DIPLOMADO DE DIPLOMADO DE TELECOMUNICACIONES.- TELECOMUNICACIONES.-

COMUNICACIONES MOVILESCOMUNICACIONES MOVILES

2015

CONCEPTOS FUNDAMENTALES

• RUIDO.- Señal aleatoria /Ancho de banda infinito

• RUIDO SOFOMETRICO.- Perturbación presente a nivel canal de información.

• DIAFONIA.- Interferencia inductiva en un canal de información.

• MEDIO DE TRANSMISIÓN.-Todo medio físico que facilita encaminamiento de información.

• Medio Guiado.- Elemento físico , sólido (Cable multipar, coaxial, guía de onda, fibra óptica, etc).

• Medio no Guiado.- Espacio libre(enlaces radiolectricos)

• REDES DE TELECOMUNICACIONES.-Conjunto de Sistemas y enlaces de Telecomunicaciones para prestación de un determinado servicio.

• PIRE.- Potencia Isotrópica radiada Efectiva.Nivel de RF omnidireccional.

• BANDA BASE.- Ancho de banda previo al proceso de Modulación y posterior al de Demodulación .

• SENSIBILIDAD.- Nivel mínimo de señal presente a la entrada del receptor.

• S/N.- Parámetro Relación Señal a Ruido.• C/N.- Parámetro Relación Portadora a Ruido.

• SINAD.- Relación Señal, Interferencia, Ruido y Distorsión.

• SDH.- Jerarquía Digital Síncrona.• PDH.- Jerarquía Digital Plesíocrona• ANTENA.- Transducer que convierte señal

eléctrica en campo electromagnético y viceversa.

• GANANCIA.- Factor de amplificación o atenuación de una señal.

• PATRÓN DE RADIACIÓN.- Forma física como se proyectan las ondas radioelec.

• DIRECTIVIDAD.- Rango físico de cobertura de una antena.

• CONTROLES AUTOMATICOS DE NIVEL.- (APC,ALC,AGC)Circuitos que gobiernan amplificación o atenuación de señales de manera automatica.

• FILTROS DE TRANSFERENCIA.- Configuraciones circuitales que discriminan señal de un canal de inform.

• ENLACE DE LINEA.- Trayecto físico en el cual el ancho de banda es homogéneo.

• CIRCUITO HIPOTETICO REFERENCIAL.- Enlace radioléctrico de longitud determinada,constituido por equipos terminales y equipos intermedios.

• SEÑALIZACIÓN.- Protocolos que facilitan el procesamiento de señales e interconexión de sistemas diferentes.

• MULTIPLEXAJE.- Técnica que facilita el procesamiento simultaneo de gran cantidad de información (FDM, TDM)

• ESPECTRO RADIOLECTRICO.-Distribución y asignación de rangos de frecuencias para prestación de servicios públicos o privados.

• MUESTREO.- Técnica analógica que representa cualquier señal a intervalos periódicos.

• CUANTIFICACIÓN.-Técnica analógica que representa una señal a nivel de magnitudes finitas.

• TRANSMULTIPLEXOR.- Interfase que permite compatibilizar sistemas de comunicación Análogos/Digitales.

• TELESUPERVISIÓN.- Técnica que facilita el monitoreo y supervisión remotamente.

• TELEALIMENTACIÓN.-Técnica de Suministro de energía en forma remota.

• CANAL DE SERVICIO.- Alternativa de comunicación paralela.

• CONFIABILIDAD.- Característica que considera presencia indispensable de equipamiento redundante.

TELEFONÍA CELULAR EVOLUCIÓN HISTORICA

• 1971.-Sistema de Radiotelefonía full automatica- Alemania del Este.

• 1974.-Sistema AMPS (American Mobile Phone Systems)- USA

• 1975.- MARISAT.- Comunicaciones móviles maritimas.• 1978.- Sistema Analógico NAMTS(NEC

advanced Mobile Telephone System)• 1981.- Sistema Analógico NMT450 (Nordic

Mobile Telephone)

• 1982.-INMARSAT inicio de servicios similares a MARISAT.

• 1983.- Advanced Mobile Phone Services(AMPS)

• 1984.- Sistema de Posicionamiento Global (GPS)-USA

• 1985.-Total Access Communications System (TACS)- Inglaterra

• 1985.-Sistema Radio Móvil Celular (CD900) – Alemania del Este

• 1985.-Sistema Móvil Analógico( C-450)• 1985.-Sistema móvil analógico (ETACS)

Total Access Commnunication Extended

System. • 1986.- Sistema analógico (NMT-900) Nordic

Mobile Telephone• 1990.- Sistemas de Telefonía Digital.-

a.- GSM.-Global System Mobile Telecommunication- Europa

b.- ADC.- American Digital Cellular

c.- JDC.- Japanese Digital Cellular

+1990.-Fase de implementación de Sistemas de Comunicaciones Móviles.-Domesticos a.-Telefonía inalambrica.- CT1,CT2,CT3,DCT900,DECT b.-Sistema Troncalizado.-Compartición de recursos canales de radio y lineas telefónicas c.- Evolución de los sistemas FDMA, TDMA, CDMA

• Servicios de Telecomunicaciones.- Actividad desarrollada bajo responsabilidad / Modalidades especificas de comunicación/Usuarios de Interés común.

• Clasificación de Servicios.-

a.- Portadores

b.- Teleservicios o Servicios Finales

c.- Servicios de Difusión

d.- Servicios de Valor Añadido

• Servicios Portadores.- Proporcionar capacidad necesaria para enrutamiento e interconexión de redes y servicios

a.- Modalidades.-

+Utilizan Redes Conmutadas

+Utilizan redes no Conmutadas

b.- Ambito de acción.-

+ Locales

+ Larga Distancia Nacional

+ Larga Distancia Internacional

• Teleservicios.- Capacidad completa que facilita comunicación entre usuarios.

a.- Servicio Telefónico fijo b.-Servicio Telefónico Móvil c.- Buscapersonas d.- Troncalizado Servicios de Difusión.- Comunicación unidireccional

desde uno o mas puntos de emisión a.- Servicios Públicos de Difusión b.- Servicios Privados de Difusión c.- Privados de interés público

• Servicios de Valor Añadido.- Aquellos que utilizan como soporte servicios portadores, finales o de difusión.

a.- Videoconferencia, trasmisión de datos.

b.- Texto y video

c.- Fibra óptica, servicio internet

• CLASIFICACIÓN DE LOS SERVICIOS.- *Por su naturaleza.- a.- Públicos.- Abonados, usuarios b.- Privados.- Uso restringido c.- Privados de interés público.- Radiodifusión

+CONVERGENCIA DE INDUSTRIAS , TECNOLOGIA Y SERVICIOS.- Cambios tecnológicos conllevan a

integrar los servicios de telecomunicaciones e informática con la industria del entretenimiento.

