Title: Redes Celulares
1Redes Celulares
- Wilson Castaño
- Jhony Girón
- Oscar Granada
2(No Transcript)
3TELEFONIA MOVIL O CELULAR (ESTACION BASE DE
TELEFONIA MOVIL CELULAR)
- Se denomina celular en la mayoría de países
latinoamericanos debido a que el servicio
funciona mediante una red de celdas, donde cada
antena repetidora de señal es una célula. Su
principal característica es su portabilidad, que
permite comunicarse desde casi cualquier lugar. - La principal función es la comunicación de voz,
como el teléfono convencional.
4RED CELULAR MSTO CONECTADO A PSTN (MSTO oficina
de Suicheo para teléfonos móviles, y Red
telefónica publica conmutada PSTN )
- Una red telefónica celular comprende múltiples
antenas de transmisión y recepción de baja
potencia distribuidas atreves de un área
geográfica. Cada sitio de celda es relativamente
pequeño, mas o menos circular, el área de
cobertura de cada célula individual sobre pasa o
se sobre pone a células vecinas con un diámetro
celular al redor de una milla hasta un máximo de
5 millas.
5COMO FUNCIONA LA TECNOLOGIA CELULAR La
comunicación telefónica celular 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. 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.(hand-off) Es por eso que se dice que
las estaciones base forman una red de celdas,
cual panal de abejas, sirviendo cada estación
base a los equipos móviles que se encuentran en
su celda.
6GENERACIONES Y ESTANDAR PARA CELULARESSon
numerosos y normalmente incompatibles de una
generación a otra. Los digitales ofrecen mejores
características, manejo de errores, ancho de
banda mejorado atraves de compresión, mayor
seguridad atraves de cifrado y encriptación, lo
mas importante soportan comunicación de datos mas
efectiva.PRIMERA GENERACION O GENERACION 1G O
GENERACION ANALOGATecnologías - AMPS Primera
Tecnología Desarrollada en EU por Motorola y AT
T es análoga y opera en la banda entre los
50Mhz y los 800Mhz, soporta 666 canales y en
algunas aéreas 832. Del total de los
canales adjudicados a cada carrier, 21
canales son los canales no conversacionales dedica
dos a la disposición de llamada, hand - off, y el
colgado de las llamadas. Los restantes canales de
comunicaciones se dividen en canales de voz de
30 kHz, con una separación de 45MHz entre los
canales de avance(forwar) y retroceso(reverse).
AMPS trabaja sobre la base de transmision FDMA
y FDD, AMPS no maneja los datos.
7GENERACIONES Y ESTANDAR PARA CELULARES
- Narrowband AMPS (N -AMPS) AMPS de Banda angosta
- Fue igualmente desarrollada por Motorola,
N-AMPS mejora la utilización del sistema análogo
AMPS. LA capacidad del sistema se mejora al
partir cada canal de 30 kHz en tres canales de 10
kHz, con esto se triplica la capacidad de AMPS.
Muy pocas portadoras de USA usan N-AMPS.
8ESTANDARES 1GTotal Access Communications System
(TACS) Sistema de Comunicación de Acceso Total-
TACS es un derivado de APMS, desarrollado para
ser usado en el Reino Unido en la banda de 900
- MHz. TACS soporta tanto 600 como 1000 canales,
cada uno de 25 kHz, comparado con los 666/832
canales que soporta AMPS. Un variado número fue
desarrollado, incluyendo TACS de banda angosta
(NTACS), TACS extendidos (ETACS), y Sistema de
Comunicaciones de Acceso Total Japonés (Japanese
Total Access Communications System -JTACS). TACS
hallo aceptación en muy pocos países, ha sido
reemplazado en su gran mayoría por GSM, y es
actualmente considerado obsoleto en Reino
Unido.Nordic Mobile Telephone (NMT) Teléfono
Móvil Nórdico - NMT fue desarrollado y puesto en
servicio en los inicios de los años 80 en países
escandinavos, incluyendo Dinamarca, Finlandia
9(No Transcript)
10GENERACION 2G (CELULAR DIGITAL)
- Generacion de la tecnología digital celular
domina el radio celular mundial, habiendo
reemplazado casi completamente los sistemas
análogos. - AMPS Digital (D-AMPS Advanced Mobile Phone System
Acrónimo de Sistema de telefonía móvil avanzada
digital), también es conocida como US-TDMA (Time
División Múltiple Access - Acceso múltiple por
división del tiempo estaudinence). - En norte america el estandar digital opera en los
800Mhz,similar a los primeros AMPS de hecho los
dos pueden coexistir en la misma red. - D - AMPS utiliza las mismas bandas de 30 kHz de
AMPS y soporta hasta 416 canales de
frecuencia por portadora. A través
de Multiplexación por División de
Tiempo (TDM), cada canal de frecuencia se divide
en seis ranuras de tiempo, cada uno de los
cuales operaen el 8 kbps.
