Comunicaciones M

1
Comunicaciones MóvilesUn nuevo entorno
tecnológico
2
Agenda
1. Definiendo las Nuevas Redes Móviles
2. Armonización (Espectro Nuevas tecnologías)
3. Evolución Tecnológica (2.5/3G)
4. Terminales y Servicios en 2.5/3G
5. Acceso Inalámbrico
3
Agenda
1. Definiendo las Nuevas Redes Móviles
4
Las 3 Generaciones
GSM Cdma One D-AMPS PDC
AMPS - USA NMT - Suecia TACS - Inglaterra
Sistemas
VOZ SMS Datos baja vel.
Telefonía Movil Básica - TMB
Servicios
MULTIMEDIA
1
2
3
a
a
a
Redes
Generación DIGITAL
Generación ANÁLOGA
Generación BANDA ANCHA
Japón 1979
5
Tecnologías

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

6
Parámetros Iniciales

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

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Espectro celular AMPS
Enlace ascendente
Bandas pareadas
Frecuencia, MHz
824
835
845
870
880
849
894
890
869
891.5
825
846.5
Enlace descendente (path hacia adelante)
Enlace ascendente (path inverso)

• La telefonía celular ofrece comunicaciones
  dúplex
• la conversación bidireccional simultánea requiere
  trayectos de voz simultáneos en ambas direcciones
• La banda de frecuencias de 25 MHz se usa para la
  transmisión del teléfono celular móvil (enlace
  ascendente)
• La banda de frecuencias de 25 MHz se usa para la
  transmisión de estación base celular (enlace
  descendente)
• Las bandas celulares se dividen equitativamente
  entre dos operadores en competencia
• Operador A (que no es por cables)
• Operador B (por cables) (en EE.UU.,
  originalmente sólo eran elegibles los telcos)

8
Espectro celular de 800 MHz
Bandas pareadas
824
835
845
870
880
849
Frequencia, MHz
894
890
869
846.5
825
891.5
Enlace descendente (trayecto hacia adelante)
Enlace ascendente (trayecto inverso)
A (no alámbrico)
B (alámbrico)
A
B
A
991- 1023
333
1
334
799
666
716
Números de canales

• Las bandas de enlace ascendente y de enlace
  descendente son imágenes idénticas entre sí
• Cada canal celular incluye dos frecuencias, un
  enlace ascendente y un enlace descendente
• Los canales tienen un espacio entre sí de 30 kHz.
• La asignación original de espectro de FCC incluía
  sólo los canales 1-666
• Bloque A (c. 1-333) y bloque B (c. 334-666)
• Más tarde, el espectro expandido agregó los
  canales 667-799 y 991-1023
• (bloques A, B, y A)

9
PCS la visión
Servicios de Comunicaciones Personales
Servidor(es) de PCS
DB
En público
En tránsito
Recreación
Trabajo
Hogar
Ubicación y Servicios PCS independientes de la
red con accesos convencionales o inalámbricas
10
CDMA espectro de dispersión
FDMA

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

Potencia
Frecuencia
Tiempo
TDMA
Potencia
Frecuencia
Tiempo
CDMA
Potencia
frecuencia
Tiempo
11
Definiendo las Nuevas Redes Móviles

• Soportan
• BANDA ANCHA MOVIL
• CONMUTACION POR PAQUETES

• Ofrecen
• AMPLIO RANGO DE SERVICIOS, INCLUYENDO TELEFONIA
  CLASICA, MENSAJERIA, Tx de DATOS Y MULTIMEDIA

• Constan de
• INTERFACES DE RADIO DE BANDA ANCHA CONECTADAS A
  UN NUCLEO DE RED FLEXIBLE CUMPLIENDO LA MAYORIA
  DE ESPECIFICACIONES IMT-2000

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Requerimientos de IMT-2000

• SERVICIOS DE COMUNICACION DE ALTA VELOCIDAD
• 144 Kbps - MOVILIDAD ALTA (VEHICULOS)
• 384 Kbps - MOVILIDAD MEDIA (CAMINANDO)
• 2 Mbps - MOVILIDAD BAJA (INTERIOR)
• TRANSMISION SIMETRICA/ASIMETRICA
• USO DINAMICO DEL ANCHO DE BANDA
• ROAMING GLOBAL (NACIONAL E INTERNACIONAL)

