antena y cualquier punto dentro de su celda. El ruido de origen humano. Pe. el ruido de encendido de los coches en el rango de las frecuencias que se utilizan en sistemas celulares es mayor en las ciudades que en zonas suburbanas. Por último, la potencia de la señal varía dinámicamente con el movimiento de la unidad celular Atenuación: ley del cuadrado inverso de la distancia

Los obstáculos reducen el nivel de la señal captada por el receptor. Esta atenuación, inherente al canal radio, es conocida como desvanecimiento lento o ensombrecimiento (shadow fading o shadowing). La reducción en el nivel de la señal por causa de este desvanecimiento es transitorio si el obstáculo en cuestión, el emisor o bien el receptor, están en movimiento. La duración de la pérdida de señal puede durar unos pocos milisegundos o, incluso, prolongarse varios segundos dependiendo de factores como la naturaleza del obstáculo o la velocidad del terminal. Los obstáculos reducen el nivel de la señal captada por el receptor. Esta atenuación, es conocida como desvanecimiento lento o ensombrecimiento (shadowing). La señal radio también puede verse sometida a reflexiones en obstáculos presentes en el camino. Este fenómeno, conocido como propagación multicamino, puede ocasionar la llegada al receptor de señales con diferencias de fase tales, que su suma dé lugar a una interferencia destructiva cuyas consecuencias pueden llegar hasta la cancelación mutua, es decir, la eliminación total de la potencia de señal en recepción Reflexión Desvanecimiento y dispersión Reflexión Interferencia multicamino

Cuando se producen los fallos en el canal radio, los paquetes destinados al móvil y aquellos transmitidos por éste no pueden ser enrutados. Esto provoca pausas o latencias en la comunicación.

La estación base actual mantiene la conexión hasta que recibe la señal de indicación de presencia procedente de la nueva estación base y puede el terminal actualizar la tabla; sin embargo, hasta ese momento, el terminal continúa enviando paquetes que, inevitablemente, no llegan a su destino. Por otro lado, también los paquetes destinados al terminal móvil se pierden ya que la estación base no detecta que el móvil ha abandonado su celda hasta que la nueva estación base se lo notifica explícitamente, lo cual no ocurre hasta que el móvil se conecta a ella. En algunas ocasiones, el usuario móvil puede entrar en zonas de sombra, es decir, zonas en las que ninguna estación base puede darle cobertura. En estos casos, se producen desconexiones temporales que suponen la pérdida de paquetes. Cuando el terminal móvil sale de la celda inicial y entra en la zona de sombra y sigue apuntando a la anterior estación base, el terminal continúa enviando paquetes que, inevitablemente, no llegan a su destino. Por otro lado, también los paquetes destinados al terminal móvil se pierden ya que la estación base no detecta que el móvil ha abandonado su celda hasta que la nueva estación base se lo notifica explícitamente, lo cual no ocurre hasta que el móvil se conecta a ella. Desconexión

Arquitectura básica de una red móvil (1)
La telefonía móvil es la comunicación a través de dispositivos que no están conectados mediante cables. El medio de transmisión es el aire y el mensaje se envía por medio de ondas electromagnéticas. Para la comunicación, se utiliza el teléfono móvil, que es un dispositivo inalámbrico electrónico que se usa para tener acceso y utilizar los servicios de la red de telefonía móvil. En la mayor parte de América Latina el teléfono móvil se llama también teléfono celular, debido a que el servicio funciona mediante una red de celdas, donde cada antena repetidora de señal es una célula, si bien también existen redes telefónicas móviles. La telefonía móvil básicamente está formada por dos grandes partes: una red de comunicaciones y los terminales que permiten el acceso a dicha red (Wiki). En su operación, el teléfono móvil establece comunicación con una estación base y, a medida que se traslada, los sistemas computacionales que administran la red van transmitiendo la llamada a la siguiente estación base de forma transparente para el usuario. Es por eso que se dice que las estaciones base forman una red de celdas, sirviendo cada estación base a los equipos móviles que se encuentran en su celda. La telefonía móvil digital consiste en la combinación de una red de estaciones transmisoras o receptoras de radio (estaciones base o BTS) y una serie de centrales telefónicas de conmutación (MSC y BSC), que posibilitan la comunicación entre terminales telefónicos portátiles (teléfonos móviles) o entre terminales portátiles y teléfonos de la red fija tradicional. BSS SSS Red telefónica fija RTC BTS: Base Transceiver Station BSC: Base Station Controller (BSC), SSS: Switching sub-system BSS: Base Station sub-system MSC: Mobile Switching Center BTS BSC MSC BTS BTS

Arquitectura básica de una red móvil (2)
En el centro de cada celda se encuentra la estación base (BTS). Cada BTS contiene una antena, un controlador (BSC) y una serie de transceptores para la comunicación sobre los canales asignados a dicha celda. El controlador (BSC) se usa para gestionar el proceso de llamada entre la unidad móvil y el resto de la red. En un instante dado pueden estar activos una serie de usuarios móviles, moviéndose dentro de la celda y comunicándose con la BTS. Cada BSC se encuentra conectada con una central de conmutación de telecomunicaciones móviles (MSC), de tal forma que una MSC puede prestar servicio a múltiples BTS. El enlace entre una MSC una BSC es normalmente cableado, aunque un enlace inalámbrico es también posible. La MSC es la responsable de conectar las llamadas entre las unidades móviles y se encuentra también conectada con la red pública de telefonía o telecomunicaciones, de forma que es posible establecer conexiones entre un usuario fijo de la red pública y un usuario móvil en la red celular. La MSC se encarga de asignar un canal de voz a cada llamada, realizar los traspasos y supervisar las llamadas para obtener la información pertinente para su facturación.

Evolución de la telefonía móvil
FMV: full motion video UMTS está gestionado por la organización 3GPP, también responsable de GSM, GPRS y EDGE. La tecnología HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), también denominada 3.5G, 3G+ o mini 3G High-Speed Uplink Packet Access (HSUPA) is a 3G mobile telephony protocol in the HSPA family with up-link speeds up to 5.76 Mbit/s. The name HSUPA was created by Nokia. Evolution-Data Optimized (EV-DO, EVDO, etc.) is a telecommunications standard for the wireless transmission of data through radio signals, typically for broadband Internet access. EV-DO is an evolution of the CDMA2000 (IS-2000) standard that supports high data rates and can be deployed alongside a wireless carrier's voice services LTE, an abbreviation for Long-Term Evolution, commonly marketed as 4G LTE, is a standard for wireless communication of high-speed data for mobile phones and data terminals. It is based on the GSM/EDGE and UMTS/HSPA network technologies, increasing the capacity and speed using a different radio interface together with core network improvements.[ [STAL01] William Stallings: Comunicaciones y Redes de Computadores. Prentice Hall Servicio Avanzado de Telefonía Móvil (AMPS, Advanced Mobile Phone Service), desarrollado por AT&T. Acceso múltiple por división de código (CDMA). GSM (Global System for Mobile Communications – Sistema Global para las comunicaciones Móviles) Los SMS (Short Messages Service, servicio de mensajes cortos) se transmitían inicialmente por canales auxiliares de señalización interna de las redes, diseñados para transmitir muy poca información. Una tarjeta SIM (acrónimo en inglés de subscriber identity module, en español módulo de identificación de abonado) es una tarjeta inteligente desmontable usada en teléfonos móviles y módems HSPA o LTE que se conectan al puerto USB. Las tarjetas SIM almacenan de forma segura la clave de servicio del suscriptor usada para identificarse ante la red, de forma que sea posible cambiar la línea de un terminal a otro simplemente cambiando la tarjeta. La Conferencia Europea de Administraciones de Correos y Telecomunicaciones (CEPT, siglas de su nombre en francés Conférence européenne des administrations des postes et des télécommunications) es un organismo internacional que agrupa a las entidades responsables en la administración pública de cada país europeo de las políticas y la regulación de las comunicaciones, tanto postales como de telecomunicaciones. General Packet Radio Service (GPRS) o servicio general de paquetes vía radio creado en la década de los 80 es una extensión del Sistema Global para Comunicaciones Móviles (Global System for Mobile Communications o GSM) para la transmisión de datos mediante conmutación de paquetes. Existe un servicio similar para los teléfonos móviles, el sistema IS-136. Permite velocidades de transferencia de 56 a 114 kbps 1980 1990 1999 2001+ 2005 2010 1G Analógico. Solo voz. Celda: 20km. No estandarizado 2G Digital. Cifrado. SMS. SIM 20kbps. Estándar CEPT 2.5G Digital. SMS.MMS. WAP.P2P. 114kbps (GPRS) 3G FMV. Música Juegos 3D. Web. 2 Mbps (UMTS). Estándar 3GPP 3+G 3G potenciado 14Mbps 4G Convergencia de EVDO y UMTS 300Mbps AMPS USA TMA España IS-95A USA,… GSM Mundial IS-95A está basado en CDMA IS-95B USA,… GPRS HSCSD Europa EDGE CDMA2000 USA UMTS Eur, Jap UMTS está basado en WCDMA EV-DO USA, Can HSDPA HSUPA HSPA+ LTE Eur, Jap

GSM Introducción Su extensión a 3G se denomina UMTS y difiere en su mayor velocidad de transmisión, el uso de una arquitectura de red ligeramente distinta y sobre todo en el empleo de diferentes protocolos de radio (W-CDMA). Un cliente GSM puede conectarse a través de su teléfono con su computador y enviar y recibir mensajes por correo electrónico, faxes, navegar por Internet, acceder a la red informática de una compañía (red local/Intranet), así como utilizar otras funciones digitales de transmisión de datos, incluyendo el servicio de mensajes cortos (SMS) o mensajes de texto El sistema global para las comunicaciones móviles (del inglés Global System for Mobile communications, GSM) es el primer sistema estándar de telefonía móvil digital (1991). Es un estándar desarrollado por el European Telecommunications Standards Institute (ETSI) GSM se considera, por su velocidad de transmisión y otras características, un estándar de segunda generación (2G). Lanzamiento en España por MoviStar, y competidor Airtel (ahora Vodafone) en En 1998 llega Amena (ahora Orange)

GSM MS: Estación móvil MS = Terminal +SIM
Como equipo, la MS proporciona la plataforma física para el acceso, pero es "anónima” y no puede funcionar con la red hasta que se la "personaliza" mediante la inserción de una "tarjeta inteligente" (smart card) denominada módulo de identidad de abonado, SIM (Subscriber Identity Module) donde figura, entre muchas informaciones, la identidad del abonado IMSI (International Mobile Subscriber Identity) dentro de la red. La SIM además contiene los algoritmos de cifrado, datos de configuración de la red (celda de localización, frecuencias de la estación base, etc) y almacena mensajes cortos provenientes de la red MS = Terminal +SIM La MS funciona mediante la inserción de una "tarjeta inteligente" (smart card) denominada módulo de identidad de abonado, SIM (Subscriber Identity Module) donde figura, entre muchas informaciones, la identidad del abonado IMSI (International Mobile Subscriber Identity) dentro de la red En GSM se considera por separado al usuario (SIM) y a los terminales, lo que aumenta la movilidad personal, pues la SIM puede insertarse en cualquier terminal homologado y acceder con ello a los servicios abonados.