11GENERACION 2G
- Sistema Global para Comunicaciones Móviles (GSM
Global System for Mobile Communicactions-). - GSM opera entre las bandas de frecuencia de 800
MHz y 900MHz y es compatible con ISDN
(Intregated Services Digital Net - Red Digital de
Servicios Integrados). GSM corta cada banda de
200 KHz en ocho (8) canales TDMA de 33.8 kbps,
cada uno de los cuales soporta llamadas de voz a
13 kbps - Personal Communications System (PCS Sistema de
Comunicación Personal) - La PCS usa una o más bandas de frecuencia de 1.25
MHz convertida del espectro AMPS existente de
cada portador que usa el servicio. Cada banda de
1.25 MHz se subdivide en 20 portadores, cada uno
de los cuales puede soportar hasta 798 llamadas
simultaneas y agregar ancho de banda hasta 1.288
Mbps
12GENERACION 2G
- Personal Digital Cellular Celular Digital
Personal (PDC) - Inicialmente conocido como Celular Digital
Japonesa (JDC), PDC es un estándar japonés para
sistemas digitales operando en rangos de
frecuencias de 800, 900 MHz, and 1400 MHz. PDC se
deriva de portadores 1600 RF, cada uno de los
cuales soporta tres (3) canales TDMA a 42 kbps,
decodificación de voz completo a 9.6 kbps y
variación media a 5.6 kbps.
13(No Transcript)
14COMUNICACIÓN DE DATOS POR MOVIL
- La comunicación de datos móvil ha sido siempre de
algún modo difícil. - El primer intento data de 1907 cuando las
compañias de comunicaciones experimentaban con
varias soluciones para un problema particular de
campo de tácticas de comunicaciones. - Las redes análogas 1G no fueron diseñadas con
comunicaciones de datos en mente. - Algunos módems fueron desarrollados para
adquirir y manejar variaciones de datos a tasa de
hasta 28.8 kbps bajo condiciones óptimas, pero
las condiciones fueron raramente optimas. - Los factores que afectan la calidad de la señal
incluyen, la distancia entre la estación móvil y
la estación base y la interferencia.
15COMUNICACIÓN DE DATOS POR MOVIL
- Cellular Digital Packet Data (CDPD Celular
digital de paquete de datos) fue formalizado en
1993 por un consorcio de portadores en los
Estados Unidos para resolver este tema. - CDPD opera sobre redes AMPS existentes en bandas
de 800 MHz, tomando ventaja de la inactividad
natural en las redes celulares entre conexiones y
desconexiones, y durante el periodo de receso y
el proceso de transmitir datos en paquetes a
tasas de hasta 19.2 kbps usando tanto el
protocolo de Internet (IP) como la ISO Protocolo
de Red sin Conexión.
16Generación 2.5G y 3G
- En 1992 se inicia a trabajar en el International
Mobile Telecomunication 2000 (ITM-2000). Es una
iniciativa para la arquitectura de la red
inalámbrica del siglo 21. - Soportan muchísimo el incremento en las tasas de
transmisión tanto para las versiones inalámbricas
móviles y fijas. - Todos estos estándares son una extensión de la
tecnología 2G ya que de ella provienen. - Aquí se tienen velocidades más rápidas, soporte
de voz, Short Message Service (SMS) and
Multimedia Messaging Service (MMS) y acceso a
internet. - La red 2.5G corre a través del mismo espectro
que la red 2G y son compatibles entre ellas. Por
lo tanto las velocidades de transmisión son
inferiores a las de las redes 3G.