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Requerimientos de IMT-2000

• DIFERENTES SERVICIOS SIMULTANEOS, UNA SOLA
  CONEXION
• SOPORTE DE AMBOS, CONMUTACION DE PAQUETES Y
  CONMUTACION DE CIRCUITOS
• CALIDAD DE VOZ Y SEGURIDAD COMO EN LA PSTN/ISDN
• ALTA COBERTURA Y EFICIENCIA ESPECTRAL

14
Agenda
1. Definiendo las Nuevas Redes
2. Armonización (Espectro Nuevas Tecnologías)
15
Frecuencias para IMT-2000
1850
1950
2050
2100
2150
2200
2250
2000
2025 MHz
1885 MHz
2110 MHz
ITU Allocations
1900
IMT 2000
IMT 2000
2010 MHz
UMTS
Europe
UMTS
MSS
GSM 1800
DECT
MSS
1980 MHz
1880 MHz
2170 MHz
WLL
WLL
1850 MHz
China
IMT 2000
IMT 2000
MSS
MSS
1885 MHz
1980 MHz
1885 MHz
1918 MHz
Japan / Korea
IMT 2000
IMT 2000
MSS
MSS
PHS
1895 MHz
2160 MHz
PCS
M D S
USA-Americas
MSS
Reserve
A
O
B
E
F
C
A
O
B
E
F
C
1850
1900
1950
2050
2100
2150
2200
2250
2000
16
Mercados de PCS en América
Licencias de PCS en banda de 1900
Argentina Bolivia Chile Costa Rica El
Salvador Guatemala Haiti Honduras
Mexico Paraguay Peru Puerto Rico Rep.
Dominicana Uruguay Brasil Licencias de WLL en
1900 Brazil (WLL) Colombia (WLL)
Proceso PCS en Colombia
17
Bandas Adicionales 3G/UMTS
806-960 MHz
2500-2690 MHz
IMT 2000
ITU
IMT 2000
IMT 2000
UMTS
UMTS
GSM 1800
GSM 1800
Europe
UMTS
UMTS
Japan
FCC ?
FCC?
1900
1900
Brazil
GSM 1800
GSM 1800
UMTS
UMTS
1700
1750
1800
1850
1900
1950
2000
2050
2100
2150
18
IMT-2000 Terrestrial Radio Interfaces

• TDD
• Complement to FDD
• Indoor/Hot Spot/WLL

• FDD
• Initial deployment
• Wide area coverage

19
Agenda
1. Definiendo las Nuevas Redes
2. Armonización (Espectro Tecnologia)
3. Evolución Tecnológica (2.5/3G)
20
Distribución de usuarios por tecnologías a nivel
mundial
Mayo 2003
Fuentewww.gsmworld.com
21
Evolución Sistemas - Tecnología
D-AMPS
1G
Analógicos
2G
2.5G
3G
Cdma2000 3X
W-CDMA
22
3GPP - Evolución GSM - GPRS - EDGE - WCDMA
EDGE/WCDMA(UMTS)
Layered Network Architecture
Common IPTransport forAll Traffic
GSM/GPRS
IP Multimedia(All-IP)
23
Evolución de GSM gtgtgt GPRS - General Packet Radio
Services (2.5G)

• Servicios avanzados de Conmutación por paquetes
• Velocidades de hasta 115 kbit/s (Agrupación TS)
• Tarificación flexible
• Always connected, always online
• Basado en Interfaces estándares

24
GPRS - Arquitectura Lógica
A
Abis
BSC
MSC/VLR
BTS
HLR
PXM
Gr (MAP)
Gb
Frame Relay
Gs
Gi (IP)
External IP Network (Internet, Corporate LAN)
GGSN
SGSN
Gd (MAP)
BG
SMS-GMSC SMS-IWMSC
Gn
Gn
new HW
IP-Backbone Network
BGw
new SW
Gp
Other PLMN
25
Evolución a EDGE - Más velocidad
EDGE - Enhanced Data rates for Global Evolution
384 kb/s