8 Time Slots (Traffic Channel =TCH)
GSM Acceso radio (1) GSM-900 and GSM-1800 are used in most parts of the world: Europe, Middle East, Africa, Australia, Oceania (and most of Asia). La Modulación por desplazamiento mínimo gaussiano, también conocida por su acrónimo en inglés GMSK (Gaussian minimum shift keying), es un esquema de modulación digital por desplazamiento de frecuencia de fase continua, similar a la MSK. El terminal móvil no es consciente de tener una dirección IP ni tiene la pila IP, sino que la pila IP está implementada en el PC. El móvil solo establece una conexión de datos contra un ISP, haciendo una llamada de datos al número de teléfono del ISP. Traffic channels (our focus is in speech service) Full rate: 9.6 kbps for speech (1 time slot/radio frame) Half rate: 4.8 kbps for speech (1 time slot in alternating radio frames) Acceso radio FDMA/TDMA Una conversación (voz o datos) usa 2 canales Modulación GMSK (Gaussian minimum shift keying) La conexión de datos no es nativa IP (es conmutada) y es lenta F 960Mhz DOWNLINK (124 C) 935Mhz 915Mhz UPLINK (124 C) BW=200Khz cada canal 890Mhz T Trama GSM TDMA 1 2 3 4 5 6 7 8 8 Time Slots (Traffic Channel =TCH) 4,615ms

GSM Acceso radio (2) FDMA + TDMA
El método elegido por GSM es una combinación de multiplex por división de la frecuencia y del tiempo (FDMA / TDMA). La parte FDMA implica la división por frecuencia de ancho de banda de 25 MHz en 124 frecuencias portadoras espaciadas cada 200 kHz. Cada una de estas frecuencias portadoras se divide entonces en el tiempo, utilizando un esquema TDMA. La unidad de tiempo fundamental en este esquema TDMA se denomina un periodo de ráfaga y dura 15/26 ms (o aprox ms) F F P P f4 f3 f2 f1 s1 s2 s3 s4 T T FDMA + TDMA

Public land mobile network (PLMN)
GSM Subsistemas GSM Una red GSM está dividida en tres subsistemas que se describen en más detalle a continuación: El Subsistema de Estaciones Base (BSS), que también se llama "red de radio ', contiene todos los nodos y funcionalidades que son necesarios para conectarse de forma inalámbrica los suscriptores móviles a través de la interfaz de radio a la red. La interfaz de radio por lo general se refirió también a como la "interfaz de aire '. El subsistema de red (NSS), que también se llama "red central ', contiene todos los nodos y funcionalidades que son necesarias para la conmutación de llamadas, por gestión de abonados y gestión de la movilidad. El subsistema de red inteligente (IN) comprende las bases de datos de CPS que añaden funcionalidad opcional a la red. Uno de los opcionales más importantes en la funcionalidad de una red móvil es el servicio de prepago, que permite a los suscriptores para financiar primero una cuenta con una cierta cantidad de dinero que puede ser utilizado para servicios de red, como llamadas telefónicas, Short Messaging Service (SMS) y, por supuesto, servicios de datos a través de GPRS y UMTS como se describe en los capítulos 2 y 3. Cuando un abonado de prepago utiliza un servicio de la red, el responsable en el nodo se pone en contacto y la cantidad que cobra el operador de red para un servicio, se deducen de la cuenta en tiempo real. Una red GSM está dividida en tres subsistemas: El Subsistema de Estaciones Base (BSS) El subsistema de red (NSS) El subsistema de gestión Public land mobile network (PLMN) Aire (Um) SS7 A MS BSS NSS PSTN O+M NMS Network Switching Subsystem Base Station Subsystem Network Management Subsystem

GSM Arquitectura (1) Subsistema BSS
El BSS, que conecta todos los abonados a la red central(NSS), está conectado a las MSCs a través de conexiones de 2 Mbit / s-E-1. Esta interfaz se llama la interfaz A. BSSMAP y DTAP son protocolos que se utilizan sobre la A-interfaz para la comunicación entre el MSC, el BSS y los dispositivos móviles. Como una conexión E-1 sólo puede llevar 31 canales, hacen falta muchas conexiones E-1 para conectar un MSC al BSS. En la práctica, se usan enlaces STM-1 a la BSS. El Subsistema de Estaciones Base (BSS), que también se llama "red de radio ', contiene todos los nodos y funcionalidades que son necesarios para que los abonados se conecten inalámbricamente a través de la interfaz de radio a la red (interfaz aire) BSS NSS Um BTS HLR BSC MS: Mobile Station MSC: Mobile Switching Center BSC: Base Station Controller BTS: Base Transceiver Station PSTN: public switched telephone network MS A BTS Abis MSC VLR BSS BSC E C PSTN, ISDN A E D GMSC BSS BSC MSC VLR BTS Um MS A Señalización Señalización + Voz

GSM Arquitectura (2) Subsistema BSS
BTS Procesamiento de voz Garantiza una conexión libre de errores con el MS Incluye: Channel coding (protección de errores) Interleaving (protección contra faidings) Cifrado (protección contra interceptaciones) Formateo de burst (para una transmisión organizada en time slots) Modulación y demodulación Estación móvil (MS) La SIM (Subscriber Identity Module) card contiene: La identificación del usuario (IMSI) y de las redes donde opera Los algoritmos y claves para la autenticación y el cifrado Dependiendo del tamaño, almacena aplicaciones y números telefónicos Estación base (BTS) Soporta las antenas de transmisión y recepción Señalización de interfase de aire Procesamiento de voz Garantiza una conexión libre de errores con el MS Controlador de estaciones bas (BSC) Establecimiento de la conexión entre el MS y NSS Gestión de la movilidad Gestión del handover Soporte a la señalización de interfaces de Abis y A Control y gestión de mantenimiento de BTS Recolección de datos estadísticos

GSM Arquitectura (3) Subsistema NSS
El BSS, que conecta todos los abonados a la red central(NSS), está conectado a las MSCs a través de conexiones de 2 Mbit / s-E-1. Esta interfaz se llama la interfaz A. BSSMAP y DTAP son protocolos que se utilizan sobre la A-interfaz para la comunicación entre el MSC, el BSS y los dispositivos móviles. Como una conexión E-1 sólo puede llevar 31 canales, hacen falta muchas conexiones E-1 para conectar un MSC al BSS. En la práctica, se usan enlaces STM-1 a la BSS. MS: Mobile Station MSC: Mobile Switching Center BSC: Base Station Controller BTS: Base Transceiver Station GMSC: Gateway Mobile Switching Center HLR: Home Location Register VLR: Visitor Location Register PSTN: public switched telephone network BSS NSS Um BTS HLR BSC MS A BTS Abis MSC VLR BSS BSC E C PSTN, ISDN A E D GMSC BSS BSC MSC VLR A Señalización Señalización + Voz

NSS: Network Switching Subsystem Conmutación Gestión de la movilidad Gestión de la conexión Tarificación El Home Location Register (HLR). Es la BBDD de abonado de una red GSM. Contiene un registro para cada suscriptor, que contiene información sobre los servicios disponibles de forma individual. El HLR contiene la dirección de la VLR donde se encuentra registrado el terminal móvil. The Visitor Location Register (VLR). Cada MSC tiene una. Almacena info de los abonados que atiende y que a su vez es una copia de la existente en HLR. El VLR se utiliza principalmente para reducir la señalización entre el MSC y el HLR. Si un abonado se desplaza a la zona de un MSC, los datos se copian en el VLR del MSC y por tanto quedan disponibles a nivel local para cada establecimiento de la conexión. VLR está implementado como un componente SW de la MSC La VLR es una base de datos que mantiene una copia temporal del registro del usuario de la HLR, mientras el usuario está dentro de su área de servicio La VLR mantiene información de seguridad para autenticación y cifrado Un abonado móvil siempre debe estar registrado en una VLR para tener servicio. Solo tendrá activos los servicios para los que está habilitado La VLR tiene registrada el área de ubicación (location area) donde se encuentra el abonado móvil Cuando un abonado cambia de location área se realiza un proceso de actualización para registrar la nueva ubicación del abonado NSS HLR (SCP) BSS BSC BSS BSC MSC (SSP) VLR PSTN A GMSC (SSP)

NSS: Network Switching Subsystem Conmutación Gestión de la movilidad Gestión de la conexión Tarificación MSC. Matriz de conmutación Control de llamadas Identificación y tipo de abonado llamante Análisis de dígitos y enrutamiento (troncal de destino, tono, anuncio, mensaje de texto) Señalización (establecimiento, control y liberación) Conmutación Tarificación Genera los CDR (Call Detailed Record) que contiene: números del abonado llamante y llamado, tiempo de inicio y fin de la llamada, tipo de llamada, etc. Se transfiere a un Billing Center Inicio del paging (búsqueda) El paging es el proceso de ubicación de una estación móvil para el caso de una llamada

GSM Arquitectura (5) Llamada de móvil a móvil
Servicio CM Solicitud - El mensaje contiene la identidad de la célula global, tipo de servicio requerido por suscriptor por ejemplo, voz, SMS, fax, USSD. Identidad móvil por ejemplo TMSI / IMSI. CM servicio de aceptación - Mensaje está en Reponse de Solicitud de Servicio CM. Configurar - El mensaje contiene el número dailed desde el móvil A (es decir, número Mob B) y el habla Codec. Enviar enrutamiento INFORMACION ACCESO (SRI) - Después de un análisis de números marcados recibidas de A en definir un mensaje, el MSC reconoce su propia serie MSISDN y enviar SRI al HLR para obtener la estación número itinerante móvil (MSRN). Este messge contiene MSISDN B, por ejemplo, el tipo de Interrogación de llamada básicas, etc. Solicitud de Asignación - Mensaje es apoderarse de un canal para la llamada de voz para Mob A entre MSC y BSC. El mensaje contiene código de identificación de circuito (CIC). Asignación Completa - La aceptación de un extremo BSC ese mismo CIC ha sido capturado. Proporcionar número de itinerancia Solicitud - HLR comprueba en su base de datos a la que VLR, Mob B se ha registrado y pedir número itinerante de ese VLR. El mensaje contiene el IMSI, MSISDN, VLR Identificación de Mob B. Proporcionar número de itinerancia de Respuesta - El mensaje es la respuesta de la itinerancia no. solicitud y contiene varios Mob B. itinerancia Este mensaje es para HLR. En este VLR comprueba su base de datos y asignar un MSRN liberada de la piscina MSRN para el número B. Enviar Información de enrutamiento-Respuesta - En este mismo número de itinerancia hacia adelante HLR que recibe en el mensaje anterior al MSC. Busqueda Solicitud - En este VLR comprueba el MSRN recibidos desde el HLR y búsqueda que MSISDN está en contra de que MSRN, ahora MSC comprueba la base de datos VLR de que MSISDN para obtener el ALC y TMSI / IMSI de ese MSISDN (Mob B) y se inicia la solicitud de localización mensaje a ese LAC particular sobre la base de TMSI / IMSI en que BSC. BSC página ahora que ALC sobre la base de IMSI / TMSI de Mob B. El mensaje contiene ALC, IMSI / TMSI, DPC del BSC. Respuesta de paginación - respuesta Mob B de la misma paginación con GCI (Global célula de identidad) a BSC que inturn remitió al MSC. Solicitud de Asignación - Mensaje es apoderarse de un canal para la llamada de voz para Mob B entre el MSC y el BSC. El mensaje contiene código de identificación de circuito (CIC). Configurar - Se utiliza para mostrar Mob Un número de teléfono Mob B. Alerta - Este mensaje indica Mob Mob A que B está conectada y su timbre. El Ring Back Tone se envía desde el MSC a Mob A. Connect - Mob B responde a la llamada y mensaje de conexión desde MOB B se enviará al MSC, MSC inturn envía el mensaje de conexión a la multitud Un indiacting que el teléfono ha sido contestada y conecta los 2 canales de voz, que fueron capturados durante el mensaje completo de asignación. ACUSE DE CONEXIÓN - Reconocer la conexión. MS: Mobile Station MSC: Mobile Switching Center BSC: Base Station Controller BTS: Base Transceiver Station GMSC: Gateway Mobile Switching Center HLR: Home Location Register VLR: Visitor Location Register MSRM: Mobile Station Roaming Number BSS NSS BSC MSC VLR 2) ¿Donde está el abonado? BTS E Abis A MS 1) Nº:650 9XX XXX Petición de servicio 3) Información de roaming 4) Establecimiento del circuito HLR BSS BSC MSC VLR BTS E MS Abis A MSRN: datos para el encaminamiento (roaming)