• TENDENCIAS TECNOLÓGICAS.- a.- Redes de Fibra óptica, cable submarino b.-Comunicaciones inalambricas.- WiFi,

WiMax c.- Redes Digitales de Servicios Integrados d.- Redes de Banda Ancha e.- Protocolos Internet- Voz por IP f.- Conectividad mundial entre sistemas

• SISTEMA GLOBAL DE TELECOMUNICACIONES.-

• Servicios tradicionales de telecomunciaciones crean redes separadas para cada servicio.

• Un Sistema Global de Telecomunicaciones ofrece un servicio eficaz y económico compartiendo la misma infraestructura

• RDSI.- Red Digital de Servicios Integrados, soporta amplia gama de servicios.

• INTERFAZ.-Permite conexión de dispositivos que tienen funciones diferentes.

• UNIDAD FUNCIONAL.- Soporte físico u lógico capaz de realizar una función especifica.

• BANDA DE FRECUENCIA.- Rango de Frecuencia utilizado para la prestación de un determinado servicio de Telecomnuicaciones.

SISTEMAS MÓVILES CELULARES

• INTRODUCCIÓN.-

a.- LIMITACIONES DE LOS SISTEMAS CONVENCIONALES DE TELEFONÍA MÓVIL

- OPERACIONALES

- SERVICIO DE COMUNICACIÓN LIMITADO

- CAPACIDAD POBRE DE TRÁFICO

- UTILIZACIÓN DEL ESPECTRO DE FREC.

• CAPACIDAD DE SERVICIO LIMITADO.- a.-Selección de 1 o mas canales de

frecuencias especificas en zonas geográficas autónomas.

b.- Usuarios que realizan una llamada tendrán que reinicializarla al ingresar a una nueva área local.Atenuación

c.-Número de usuarios activos es reducida en determinada área de servicio.

• POBRE RENDIMIENTO DEL SERVICIO.-

Número considerable de abonados crea una alta probabilidad de congestionamiento en horas puntas .

• DEFICIENTE USO DEL ESPECTRO DE FRECUENCIAS.- La medición del uso de frecuencia se define como el máximo número de usuarios que utilizan un canal en hora punta .

Un canal sirve tan sólo a un abonado a la vez en el área total de servicio

• CONSIDERACIONES DE EFICIENCIA DE ESPECTRO.- La Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) y las entidades reguladoras deben proveer alto uso y satisfacción del cliente.

Consideraciones prácticas.- a.- Single Side Band (SSB)divide la banda en un

número grande de canales. b.- Celular, reuso de frecuencias en zonas

geográficas diferentes. c.- Espectro ensanchado om Salto en frecuencia ,

genera códigos sobre una portadora de banda ancha.

GENERACIÓN DE LOS MÓVILES

• PRIMERA GENERACIÓN.-1G.-

- Surgen en la década del ‘70 con tecnología analógica

- Constituyen esta generación:

a.- Sistemas de telefonía celular

b.- Sistemas de telefonía cordless

c.- Sistemas Paging/Buscapersonas

d.- Sistema satelital geoestacionario

• SEGUNDA GENERACIÓN 2G.- - Emerge con tecnología de acceso en el dominio

del tiempo- TDMA - Introduce mejoras no previstas en los sistemas

analógicos - Capacidad de usuarios, calidad y costos de

servicios. - Surgen los sistemas de telefonía sin hilos a.- PHS (Personal Handy Phone) b.- DECT (Digital European Cordless Telephone) c.- Paging de doble vía d.- Tecnologías Spread Spectrum(Espectro

ensanchado)

• La tecnología TDMA divide un canal simple de audio en un número de slots,permitíendo que este sea compartido y con ello incrementa su capacidad.

• La Tecnología CDMA , la frecuencia del canal es usada simultáneamente por múltiplos usuarios en una determinada celda

• En CDMA, las señales son distinguidas por la distribución de las mismas siguiendo diferentes códigos, se basa en “Spread Spectrum”.

• Sistemas de Telefonía Digital.-

a.- D-AMPS.- Norma IS-54, primer estándar de telefonía celular americano.

b.- Opera utilizando el mismo espectro de los sistemas AMPS(30 Khz de banda de canal)

c.- Versatilidad para ser utilizada con ambas tecnologías analógica y digital.

d.- Utiliza FDM , para canales RF de la frecuencia de telefonía celular AMPS.

e.- Multiplexaje TDMA dentro de cada canal

f.- La multiplexación TDM, multiplica la capacidad del sistema en unfactor de 3 con relación al sistema AMPS.

+ IS-136.- Norma de telefonía celular TDMA

+ Incorpora un control digital de canal, permitiendo gran eficiencia

+Capacidad para voz , datos, roaming automático internacional, privacidad y autenticación.

+ Mejor calidad de voz + Incrementa sustancialmente la cantidad de usuarios por celda. + Opera automaticamente en las bandas de 800 y

1900 Mhz.

*ISO-95.- Sistema de Telefonía celular basada en la técnica Spread Spectrum y acceso CDMA.

* Es una alternativa que permite la operación tanto en modo AMPS y CDMA

* Permite aplicar la técnica de reutilización de frecuencia (Relación de Reuso)

* Cada canal de RF permite trasmitir simultaneamente 64 canales digitales de 9600 bits.

* Alta capacidad, mejor calidad, seguridad

* Desventaja , la necesidad de un rígido control de potencia de transmisión.

* Control necesario que minimiza interferencia entre usuarios de la misma celda y la adyacente.

• GSM.-Desarrollado en Europa por el ETSI (European Telcommunications Standars Institute), como único estándar para dicho continente.

• Sistema de gran capacidad,mejor calidad facilidades de roaming continental.

• Basado en acceso TDMA, utilizando las bandas de 890 Mhz hasta 960 Mhz

• Caracteristicas relevantes referidos a la autenticación y privacidad (Criptografía)

• Introducen el “smartcard”, llamado SIM, para permitir el acceso a la red.

