TECNOLOGIA DE TELECOMUNICACIONES

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1 TECNOLOGIA DE TELECOMUNICACIONES
TELEFONÍA CELULAR

2 GENERACIÓN 0 Tecnología móvil previa a la era celular.
Instalado en camiones y portafolios. Equipo puesto atrás en el camión (transmisor-receptor, dial). La tecnología fue lanzada por Finlandia. De ahí que fue conocido al país como el primero con red comercial de telefonía móvil.

3 PRIMERA GENERACIÓN (1G)
Apareció en1979 luego se proliferó en la década de los 80’s. La transferencia era analógica y exclusivamente para la voz. La técnica se basaba en redes celulares con múltiples estaciones de base relativamente cercanas, y protocolos para el traspaso entre las celdas cuando el teléfono se movía de una celda a otra. La calidad del enlace era reducida. Velocidad de conexión era menor de 2400 baudios. Utilizaba la técnica de multiplexación conocida como Acceso múltiple por división de Frecuencia (Frecuency Division Multiple Access o FDMA). Que lo que hacía es dividir al espectro disponible en canales, que corresponden a distintos rangos de frecuencia. Siendo estos canales asignados a distintos usuarios y comunicaciones a realizar sin interferirse entre sí. La función de compartir el acceso a los distintos canales era realizado por diferentes métodos tales como TDMA, CDMA o SDMA.

4 PRIMERA GENERACIÓN (1G)
Servicio reducía la cantidad de usuarios que podía atender simultáneamente, ya que la asignación de canal estático tenía esta limitación. La tecnología predominante era la AMPS (Advanced Mobile Phone Service) en Estados Unidos y otros países. Ésta ofrecía 666 canales divididos en 624 canales de voz y 42 canales de señalización de 30 khz. cada uno. Se utilizó TACS (Sistema de comunicación de acceso total) introducido en Reino Unido y contaba con 1000 canales de 25khz cada uno y operaba en la banda de 900 MHz También aparecieron los sistemas MNT (Japonés), C-Netz (alemán) y French Radiocom (Francés). Motorola fue la primera cia. en colocar un teléfono portátil per se. En 1981 Arabia Saudita se inició la primera red de telefonía celular con Roaming Automático, (CIA. NMT).

5 SEGUNDA GENERACIÓN (2G)
Las formas de uso del espectro de frecuencia que utilizaba la 1G era insuficiente para soportar la calidad de servicio que se requería. En 1992, aparecieron los sistemas digitales, y con ello algunas optimizaciones. Se incorporó la característica de enviar mensajes (Short Message Service - SMS). Los sistemas GSM, TDMA (ANSI-136), CDMA (IS-95) Y PDC (Japón) se introdujeron en el mercado. En Estados Unidos se realizó la primera llamada digital en 1990. En 1991 fue instalada la primera red GSM en Europa.

6 SEGUNDA GENERACIÓN (2G)
GSM (Sistema global para las comunicaciones móviles): El estándar más usado en Europa a fines de siglo XX y también se admite en Estados Unidos. Este estándar utiliza las bandas de frecuencia de 900 MHz y de 1800 MHz en Europa. Sin embargo, en Estados Unidos la banda de frecuencia utilizada es la de 1900 MHz Por lo tanto, los teléfonos móviles que pueden funcionar tanto en Europa como en Estados Unidos se denominan teléfonos de tribanda. CDMA (Acceso múltiple por división de código): Utiliza una tecnología de espectro ensanchado que permite transmitir una señal de radio a través de un rango de frecuencia amplio. TDMA (Acceso múltiple por división de tiempo): Emplea una técnica de división de tiempo de los canales de comunicación para aumentar el volumen de los datos que se transmiten simultáneamente. Esta tecnología se usa, principalmente, en el continente americano, Nueva Zelanda y en la región del Pacífico asiático.

7 SEGUNDA GENERACIÓN (2 G)
Los protocolos 2G soportan velocidades de información por voz más altas, pero limitados en comunicación de datos. Mayor calidad de las transmisiones de voz. Mayor capacidad de usuarios. Mayor confiabilidad de las conversaciones La posibilidad de transmitir mensajes alfanuméricos. Servicio permite enviar / recibir mensajes cortos hasta 160 caracteres des desde un teléfono móvil. Navegar por internet wap (wireless Access protocol)

8 ESTÁNDAR GSM El sistema GSM (Groupe Special Mobile) ó sistema global para las comunicaciones, es un estándar para teléfonos celulares con tecnología digital. Por tanto puede conectarse a través del teléfono al computador y puede enviar y recibir mensajes por , faxes, navegar por internet, acceso a la red LAN de una cia., así como transmisión de datos entre otras funciones digitales. El estándar GSM permite una velocidad de datos máxima de 9,6 kbps.

