TEMA 1: Introducci

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TEMA 1 Introducción a las Redes Móviles e
Inalámbricas

• Profesora María Elena Villapol
• maria.villapol_at_ciens.ucv.ve

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Definiciones

• Telecomunicación toda emisión, transmisión y
  recepción de signos, señales, escritos, imágenes,
  sonidos e información de cualquier naturaleza por
  cable, ondas de radio, medios ópticos u otros
  sistema electromagnéticos MOYA.
• Red de Comunicación incluye una serie de
  dispositivos interconectados para soportar la
  transmisión de información.
• Red Inalámbrica conjunto de dispositivos
  conectados por enlaces inalámbricos tales como
  radio.
• Red móvil es una red de comunicación conformada
  por dispositivos que pueden cambiar su
  localización de un momento a otro (usuarios
  nómadas).

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Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas

• La evolución de las redes móviles está
  estrechamente ligado a la evolución de las redes
  fijas.
• La evolución de las redes fijas, el de las redes
  móviles, aunque en una mayor escala, esta
  impulsado por las aplicaciones de voz.

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Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas

• Hacia 1840 invento del telégrafo por Samuel Morse.

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Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas

• La telefonía fija definitivamente nace con el
  invento del teléfono en 1876 por Alexander Graham
  Bell, en Boston, Massachussets

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Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas

• Aunque S. Morse no pudo lograr la transmisión de
  información vía el espacio, si realizó algunas
  experiencias prácticas en la transmisión vía el
  agua.
• En lo años siguientes a estas experiencias varios
  investigadores, muchos de ellos basados en estas
  experiencias de Morse, estudiaron las transmisión
  de ondas electromagnéticas vía el espacio (J.C.
  Maxwell, H. Hertz).

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Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas

• No fue sino hacia 1894 que el italiano Guglielmo
  Marconi basado en previas experiencias y
  descubrimientos, logró realizar una transmisión
  telegráfica inalámbrica a una distancia de 250
  mts.
• Posteriormente, en 1901 llevo a cabo una
  comunicación telegráfica a través del Atlántico.

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Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas

• Durante la centuria pasada se desarrollaron
  diversos sistemas para la comunicación de voz
  inalámbrica entre los que destacan
• Radioaficionados
• Banda Ciudadana
• Redes de Radio Móviles Privadas
• Redes de Radio Semipúblicas.
• Sin embargo, la telefonía móvil publica tiene sus
  antecedentes en la Red Móvil Pública (PLMN,
  Public Land Mobile Network), por ATT y
  Southwestern Bell hacia 1945 moya.
• Este sistema fue instalado en la ciudad de San
  Luís, Missouri, Estados Unidos y utilizaban una
  antena de alta potencia que usaba la técnica de
  modulación por frecuencia (FM) y que
  proporcionaba una gran cobertura al área
  metropolitana.

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Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas

• El comienzo de la segunda mitad del siglo, estuvo
  marcado por otro gran invento.
• Fue el lanzamiento del primer satélite llamado
  Sputnik 1
• Fue lanzado por los rusos.
• Desde entonces han sido muchos los satélites
  lanzados por varios países alrededor del mundo
  para diversos fines incluyendo telefonía,
  televisión, etc.

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Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas

• En 1947, D.H Ring de los Laboratorios Bell
  propusieron el concepto de celda que permitía la
  reutilización de las frecuencias.
• Sin embargo, no fue sino hasta 30 años después
  que este sistema se desarrollara.
• Se creo el primer sistema de telefonía móvil
  bidireccional (IMTS, Improved Mobile Telephone
  System)( no celular).
• El primer sistema de telefonía móvil se le
  atribuye a los europeos, quienes hacia los años
  40 crearon un sistema en Estocolmo a través L.M.
  Ericsson.