• TERCERA GENERACIÓN.- 3G

- Sistemas de comunicaciones personales, móviles y universales.

- En USA sistemas PCS(Personal Communications Systems), en Europa UMTS ( Universal Mobile Telecommunications Systems), la UIT propone el Sistema IMT-2000 (International Mobile Communications)

- Interconexión con todas las redes dentro de la cual se mueven los usuarios.

- Sistemas de Señalización de gran potencia para garantizar establecimiento de comuni

cación. - Mayor seguridad utiliza aplicaciones multimedia,

mayor ancho de banda. - Consideraciones de Banda de Frecuencia: De 1885 Mhz a 2025 Mhz De 2110 Mhz a 2200 Mhz - Consideraciones de los sistemas FPLMTS (Servicios Públicos de Telecomunicaciones Móviles

terrestres)

- Alternativas técnicas que surgen como interfases para el sistema UMTS:

* W-CDMA (Wideband Code DivisionMultiple Access)

* FDD (Frequency Division Duplex) * TDD (Time Division Duplex) * TD/CDMA (Time Division/ Code Division

Multiple Access) * Ofrecer servicios integrales de

conmutación de voz y datos.

COMPARACIÓN ENTRE SITEMAS DE TELEFONIA FIJA Y MOVILES

• TELEFONIA FIJA.-

a.- Zona de cobertura limitada del usuario limitada por la topología de la red.

b.- La comunicación se pasa en utilización de medios guiados

c.- La conmutación es automática y permite acceso a otras redes.

d.- El ancho de banda de los canales telefónicos es constante

e.- Asignación de acceso es permanente.

f.- El servicio es full duplex.

TELEFONÍA MÓVIL.-

a.- Zona de cobertura atendida por un único transceptor.

b.- Equipo transceptor maneja potencias considerables

c.- Conmutación evoluciona de manual a automática.

d.- Ancho de banda de los canales evoluciona con la disminución del mismo

e.- Asignación de radiocanales es de manera dinámica por contienda

f.- Facilidad para integrarse a la red de telefonía fija por medios guiados o no guiados.

g.- Evolución de servicio half duplex a full duplex

• h.- Señalización por canal común, dentro de cada celda

• i.- Handover / Handoff.- Proceso de cambio de Celda de parte de un abonado en plena fase de comunicación.

• j.- Itinerancia o Roaming.- Control de presencia de un abonado dentro de la Región Matriz

ARQUITECTURA DEL SISTEMA CELULAR

• Area geográfica de cobertura

• Estación Base - Transceptor fijo

• Equipo Móvil -Transceptor móvil instalado en un vehículo

• Equipo Portátil – Transceptor móvil que porta el ser humano

• Acceso a la Red Pública de telefonía Fija

• IDEA CLAVE DE LA TELEFONÍA CELULAR.-

a.- Cada Estación Base cubre una parte de la Zona de Cobertura del Sistema integral.

b.- Reutilización de los radiocanales en Zonas suficientemente separadas (Relación de Reuso)

ORGANIZACIÓN GEOGRÁFICA

• A.- Área de Cobertura.- Considera l área geográfica integral del sistema.

• B.- Región Matriz.- Incluye Registro de Abonados y sistema de Tarificación, Central Regional

• C.- Área de Conmutación.- Considera Centrales Locales de acuerdo a zonas de cobertura

• D.- Área de Localización.- Las Centrales Locales se interconectan a las Estaciones Base

• E.- Celda.- Menor área geográfica constituida por Estación Base, y Equipos de abonados móviles

d.- Ancho de banda de los canales evoluciona con la disminución del mismo

e.- Asignación de radiocanales es de manera dinámica por contienda

f.- Facilidad para integrarse a la red de telefonía fija por medios guiados o no guiados.

g.- Evolución de servicio half duplex a full duplex

ELEMENTOS BASICOS DEL CONCEPTO CELULAR

• División Celular

• Reutilización de Frecuencia

• Transmisión de baja Potencia

• Handover / Handoff

• Roaming

OBJETIVO.-

Aumento de la capacidad del Sistema

PROBLEMAS ASOCIADOS

• División Celular + Movilidad.- LOCALIZACIÓNº Reutilización de Frecuencia.- INTERFERENCIA COCANALº Transmisión de Baja Potencia.- MAYOR COMPLEJIDAD DEL SISTEMAº Handover/Handoff.- COMPLEJIDAD DE SEÑALIZACIÖN Y

CONTROL

• Roaming.-

SUPERVISIÓN Y MONITOREO

COMPLEJO

GEOMETRÍA CELULAR

• Utiliza una única forma de celda• Consideraciones técnicas: Reducción de áreas “iluminadas” º Figuras geométricas que forman una

particiónº La Estación Base se ubica en el centro de la celdaº Las celdas que cubren una mayor superficie son las hexagonales

PARAMETROS A FIJAR

• Radio de las Celdas• Relación de reuso• Conjunto de Radiocanales

RADIO DE LA CELDA

• Factores Determinantes.- a.- Potencia de la Estación Base b.- Potencia de la Estación Móvil/Portatil c.- Sensibilidad de la Estación Base d.- Sensibilidad de la Estación Móvil/Portatil e.- Tipo de Antenas f.- Patrón de radiación g.- Ganancia h.- Altura de las Antenas

i.- Atenuación del Radioenlace

j.- Densidad de Tráfico:

º Número total de radiocanales

º Número de Celdas por “cluster”

º Radio de la celda

RELACIÓN DE REUSO

• Capacidad del Sistema de utilizar las mismas frecuencias en celdas no adyacentes.

• Disminuye el nivel de la Interferencia Cocanal.-

º Para Sistemas Analógicos:

S / I Mayor o igual a 17 dB.

º Para Sistemas Digitales :

S / I Mayor o igual a 10 dB.

SUBDIVISIÓN CELULAR

• Reducción del radio convencional de una celda a su mitad

• Por cada subdivisión celular: - Se multiplica por 4 el número de celdas - Se multiplica por 4 la capacidad del sistemaº El límite práctico está entre 1 a 2 Km.º La complejidad del Handover se incrementaº Se restringe la libertad de ubicación de la

Estación Base a menos de la 4ta parte del radio

SEÑALIZACIÓN

• Terminal en reposo(Stand by).- El móvil “ENGANCHA”al canal de control recibido con mejor calidad.