GSM Arquitectura (5) Llamada de fijo a móvil
NSS MS: Mobile Station MSC: Mobile Switching Center BSC: Base Station Controller BTS: Base Transceiver Station GMSC: Gateway Mobile Switching Center HLR: Home Location Register VLR: Visitor Location Register HLR 3) Información de roaming 2) ¿Donde está el abonado? BSS 1) Nº:650 9XX XXX Petición de servicio BSC MSC VLR PSTN, BTS E A MS 4) Establecimiento del circuito Abis GMSC MSRN: datos para el encaminamiento como

GSM Arquitectura (6) Llamada de móvil a móvil
La red GSM fue diseñado inicialmente como una red de conmutación de circuitos. Todos los recursos para una voz o sesión de datos se establecen al comienzo de la llamada y se reservan para el usuario hasta el final de la llamada, como se muestra en la Figura. Los recursos dedicados aseguran un ancho de banda constante y el tiempo de retardo de extremo a extremo. Datos que se envían no necesita contener ninguna información de señalización tal como información sobre el destino. Cada pedacito simplemente pasa a través del canal establecido para el receptor. Una vez establecida la conexión, ninguna sobrecarga, por ejemplo, información de direccionamiento, que es necesario para enviar y recibir la información. A medida que el canal de conmutación de circuitos tiene un ancho de banda constante, el remitente no tiene que preocuparse por un cuello de botella permanente o temporal en la vía de comunicación. Esto es especialmente importante para una llamada de voz. A medida que el régimen de datos es constante, cualquier cuello de botella en la ruta de comunicación daría lugar a una interrupción de la llamada de voz. Además, las conexiones por conmutación de circuitos tienen un tiempo de retardo constante. Este es el tiempo entre el envío de un poco y su recepción en el otro extremo. Cuanto mayor es la distancia entre el emisor y el receptor, mayor será el tiempo de retardo. Esto hace que una conexión ideal de conmutación de circuitos para aplicaciones de voz, ya que son extremadamente sensibles a un tiempo de retardo variable. Si un tiempo de retardo constante no puede ser garantizada, un tampón en el extremo receptor es necesario. Esto añade retraso no deseado adicional, especialmente para aplicaciones como llamadas de voz. Mientras que la transmisión de datos con conmutación de circuitos es ideal para las transmisiones de voz, hay una serie de desventajas significativas para la transmisión de datos con el uso de ancho de banda variable. Navegar por la Web es una aplicación típica con variable o 'explosivas' ancho de banda. Para el envío de una petición a un servidor web y la recepción de la página web, tanto ancho de banda como sea posible se desea recibir la página web lo más rápido posible. Como el ancho de banda de un canal de conmutación de circuitos es constante, no hay posibilidad de aumentar la velocidad de transmisión de datos mientras que la página se está descargando. Después de que la página ha sido recibido, no se intercambian datos, mientras que el suscriptor lee la página. El requisito de ancho de banda durante este tiempo es cero y los recursos son simplemente utilizados y por lo tanto se desperdician Codificación GSM Codificación GSM Codificación G.711/64kbps BSS BSS BSC PSTN BSC BTS MSC MSC BTS E E Abis A A Abis MS MS BSC BSC BTS MSC 64kbps MSC MSC 64kbps BTS E E Señalización A Abis MS 64kbps (otras) MS

GPRS (2.5G) General Packet Radio Service
Mayores velocidades de datos de apoyo (115 kbps) Sujeto a disponibilidad de canales El General Packet Radio Service (GPRS) o servicio general de paquetes vía radio es una extensión del Sistema Global para Comunicaciones Móviles (GSM) para la transmisión de datos mediante conmutación de paquetes. En la práctica GSM (con GPRS) son dos redes paralelas, la red CS (Circuit Switched) y la red PS (Packet Switched). La parte radio es común, la CS (voz) es la infraestructura de heredada de GSM y sólo es necesario una red de datos nueva para la PS Apareció en el mercado en el 2001 Fue la primera introducción de la tecnología de paquetes en los redes celulares, para mejorar la eficiencia en el transporte de datos Tiene canales de radio agregados Comparte estos canales agregados entre múltiples usuarios La nueva red de datos (PS) está basada en IP No hay cambios en la red de voz Mas tarde, GPRS se convertiría en estándar de transición a sistemas de tercera generación (3G)

GPRS (2.5G) Subsistemas (1)
Una red GSM está dividida en tres subsistemas que se describen en más detalle a continuación: El Subsistema de Estaciones Base (BSS), que también se llama "red de radio ', contiene todos los nodos y funcionalidades que son necesarios para conectarse de forma inalámbrica los suscriptores móviles a través de la interfaz de radio a la red. La interfaz de radio por lo general se refirió también a como la "interfaz de aire '. El subsistema de red (NSS), que también se llama "red central ', contiene todos los nodos y funcionalidades que son necesarias para la conmutación de llamadas, por gestión de abonados y gestión de la movilidad. El subsistema de red inteligente (IN) comprende las bases de datos de CPS que añaden funcionalidad opcional a la red. Uno de los opcionales más importantes en la funcionalidad de una red móvil es el servicio de prepago, que permite a los suscriptores para financiar primero una cuenta con una cierta cantidad de dinero que puede ser utilizado para servicios de red, como llamadas telefónicas, Short Messaging Service (SMS) y, por supuesto, servicios de datos a través de GPRS y UMTS como se describe en los capítulos 2 y 3. Cuando un abonado de prepago utiliza un servicio de la red, el responsable en el nodo se pone en contacto y la cantidad que cobra el operador de red para un servicio, se deducen de la cuenta en tiempo real. Public land mobile network (PLMN) A BSS NSS PSTN Aire MS Gb GPRS PSDN Network Switching Subsystem Base Station Subsystem Network Management Subsystem Packet Switched Data Network (PSDN) Public Switched Telephone Network (PSTN)

GPRS (2.5G) Subsistemas (2) GPRS vs. GSM
Una red GSM está dividida en tres subsistemas que se describen en más detalle a continuación: El Subsistema de Estaciones Base (BSS), que también se llama "red de radio ', contiene todos los nodos y funcionalidades que son necesarios para conectarse de forma inalámbrica los suscriptores móviles a través de la interfaz de radio a la red. La interfaz de radio por lo general se refirió también a como la "interfaz de aire '. El subsistema de red (NSS), que también se llama "red central ', contiene todos los nodos y funcionalidades que son necesarias para la conmutación de llamadas, por gestión de abonados y gestión de la movilidad. El subsistema de red inteligente (IN) comprende las bases de datos de CPS que añaden funcionalidad opcional a la red. Uno de los opcionales más importantes en la funcionalidad de una red móvil es el servicio de prepago, que permite a los suscriptores para financiar primero una cuenta con una cierta cantidad de dinero que puede ser utilizado para servicios de red, como llamadas telefónicas, Short Messaging Service (SMS) y, por supuesto, servicios de datos a través de GPRS y UMTS como se describe en los capítulos 2 y 3. Cuando un abonado de prepago utiliza un servicio de la red, el responsable en el nodo se pone en contacto y la cantidad que cobra el operador de red para un servicio, se deducen de la cuenta en tiempo real. Public land mobile network (PLMN) MS BSS NSS Aire (Um) A PSTN SS7 Public land mobile network (PLMN) MS BSS NSS Aire A PSTN GPRS Gb PSDN Network Switching Subsystem Base Station Subsystem Network Management Subsystem Packet Switched Data Network (PSDN) Public Switched Telephone Network (PSTN)