17Generación 2.5G y 3G
18High-Speed Circuit-Switched Data (HSCSD)
- Es un 2G que se actualiza a GSM diseñado para
mejorar las tasas de transmisión de datos. HSCSD
mejora el rendimiento de canal para un máximo de
14,4 kbps en los servidores de redes GSM que
operan a 1800 MHz, mediante el uso de mecanismos
mejorados de FEC. HSCSD también es compatible con
la concatenación (vinculación) de intervalos de
tiempo múltiples por marco en apoyo a altas
velocidades. Como GSM proporciona conmutación de
circuitos, en vez de conmutación de paquetes, la
conectividad HSCSD es más adecuada para las
aplicaciones orientadas a la conexión, tales como
vídeo y multimedia.
19General Packet Radio Service (GPRS)
- GPRS es un servicio de conmutación de paquetes
que se aprovecha de las franjas de tiempo del GSM
disponibles para comunicaciones de datos y es
compatible con los protocolos X.25 y TCP/IP.
GPRS, un componente importante en la evolución de
GSM, permite altas velocidades en comunicaciones
de móviles, y se considera más útil para
aplicaciones de datos a ráfagas como la
navegación por Internet móvil. Al reunir hasta
ocho canales GSM, GPRS tiene una velocidad de
transmisión teórica de 171,2 kbps, aunque
realista se limita a 115,2 kbps y más típicamente
entre 30-60 kbps. En la práctica, sin embargo,
los operadores GSM del sistema es poco probable
que permiten a un usuario único para acceder a
ocho canales.
20General Packet Radio Service (GPRS)
- En particular, GPRS soporta comunicaciones
simultáneas de voz y datos a través del mismo
enlace inalámbrico, con la voz prevaleciendo
siempre. GPRS define tres clases de equipos
terminales - Clase A terminales de soporte simultáneo de
conmutación de circuitos GSM de voz y servicio de
SMS, así como el trafico de datos GPRS por
conmutación de paquetes. - Clase B terminales que soportan conmutación de
circuitos de voz y datos de conmutación de
paquetes no simultaneo, cambiando automáticamente
entre los dos. - Clase C terminales que soportan cualquiera de
los circuitos de conmutación de voz y de servicio
SMS o servicios de conmutación de paquetes, pero
se debe cambiar manualmente desde una a la otra.
21General Packet Radio Service (GPRS)
- La tasa de bits es sensible al esquema de
codificación en uso, de los cuales hay cuatro.
CS-4 soporta una velocidad de bits de 20 Kbps por
intervalo de tiempo, pero se puede usar cuando la
estación móvil (MS) y la Estación Base (BS) están
en la proximidad. A medida que la distancia
aumenta entre la MS y BS, el esquema de
codificación debe ser más robusto para compensar
la atenuación y el MPI. - CS-4 20 kbps
- CS-3 12 kbps
- CS-2 14.4 kbps
- CS-1 8 kbps
22General Packet Radio Service (GPRS)
- GPRS se puede ejecutar en el modo simétrico o
asimétrico, con la velocidad en cualquier
dirección sensible a la clase de servicio
multislot seleccionado, de los cuales hay 12. La
clase de servicio multislot determina el número
de franjas de tiempo en cada sentido, con cada
intervalo de tiempo soportando una tasa teórica
de datos nominal de 20 Kbps (en realidad 21.4
Kbps). La más simple es el servicio de clase 1,
que soporta una ranura de tiempo en cada
dirección. El más capaz es el servicio de la
clase 12, que admite cuatro ranuras de tiempo en
cada dirección. En términos generales, las clases
de servicio más comunes son de naturaleza
asimétrica, que se adapta a aplicaciones
orientadas a datos en la web de la misma manera
como lo hacen las tecnologías asimétricas de
bucle local de ADSL, PON, y WiMAX.
23Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE)
- Basado en TDMA, EDGE soporta velocidades de
transmisión de datos de hasta 473,6 Kbps en
canales FDD de 200 kHz de ancho a través de una
técnica de modulación mejorada. 8-Phase Shift
Keying (8-PSK) consiste en ocho niveles de cambio
de fase y, por tanto, compatible con tres bits
por símbolo. EDGE soporta 124 canales FDD, cada
uno de ellos admite ocho ranuras de tiempo o
usuarios. EDGE es compatible con dos modos de
funcionamiento - Enhanced Circuit-Switched Data (ECSD) Es una
mejora en el protocolo de conmutación en
circuitos nativos GSM. ECSD añade 8-PSK como una
opción de modulación, aumentando así la
eficiencia de transmisión de datos. Una conexión
GMSK requiere cuatro ranuras de tiempo para
apoyar un 57,6 kbps velocidad de datos, pero ECSD
requiere sólo dos.
24Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE)
- Enhanced GPRS (EGPRS) Es una transmisión de
conmutación de paquetes que soportan tasas de
datos de hasta 473.6 Kbps. EGPRS estima que la
calidad del enlace con el fin de adaptar la
modulación y el esquema de codificación (MCS).
25Universal Mobile Telecommunications System (UMTS)
- Es una tecnología 3G que es visto como una
actualización lógica de GSM, aunque los dos no
son compatibles. UMTS se ejecuta sobre una
portadora de 5 MHz de ancho, en comparación con
el portador 200 kHz usado para CDMA. Las
especificaciones FDD de bajada funcionan en el
rango de 2100 MHz y de subida en el rango de 1900
MHz. Como es el caso de todos los verdaderos
sistemas de 3G, en UMTS las especificaciones
incluyen 128 kbps para las aplicaciones de alta
movilidad, 384 kbps para peatones, y 2 Mbps para
aplicaciones fijas.
26Universal Mobile Telecommunications System (UMTS)
- Las redes UMTS actualmente están siendo mejoradas
con High Speed Downlink Packet Access (HSDPA),
que a veces se califica como una tecnología 3.5G.
HSDPA promete aumentar las tasas teóricas de
bajada a 14.4 Mbps, aunque las implementaciones
actuales compatibles están el rango de 400-700
kbps, con ráfagas de hasta 3,6 Mbps durante
cortos períodos de tiempo usando una técnica de
modulación adaptativa para estrangular las tasas
de bits de subida y bajada tanto como lo permita
el enlace.
27Code Division Multiple Access 2000 (CDMA2000)
- Es un sistema de 3G basado en las versiones
anteriores de CDMA. Entre las versiones que mas
se destacan, están - CDMA2000 1xRTT (One times Radio Transmission
Technology, one times se refiere al estándar
del ancho de banda), ofrece las capacidades de
2.5G dentro de un único canal de 1,25 MHz,
duplicando la capacidad de voz de los sistemas
cdmaOne de 2G y ofrece una aceleración a los
datos teórica de 153 kbps (su rendimiento está en
el intervalo de 70-90 kbps) mediante el uso de
modulación QPSK.
28Code Division Multiple Access 2000 (CDMA2000)
- 3G 1xEV-DO (one carrier Evolution-Data Optimized)
es un High-Data-Rate (HDR) que emplea la
modulación 16-QPSK que nos da una velocidad de
datos pico de 2.4 Mbps en la bajada y 153 kbps en
la subida. 1xEV-DO soporta rendimiento total
promedio de una carga completa en una celda de
tres sectores de 4.1 Mbps en bajada y los 660
kbps en la subida, con velocidades de datos
asignados dinámicamente a cada usuario que
proporcionan un desempeño óptimo en cualquier
momento dado. 1xEV-DO puede funcionar en
cualquier banda y pueden coexistir en cualquier
tipo de red. CDMA2000 se ejecuta en un espectro
entre los 800 MHz y 1.8-2.0 GHz.
29Code Division Multiple Access 2000 (CDMA2000)
- GSM1x es una versión diseñada como una
especificación de transición para los operadores
GSM, incluyendo a los teléfonos de modo dual.