• TIPOS DE SEÑALIZACIÓN.-

a.- Llamada originada en el móvil

b.- Llamada destinada a un móvil

Llamada originada en el móvil

• En cada celda hay un determinado número de canales de control en el sentido MS – BS

• De explotarse el canal en contienda , existe el riesgo de colisiones

• La probabilidad de colisiones es tanto mayor cuanto mayor sea la longitud del mensaje

• Con mensajes cortos de acceso al canal de control disminuye probabilidades de colisión

Secuencia (Llamada originada por el móvil)

• 1.- Abonado Móvil solicita canal de control:

Comunicación MS- BS

2.- La Estación Base concede el canal de control :BS – MS

3.- Protocolo de establecimiento de llamada:

“El abonado móvil en vía su propio número de abonado con fines de “AUTENTICACIÓN”

y posterior el número de abonado destino.

4.- El abonado destino descuelga

5.- La red asigna un canal de voz (Duplex) a la MS

Llamada destinada a un móvil

• La secuencia de acciones se pueden agrupar en dos conjuntos que funcionalmente tienen por objeto :

a.- Localizar al móvil

b.- Alertar al móvil y asignarle un canal de voz si procede

• LOCALIZACIÓN.-

a.- La llamada entrante al sistema se encamina a la “Central Regional” más cercana

b.- De la “Central Regional” se consulta a la “Central Matríz” acerca de la localización del móvil (Área de Localización)

c.- La llamada es encaminada hacia la “Central Local”identificada

d.- La “Central Local”, envía un mensaje a la “Estación Base del Área de Localización.

• ASIGNACIÓN DE VOZ.-

a.- La “Estación Base” del Área de Localización” difunde el mensajes de “alerta”de la “Estación Móvil” destino de la llamda

b.- La “Estación Móvil” contesta al mensaje de busqueda

c.- La “estación Base” asigna un canal de voz

TRANSFERENCIA (HANDOVER / HANDOFF)

• Esta funcionalidad se da cuando una “Estación Móvil”, pasa de una zona de cobertura de una “Estación Base” a la de otra, a lo largo del curso de una conversación.

• “Handover Intracelular”, se produce dentro de una misma celda cuando el nivel de señal

decae o la interferencia se incrementa

+ En un Handover pueden o no estar involucrados mas de una Central de conmutación de Móviles

+ La transferencia podrá ser controlada por la red, asistida por el móvil o controlada por el móvil

TRANSFERENCIA CONTROLADA POR LA RED

• Medida del nivel de señal a cargo de la Red• Decisión de traspaso a cargo de la Red• Elevado Tráfico de Señalización – Control

(Estación Base – Centro de Conmutación de Móviles)

+ Mínima Señalización en el interfaz de Radio

TRANSFERENCIA ASISTIDA POR EL MÓVIL

• La Estación Móvil informa a la Estación Base de sus medidas de nivel de señal y calidad de enlace

• En relación a las medidas sensadas la Red toma la decisión de HANDOVER

• Esta alternativa de Handover tienen la ventaja de considerar el estado de la Estación Móvil medido localmente

• Disminuye el tráfico entre la Estación Base y la Central ce Conmutación de Móviles

• Aumenta la Señalización en el interfaz de radio

TRANSFERENCIA CONTROLADA POR EL MÓVIL

• La Estación Móvil , basado en sus medidas de nivel de señal y calidad de enlace , a que Estación Base debe conectarse

• La Estación Móvil comunica directamente a la nueva Estación Base su decisión

• Este procedimiento esta especialmente indicado en caso de rápidos y frecuentes Handover

CONJUNTO DE CANALES

• ASIGNACIÓN DE CANALES.-

a.- Asignación Fija.- FA

b.- Asignación Dinámica .-

c.- Asignación con Préstamo Simple.- SB

d.- Asignación Híbrida .- HA

e.- Asignación con Préstamo ordenado.- BCO

• ASIGNACIÓN FIJA.-• Este algoritmo es conocido como FA (Fixed

Assignment• A cada celda se le asigna un conjunto fijo de

canales• Los conjuntos de canales se reusan en

celdas separadas la distancia de Reuso• Una llamada se bloquea cuando no hay canal

libre en la celda en la que se origina

• ASIGNACIÓN DINÁMICA.-• El total de canales de tráfico asignados al

sistema está inicialmente a disposición de todas y cada una de las celdas del mismo

• Cuando una celda utiliza un canal, se define para este su zona de interferencia en la que no puede ser reutilizado

• Este algoritmo presenta comportamientos inestables

• ASIGNACIÓN CON PRÉSTAMO SIMPLE.-• Este algoritmo se denomina por las siglas

SB (Simple Borrowing)• A cada celda se le asigna un conjunto fijo de

canales (Como en FA)• Si se produce una llamada en una celda sin

canales libres, pide prestado un canal a las celdas vecinas

• Si estas no tienen canales disponibles, se bloquea la llamada

• El canal prestado no puede ser utilizado en el “cluster” de la celda receptora del mismo hasta que se libere el canal y sea devuelto a la celda propietaria

• Para minimizar el bloqueo de llamadas, la celda prestamista debe ser la de mayor número de canales libres entre las candidatas al préstamo

• En condiciones de baja carga de tráfico, SB es superior a FA, con tráfico elevado, se invierte el comportamiento

• ASIGNACIÓN HÍBRIDA.-• El conjuntop de canales asignado a una

celda se divide en dos grupos :A y B• Los canales del grupo A se gestionan con el

Algoritmo FA y los del grupo B con el SB• El valor óiptimo de la relación No. ChA /

No.ChB

• ASIGNACIÓN CON PRÉSTAMO DE CANALES ORDENADOS.-

• Algoritmo nominado con las siglas BCO• La relación No.ChA / No.ChB, varía automáticamente

para ajustarse al tráfico• Todos los canales nominales pertenecientes a una

celda se ordenan de forma que el primero tiene la máxima prioridad para ser asignado a una llamada en la propia celda y el último la mayor prioridad para ser prestado

SISTEMA CELULAR BÁSICO

• El Sistema de Telefonía Celular se caracteriza por el área geográfica total en pequeñas áreas (celdas o células)

• Cada Celda esta controlada por una Estación Base

• Todas las Estaciones Base están controladas por el MTSO (Mobile Telephone Switching Office) om Central de Conmutación de Móviles

• Un Sistema Celular Básico consta de tres partes :