9 Estándar GSM Arquitectura de la red GSM
La red GSM (Sistema global de comunicaciones móviles) es, a comienzos del siglo XXI, el estándar más usado y permite un rendimiento máximo de 9,6 kbps, que permite transmisiones de voz y de datos digitales de volumen bajo. En una red GSM, la terminal del usuario se llama estación móvil. Una estación móvil está constituida por una tarjeta SIM (Módulo de identificación de abonado), que permite identificar de manera única al usuario y a la terminal móvil, o sea, al dispositivo del usuario (normalmente un teléfono portátil).

10 Estándar GSM Las terminales (dispositivos) se identifican por medio de un número único de identificación de 15 dígitos denominado IMEI (Identificador internacional de equipos móviles). Cada tarjeta SIM posee un número de identificación único (y secreto) denominado IMSI (Identificador internacional de abonados móviles). Este código se puede proteger con una clave de 4 dígitos llamada código PIN. Por lo tanto, la tarjeta SIM permite identificar a cada usuario independientemente de la terminal utilizada durante la comunicación con la estación base. Las comunicaciones entre una estación móvil y una estación base se producen a través de un vínculo de radio, por lo general denominado interfaz de aire (o en raras ocasiones, interfaz Um).

11 Estándar GSM Una tarjeta SIM contiene la siguiente información:
El número telefónico del abonado (MSISDN). El número internacional de abonado (IMSI, Identificación internacional de abonados móviles). El estado de la tarjeta SIM. El código de servicio (operador). La clave de autenticación. El PIN (Código de identificación personal). El PUK (Código personal de desbloqueo).

12 GENERACIÓN 2.5 G Muchos de los proveedores de servicios de telecomunicaciones (carriers) se moverán a las redes 2.5G antes de entrar masivamente a 3G. La tecnología 2.5G es más rápida y más económica para actualizar a 3G. La generación 2.5G ofrece características extendidas. Se amplió el estándar GSM para ofrecer capacidades adicionales que los sistemas 2G tales como GPRS (General Packet Radio System) Servicio general de paquetes de radio) que permite velocidades de datos teóricas en el orden de los 114 Kbits/s pero con un rendimiento cercano a los 40 Kbits/s en la práctica. HSCSD (High Speed Circuit Switched Data) (Velocidades de datos mejoradas para la evolución global) cuadriplica las mejoras en el rendimiento de GPRS con la tasa de datos teóricos anunciados de 384 Kbps, por lo tanto, admite aplicaciones de multimedia. EDGE (Enhanced Data Rates for Global Evolution) Notas: Europa y Estados Unidos hizo el cambio a 2.5G en el 2001. Japón fue directo de 2G a 3G en el 2001.

13 ESTÁNDAR EDGE EDGE (Tasas de datos mejoradas para la evolución de GSM)
El estándar EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution, Tasas de datos mejoradas para la evolución de GSM) es la evolución del estándar GSM que modifica el tipo de modulación. Al igual que el estándar GPRS, el EDGE está pensado para ser una transición hacia la tercera generación de la telefonía móvil (3G). También se utiliza el término 2.75G para describir el estándar EDGE. El EDGE utiliza una modulación diferente a la modulación usada por GSM (EDGE emplea la modulación 8-PSK), lo que implica que las estaciones base y las terminales móviles deben ser modificadas para poder admitirlo. El EDGE triplica la velocidad de datos, pero ofrece un área de cobertura menor. En teoría, el EDGE posee un rendimiento de hasta 384 Kbits/s en el caso de estaciones fijas (peatones y vehículos lentos) y hasta 144 Kbits/s para estaciones móviles (vehículos veloces).

14 ESTÁNDAR GPRS Estándar GPRS (Servicio general de paquetes de radio)
El estándar GPRS (General Packet Radio Service) es una evolución del estándar GSM y es por eso que en algunos casos se denomina GSM++ (o GMS 2+). Dado que es un estándar de telefonía de segunda generación que permite una transición hacia la tercera generación (3G), el estándar GPRS por lo general se clasifica como 2.5G. GPRS extiende la arquitectura del estándar GSM para permitir la transferencia de datos del paquete con una tasa de datos teóricos de alrededor de 171,2 Kbits/s (hasta 114 Kbits/s en la práctica). Para el transporte de voz, el estándar GPRS emplea la arquitectura de red GSM y provee acceso a la red de datos (especialmente Internet) por medio del protocolo IP o del protocolo X.25.