• E-GPRS (Enhanced-GPRS)
• Nueva modulación para mayor eficiencia espectral
  (8PSK)
• Técnicas de control de calidad del enlace (Link
  quality control)

EDGE
115 kb/s
57.6 kb/s
9.6 -14.4 kb/s
GPRS
HSCSD
CS
26
EDGE - Esquemas de Codificación
kbps
60
50
40
30
20
10
0
CS1
CS2
CS3
CS4
MCS1
MCS2
MCS3
MCS4
MCS5
MCS6
MCS7
MCS8
MCS9
GPRS
EGPRS
8PSK modulation
GMSK modulation
27
Modificaciones en la red para introducir EDGE
A
A
BTS
BSC
MSC/VLR
HLR
Gr (MAP)
Gb
Gs
IP Network
Gi (IP)
SGSN
GGSN
MS
Gn
Gn

BGW
Backbone Network IP
New HW
New SW
28
Evolución a WCDMA (UMTS/IMT-2000)

• Acceso por códigos
• Velocidades hasta 2 Mbps
• Banda ancha (5 MHz carrier)
• Verdaderos servicios multimedia con múltiples
  conexiones por circuitos o paquetes desde un
  único terminal

t
c5
c4
Códigos
c3
tiempo
c2
c1
fw
frecuencia
29
UMTS System Architecture (3GPP)
UTRAN
Uu
RNS
Iub
Node B
Iu
CN
RNC
MSC /VLR
GMSC
UE
Node B
USIM
Cu
HLR
Iur
ME
RNS
Node B
RNC
SGSN
GGSN
Node B
RNS Radio Network subsystem RNC Radio
network controller
30
La nueva Arquitectura de red
Aplicaciones, Servidores y API estándarizados
Basado en tecnología de paquetes
WCDMA
EDGE
GSM
GPRS
Radio Access Network
31
All IP Architecture
IP Mobility
IP Multimedia
IP Connectivity
32
Posible estrategia de migración de un operador
33
Evolución de CdmaOne
CDMA2000
cdmaOne
3G All-IP
IS-95A
IS-95B
CDMA2000 1X
CDMA2000 1xEV Phase 1 DO
CDMA2000 1xEV Phase 2 DV
2Voice Capacity Packet Core Net Average 144
Kbps Peak 600 Kbps
CDMA2000 1xEV Data Only Overlay Average 600
Kbps Peak 2Mbps
2 Voice Capacity Multi-service Average 600
Kbps Peak 2Mbps
Voice Packet Data 64 Kbps
Voice Packet Data 9.6/14.4 Kbps
34
CdmaOne gtgtgt CDMA2000

• CDMA2000 1X
• Velocidades de 144 Kbps
• Duplica la capacidad en voz de cdmaOne
• Compatible con CdmaOne
• 1X 1.25 Mhz, 3X 4.75 Mhz, ...
• CDMA2000 1xEV
• CDMA2000 1xEV-DO (Data Only)
• 1 portadora solo para datos, velocidades pico de
  2 Mbps (best effort)
• CDMA2000 1xEV-DV (Data Voice)
• 1 portadora para vozdatos alta velocidad, serv.
  de paquetes en tiempo real

35
Canales de tráfico CDMA2000 (Mayor velocidad)

• Fundamental Channel (FCH)
• Canal para Voz y Datos similar al definido en
  IS-95B
• Soporta dos niveles de velocidad 9600 bps y
  14400 bps
• Supplemental Channel (SCH)
• Un canal para tráfico de datos en modo circuito o
  paquete
• Soporta un amplio rango de velocidades

• Un supplemental channel por usuario
• M 14.4 kbps donde M 1, 2, 4, 8, 16
• Máximo 230 kbps por usuario
• o
• M 9.6 kbps donde M 1, 2, 4, 8, 16
• Máximo 153 kbps por usuario
• Promedio 144 kbps