• - Unidades móviles• - Estación Base• - Central de Control y Conmutación• UNIDAD MÓVIL.- Compuesta por una unidad

de Control , un transceptor y Sistema de Antena

• ESTACIÓN BASE.- Es la interfase entre La Central de Control y Conmutación de Móviles y las propias unidades móviles

• Encuentrase constituida por• - Unidad de Control,• - Radiocanales, • - Sistema de Antenas• - Unidad de Energía• - Terminales de Datos

• CENTRO DE CONTROL Y CONMUTACIÓN DE MÓVILES.-

• Elemento central que coordina y administra todas las Estaciones Base

• Procesa y conmuta las llamadas de las celdas• Es la interfase con la Red pública de Telefonía fija y

con centros de conmutación de mayor capacidad• Controla el proceso de llamadas y realiza

procedimientos de facturación

• CONEXIONES.- Los tres subsistemas se accesan por medio de enlaces de datos de alta velocidad

• Cada unidad móvil sólo puede usar un canal a la vez cuando se comunica

• La conmutación celular podrá ser analógica o digital

• Las llamadas conmutadas se pueden conectar a otros usuarios móviles y a la Central Telefónica utilizando troncales de voz

CRITERIOS DE DESEMPEÑO DE UN SISTEMA CELULAR

• Se considerar tres criterios para definir un óptimo desempeño del sistema

• - a.- Calidad de Voz• - b.- Calidad de Servicio• - c.- Aspectos Especiales

• CALIDAD DE VOZ.- • Es difícil sensarla sin pruebas y juzgar solo

en base a opiniones de los usuarios

• La calidad de voz , se basa en :• a.- Valor que da un conjunto de clientes a

la voz del sistema (del Transmisor al, Receptor) como BUENO u OPTIMO

• b.- Posibles calidades de voz:• - CM5 .- Excelente (discuso perfectamente

comprensible)• - CM4.- Bueno (Discurso facilmente

comprensible, algo de ruido)

• - CM3.- Regular (Discurso comprensible con un esfuerzo mínimo, hay interferencias ocasionales)

• - CM2 .- Pobre (Discurso comprensible sólo con esfuerzo considerable, necesitan de repeticiones frecuentes)

• - CM1 .- Poco satisfactorio (Discurso no comprensible)

• En los estandares CM5 y CM4 es factible incrementar el porcentaje de abonados con buena calidad , lo que redunda en u incremento del costo del sistema

• El Promedio de los puntajes CM obtenidos de todos los usuarios se llama “ MEAN OPINION SCORE”(MOS)

• CALIDAD DE SERVICIO.-• Aspectos relevantes que permitan evaluar la

calidad del servicio:• a.- Cobertura• b.- Grado de Servicio Requerido• c.- Número de llamadas pérdidas

• COBERTURA.- El Sistema idealmente deberá cubrir la mayor área posible

• Por irregularidades topográficas no es normalmente posible cubrir el 100% del área

• Potencia debería ser elevada para iluminar zonas de recepción débil

• Factor significativo es el costo agregado de implementar este tipo de cobertura

• Niveles de potencia elevados dificultan el control de interferencia

• En la práctica los sistemas cubren el 90% de un área con terreno plano y un 75% de un área con terreno escarpado

• Si se rebajan los valores de porcentajes antes estipulados indicaría que el Sistema es de bajo rendimiento

• GRADO DE SERVICIO REQUERIDO.-• El grado de servicio en un sistema se especifica con

una probabilidad de bloqueo de 0.02 en la hora punta.

• Los porcentajes son referidos a magnitudes promedio

• La probabilidad de bloqueo de cada celda es diferente

• La hora punta es el uso horario en la cual existe mayor demanda de comunicación entre abonados móviles

TELEFONIA CELULAR GENERACIÓN

CERO (0G) • La Telefonía celular (0G), representa a la

telefonía móvil previa a la era celular.• Estos teléfonos móviles eran usualmente

colocados en autos o camiones, aunque modelos en portafolios también eran realizados.

• Por lo general, el transmisor (Transmisor-Receptor) era montado en la parte trasera del vehículo y unido al resto del equipo (el dial y el tubo) colocado cerca del asiento del conductor.

• Eran vendidos a través de WCCs (Empresas Telefónicas alámbricas), RCCs (Empresas Radio Telefónicas), y proveedores de servicios de radio doble vía.

• El mercado estaba compuesto principalmente por constructores, celebridades, etc.

• Esta tecnología, conocida como Autoradiopuhelin (ARP), fue lanzada en 1971 en Finlandia; conocido ahora como el país con la primera red comercial de telefonía móvil.

TELEFONÍA CELULAR PRIMERA GENERACIÓN

(1G) • La 1G de la telefonía móvil hizo su aparición en

1979, si bien proliferó durante los años 80. Introdujo los teléfonos "celulares", basados en las redes celulares con múltiples estaciones de base relativamente cercanas unas de otras, y protocolos para el "traspaso" entre las celdas cuando el teléfono se movía de una celda a otra.

• La transferencia analógica y estrictamente para voz son características identificatorias de la generación. Con calidad de enlaces muy reducida, la velocidad de conexión no era mayor a (2400 bauds

• En cuanto a la transferencia entre celdas, era muy imprecisa ya que contaban con una baja capacidad (Basadas en FDMA, Frequency Division Multiple Access), lo que limitaba en forma notable la cantidad de usuarios que el servicio podía ofrecer en forma simultánea ya que los protocolos de asignación de canal estáticos padecen de ésta limitación.

• Con respecto a la seguridad, las medidas preventivas no formaban parte de esta primitiva telefonía celular.

• La tecnología predominante de esta generación es AMPS (Advanced Mobile Phone System), desarrollada principalmente por Bell. Si bien fue introducida inicialmente en los Estados Unidos, fue usada en otros países en forma extensiva.

• Otro sistema conocido como Sistema de Comunicación de Acceso Total (TACS) fue introducido en el Reino Unido y muchos otros países.

• Si bien había diferencias en la especificación de los sistemas, eran conceptualmente muy similares.

• La información con la voz era transmitida en forma de frecuencia modulada al proveedor del servicio.

• Un canal de control era usado en forma simultánea para habilitar el traspaso a otro canal de comunicación de serlo necesario.

• La frecuencia de los canales era distinta para cada sistema. MNT usaba canales de 12.5KHz, AMPS de 30KHz y TACS de 25KHz.