Varios slots asignados a una comunicación GPRS (hasta 8)
GPRS Acceso radio Como se discutió anteriormente, GSM utiliza intervalos de tiempo en la interfaz de aire para transferir datos entre los abonados y la red. Durante una llamada por conmutación de circuitos, un suscriptor se le asigna exactamente un canal de tráfico (TCH) que se asigna a un solo intervalo de tiempo. Este intervalo de tiempo permanece asignado para la duración de la llamada y no puede ser utilizado para otros abonados incluso si no hay transferencia de datos durante algún tiempo. En GPRS, la unidad más pequeña que se puede asignar es un bloque que consta de cuatro ráfagas de un canal de tráfico de datos por paquetes (PDTCH). A PDTCH es similar a un TCH en que también utiliza un intervalo de tiempo físico. Si el suscriptor tiene más datos para transferir, la red puede asignar más bloques del mismo PDTCH inmediato. La red también puede asignar el siguiente bloque (s) a otros abonados o para GPRS lógicos de señalización canales. Figura 2.5 muestra cómo se asignan los bloques de un PDTCH a diferentes abonados. Para aumentar la velocidad de transmisión, un abonado ya no está vinculado a un solo TCH como en GSM por conmutación de circuitos. Si más de un intervalo de tiempo está disponible cuando un usuario quiere transmitir o recibir datos, la red puede asignar varios intervalos de tiempo (multiintervalo) a un solo abonado. Dependiendo de la clase de intervalos múltiples del dispositivo móvil, tres, cuatro o incluso cinco intervalos de tiempo se pueden agregar para un abonado al mismo tiempo. Por lo tanto, se incrementa la velocidad de transmisión para cada abonado, a condición de que no todos ellos quieren transmitir datos al mismo tiempo. Hoy en día, la mayoría de los dispositivos móviles en la clase de intervalos múltiples de apoyo al mercado 10, 12 o 32. Como se puede ver en la tabla, clase de intervalos múltiples 10 soporta cuatro intervalos de tiempo en la dirección de enlace descendente y dos en la dirección de enlace ascendente. Esto significa que la velocidad en la dirección de enlace ascendente es significativamente menor que en la dirección de enlace descendente. Para aplicaciones como la navegación web, no es una gran desventaja de tener más ancho de banda en el enlace descendente que en la dirección de enlace ascendente. Las peticiones de páginas web que se envían en la dirección de enlace ascendente son por lo general bastante pequeñas, mientras que las páginas web y las imágenes incrustadas requieren mayor velocidad en la dirección del enlace descendente. Por lo tanto, los beneficios de navegación web de los regímenes de datos más altas en dirección descendente y no sufre mucho de la velocidad de subida limitado. Para aplicaciones como el envío de mensajes de correo electrónico con archivos adjuntos o servidor de mensajería multimedia (MMS) Mensajes con imágenes de gran tamaño o contenido de vídeo, dos intervalos de tiempo en la dirección de enlace ascendente son una limitación clara y aumentan el tiempo de transmisión considerablemente. GPRS se basa en la estructura básica de GSM, utiliza la misma modulación y estructura que se emplea por GSM. Canal de datos: Se usan los canales que deja libres GSM, En una comunicación se pueden tomar varios slots y se aplican nuevos sistemas de codificación (CS) F 960Mhz DOWNLINK (124 C) 935Mhz 200Khz cada canal 915Mhz UPLINK (124 C) 890Mhz T Trama GSM TDMA 1 2 3 4 5 6 7 8 Varios slots asignados a una comunicación GPRS (hasta 8) Codificación kbit/s por slot CS-1 8.0 CS-2 12.0 CS-3 14.4 CS-4 20.0

GSM+GPRS Arquitectura (1)
La Unidad de Control de Paquetes (PCU) El BSC ha sido diseñado para cambiar los canales de conmutación de circuitos a 16 kbit / s entre el MSC y los suscriptores. También es responsable de las decisiones de traspaso de esas llamadas. Como abonados GPRS ya no tienen una conexión dedicada a la red, el BSC y su matriz de conmutación no son adecuados para manejar el tráfico GPRS de conmutación de paquetes. Por lo tanto, esta tarea se ha asignado a un nuevo componente de la red, la PCU. La PCU es la contrapartida de conmutación de paquetes del BSC y cumple las siguientes tareas: asignación de intervalos de tiempo (slots) a los suscriptores en la dirección de enlace ascendente cuando se solicite por el dispositivo móvil a través del RACH o el PRACH; asignación de intervalos de tiempo a los abonados en la dirección de enlace descendente para los datos que llegan desde la red central; control de los datos en las direcciones y priorización de tráfico de enlace ascendente y descendente de flujo; comprobación de errores y retransmisión de tramas perdidas o defectuosas; paginación de abonado; El BSC, simplemente reenvía todos los datos contenidos en estos intervalos de tiempo hacia y desde la PCU sin ningún procesamiento. Como GPRS utiliza canales de señalización GSM como el RACH, PCH y AGCH para establecer la comunicación inicial, una conexión de control tiene que existir entre la UCP y el BSC. Las normas GSM permiten un número de diferentes posiciones de la PCU en la red. La aplicación más común es tener la PCU detrás del BSC como se muestra en la Figura. Sobre la base del diseño de la UCP, algunos proveedores de red ofrecen como una o más tarjetas que se pueden conectar en el BSC. Otros han optado por basar la UCP en una arquitectura de computación más potente que es capaz de procesar el tráfico GPRS de más de un BSC. En una arquitectura tal, la UCP se implementa en un armario físicamente independiente del BSC. Varios BSC se conectan entonces a una sola PCU. La interfaz entre la PCU y BSC no se ha estandarizado. Esto significa que la PCU y BSC tienen que ser del mismo proveedor. Si un operador de red tiene BSCs de múltiples proveedores, que está obligado a comprar también la PCU desde el mismo número de proveedores de la red. El SGSN hace lo mismo que MSC pero en conmutación de paquetes, en vez de conmutación de circuitos El nodo de soporte GPRS pasarela (GGSN) Aunque los paquetes de datos de usuario entre rutas SGSN de la red de acceso de radio y la red central, el GGSN conecta la red GPRS a la red de datos externa. La red de datos externa en la mayoría de los casos es el de Internet. Para las aplicaciones de negocio, el GGSN también puede ser la puerta de entrada a una intranet de la empresa [3]. El GGSN también está involucrado en la creación de un contexto PDP. De hecho, es el GGSN que es responsable de asignar una dirección IP dinámica o estática para el usuario. El usuario mantiene esta dirección IP mientras se establece el contexto PDP. Como se muestra en la Figura , El GGSN es el punto de anclaje para un contexto PDP y oculta la movilidad del usuario a la Internet. Cuando un suscriptor se traslada a una nueva ubicación, un SGSN nuevo podría llegar a ser responsable y paquetes de datos son enviados al nuevo SGSN (IRAU). En este escenario,el GGSN tiene que actualizar su tabla de enrutamiento en consecuencia. Esto es invisible a la Internet como el GGSN siempre sigue siendo el mismo. Por lo tanto, puede ser visto como el punto de la conexión, lo que asegura que a pesar de la movilidad del usuario, la dirección IP asignada no tiene que ser cambiada Gi IP based interface between the GGSN and a public data network (PDN) either directly to the Internet or through a WAP gateway. NSS: Network subsystem MSC: Mobile Switching Center BSC: Base Station Controller BTS: Base Transceiver Station GMSC: Gateway Mobile Switching Center HLR: Home Location Register VLR: Visitor Location Register PCU: Packet Control Unit SGSN: Serving GPRS Support Node GGSN: Gateway GPRS Support Node PSTN: Public Switched Telephone Network PSDN stands for public switched data network NSS HLR A otros BSCs BSS PSTN BSC Um BTS MSC VLR E MS Abis A GMSC PCU GPRS PSDN Gb E1, FR, o IP G Gi SGSN GGSN Red Eth, ATM, o IP

La Unidad de Control de Paquetes (PCU) Por lo tanto, esta tarea se ha asignado a un nuevo componente de la red, la PCU. La PCU es la contrapartida de conmutación de paquetes del BSC y cumple las siguientes tareas: asignación de intervalos de tiempo (slots) a los suscriptores en la dirección de enlace ascendente cuando se solicite por el dispositivo móvil a través del RACH o el PRACH; asignación de intervalos de tiempo a los abonados en la dirección de enlace descendente para los datos que llegan desde la red central; control de los datos en las direcciones y priorización de tráfico de enlace ascendente y descendente de flujo; comprobación de errores y retransmisión de tramas perdidas o defectuosas; paginación de abonado; El BSC, simplemente reenvía todos los datos contenidos en estos intervalos de tiempo hacia y desde la PCU sin ningún procesamiento. Como GPRS utiliza canales de señalización GSM como el RACH, PCH y AGCH para establecer la comunicación inicial, una conexión de control tiene que existir entre la UCP y el BSC. Las normas GSM permiten un número de diferentes posiciones de la PCU en la red. La aplicación más común es tener la PCU detrás del BSC como se muestra en la Figura. Sobre la base del diseño de la UCP, algunos proveedores de red ofrecen como una o más tarjetas que se pueden conectar en el BSC. Otros han optado por basar la UCP en una arquitectura de computación más potente que es capaz de procesar el tráfico GPRS de más de un BSC. En una arquitectura tal, la UCP se implementa en un armario físicamente independiente del BSC. Varios BSC se conectan entonces a una sola PCU. La interfaz entre la PCU y BSC no se ha estandarizado. Esto significa que la PCU y BSC tienen que ser del mismo proveedor. Si un operador de red tiene BSCs de múltiples proveedores, que está obligado a comprar también la PCU desde el mismo número de proveedores de la red. El SGSN (Serving GPRS support node) es responsable de: Enviar y recibir paquetes de datos a y desde las MS Autenticación de los MS Mantener información de la ubicación de la MS dentro de su área de servicio geográfica Recoger datos para la tarificación Varios slots asignados a una comunicación GPRS BSS Trama GSM TDMA BSC Um 1 2 3 4 5 6 7 8 A MSC BTS MS Abis A PCU GPRS PSDN Gb asignación de slots de datos a MS E1, FR, o IP Gn Gi SGSN GGSN Red Eth, ATM, o IP

El GGSN (Gateway GPRS support node) constituye la interfaz entre la red GPRS y las redes de paquetes de datos externas (PSDN) para el acceso a sus servicios y aplicaciones basadas en IP. Desde el punto de vista de la red externa, el GGSN es un router conectado a una subred, ya que oculta la infraestructura de la red GPRS al resto de redes. Las principales funciones del nodo GGSN están relacionadas con: Mantenimiento de los datos de usuarios.- El nodo GGSN contiene información sobre cuál es el nodo SGSN al que está conectado el usuario. Recepción de los datos de usuario desde una intranet o desde Internet y envío de los mismos al SGSN que gestiona el terminal a través de la red de transporte, mediante el protocolo de tunel GTP (GPRS Tunneling Protocol) Cuando recibe datos dirigidos hacia un usuario específico, comprueba si la dirección está activa, y en caso afirmativo, envía los datos al SGSN.