15 ESTÁNDAR GPRS GPRS admite características nuevas que no están disponibles en el estándar GSM y que se pueden clasificar en los siguientes tipos de servicios: Servicio de punto a punto (PTP): es la capacidad de conectarse en modo cliente-servidor a un equipo en una red IP. Servicio de punto a multipunto (PTMP): constituye la capacidad de enviar paquetes a un grupo de destinatarios (Multidifusión). Servicio de mensajes cortos (SMS).

16 ESTÁNDAR GPRS Arquitectura de la red GPRS
La integración de GPRS a una arquitectura GSM requiere que se añadan nuevos nodos de red denominados GSN (nodos de soporte GPRS) ubicados en una red de transporte: El router SGSN (Nodo de soporte de servicio GPRS) gestiona las direcciones de las terminales de la celda y proporciona la transferencia de la interfaz de paquetes con la pasarela GGSN. La pasarela GGSN (Nodo de soporte de pasarela GPRS) se conecta con otras redes de datos (Internet). En particular, GGSN debe proporcionar una dirección IP a las terminales móviles durante toda la conexión.

17 ESTÁNDAR GPRS GPRS integra el concepto de calidad de servicio (abreviado QoS), que representa la capacidad de adaptar el servicio a las necesidades de una aplicación. Los criterios de calidad de servicio son los siguientes: Prioridad confiabilidad GPRS define dos clases de confiabilidad: demora rendimiento El estándar GPRS especifica 4 esquemas de codificación, llamados CS-1, CS-2, CS-3 y CS-4. Cada uno define el nivel de protección de los paquetes contra interferencias para poder degradar la señal según la distancia entre las terminales móviles y las estaciones base. Cuanto mayor sea la protección, menor será el rendimiento:

18 TERCERA GENERACIÓN (3G)
Las especificaciones IMT-2000 (Telecomunicaciones móviles internacionales para el año 2000) de la Unión internacional de telecomunicaciones (ITU) definieron las características de la G3 (tercera generación de telefonía móvil). Las características más importantes son: Alta velocidad de transmisión de datos : 144 Kbps con cobertura total para uso móvil. 384 Kbps con cobertura media para uso de peatones. 2 Mbps con áreas de cobertura reducida para uso fijo. Compatibilidad mundial. Usos multimedia, por ejemplo, transmisión de videos, video conferencias o acceso a Internet de alta velocidad. Las redes de G3 utilizan bandas con diferentes frecuencias a las redes anteriores: 1885 a 2025 MHz y 2110 a 2200 MHz. Compatibilidad de los servicios móviles de G3 con las redes de segunda generación.

19 ESTÁNDAR UMTS En Europa se llama UMTS (Sistema universal de telecomunicaciones móviles) y emplea codificación W-CDMA (Acceso múltiple por división de código de banda ancha). La tecnología UMTS usa bandas de 5 MHz para transferir voz y datos con velocidades de datos que van desde los 384 Kbps a los 2 Mbps, superior a las líneas RDSI y ADSL estándar. A través del UMTS es posible ofrecer nuevos servicios multimedia, tales como videotelefonía, descarga de ficheros a gran velocidad o juegos interactivos y multijugador, desde dispositivos móviles.

20 TERCERA GENERACIÓN (3G)
El HSDPA (Acceso de alta velocidad del paquete de Downlink) es un protocolo de telefonía móvil de tercera generación, apodado "G3.5", que puede alcanzar velocidades de datos en el orden de los 8 a 10 Mbps.

21 La cuarta generación 4G Estándares propuestos
La tecnología LTE (Long Term Evolution) es una versión mejorada del UMTS manteniendo coexistencia con los stándares actuales. Esta tecnología es soportada por Nokia y Siemens y ya se están realizando pruebas de velocidad. UMB (Ultra Mobile Broadband) es una versión mejorada del CDMA2000. Está basado en TCP/IP produciéndo velocidades del casi 300 Mbps. WiMax móvil (Worldwide Interoperability for Microwave Access) fue definida en el 2001 y puede ser utilizada por teléfonos fijos como celulares. Nextel invirtió más de 5 mil millones de dólares para desplegar una red en Estados Unidos y varias empresas como Intel y Telmex que están volcándose a esta tecnología

22 ESTANDAR LTE La tecnología LTE funcionará bajo protocolos de Internet (IP) con lo cual se asegura mejor trasmisión de datos basados en este protocolo. China indica que iniciará entre el 2011 y 2012 la telefonía de 4ta. Generación, en donde la tecnología permitirá velocidades de descarga de 100 Mgbits/s. (Responsable de Huawei y LTE). Esta tecnología permite navegar más rápido y con menor latencia, es decir, el tiempo que tardan los datos en llegar desde un punto de la red a otro. También permitirá realizar videollamadas.