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Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas

• No fue sino hasta 1969, más de 20 años después
  que Ring introdujo el concepto de celdas, que los
  Laboratorios Bell emplean el concepto de reuso de
  las frecuencias en un servicio comercial, en un
  tren que viajaba entre Nueva York y Washington.
  Sin embargo, no fue sino hasta 1978, que entra en
  funcionamiento el primer sistema celular
  funcional.
• Aparentemente el primer sistema celular fue a
  operar comercialmente en Arabia Saudita a través
  de la operadora Bahrain Telephone Company
  (Batelco) en Mayo, 1978 privalinemoya. El
  sistema tenía 2 celdas y 250 abonados, 20 canales
  en la banda de los 400 MHz.

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Sistemas Móviles e Inalámbricos Ultimas 3 Décadas

• Desarrollo de la telefonía celular.
• Su evolución es dividida en generaciones.

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Evolución de la Redes Celulares
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System Name or Standard Start Date Country of origin or region it operated in
AMPS 1979 trial, 1983 commerical United States, then world wide
AURORA-400 1983 Alberta, Canada
C-Netz (external link, inGerman) (C-Netz, C-450) Begins '81, upgraded in 1988? Germany, Austria, Portugal, South Africa
Comvik (external link) August, 1981 Sweden
ETACS (external link) 1987? U.K., now world wide
JTACS (external link) June, 1991 Japan
NAMPS (Narrowband Advanced Mobile Phone Service) 1993? United States, Israel, ?
NMT 450 (Nordic Mobile Telephone) link dead NMT 900 (Nordic Mobile Telephone) 1981 1986 Sweden, Norway, Denmark, Finland, Oman NMT now exists in 30 countries
NTACS/JTACS (external links infra) NTT (external link) NTT Hi Cap (external link) June, 1991 December, 1979 December, 1988 Japan Japan Japan
RadioCom (RadioCom2000) (external link), in French November, 1985 France
RTMS (Radio Telephone Mobile System) (external link, in Italian) September, 1985 Italy
TACS (Total Acess Communications System) (external link) 1985 United Kingdom, Italy, Spain, Austria, Ireland
Primera Generación de Sistemas Celulares
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Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas
Sistemas Celulares (2G)

• Groups Special Mobile (GSM) fue formado en 1982
  por el Conference Europeenne des Postes et des
  Telecommnications (CEPT).
• La idea era formar un sistema celular digital
  pan-Europeo.
• En 1989 fue estandarizado por el European
  Telecommunications Standards Institute (ETSI).
• Los servicios comerciales se iniciaron en 1991.

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Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas
Sistemas Celulares (2G)

• Cdma2000
• Tecnología de espectro disperso.
• Fue reservada primeramente para uso militar.
• Code-Division Multiple Access (CDMA) fue aprobado
  en 1993 por la Telecommunications Industry
  Association (TIA).
• Su uso comercial se inicia en 1995.
• Ahora llamado cdmaOne.
• La primera versión de CDAM fue IS-95A, luego se
  libero IS-95B.

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Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas
Sistemas Celulares (2G)

• En 1990 selecciona el sistema Time Division
  Multiple Access (TDMA). como el sucesor digital
  de AMPS.
• El sistema basado en TDMA usado en Japón es el
  Pacific Digital Cellular (PDC).

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Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas
Sistemas Celulares (1G y 2G)
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Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas
Sistemas Celulares (3G)

• Es evidente por
• Necesidad de mas capacidad.
• Nuevas frecuencias y
• Mayores tasas de transmisión.
• Se deseaba un único estándar (no fue posible).
• Dos estándares ahora reconocidos por cuerpos de
  estandarización (ITU)

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Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas
Sistemas Celulares (3G)

• Universal Mobile Telecommunications System
  (UMTS), compuesto por dos modos relacionados
• CDMA-espectro directo o Wideband CDMA o Frequency
  Division Duplex (FDD).
• CDMA-TDD (time-division duplex)

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Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas
Sistemas Celulares (3G)

• Cdma2000
• Una evolución de cdmaOne
• Se esta trabajando en las siguientes direcciones
• Cdma2000 1x
• Cdma2000 1xEV-DO
• Cdma2000 1xEV-DV

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Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas
Sistemas Celulares (4G)