36
Packet Core Network en Cdma2000
HLR
MSC
BSC
37
Estrategia de Migración CdmaOne - CDMA2000
Evolución CDMA2000 en el espectro existente
38
Agenda
1. Definiendo las Nuevas Redes
2. Armonización (Espectro Nuevas tecnologías)
3. Evolución Tecnológica (2.5/3G)
4. Terminales y Servicios en 2.5/3G
39
Las Aplicaciones y servicios factor de éxito
para 2.5/3G

• Música
• Archivos de audio
• Fotos/Mapas
• Imágenes
• Video/Web casts
• Juegos
• Navegar

40
Agenda
1. Definiendo las Nuevas Redes Móviles
2. Armonización (Espectro Nuevas tecnologías)
3. Evolución Tecnológica (2.5/3G)
4. Terminales y Servicios en 2.5/3G
5. Acceso Inalámbrico
41
WLL Acceso Inalámbrico
Wireless Local Loop Llamado también RITL (Radio
In The Loop) o FRA (Fixed-radio Access), es un
sistema que conecta a los subscriptores a la red
publica conmutada (PSTN) usando señales de radio
como un substituto del cobre para todas o parte
de las conexiones entre el cliente y la central.
Esto incluye accesos propietarios de radio fijo,
sistemas de acceso sin cable y sistemas celulares
fijos. En Colombia las bandas D, E y no
licenciadas fueron asignadas para acceso
inalámbrico fijo exclusivemente.
42
WLL Acceso Inalámbrico
Implementada a través de 5 categorías Celular
Análogo, Celular Digital, PCN/PCS, Teléfonos sin
cables CT-2/ Digital Europeans cordless
telecomunications (DECT)
43
LMDS
Local Multipoint Distribution System Es un
sistema de banda ancha para transmisión
inalámbrica via microondas desde una antena local
a hogares y negocios utilizando radios con línea
de vista, una solución para la llamada última
milla trayendo economía al usuario y altos anchos
de banda. Es una alternativa para la instalación
de fibra óptica ofreciendo hasta de 1,5 Gbps
downstream y 200 Mbps para upstream desde el
usuario. Su velocidad típica son 38Mbps en
downstream. LMDS usa el rango de espectro
electromagnetico en la vecindad a 28 GHz
44
Bluetooth
Es una especificación de la industria de las
telecomunicaciones y la computación, la cual
describe la forma como los teléfonos celulares,
computadores y asistentes digitales personales
(PDA) pueden facilmente interconectarse entre si,
con elementos del hogar, computadores y de la
oficina usando una conexión inalambrica de rango
corto. Requieren de un transmisor de bajo costo
el cual viene incluido en el equipo. El
tranceptor transmite y recibe en la banda de
frecuencia de 2.45 GHz. Cada equipo tiene una
única dirección de 48 bits según el estandar IEEE
802. Las conexiones pueden ser punto a punto o
multipunto. El máximo rango son 10 metros. La
velocidad de transmisión esta entre 1 y 2 Mbps.
45
Gracias!
46
Glosario

• BTS Base Transciever Station
• BSC Base Station Controller
• OTA Over The Air
• SMSC Short Message Center
• VAS Value Added Service
• VMS Voice Mail Service
• GPRS General Radio Packet Service
• MMS Multimedia Message Service
• IMEI International Mobile Equipment Identity
• UM Unified Messaging
• KI Llave de Autenticacion
• IMSI International Mobile Subscriber Identity
• MSISDN Mobile Subscriber ISDN Number
• SGSN Serving GPRS Support Node
• GGSN Gateway GPRS Support Node

• MSC Mobile Switching Center
• PCS Personal Communications System
• GSM Global System For Mobile Communications
• TDMA Time Division Multiple Access
• MS Mobile Statiom
• SIM Subscriber Identity Module
• EIR Equipment Idendtity Register
• AUC Autentication Center
• ICCID Integrated Circuit Card Identification
• PIN Personal Identification Number
• PUK Pin Unlocked
• PSTN Public Switched Telephone Network
• HLR Home Location Register
• ITUInternational Telecommunication Union
• IN Intelligent Network
• ISDN Integrated Services Digital Network
• PLMN Public Land Mobile Network