El protocolo de túnel de GPRS (GTP) es un grupo de protocolos de comunicaciones basados en IP que se usan para portar el servicio GPRS dentro de las redes GSM y UMTS. Para que el usuario pueda comunicarse con un host de Internet se encapsulan sus paquetes IP cuando pasan a través de Internet (tunelización) mediante el protocolo GTP (GPRS tunneling Protocol). Red IP /24 Ap TCP/UDP IP Enlace Físico Red GSM/GPRS Host móvil (MS) Red IP /24 GTP TCP/UDP IP Enlace Físico Red Corporación 2 Ap TCP/UDP IP Enlace Físico GTP TCP/UDP IP Enlace Físico Host Internet Ap TCP/UDP IP Enlace Físico Host GTP TCP/UDP IP Enlace Físico Túnel GTP Red Corporación 1 Red IP /24 gateway

Evolución del ancho de banda para los datos en GSM EDGE
EDGE es el acrónimo para Enhanced Data Rates for GSM Evolution (tasas de Datos Mejoradas para la Evolución del GSM) y también conocida como Enhanced GPRS (EGPRS) o GPRS Mejorado. Es una tecnología de telefonía móvil celular, que actúa como puente entre las redes 2G y 3G. EDGE se considera una evolución del GPRS (General Packet Radio Service). Esta tecnología funciona con redes GSM (Global System for Mobile communications). Aunque EDGE funciona con cualquier GSM que tenga implementado GPRS, el operador debe implementar las actualizaciones necesarias, además no todos los teléfonos móviles soportan esta tecnología. EDGE, o EGPRS, puede ser usado en cualquier transferencia de datos basada en conmutación por paquetes (Packet Switched), como lo es la conexión a Internet. Los beneficios de EDGE sobre GPRS se pueden ver en las aplicaciones que requieren una velocidad de transferencia de datos, o ancho de banda altos, como video u otros servicios multimedia. Evolución de GSM 3G EDGE: Enhanced Data Rates for GSM Evolution

Sistemas de tercera generación (3G)
Full motion video (literalmente «vídeo de movimiento completo»), o simplemente FMV, son gráficos en movimiento creados por computadora, usados normalmente en los videojuegos. Se trata de vídeos que se graban en alta resolución a partir de ordenadores muy potentes; así, lo único que tiene que hacer la consola es reproducirlos como si de una película se tratase, y no crearlos con su hardware y software como hace con los gráficos del juego, proceso que requiere mucha capacidad de procesamiento (que por entonces era poca). Las primeras apariciones se dieron en los videojuegos de la videoconsola Sega Mega CD.[cita requerida] Este sistema otorga una mayor interacción e introducción del jugador con el juego, además de hacer el progreso del mismo mucho más llamativo en comparación con los sprites empleados para la parte jugable. En sus comienzos era una manera efectiva pero cara de hacer más atractivos a los videojuegos. El objetivo de la tercera generación (3G) de comunicaciones inalámbricas es proporcionar comunicaciones inalámbricas de alta velocidad para soportar no sólo voz, sino también multimedia (datos y vídeo). Como resultado, 3G puede aportar apoyo para las aplicaciones multimedia más exigentes, como la videoconferencia, voz sobre IP (VoIP), vídeo de movimiento completo y streaming de música, a la vez que también ofrece servicios WEB más rápidos

IMT-2000 Se presentaron 5 tecnologías candidatas y finalmente la ITU no se decantó por ninguna de ellas (hubiera sido conflictivo), sino que redefinió IMT-2000 como una “familia de estándares La iniciativa IMT-2000 (International Mobile Telecommunications System – 2000) de la ITU definió qué condiciones debían cumplir las tecnologías candidatas a ser la tecnología global de tercera generación, “3G”: IMT-2000 Cualquier servicio En cualquier lugar En todo momento

Evolución de la telefonía móvil La tecnología UMTS
FMV: full motion video UMTS está gestionado por la organización 3GPP surgida de ETSI, también responsable de GSM, GPRS y EDGE. La tecnología HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), también denominada 3.5G, 3G+ o mini 3G High-Speed Uplink Packet Access (HSUPA) is a 3G mobile telephony protocol in the HSPA family with up-link speeds up to 5.76 Mbit/s. The name HSUPA was created by Nokia. Evolution-Data Optimized (EV-DO, EVDO, etc.) is a telecommunications standard for the wireless transmission of data through radio signals, typically for broadband Internet access. EV-DO is an evolution of the CDMA2000 (IS-2000) standard that supports high data rates and can be deployed alongside a wireless carrier's voice services LTE, an abbreviation for Long-Term Evolution, commonly marketed as 4G LTE, is a standard for wireless communication of high-speed data for mobile phones and data terminals. It is based on the GSM/EDGE and UMTS/HSPA network technologies, increasing the capacity and speed using a different radio interface together with core network improvements.[ EDGE es el acrónimo para Enhanced Data Rates for GSM Evolution (tasas de Datos Mejoradas para la Evolución del GSM) y también conocida como Enhanced GPRS (EGPRS) o GPRS Mejorado. Es una tecnología de telefonía móvil celular, que actúa como puente entre las redes 2G y 3G. EDGE se considera una evolución del GPRS (General Packet Radio Service). Esta tecnología funciona con redes GSM (Global System for Mobile communications). Aunque EDGE funciona con cualquier GSM que tenga implementado GPRS, el operador debe implementar las actualizaciones necesarias, además no todos los teléfonos móviles soportan esta tecnología. EDGE, o EGPRS, puede ser usado en cualquier transferencia de datos basada en conmutación por paquetes (Packet Switched), como lo es la conexión a Internet. Los beneficios de EDGE sobre GPRS se pueden ver en las aplicaciones que requieren una velocidad de transferencia de datos, o ancho de banda altos, como video u otros servicios multimedia. [STAL01] William Stallings: Comunicaciones y Redes de Computadores. Prentice Hall Servicio Avanzado de Telefonía Móvil (AMPS, Advanced Mobile Phone Service), desarrollado por AT&T. Acceso múltiple por división de código (CDMA). GSM (Global System for Mobile Communications – Sistema Global para las comunicaciones Móviles) Los SMS (Short Messages Service, servicio de mensajes cortos) se transmitían inicialmente por canales auxiliares de señalización interna de las redes, diseñados para transmitir muy poca información. Una tarjeta SIM (acrónimo en inglés de subscriber identity module, en español módulo de identificación de abonado) es una tarjeta inteligente desmontable usada en teléfonos móviles y módems HSPA o LTE que se conectan al puerto USB. Las tarjetas SIM almacenan de forma segura la clave de servicio del suscriptor usada para identificarse ante la red, de forma que sea posible cambiar la línea de un terminal a otro simplemente cambiando la tarjeta. La Conferencia Europea de Administraciones de Correos y Telecomunicaciones (CEPT, siglas de su nombre en francés Conférence européenne des administrations des postes et des télécommunications) es un organismo internacional que agrupa a las entidades responsables en la administración pública de cada país europeo de las políticas y la regulación de las comunicaciones, tanto postales como de telecomunicaciones. General Packet Radio Service (GPRS) o servicio general de paquetes vía radio creado en la década de los 80 es una extensión del Sistema Global para Comunicaciones Móviles (Global System for Mobile Communications o GSM) para la transmisión de datos mediante conmutación de paquetes. Existe un servicio similar para los teléfonos móviles, el sistema IS-136. Permite velocidades de transferencia de 56 a 114 kbps 1980 1990 1999 2001+ 2005 2010 1G Analógico. Solo voz. Celda: 20km. No estandarizado 2G Digital. Cifrado. SMS. SIM 20kbps. Estándar CEPT 2.5G Digital. SMS.MMS. WAP.P2P. 114kbps (GPRS) 3G FMV. Música Juegos 3D. Web. 2 Mbps (UMTS). Estándar 3GPP 3+G 3G potenciado 14Mbps 4G Convergencia de EVDO y UMTS 300Mbps AMPS USA TMA España IS-95A USA,… GSM Mundial IS-95B USA,… GPRS HSCSD Europa EDGE Incorpora algunas mejoras de EDGE CDMA2000 USA UMTS Eur, Jap EV-DO USA, Can HSDPA HSUPA HSPA+ LTE Eur, Jap

Sistemas 3G Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) y High-Speed Packet Access (HSPA)
El Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles (UMTS) es un sistema de telecomunicaciones inalámbricas de tercera generación y siguió los pasos de Sistema Global para Comunicaciones Móviles (GSM) y General Packet Radio Service (GPRS). Desde GSM se estandarizó en la década de 1980, se habían realizado enormes progresos en muchas áreas de las telecomunicaciones. Esto permitió a los diseñadores de sistemas al final de la década de 1990 para diseñar un nuevo sistema que iba mucho más allá de las capacidades de GSM y GPRS. UMTS combina las propiedades de la red de voz por conmutación de circuitos con las propiedades de la red de datos de conmutación de paquetes y ofrece una multitud de nuevas posibilidades en comparación con los sistemas anteriores. UMTS no se definió a partir de cero y vuelve a utilizar una gran cantidad de GSM y GPRS. Por lo tanto, se ofrece, tan solo, una visión general de las ventajas y mejoras de UMTS en comparación con sus predecesores, que han sido descritos en los capítulos anteriores. Después de una descripción general del sistema de extremo a extremo, el foco del capítulo es entonces sobre la funcionalidad de la red de acceso radio UMTS. Nuevos conceptos como los mecanismos de control de recursos de radio (RRC), así como cambios en la movilidad, control de llamadas y la gestión de sesiones también se describen en detalle. Con los años, el sistema de red de radio UMTS se ha mejorado significativamente y ahora ofrece velocidades de banda ancha mucho más allá del diseño original. Estas mejoras de alta velocidad se refieren como Packet Access de alta velocidad (HSPA). Una visión general de las distintas mejoras con el tiempo se da en mas adelante y una visión más detallada de las características clave de acceso Internet de banda ancha sigue en la segunda parte de este capítulo. Algunos operadores lanzan EDGE en paralelo con el lanzamiento de 3G, como Telecom Italia (con considerables complicaciones debido a la inestabilidad de ambas tecnologías nuevas). Otros países, (ES, UK…) lanzan 3G y el EDGE parece ya innecesario. El detonante para el despliegue en muchos países es el lanzamiento del iPhone 2G (que soporta EDGE), y que con “solo GPRS” aporta una experiencia de usuario muy frustrante (por la lentitud de la conexión). El Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles (UMTS) es un sistema de tercera generación, resultado de la evolución GSM y GPRS. UMTS combina las propiedades de la red de voz por conmutación de circuitos con las propiedades de la red de datos de conmutación de paquetes UMTS no se definió a partir de cero, ya reutiliza muchos elementos arquitectónicos de GSM y GPRS La iniciativa IMT-2000 (International Mobile Telecommunications System – 2000) de la ITU definió qué condiciones debían cumplir las tecnologías candidatas a ser la tecnología global de tercera generación y 3GPP definió la migración de GSM a UMTS Con los años, el sistema de red de radio UMTS se ha mejorado significativamente y ahora ofrece velocidades de banda ancha mucho más allá del diseño original. Estas mejoras de alta velocidad se refieren como High-Speed Packet Access (HSPA).