También conocido como ES-2000-A, 3x es una mejora
que utiliza tres operadores cdmaOne de ancho de
banda total de 3,75 MHz. Este soporta velocidades
de datos hasta 2 Mbps mediante la difusión de una
señal a través de los tres operadores.
30Time Division Synchronous Code Division Multiple
Access (TD-SCDMA)
- Es un estándar 3G que se está desarrollando en
China. TD-CDMA se basa en CDMA pero utiliza TDMA,
además de usar TDD en lugar de FDD. El uso de
TDMA reduce el número de usuarios que compiten
por cada ranura de tiempo, que tiene el efecto de
reducir la complejidad técnica del sistema, pero
a expensas de la gama de cobertura y la
movilidad. Este enfoque proporciona flexibilidad
adicional en la que las capacidades de los
canales de subida y bajada se pueden administrar
de forma independiente. TD-SCDMA se ejecuta en el
2000 MHz (2GHz), con separación de canales
nominal de 1,6 velocidades de datos MHz. Las
velocidades de datos asíncronas son altamente
flexibles, van desde 1.2 kbps hasta 2 Mbps en
ambas direcciones.
31Celular Multimodo
Está claro que hay una gran cantidad de
estándares celulares y que las compañías han
optado por todas ellas en diversas combinaciones.
Muchas, pero no todas, de las normas 2.5G y 3G
tienen sus raíces en las redes GSM y la red de
cualquier operador en concreto en un lugar
determinado generalmente soporta varias
combinaciones de 2G, 2.5G y 3G. La mayoría de
teléfonos celulares son capaces de acceder solo a
la red 2G, pero las nuevas generaciones son
típicamente multimodo y por tanto puede acceder a
generaciones más avanzadas.
32Estándares Mencionados Brevemente
33Terminal Equipment
- Antiguamente los móviles tenían grandes tamaños y
pocas funciones (solo las esenciales), ahora son
mucho mas versátiles en cuanto a las labores que
pueden hacer pero el tamaño da problemas.
34Terminal Equipment
Las mejoras funcionales obtenidas se han
alcanzado gracias la evolución de las tecnologías
2.5G y 3G.
35Terminal Equipment
- Se Han Obtenido mejoras en
- IM (Mejor vídeo y navegación)
- SMS
- MMS
- Smart phones
36Presente y Futuro
- En 1994 se determino que
- Que habian mas de 35 millones de suscriptores de
celulares en mas de 150 ciudades a una tasa de
crecimiento de mas del 30 por año. - Nokia predijo tener para el 2008 3 billones de
suscriptores. - The Cellular Telecommunications Industry
Association (CTIA) predijo al rededor de 60
millones de usuarios hasta 30 junio de 1998 y
207.9 millones de usuarios domésticos al 2005.
37Presente y Futuro
- La aparición de 2.5G, 3G y el devenir de 4G a
través del incremento y mejora de transmisión de
datos con redes como las Wi-Fi, WiMAXy 3G
38Implicaciones Sociales
- De cierta manera las sociedades se verán
absorbidas por las tecnologías móviles - Aparición de restricciones para evitar cosas como
el voyerismo. - Se usaran para ayudar la justicia.
39Implicaciones Religiosas
- Existe una fuerte oposición argumentada por la
obscenidad que se maneja con cámaras y demás
problemas éticos que puedan ser causados por los
adminículos de los celulares.
40Cuestiones de Seguridad
- Muchos estudios se han hecho y desmentido a
continuación, por ejemplo - En un estudio reciente conducido por Swedish
National Institute for Working Life indica que el
uso telefonos inhalambricos causa 240 de
incremento en el riesgo de tumores cancerosos en
la cabeza.
41Packet Data Radio Networks
- Mobitex ha sido desarrollada en conjunto por
Ericsson y Swedish Telecom. - En Europa trabaja en una banda de 400450 MHz y
en los Estados Unidos en los 800- y 900-MHz. - Mobitex tiene una separación de 12,5 kHz entre
canales. - Teóricamente soporta velocidades de transmisión
de datos de 8 kbps con modulación GMSK (Gaussian
minimum shift keying).
42Bibliografia
- Telecomunications and Data comunications Handbook
- Septiembre de 2007
- Whiley
43Muchas Gracias.