23 ESTÁNDAR LTE Una de las características más importantes de LTE Utiliza OFDM o Multiplexación Ortogonal por División de Frecuencia y acepta tanto TDD (time division duplexing) como FDD (frequency division duplexing) para permitir la interoperabilidad con los sistemas celulares y otros sistemas inalámbricos; y tecnología MIMO. Permite a la vez, la conexión aún en movimiento a una velocidad optimizada de hasta 15Km/h, llegando a alcanzar los 120 Km/h en modo de alto rendimiento. Algunas pruebas realizadas comprueban su funcionamiento entre 350 y 500 Km/h. Otro aspecto importante que le permite proyección a esta tecnología es el hecho que soporta sobre 200 usuarios activos en una celda (5MHz) y logra flexibilidad de espectro entre 1,25 y 20MHz.

24 ESTÁNDAR UMB UMB(Ultra-high Mobile Broadband)
Combina lo mejor de muchas tecnologías como CDMA y OFDMA en una única interface de aire y empleando antenas con técnicas MIMO (Multiple Input Multiple Output) y SDMA(Spatial Division Multiple Access) le permite alcanzar velocidades muy altas con muy baja latencia y muy alta eficiencia espectral. UMB es lo que ofrece la tecnología CDMA para el acceso de banda ancha en un futuro próximo lo que se puede considerar como el equivalente de LTE (Long Term Evolution) normada por la 3GPP.

25 TELEFONIA MÓVIL O CELULAR
La telefonía móvil, también llamada telefonía celular, básicamente está formada por dos grandes partes: una red de comunicaciones (o red de telefonía móvil) y los terminales (o teléfonos móviles) que permiten el acceso a dicha red.

26 FUNCIONAMIENTO La comunicación telefónica es posible gracias a la interconexión entre centrales móviles y públicas. Según las bandas o frecuencias en las que opera el móvil, podrá funcionar en una parte u otra del mundo. La telefonía móvil consiste en la combinación de una red de estaciones transmisoras-receptoras de radio (repetidores, estaciones base o BTS) y una serie de centrales telefónicas de conmutación de 1er y 5º nivel (MSC y BSC respectivamente), que posibilita la comunicación entre terminales telefónicos portátiles (teléfonos móviles) o entre terminales portátiles y teléfonos de la red fija tradicional. 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 cambiando la llamada a la siguiente estación base, en forma transparente para el usuario. Es por eso que se dice que las estaciones base forman una red de celdas, cual panal de abeja, sirviendo cada estación base a los equipos móviles que se encuentran en su celda.

27 FUNCIONAMIENTO DE LA TELEFONÍA CELULAR

28 FUNCIONAMIENTO Todas las estaciones base de una red celular están conectadas a un controlador de estaciones base (o BSC), que administra la distribución de los recursos. El sistema compuesto del controlador de estaciones base y sus estaciones base conectadas es el Subsistema de estaciones base (o BSS). Por último, los controladores de estaciones base están físicamente conectados al Centro de conmutación móvil (MSC) que los conecta con la red de telefonía pública y con Internet; lo administra el operador de la red telefónica. El MSC pertenece a un Subsistema de conmutación de red (NSS) que gestiona las identidades de los usuarios, su ubicación y el establecimiento de comunicaciones con otros usuarios.

29 FUNCIONAMIENTO El Registro de ubicación de origen (HLR): es una base de datos que contiene información (posición geográfica, información administrativa, etc.) de los abonados registrados dentro de la zona del conmutador (MSC). El Registro de ubicación de visitante (VLR): es una base de datos que contiene información de usuarios que no son abonados locales. El VLR recupera los datos de un usuario nuevo del HLR de la zona de abonado del usuario. Los datos se conservan mientras el usuario está dentro de la zona y se eliminan en cuanto abandona la zona o después de un período de inactividad prolongado (terminal apagada). El Registro de identificación del equipo (EIR): es una base de datos que contiene la lista de terminales móviles. El Centro de autenticación (AUC): verifica las identidades de los usuarios. La red celular compuesta de esta manera está diseñada para admitir movilidad a través de la gestión de traspasos (movimientos que se realizan de una celda a otra). Finalmente, las redes GSM admiten el concepto de roaming: el movimiento desde la red de un operador a otra.