CDMA (1) Acceso múltiple por división de código
Con GPRS, sólo fue posible agrupar los intervalos de tiempo en una sola frecuencia portadora. Por lo tanto, era teóricamente posible agrupar hasta ocho ranuras de tiempo. En una red operativa, sin embargo, era raro que un dispositivo móvil se asigna más de cuatro a cinco intervalos de tiempo, como algunos de los intervalos de tiempo de un portador se utilizaron para la llamadas de voz de otros usuarios. Por otra parte, en el lado de dispositivo móvil, la mayoría de teléfonos sólo podían manejar cuatro o cinco intervalos de tiempo a la vez en la dirección de enlace descendente. Una estación base GSM fue diseñado inicialmente para el tráfico de voz, que sólo requiere una pequeña cantidad de capacidad de transmisión. Esta es la razón por estaciones base GSM se conectan normalmente al BSC a través de una sola 2 Mbit / s E-1 de conexión. Dependiendo del número de frecuencias y sectores de la estación de base de portadora, se utilizó sólo una fracción de la capacidad de la conexión E-1. La ranuras de tiempo 64 kbit / s restante se utilizaron para otras estaciones base. Además, la capacidad de procesamiento de las estaciones base GSM sólo estaba diseñado para soportar los requerimientos modestos para procesamiento de voz en lugar de las capacidades de transmisión de datos de alta velocidad-computación intensiva requeridas hoy. El principio de CDMA también puede ser descrito dentro de ciertos límites con la siguiente analogía: Comunicación durante una conferencia. Por lo general, sólo hay una persona que habla a la vez, mientras que muchas personas en la habitación están sólo escuchando. El ancho de banda del "canal de transmisión" es alto, ya que sólo es utilizado por una sola persona. Al mismo tiempo, sin embargo, el susurro de los estudiantes crea un ligero ruido de fondo que no tiene impacto en la transmisión (del que habla), debido a su bajo volumen. Estos escenarios son análogos a un sistema UMTS como sigue: Si sólo unos pocos usuarios se comunican con una estación base al mismo tiempo, cada usuario experimentará solamente baja interferencia en el canal de transmisión. Por lo tanto, la potencia de transmisión puede ser bastante baja y la estación base seguirá siendo capaz de distinguir la señal de otras fuentes. Esto también significa que el ancho de banda disponible por usuario es alta y se puede utilizar si es necesario para aumentar la velocidad de transmisión. Si los datos se envían más rápido, la potencia de señal debe aumentarse para obtener una señal más favorable a ruido. Dado que sólo unos pocos usuarios están utilizando el canal de transmisión en este escenario, el aumento de la velocidad de transmisión no es un problema ya que todos los demás son capaces de compensar. Si muchos usuarios se comunican con una estación base al mismo tiempo, todos los usuarios experimentarán un alto ruido de fondo. Esto significa que todos los usuarios tienen que enviar en una potencia superior para superar el ruido de fondo. Como cada usuario en este escenario aún puede aumentar el nivel de potencia, el sistema permanece estable. Esto significa que la velocidad de transmisión no sólo está limitada por el ancho de banda 5 MHz del canal de transmisión, sino también por el ruido generado por otros usuarios de la célula. A pesar de que el sistema sigue siendo estable, podría no ser posible aumentar la velocidad de transmisión de datos para algunos usuarios que están más lejos de la estación base, ya que no pueden aumentar su potencia de transmisión más y por lo tanto no puede llegar a la relación señal a ruido requerida para una velocidad de transmisión más alta La mejora más importante de UMTS fue el uso de un nuevo esquema de acceso al medio en la interfaz aérea. En lugar de utilizar un esquema de FTDMA1 como por GSM, UMTS introdujo una nueva técnica para permitir que una única estación base pudiese comunicarse con muchos usuarios al mismo tiempo. Este método se llama Code Division Multiple Access (CDMA). Contrariamente al multiplexado de la frecuencia y el tiempo de GSM, todos los usuarios se comunican en la misma frecuencia portadora y, al mismo tiempo. 1. FTDMA: Frequency-Time Division Multiple Access

CDMA (2) Acceso múltiple por división de código
CDMA se había utilizado ya en la 2G americana, el IS-95. Liderado por Qualcomm En los sistemas CDMA todos los usuarios transmiten en el mismo ancho de banda simultáneamente, a los sistemas que utilizan este concepto se les denomina "sistemas de espectro disperso". En esta técnica de transmisión, el espectro de frecuencias de una señal de datos es esparcido usando un código no relacionado con dicha señal. Como resultado el ancho de banda es mucho mayor. En vez de utilizar las ranuras de tiempo o frecuencias, como lo hacen las tecnologías tradicionales, usa códigos matemáticos para transmitir y distinguir entre conversaciones inalámbricas múltiples. Los códigos usados para el esparcimiento tienen valores pequeños de correlación y son únicos para cada usuario. Los usuarios comparten la misma banda de frecuencia y cada señal es identificada por un código especial, que actúa como una clave reconocida por el transmisor y el receptor Con GPRS, sólo fue posible agrupar los intervalos de tiempo en una sola frecuencia portadora. Por lo tanto, era teóricamente posible agrupar hasta ocho ranuras de tiempo. En una red operativa, sin embargo, era raro que un dispositivo móvil se asigna más de cuatro a cinco intervalos de tiempo, como algunos de los intervalos de tiempo de un portador se utilizaron para la llamadas de voz de otros usuarios. Por otra parte, en el lado de dispositivo móvil, la mayoría de teléfonos sólo podían manejar cuatro o cinco intervalos de tiempo a la vez en la dirección de enlace descendente. Una estación base GSM fue diseñado inicialmente para el tráfico de voz, que sólo requiere una pequeña cantidad de capacidad de transmisión. Esta es la razón por estaciones base GSM se conectan normalmente al BSC a través de una sola 2 Mbit / s E-1 de conexión. Dependiendo del número de frecuencias y sectores de la estación de base de portadora, se utilizó sólo una fracción de la capacidad de la conexión E-1. La ranuras de tiempo 64 kbit / s restante se utilizaron para otras estaciones base. Además, la capacidad de procesamiento de las estaciones base GSM sólo estaba diseñado para soportar los requerimientos modestos paraprocesamiento de voz en lugar de las capacidades de transmisión de datos de alta velocidad-computación intensiva requeridas hoy. El principio de CDMA también puede ser descrito dentro de ciertos límites con la siguiente analogía: Comunicación durante una conferencia. Por lo general, sólo hay una persona que habla a la vez, mientras que muchas personas en la habitación son sólo escuchando. El ancho de banda del "canal de transmisión" es alta, ya que sólo es utilizado por una sola persona. Al mismo tiempo, sin embargo, el susurro de los estudiantes crea un ligero ruido de fondo que no tiene impacto en la transmisión (del que habla), debido a su bajo volumen. Estos escenarios son análogos a un sistema UMTS como sigue: Si sólo unos pocos usuarios se comunican con una estación base al mismo tiempo, cada usuario experimentará solamente baja interferencia en el canal de transmisión. Por lo tanto, la potencia de transmisión puede ser bastante baja y la estación base seguirá siendo capaz de distinguir la señal de otras fuentes. Esto también significa que el ancho de banda disponible por usuario es alta y se puede utilizar si es necesario para aumentar la velocidad de transmisión. Si los datos se envían más rápido, la potencia de señal debe aumentarse para obtener una señal más favorable respecto al ruido. Dado que sólo unos pocos usuarios están utilizando el canal de transmisión en este escenario, el aumento de la velocidad de transmisión no es un problema ya que todos los demás son capaces de compensar. Si muchos usuarios se comunican con una estación base al mismo tiempo, todos los usuarios experimentarán un alto ruido de fondo. Esto significa que todos los usuarios tienen que enviar en una potencia superior para superar el ruido de fondo. Como cada usuario en este escenario aún puede aumentar el nivel de potencia, el sistema permanece estable. Esto significa que la velocidad de transmisión no sólo está limitada por el ancho de banda 5 MHz del canal de transmisión, sino también por el ruido generado por otros usuarios de la célula. A pesar de que el sistema sigue siendo estable, podría no ser posible aumentar la velocidad de transmisión de datos para algunos usuarios que están más lejos de la estación base, ya que no pueden aumentar su potencia de transmisión más y por lo tanto no puede llegar a la relación señal a ruido requerida para una velocidad de transmisión más alta CDMA utiliza una codificación, antes de la transmisión, que permite embutir todos los canales de tráfico de cada usuario en un solo canal radio. Los usuarios comparten tiempo y frecuencia, y se diferencian por su código Modulación QPSK F Potencia F Canal 1 Código 1 T C Canal 2 Código 2 Canal 3 Código 3 Canal 4 Código 4 Usuario 4:128 Kbps (datos) F Usuario 3: 12.2 Kbps (voz) Usuario 2: 12.2 Kbps (voz) Usuario 1: 12.2 Kbps (voz) T Aumento de la potencia para mejorar la velocidad en un escenario CDMA QPSK: Quadrature Phase-Shift Keying

Public land mobile network (PLMN)
UMTS (3G) Subsistemas Una red GSM está dividida en tres subsistemas que se describen en más detalle a continuación: El Subsistema de Estaciones Base (BSS), que también se llama "red de radio ', contiene todos los nodos y funcionalidades que son necesarios para conectarse de forma inalámbrica los suscriptores móviles a través de la interfaz de radio a la red. La interfaz de radio por lo general se refirió también a como la "interfaz de aire '. El subsistema de red (NSS), que también se llama "red central ', contiene todos los nodos y funcionalidades que son necesarias para la conmutación de llamadas, por gestión de abonados y gestión de la movilidad. El subsistema de red inteligente (IN) comprende las bases de datos de CPS que añaden funcionalidad opcional a la red. Uno de los opcionales más importantes en la funcionalidad de una red móvil es el servicio de prepago, que permite a los suscriptores para financiar primero una cuenta con una cierta cantidad de dinero que puede ser utilizado para servicios de red, como llamadas telefónicas, Short Messaging Service (SMS) y, por supuesto, servicios de datos a través de GPRS y UMTS como se describe en los capítulos 2 y 3. Cuando un abonado de prepago utiliza un servicio de la red, el responsable en el nodo se pone en contacto y la cantidad que cobra el operador de red para un servicio, se deducen de la cuenta en tiempo real. Public land mobile network (PLMN) PSTN Iu-CS UTRAN CN PSTN Uu CS UE Gi Iu-PS PSDN PS RNS: Radio network system UTRAN: UMTS terrestrial radio access network RNC — Radio Network Controller CN: Core network CS: circuit Switched PS: Packet switched Network Switching Subsystem Base Station Subsystem Network Management Subsystem Packet Switched Data Network (PSDN) Public Switched Telephone Network (PSTN)

(UMTS Subscriber Identity Module)
UMTS (3G) Arquitectura MS: Mobile Station NSS: Network subsystem MSC: Mobile Switching Center BSC: Base Station Controller BTS: Base Transceiver Station GMSC: Gateway Mobile Switching Center HLR: Home Location Register VLR: Visitor Location Register AuC: Authentication Center EIR: Equipment Identity Register PCU: Packet Control Unit SGSN: Serving GPRS Support Node RNC — Radio Network Controller RNS: Radio network system UTRAN: UMTS terrestrial radio access network RNC — Radio Network Controller CN: Core network CS: circuit Switched PS: Packet switched UTRAN CN CS HLR RNS RNS PSTN RNC Gb MSC VLR IuCS E Iub 3G ME (V+D) Nodo B GMSC IuPS Iur PS USIM (UMTS Subscriber Identity Module) RNS Gb PSDN IuCS RNC Iub IuPS Gn Gi 3G ME (V+D) Nodo B 3G.SGSN 3G.GGSN L1, L2 e IP

UMTS Arquitectura mixta UMTS+GSM
MS: Mobile Station NSS: Network subsystem MSC: Mobile Switching Center BSC: Base Station Controller BTS: Base Transceiver Station GMSC: Gateway Mobile Switching Center HLR: Home Location Register VLR: Visitor Location Register AuC: Authentication Center EIR: Equipment Identity Register PCU: Packet Control Unit SGSN: Serving GPRS Support Node RNC — Radio Network Controller RNS: Radio network system UTRAN: UMTS terrestrial radio access network RNC — Radio Network Controller NSS HLR A otros BSCs BSS PSTN BSC 2G MS (V+D) BTS MSC VLR E Abis A GMSC PCU USIM (UMTS Subscriber Identity Module) RNS GPRS RNC Gb PSDN IuCS Iub IuPS Gn 3G ME (V+D) Nodo B SGSN GGSN Red Eth, ATM, o IP E1, FR, o IP