• Estos sistemas (NMT, AMPS, TACS, RTMI, C-Netz, y Radiocom 2000) fueron conocidos luego como la Primera Generación (G1) de Teléfonos Celulares.

• En Setiembre de 1981 la primera red de telefonía celular con roaming automático comenzó en Arabia Saudita; siendo un sistema de la compañía NMT.

TELEFONIA CELULAR SEGUNDA

GENERACIÓN (2G) • Si bien el éxito de la 1G fue indiscutible, el uso

masivo de la propia tecnología mostró en forma clara las deficiencias que poseía.

• El espectro de frecuencia utilizado era insuficiente para soportar la calidad de servicio que se requería. Al convertirse a un sistema digital, ahorros significativos pudieron realizarse.

• Un número de sistemas surgieron en la década del 90’ debido a estos hechos, y su historia es tan exitosa como la de la generación anterior

• La Segunda Generación (2G) de telefonía celular, como ser GSM, IS-136 (TDMA), iDEN and IS-95 (CDMA) comenzó a introducirse en el mercado.

• La primera llamada digital entre teléfonos celulares fue realizada en Estados Unidos en 1990. En 1991 la primera red GSM fue instalada en Europa.

• La generación se caracterizó por circuitos digitales de datos conmutados por circuito y la introducción de la telefonía rápida y avanzada a las redes.

• Usó a su vez acceso múltiple de tiempo dividido (TDMA) para permitir que hasta ocho usuarios utilizaran los canales separados por 200MHz.

• Los sistemas básicos usaron frecuencias de banda de 900MHz, mientras otros de 1800 y 1900MHz

• Nuevas bandas de 850MHz fueron agregadas en forma posterior.

• El rango de frecuencia utilizado por los sistemas 2G coincidió con algunas de las bandas utilizadas por los sistemas 1G (como a 900Hz en Europa), desplazándolos rápidamente.

• La introducción de esta generación trajo la desaparición de los "ladrillos" que se conocían como teléfonos celulares, dando paso a pequeñísimos aparatos que entran en la palma de la mano y oscilan entre los 80-200gr.

• Mejoras en la duración de la batería, tecnologías de bajo consumo energético.

• EL sistema 2G utiliza protocolos de codificación más sofisticados y se emplea en los sistemas de telefonía celular actuales.

• Las tecnologías predominantes son: GSM (Global System por Mobile Communications); IS-136 (conocido también como TIA/EIA136 o ANSI-136) y CDMA (Code Division Multiple Access) y PDC (Personal Digital Communications), éste último utilizado en Japón.

• Se encontrará información detallada de los protocolos en la sección correspondiente más adelante.

• Los protocolos empleados en los sistemas 2G soportan velocidades de información por voz más altas, pero limitados en comunicación de datos.

• Se pueden ofrecer servicios auxiliares, como datos, fax y SMS (Short Message Service).

• La mayoría de los protocolos de 2G ofrecen diferentes niveles de encripción.

• En Estados Unidos y otros países se le conoce a 2G como PCS (Personal Communication Services).

TELEFONIA CELULAR (2.5G)

• Una vez que la segunda generación se estableció, las limitantes de algunos sistemas en lo referente al envío de información se hicieron evidentes.

• Muchas aplicaciones para transferencia de información eran vistas a medida que el uso de laptops y del propio Internet se fueron popularizando.

• Si bien la tercera generación estaba en el horizonte, algunos servicios se hicieron necesarios previa a su llegada.

• El General Packet Radio Service (GPRS) desarrollado para el sistema GSM fue de los primeros en ser visto

• Hasta este momento, todos los circuitos eran dedicados en forma exclusiva a cada usuario.

• Este enfoque es conocido como "Circuit Switched", donde por ejemplo un circuito es establecido para cada usuario del sistema.

• Esto era ineficiente cuando un canal transfería información sólo en un pequeño porcentaje.

• El nuevo sistema permitía a los usuarios compartir un mismo canal, dirigiendo los paquetes de información desde el emisor al receptor.

• Esto permite el uso más eficiente de los canales de comunicación, lo que habilita a las compañías proveedoras de servicios a cobrar menos por ellos.

• Aún más cantidad de mejoras fueron realizadas a la taza de transferencia de información al introducirse el sistema conocido como EDGE (Enhanced Data rates aplicado a GSM Evolution).

• Éste básicamente es el sistema GPRS con un nuevo esquema de modulación de frecuencia.

• 2.5G provee algunos de los beneficios de 3G (por ejemplo conmutación de datos en paquetes) y puede usar algo de la infraestructura utilizada por 2G en las redes GSM and CDMA.

• La tecnología más comunmente conocida de 2.5G es GPRS (nombrada anteriormente), que provee transferencia de datos a velocidad moderada usando canales TDMA no utilizados en la red GSM.

• Algunos protocolos, como ser EDGE para GSM y CDMA2000 1x-RTT para CDMA, califican oficialmente como servicios "3G" (debido a que su taza de transferencia de datos supera los 144 kbit/s), pero son considerados por la mayoría como servicios 2.5G (o 2.75G, que luce aún mas sofisticado) porque son en realidad varias veces más lentos que los servicios implementados en una red 3G.

• Mientras los términos "2G" y "3G" están definidos oficialmente, no lo está "2.5G".

• Fue inventado con fines únicamente publicitarios.

• Muchos de los proveedores de servicios de telecomunicaciones se moverán a las redes 2.5G antes de entrar masivamente a la 3.

• La tecnología 2.5G es más rápida, y más económica para actualizar a 3G.

TELEFONIA CELULAR TERCERA

GENERACIÓN (3G). • No mucho luego de haberse introducido las

redes 2G se comenzó a desarrollar los sistemas 3G.

• Como suele ser inevitable, hay variados estándares con distintos competidores que intentan que su tecnología sea la predominante.

• Sin embargo, en forma muy diferencial a los sistemas 2G, el significado de 3G fue estandarizado por el proceso IMT-2000.

• Este proceso no estandarizó una tecnología sino una serie de requerimientos (2 Mbit/s de máxima taza de transferencia en ambientes cerrados, y 384 kbit/s en ambientes abiertos, por ejemplo).

• Hoy en día, la idea de un único estándar internacional se ha visto dividida en múltiples estándares bien diferenciados entre sí.