• Durante la evolución de los sistemas celulares de
  2G a 3G un amplio rango de sistemas aparecieron,
  entre ellos se tienen Bluetooth, 802.11, GPRS.
• Estos sistemas que se desarrollaron
  individualmente y apuntaron a diferentes
  necesidades de los usuarios.
• En la 4G, el objetivo es desarrollar nuevas
  interfaces de aire y tecnologías que permitan
  integrar sistemas inalámbricos existentes y por
  desarrollarse

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Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas
Sistemas Celulares (4G)

• Alta usabilidad (en cualquier lugar, a cualquier
  hora, con cualquier tecnología)
• Soporte de servicios multimedia a bajos costos de
  transmisión
• Personalización
• Servicios Integrados

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Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas
Sistemas Celulares (4G)
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Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas
Sistemas Celulares (4G)
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Generaciones de Telefonía Celular
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Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas
Redes Internas (Indoor)

• Wireless LANs (WLANs)
• No pertenecen a la evolución mostrada
  anteriormente, pero surgen como una extensión a
  las LANs.
• Relegadas inicialmente a un segundo plano, las
  WLANs se han desplegado rápidamente.
• Sus características se encuentran en ofrecer
  mayores tasa de accesos que las tecnologías
  celulares incluso de la 3G a precios menores.

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Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas
Redes Internas (Indoor)

• En 1997, la IEEE liberó su estándar conocido como
  802.11.
• Desde 1999, este estándar ha sido mejorado
  publicándose diversas especificaciones tales como
  802.11b y 802.11a.
• Otro estándar es HIPERLAN el cual comienza en
  1999.
• Actualmente se ha publicado el HIPERLAN2.
• En el ámbito de las redes de corto alcance o
  Redes de Area Personal Inalámbricas (Wireless
  Personal Area Networks) se tiene Bleutooth.
• El desarrollo de Bluetooth se inicia finales del
  invierno de 1998. Ercisson, IBM, Intel, Nokia y
  Toshiba formaron el Bluetooth Special Industry
  Group (SIG).

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Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas
Redes Internas (Indoor)

• Otra tecnología para comunicación a muy corto
  alcance es IrDA. IrDA (Infrared Data
  Association).
• Fundada en 1993 por la industria para el
  desarrollo de estándares de software y hardware
  que permitiesen la transferencia de datos entre
  dispositivos mediante infrarrojos.

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Calidad del Acceso y Movilidad en las Redes
Inalámbricas
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Categorías de Redes Inalámbricas
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Clasificación de las Redes Móviles e Inalámbricas

• Pueden ser clasificadas de acuerdo a diversos
  criterios.
• La siguiente es un intento de clasificación
  basada en cobertura y tipo de información
  transportada (en particular voz y datos).

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Clasificación de las Redes Móviles e Inalámbricas
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Clasificación de las Redes Móviles e Inalámbricas

• Redes con Infraestructura.

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Clasificación de las Redes Móviles e Inalámbricas

• Redes Ad hoc.
• Colección de nodos móviles que permiten el
  establecimiento de una comunicación ubicua sin
  una infraestructura central.
• Los enlaces son dinámicas al igual que la
  configuración.
• Entre sus retos están
• Seguridad
• Enrutamiento
• Overhead
• Interferencias
• Conectividad vs retardo, capacidad y potencia.
• Fluctuaciones de la capacidad del enlace y
  latencia.

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Características de las Redes Móviles e
Inalámbricas

• Movilidad
• Velocidad de Instalación y Simplicidad
• Flexibilidad
• Costo reducido
• Escalabilidad

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Retos de las Redes Móviles e Inalámbricas

• Alta tasa de errores
• Menores tasas de transmisión
• Seguridad
• Costo
• Potencia de la batería
• Enfermedades asociadas a la transmisión por ondas
  de radio frecuencia

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Aplicaciones

• Acceso Móvil a la Internet
• Substitución del cable
• Extensión de LANs
• Aplicaciones Ad Hoc
• Acceso Nómada