UMTS Nuevos servicios El protocolo de aplicaciones inalámbricas, en inglés: Wireless Application Protocol (WAP), es un estándar abierto internacional para aplicaciones que utilizan las comunicaciones inalámbricas, por ejemeplo: acceso a servicios de Internet desde un teléfono móvil. Se trata de la especificación de un entorno de aplicación y de un conjunto de protocolos de comunicaciones para normalizar el modo en que los dispositivos inalámbricos, se pueden utilizar para acceder a correo electrónico, grupo de noticias y otros. WAP define un entorno de aplicación y una pila de protocolos para aplicaciones y servicios accesibles a través de terminales móviles. Consiste en un conjunto de especificaciones, definidas por la OMA/WAP Forum, que permiten que los desarrolladores diseñen aplicaciones de interconexión para terminales móviles, típicamente teléfonos. Una aplicación móvil, apli o app (en inglés) es una aplicación informática diseñada para ser ejecutada en teléfonos inteligentes, tabletas y otros dispositivos móviles. Por lo general se encuentran disponibles a través de plataformas de distribución, operadas por las compañías propietarias de los sistemas operativos móviles como Android, iOS, BlackBerry OS, Windows Phone, entre otros. Existen aplicaciones móviles gratuitas u otras de pago, donde en promedio el 20-30% del costo de la aplicación se destina al distribuidor y el resto es para el desarrollador.1 El término app se volvió popular rápidamente, tanto que en 2010 fue listada como Word of the Year (Palabra del Año) por la American Dialect Society. Un navegador web (en inglés, web browser) es un software, aplicación o programa que permite el acceso a la Web, interpretando la información de distintos tipos de archivos y sitios web para que estos puedan ser visualizados. La funcionalidad básica de un navegador web es permitir la visualización de documentos de texto, posiblemente con recursos multimedia incrustados. Además, permite visitar páginas web y hacer actividades en ella, es decir, enlazar un sitio con otro, imprimir, enviar y recibir correo, entre otras funcionalidades más La videollamada, nuevo servicio CS. “La gran esperanza” de los operadores. Servicio de videotelefonía sobre un canal de circuitos de 64 Kbps simétrico, síncrono, y transparente. Los datos a gran velocidad. 384 Kbps DL / 128 Kbps UL. La “oficina móvil” se hacía realidad Sin embargo, durante años los terminales fueron más caros y la batería les duraba mucho menos por la complejidad del procesado 3G El y la navegación por Internet en las pantallas pequeñas era muy difícil, los navegadores no soportaban todo. El WAP sirvió como sustituto en algunos casos. Hoy las “Apps” ofrecen una forma de acceder a información concreta sin tener que navegar

HSPA (3.5G) 'Wideband Code Division Multiple Access' (en español Acceso múltiple por división de código de banda ancha) cuyo acrónimo es WCDMA, es la tecnología de acceso móvil en la que se basan varios estándares de telefonía móvil de tercera generación (3G), entre ellos el estándar UMTS. El bitrate del UL no mejora nada con HSDPA. Sigue usando canales dedicados R99 de 64, 128 y 384 Kbps Con los años, el sistema de red de radio UMTS se ha mejorado significativamente y ahora ofrece velocidades de banda ancha mucho más allá del diseño original. Estas mejoras de alta velocidad son refereridas como High Speed Packet Access (HSPA). High Speed Packet Access (HSPA) es una amalgama de dos protocolos de telefonía, que extienden y mejoran el rendimiento del acceso radio WCDMA: High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) y High Speed Uplink Packet Access (HSUPA) 3.5G introduce muchas nuevas características que mejorarán la tecnología UMTS en el futuro. Éstas incluyen: Modulación y codificación adaptativa (AMC) La compatibilidad hacia atrás con 3G Interfaz aire mejorado

Evolución de la telefonía móvil La tecnología LTE. Convergencia
FMV: full motion video UMTS está gestionado por la organización 3GPP surgida de ETSI, también responsable de GSM, GPRS y EDGE. La tecnología HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), también denominada 3.5G, 3G+ o mini 3G High-Speed Uplink Packet Access (HSUPA) is a 3G mobile telephony protocol in the HSPA family with up-link speeds up to 5.76 Mbit/s. The name HSUPA was created by Nokia. Evolution-Data Optimized (EV-DO, EVDO, etc.) is a telecommunications standard for the wireless transmission of data through radio signals, typically for broadband Internet access. EV-DO is an evolution of the CDMA2000 (IS-2000) standard that supports high data rates and can be deployed alongside a wireless carrier's voice services LTE, an abbreviation for Long-Term Evolution, commonly marketed as 4G LTE, is a standard for wireless communication of high-speed data for mobile phones and data terminals. It is based on the GSM/EDGE and UMTS/HSPA network technologies, increasing the capacity and speed using a different radio interface together with core network improvements.[ EDGE es el acrónimo para Enhanced Data Rates for GSM Evolution (tasas de Datos Mejoradas para la Evolución del GSM) y también conocida como Enhanced GPRS (EGPRS) o GPRS Mejorado. Es una tecnología de telefonía móvil celular, que actúa como puente entre las redes 2G y 3G. EDGE se considera una evolución del GPRS (General Packet Radio Service). Esta tecnología funciona con redes GSM (Global System for Mobile communications). Aunque EDGE funciona con cualquier GSM que tenga implementado GPRS, el operador debe implementar las actualizaciones necesarias, además no todos los teléfonos móviles soportan esta tecnología. EDGE, o EGPRS, puede ser usado en cualquier transferencia de datos basada en conmutación por paquetes (Packet Switched), como lo es la conexión a Internet. Los beneficios de EDGE sobre GPRS se pueden ver en las aplicaciones que requieren una velocidad de transferencia de datos, o ancho de banda altos, como video u otros servicios multimedia. [STAL01] William Stallings: Comunicaciones y Redes de Computadores. Prentice Hall Servicio Avanzado de Telefonía Móvil (AMPS, Advanced Mobile Phone Service), desarrollado por AT&T. Acceso múltiple por división de código (CDMA). GSM (Global System for Mobile Communications – Sistema Global para las comunicaciones Móviles) Los SMS (Short Messages Service, servicio de mensajes cortos) se transmitían inicialmente por canales auxiliares de señalización interna de las redes, diseñados para transmitir muy poca información. Una tarjeta SIM (acrónimo en inglés de subscriber identity module, en español módulo de identificación de abonado) es una tarjeta inteligente desmontable usada en teléfonos móviles y módems HSPA o LTE que se conectan al puerto USB. Las tarjetas SIM almacenan de forma segura la clave de servicio del suscriptor usada para identificarse ante la red, de forma que sea posible cambiar la línea de un terminal a otro simplemente cambiando la tarjeta. La Conferencia Europea de Administraciones de Correos y Telecomunicaciones (CEPT, siglas de su nombre en francés Conférence européenne des administrations des postes et des télécommunications) es un organismo internacional que agrupa a las entidades responsables en la administración pública de cada país europeo de las políticas y la regulación de las comunicaciones, tanto postales como de telecomunicaciones. General Packet Radio Service (GPRS) o servicio general de paquetes vía radio creado en la década de los 80 es una extensión del Sistema Global para Comunicaciones Móviles (Global System for Mobile Communications o GSM) para la transmisión de datos mediante conmutación de paquetes. Existe un servicio similar para los teléfonos móviles, el sistema IS-136. Permite velocidades de transferencia de 56 a 114 kbps 1980 1990 1999 2001+ 2005 2010 1G Analógico. Solo voz. Celda: 20km. No estandarizado 2G Digital. Cifrado. SMS. SIM 20kbps. Estándar CEPT 2.5G Digital. SMS.MMS. WAP.P2P. 114kbps (GPRS) 3G FMV. Música Juegos 3D. Web. 2 Mbps (UMTS). Estándar 3GPP 3+G 3G potenciado 14Mbps 4G Convergencia de EVDO y UMTS 300Mbps AMPS USA TMA España IS-95A USA,… GSM Mundial IS-95B USA,… GPRS HSCSD Europa EDGE CDMA2000 USA UMTS Eur, Jap EV-DO USA, Can HSDPA HSUPA HSPA+ All IP LTE Eur, Jap

4G-LTE (Long Term Evolution)
La 4G está basada completamente en el protocolo IP A diferencia de 3G, que se basa en dos infraestructuras paralelas que constan de conmutación de circuitos y conmutación de paquetes, 4G estará basada en conmutación de paquetes solamente. La principal diferencia con las generaciones predecesoras son: La capacidad para proveer velocidades de acceso mayores de 100 Mbit/s en movimiento y 1 Gbit/s en reposo, Calidad de servicio (QoS) de punta a punta Alta seguridad que permitirá ofrecer servicios de cualquier clase en cualquier momento, en cualquier lugar, con el mínimo coste posible. El estándar LTE (Long Term Evolution) de la norma 3GPP es considerado 3.9G porque no es compatible con IMT-2000 LTE Advanced (LTE-A) = LTE+ (Release 10) es candidata a 4G = “IMT Advanced” (ITU)

LTE vs UMTS Subsistemas
Public land mobile network (PLMN) UE EUTRAN CN PSTN PSDN CS PS Gi Uu Iu-CS Iu-PS Public land mobile network (PLMN) UE E-UTRAN EPC SGI PSDN Uu S1 RNS: Radio network system UTRAN: UMTS terrestrial radio access network RNC: Radio Network Controller PS: Packet switched EPC: Evolved Packet Core E-UTRAN Evolved-UTRAN Packet Switched Data Network (PSDN) Public Switched Telephone Network (PSTN)

LTE Acceso radio OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access)
La Multiplexación por División de Frecuencias Ortogonales, en inglés Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), o Discrete Multi-tone Modulation (DMT) es una técnica de transmisión que consiste en la multiplexación de un conjunto de ondas portadoras de diferentes frecuencias, donde cada una transporta información, la cual es modulada en QAM o en PSK. Estas ondas portadoras de distintas frecuencias, fueron generadas por la división de una onda portadora central con ancho de banda B en pequeñas portadoras B1, B2, B3...Bn, es decir, si no utilizáramos la técnica de transmisión OFDM, nosotros enviaríamos normalmente la información en una única onda portadora con ancho de banda B, pero al utilizar la técnica OFDM dividimos esa onda portadora en varias ondas portadoras (subportadoras) con menor ancho de banda para que estas tengan una mejor respuesta en frecuencia (mayor ganancia y desvanecimiento plano), haciendo analogía con la transmisión vía IP, sería como en vez de enviar un paquete extenso, enviaramos varios paquetes pequeños pero con menor susceptibilidad de perderse. Cabe mencionar, que luego de la multiplexación de las subportadoras o cuando ya tenemos el flujo OFDM, es agregado al flujo un Prefijo Cíclico, o comúnmente llamado intervalo de guarda, esto para ayudar a enfrentar los efectos de los atrasos de llegada de las señales OFDM por culpa del ambiente multitrayecto. OFDMA es una tecnología de espectro ensanchado que permite asignar un número diferente de subportadoras1 a cada uno de los usuarios garantizando así, una diferente calidad de servicio (QoS) en función del ancho de banda asignado. Se combina con TDMA Muy robusta respecto a la distorsión multitrayecto Es muy apropiada para evitar las interferencias y el desvanecimiento s1 s2 s3 s4 F P T Sub-portadoras s1 s2 s3 s4 F P T Sub-portadoras Sin datos Usuario 1 Usuario 2 Usuario 3 OFDM OFDMA Usuario 4 1. Ortogonales entre sí= Desfase de 90 grados