• Existen principalmente tres tecnologías 3G. Para Europa existe UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) usando CDMA de banda ancha (W-CDMA). Este sistema provee transferencia de información de hasta 2Mbps.

• Están a su vez las evoluciones de CDMA2000. La primera en ser lanzada fue CDMA2000 1xEV-DO, donde EV-DO viene de Evolution Data Only.

• La idea atrás de este sistema era que muchas de las aplicaciones sólo requirieran conexión de datos, como sería el caso si se usara el celular para conectar una PC a Internet en forma inalámbrica.

• En caso de requerir además comunicación por voz, un canal 1X estándar es requerido.

• Además de usar tecnología CDMA, EV-DO usa tecnología TDMA para proveer de la velocidad de transferencia necesaria y mantener la compatibilidad con CDMA y CDMA2000 1X.

• La siguiente evolución de CDMA2000 fue CDMA2000 1xEV-DV. Esto fue una evolución del sistema 1X totalmente distinto a CDMA2000 1xEV-DO, ofreciendo servicios totales de voz y datos.

• Este sistema también es compatible con CDMA y CDMA2000 1X y es capaz de ofrecer tasas de transferencia de 3.1Mbps.

• Estos dos protocolos usaron lo que se conoce como FDD (Frequency Division Duplex), donde los links de ida y vuelta usan distintas frecuencias.

• Dentro de UMTS existe una especificación conocida como TDD (Time Division Duplex), donde los links poseen la misma frecuencia pero usan distintos segmentos de tiempo.

• Sin embargo, TDD no se implementará en los mercados por un tiempo.

• Un tercer sistema 3G fue desarrollado en China que usa TDD. Conocido como TD-SCDMA (Time Division Synchronous CDMA), usa un canal de 1.6MHz y fue pensado para que abarque el mercado Chino y de los países vecinos.

• Algunos de los sistemas 2.5G, como ser CDMA2000 1x y GPRS, proveen de algunas de las funcionalidades de 3G sin llegar a los niveles de transferencia de datos o usos multimedia de la nueva generación

• Por ejemplo, CDMA2000-1X puede, en teoría, transferir información hasta a 307 kbit/s. Justo por encima de esto se encuentra el sistema EDGE, el cual puede en teoría superar los requerimientos de los sistemas 3G; aunque esto es por tan poco que cualquier implementación práctica quedaría probablemente por debajo del límite deseado.

• Al comienzo del siglo 21, sistemas 3G como UMTS y CDMA2000 1xEV-DO han comenzado a estar al alcance del público en los países del primer mundo.

• Sin embargo, el éxito de estos sistemas aún está por probarse.

Parámetros de Calidad:

Parámetro Procedimiento

Reutilización de frecuencias con diseño de cobertura basado en relación portadora a interferencia mayor o igual 17 dBm para sistemas digitales y 24 dBm para análogos

Mediciones de Campo

Grado de servicio del canal de voz menor o igual que 2%

Mediciones de campo y datos obtenidos de la Central

Grado de Servicio de troncales hacia la red telefónica publica menor o igual al 1 %

Datos obtenidos de la Central

Bloqueo de llamadas transferidas Hand Off o igual al 2%

Mediciones de campo y datos obtenidos de la Central

Caidas de llamadas Mediciones de campo y datos obtenidos de la Central

• Se disminuye la probabilidad de bloqueo con una buena planificación , en el que se considere un número suficiente de canales de radio disponibles

• NÚMERO DE LLAMADAS PÉRDIDAS.-• Durante Q llamadas en una hora , si una

llamada se cae• Q-1 llamadas son completadas, entonces el

valor de pérdida de llamada es 1/ Q

• Este valor debe mantenerse bajo• Un valor elevado de pérdida podría ser

ocasionado por problemas técnicos de cobertura o problemas handoff relativo a la disponibilidad de radiocanles

• ASPECTOS ESPECIALES.-• Es deseable que el sistema brinde tantos

servicios especiales como le sea posible.• Servicios Especiales:• - Llamada Anticipada• - Llamada en espera• - Mensaje de voz (voz mail)• - Roaming automático• - Servicios de navegación, entre otros

• No disponibilidad de los usuarios a pagar cargos extras por servicios especiales

DESCRIPCIÓN DEL MEDIO DE TRANSMISIÓN DE RADIO MÓVIL

• ATENUACIÓN DE PROPAGACIÓN.-• La pérdida de trayectoria de propagación es

directamente proporcional a la frecuencia y a la distancia

• DESVANECIMIENTO SEVERO.-• Debido a que la altura de antena del equipo

móvil / portatil ,es mas baja que sus alrededores y la longitud de la onda portadora es mucho menor que las estructuras de sus alrededores, las ondas generan multitrayectos

• En el equipo móvil / portatil, la adición de las ondas multitrayectos causan el fenómeno de desvanecimiento de la señal

• El Desvanecimiento de Rayleigh es denominado también desvanecimiento multitrayecto en el ámbito radio móvil.

• Cuando las ondas trayecto múltiple rebotan de aquí a allá debido a las edificaciones artificiales, forman muchos frentes de onda en el espacio.

• Los frentes de onda se suman y llegan a constituir una estructura irregular de onda de desvanecimiento

• Cuando una unidad móvil está detenida, su receptor sólo recibe una señal resultante en su punto, así una señal casi constante es observada

• Cuando una unidad móvil se muve, diferentes frentes de onda son recibidas, pudiendo constituir un desvanecimiento multitrayecto

• Las variaciones e señal llegan a ser rápidas a medida que el vehículo se moviliza mas rápido

• EL RADIO DE LA REGIÓN DE DISPERSIÓN ACTIVA

• La Región de Dispersión activa siempre se mueve con la unidad móvil como su centro

• El Radio es aproximadamente 100 longitudes de onda

• Significa que algunas edificaciones fueron elementos de dispersión inactiva y llegan a ser activas cuando la unidad móvil se acerca a ellos

• Por otro lado algunos edificios eran elementos de dispersión activas y llegan a ser inactivas cuando la unidad móvil se aleja de ellos

RETARDO PROLONGADO (DELAY SPREAD) Y ANCHO DE BANDA COHERENTE

• Retardo Prolongado.-• En el ambiente de Radio móvil, como

resultado del fenómeno de reflexión multitrayectoria, la señal transmitida en una celda y la llegada a una unidad móvil puede provenir de diferentes trayectorias y cada trayectoria tiene una diferente longitud de trayectoria, el tiempo de llegada para cada trayectoria es diferente