LTE MIMO MIMO es el acrónimo en inglés de Multiple-input Multiple-output (Múltiple entrada múltiple salida). Es un método para la multiplicación de la capacidad de un enlace de radio utilizando múltiples antenas de transmisión y antenas de recepción para explotar la propagación multitrayecto Sin MIMO Con MIMO

Gestión de los túneles con eNodo-B
LTE Arquitectura La arquitectura de red LTE general es similar a la de GSM y UMTS. En principio, la red es separada en una parte de red de radio y una red troncal de paquetes (PC). El número de nodos de la red, sin embargo, se ha reducido al racionalizar la estructura general y reducir el costo y la latencia de la red. El dispositivo más complejo en la red LTE es la estación de base, referido como eNodo-B. A diferencia de UMTS en la estación base en el principio era poco más que un módem inteligente, estaciones base LTE son unidades autónomas. Aquí, se decidió integrar la mayor parte de la funcionalidad que antes era parte del controlador de red de radio (RNC) en la propia estación base. Por lo tanto, la eNodo-B no sólo es responsable de la interfaz aérea, sino también para la gestión de los recursos generales y programación de interfaz de aire; para garantizar la calidad de servicio tales como asegurar la latencia y requisitos mínimos de ancho de banda para los portadores en tiempo real y máximo rendimiento para aplicaciones en segundo plano, dependiendo del perfil de usuario; para el equilibrio de carga entre los diferentes soportes de radio simultáneas a diferentes usuarios; gestión de la movilidad; para la gestión de la interferencia, es decir, para reducir el impacto de sus transmisiones de enlace descendente en las estaciones base vecinas en escenarios borde celular. Más detalles se describen a continuación. Por ejemplo, el eNodo-B decide por sí mismo a entregar las transferencias de datos en curso a un vecino eNodo-B, una novedad en los sistemas 3GPP. También ejecuta el traspaso de forma autónoma desde los nodos de capa superior de la red, que sólo están informados del procedimiento una vez que ha tenido lugar. El nodo de red responsable de todos los intercambios de señalización entre las estaciones base y la red central y entre los usuarios y la red central es la Entidad de Gestión de la Movilidad (MME). La Figura muestra su ubicación en la arquitectura general de la red. En las redes de gran tamaño, por lo general hay muchos MMEs para hacer frente a la cantidad de señalización y debido a la redundancia de estación. Como los MMEs no están involucrados en asuntos de interfaz de aire, la señalización se intercambia con la red de radio se conoce como no-acceso Estrato de señalización (NAS). El S-GW es responsable de la gestión de los túneles de datos de usuario entre el eNodo-B en la red de radio y la red de información de puerta de enlace de paquetes (PDN-GW), que es la puerta de enlace a Internet. Por el lado de la red de radio, termina los túneles S1-UP GTP, y en el lado de red central, termina los túneles S5-UP GTP a la puerta de enlace a Internet. S1 y S5 túneles para un solo usuario son independientes entre sí y se pueden cambiar según sea necesario. Si, por ejemplo, se realiza un traspaso a un eNodo-B bajo el control de la misma MME y S-GW, sólo el túnel S1 necesita ser modificado para redirigir flujo de datos del usuario hacia y desde la nueva estación base. Si la conexión es entregado a un eNodo-B que está bajo el control de una nueva MME y S-GW, el túnel S5 tiene que ser modificado también. El Servidor de Abonados Local (HSS) LTE comparte su base de datos de abonado con el GSM y UMTS. En estos sistemas, la base de datos se conoce como el Home Location Register (HLR) y la parte de aplicación móvil (MAP) esutilizado como el protocolo entre el Centro de Conmutación Móvil (MSC) y el SGSN en el un lado y el HLR en el otro lado. En LTE, un protocolo basado en IP se hace referencia como el diámetro se utiliza para intercambiar información con la base de datos. Se estandarizó en el RFC 3588 [13] y se refiere como S6a. Además, el nombre de la base de datos se ha cambiado a HSS. En la práctica, sin embargo, el HLR y el HSS se combinan físicamente para permitir el roaming transparente entre las diferentes redes de acceso radio. Cada abonado tiene un registro en el HLR / HSS y la mayoría de las propiedades son aplicables para comunicarse a través de todas las redes de acceso de radio. Los parámetros de usuario más importantes en el HSS son 4.2.5 El PDN Gateway El nodo de red central es el PDN-GW. En la práctica, este nodo es la puerta de entrada a Internet y algunos operadores de red también lo utilizan para interconectar a las intranets de las grandes empresas más de un túnel cifrado para ofrecer a los empleados de aquellas empresas de acceso directo a sus redes internas privadas. Como se mencionó en la sección anterior, el PDN-GW termina la interfaz S5. En el plano de usuario, esto significa que los paquetes de datos de un usuario se encapsulan en un túnel de GTP S5 y se remitirán al S-GW, que actualmente es el responsable de este usuario. El S-GW reenvía los paquetes de datos sobre la interfaz S1 a la eNodo-B que actualmente sirve al usuario, desde la cual se envía entonces por la interfaz aérea al dispositivo móvil del usuario. E-UTRAN: Evolved UMTS terrestrial radio access network PDN-GW:PDN gateway SGW: S-Serving GW MME: Entidad de gestión de movilidad E-UTRAN UE eNODE B Iu E-PC HSS UE eNODE B Iu S11 eNODE B Iu eNODE B PSDN S6a E-UTRAN UE eNODE B Iu PDN-GW UE eNODE B Iu S11 S11 S1-MME eNODE B Iu MME Gb S8/S5 eNODE B SGW L1, L2 e IP Datos All IP Gestión de los túneles con eNodo-B Control

Evolución de IMT International Mobile Telecommunications
WIRELESS-MAN. IEEE es una serie de estándares inalámbricos de banda ancha publicados por el Institute of Electrical and Electronics Engineers IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos). Se trata de una especificación para las redes de acceso metropolitanas inalámbricas de banda ancha fijas (no móvil) publicada inicialmente el 8 de abril de En esencia recoge el estándar de facto WiMAX. LTE es un estándar creado por el 3GPP, el mismo organismo que creó GSM y UMTS. Es decir, es un estándar europeo de telefonía móvil celular. Los primeros trabajos para definir LTE comenzaron en La razón ofical de la existencia de LTE es el intento de unificar los distintos estándares 3G existentes hasta la fecha y superar las limitaciones que ofrece UMTS para crecer en velocidad, pero ta mbién hay una razón no oficial: WiMAX móvil sobre el papel era un competidor muy duro para el 3GPP ya que ofrecía velocidades superiores a UMTS. El 3GPP no crea unos estándares cerrados, éstos están en continua evolución. Por ejemplo, UMTS ha evolucionado para tener más velocidad de transmisión con HSDPA, HSUPA y HSPA+ (esto lo vemos cuando en nuestro móvil pone el símbolo H, H+ o 3G+). Los estándares del 3GPP van en forma de releases. Un operador tiene sus estaciones base en una release determinada, y los terminales que salen al mercado cumplen con estas releases. LTE empezó en Release 8. ¿Por qué no en la 1? Símplemente porque la Release 8 tiene extensiones de GSM, UMTS e introduce LTE. Pero el 3GPP siempre está trabajando más allá. En la Release 10, que ya está completamente definida, crea unas extensiones para LTE denominadas LTE Advanced. ¿Con qué objetivo? El nombre lo dice todo, cumplir los requisitos de IMT-Advanced. Es decir, LTE a secas no cumple con lo que dice IMT-Advanced y por tanto no puede ser categorizada como una tecnología de telefonía móvil de cuarta generación (4G). Más bien como una tecnología de 3G muy avanzada (siguiendo con la nomenclatura que dice que HSPA es 3,5G, podríamos decir que LTE es 3,99G). Pero para tener una tecnología 4G deberíamos tener LTE Advanced. En estos momentos la única red del mundo LTE Advanced es la del operador ruso Yota (eso sí, sólo en una pequeña fracción de Moscú). ¿Y por qué tan poco? Simple, apenas hay terminales. Hace unos días Samsung anunció que lanzaba su terminal Samsung Galaxy S4 con LTE Advanced. Este puede ser el pistoletazo de salida. 1985 WCDMA CDMA2000 TD-SCDMA EDGE (UWC-136) WiMAX IMT-Advanced 4G IMT-2000 3G HSPA EV-DO EDGE Evolution HSPA+ HSDPA LTE IMT-2020? LTE-Advanced WirelessMAN-Advanced CONVERGENCIA EvDO UMS Después de una evaluación detallada con criterios técnicos y operativos rigurosos, la UIT ha determinado que "LTE-Avanzada" y "WirelessMAN-avanzada" debe dársele a la designación oficial de IMT-Advanced. CDMA-TDD TDMA-SC FDMA-TDMA OFDMA-TDD-WMAN 2 Mbit/s Gbit/s WirelessMAN-Advanced=WIMAX

Referencias La UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) es el organismo especializado de las Naciones Unidas en el campo de las telecomunicaciones [1] Martin Sauter: TFrom GSM to LTE-Advanced: An Introduction to Mobile Networks and Mobile Broadband, . Wiley 2014 [2] Amitabha Ghosh: Essentials of LTE and LTE-A, . Cambridge University Press 2011

Red fija Telefónica vs. Red móvil Introducción
3 HLR SS7 C 2 2 D xxxxxxxx BSC BTS VLR 3 5 BSC BTS MSC2 VLR 1 MSC1 A E GMSC1 1 3 GMSC2 2 B 1 Central pública de conmutación (SSP) Trunk Señalización SS7 GMSC

Redes avanzadas y servicios

Presentaciones similares

Presentación del tema: "Redes avanzadas y servicios"— Transcripción de la presentación:

Presentaciones similares

Sobre el proyecto

Feedback

Iniciar la sesión

Autorizarse a través de una red social:

Redes avanzadas y servicios

Presentaciones similares

Presentación del tema: "Redes avanzadas y servicios"— Transcripción de la presentación:

Presentaciones similares

Sobre el proyecto

Feedback