• Ancho de Banda Coherente.-• Es el Ancho de Banda definida como las

amplitudes ó fases de dos señales recibidas que tienen un alto grado de similitud

• El Retardo Prolongado es un fenómeno natural y el Ancho de Banda Coherente es una definición relacionada a esta última

• Bc=Ancho de Banda Coherente

TRAYECTORIAS DE UN RADIOENLACE CELULAR

• Trayectoria de Onda Directa.-• Esta referida una trayectoria libre del

contorno del terreno• Trayectoria de línea de Vista.-• Esta referida a una trayectoria libre de

cualquier tipo de obstrucciones• Trayectoria Obstruida.-• Es cuando en un enlace radio móvil no se

tiene una perfecta condición de línea de vista

• Cuando el contorno del terreno bloquea la trayectoria de onda directa, lo llamamos trayectoria obstruida

NIVELES DE RUIDO EN LA BANDA DE FRECUENCIA CELULAR

• Ruido de Encendido.-• El ruido producido por el ser humano a 800

Mhz., era generado unicamente por el ruido de encendido de los vehículos

• El ruido automotor introducido a 800 Mhz. Con un ancho de banda de 30 Khz puede ser deducido

OPERACIÓN DE SISTEMAS CELULARES

• Se considerara la operación del Sistema desde las percepción del cliente sin hacer incidencia en parámetros de diseño.

• La operación podrá dividirse en : • a.- Inicialización de la Unidad móvil• b.- Llamadas originadas por un móvil• c.- Llamada originada de la red telefónica• d.- Llamada terminada• e.- Procedimiento Handoff

• Inicialización de la Unidad Móvil.-• Cuando usuario enciende su equipo móvil,,

la unidad receptora monitorea los canales de inicio

• La unidad receptora selecciona de manera automática al del nivel mas intenso y se mantiene en reposo luego

• El canal de inicio es denominado “set-up”• El canal set up es el de mayor intensidad y

cercanía a la estación base

• La ventaja es que elimina la carga de comunicación en el sentido de transmisión para ubicar a la unidad móvil

• Actualmente cuando un móvil se activa se realiza también un procedimiento denominado registro

• Llamadas originadas por un móvil.-• El usuario digita el número llamado en un registro

origen en la unidad móvil• Verifica si el número es correcto y activa el botón

send• Un pedido de servicio se envía en un canal “set up”

seleccionado , obtenido del proceso de localización personal

• En la celda destino de la llamada , se procede la mejor intensidad de recepción de las antenas diversas

• La estación base del abonado destino remite un pedido a la Central de Conmutación de Móviles a través de un enlace de datos de gran velocidad

• La central de conmutación de móviles selecciona un canal de voz apropiado para la llamada

• La estación base en función a la antena de mayor directívidad y ganancia procede a enlazar al móvil destino

• La Central de conmutación de móviles también realizará la conexión con la red pública de telefonía fija

• Llamada originada de la Red de Telefonía.-• Un abonado de la red de telefonía fija marcará un

número una unidad móvil• La Central de telefonía fija , reconoce que es el

número correspondiente a un abonado móvil y realiza un llamado a la Central de conmutación de móviles

• La central de conmutación de móviles envía un mensaje de “paging” a sus celdas interconectadas que posiblemente contengan al abonado móvil

• Cada estación base transmitirá en su zona el mensaje “paging” en su canal set up propio

• La unidad móvil destino reconoce su identificación propia sobre un canal set up de mayor intensidad y responde a su estación base

• La estación móvil inicia una alerta de usuario y se entabla la comunicación

• Ruido Emitido a 800 Mhz.-• Como resultado de la presencia e los

sistemas móviles celulares que operan en la actualidad y las señales espurias generadas fuera de cada canal de radio, la consideración del “Ruido de Encendido” no es valida en la actualidad

• El ruido de emisión de 800 Mhz, puede medirse en un canal en reposo en el rango de 869 a 894 Mhz

• Ruido Amplificador.-• Una señal de un radio móvil recibida por una

antena receptora de una estación base o de un equipo móvil / portátil , será necesariamente incrementada de nivel-amplificada

PLANEAMINETO DE UN SISTEMA CELULAR

• La Planificación es una actividad complicada y no fácil de implementar debe considerar diversos aspectos

• Se puede invertir mucho dinero y sin embargo se brinda un pobre servicio

• Para un optimo diseño se debe determinar dos elementos:

• A.- Las normas o Reglamentaciones• B.- Situación del mercado

• NORMAS.-• Las normas suministradas en nuestro medio

en forma básica son las mismas aplicadas en USA

• Pueden considerar algunas variantes propias del organismo regulador de las Telecomunicaciones

• SITUACIÓN DEL MERCADO.-• Los aspectos a considerar son:• A.- Predicción del grueso entrante.-• Se tiene que determinar la población media

entrante• Los tipos de negocios• Las zonas de negocios para que los ingresos

puedan ser predecidos

• Conocer a los competidores.-• Se deberá concocer la situación de los

competidores• Cobertura del sistema• Perfomance del sistema• Número de clientes• Cualquier sistema debe proveer un único y

sobresaliente servicio “superior” a la comopetencia

• Decisión de Cobertura geográfica.-• Definir que área general deberá de ser

cubierta• Que tipo de servicio puede ser provisto en

un área determinada• Las dependencias técnicas deberán en

función de esta data asumir respuestas efectivas

ACCIONES TECNICAS DE INGENIERÍA

• Iniciar un servicio móvil celular en un área determinada

• Crear un plan que utilice un mínimo número de celdas para coberturar un área

• Chequear las áreas que Marketing indique como áreas importantes

• El número de radiocanles de voz requeridos para manejar el tráfico en horas punta

• Estudiar los problemas de interferencia• Interferencias referidas a canal adyacente y

efectos de intermodulación generados en las celdas

• Encontrar mecanismos para reducción de las mismas si las hubiera en magnitudes considerables

• Estudiar la probabilidad de bloqueo de cada llamada en cada celda y tratar de minimizarla

• Planear y proyectar la captación de nuevos abonados

• La tasa a la cual los nuevos clientes se suscriben puede variar dependiendo de los cargos del servicio

• Perfomance del sistema y temporadas del año

• Tratar de desarollar nuevas tecnologías par utilizar de manera eficiente el espectro asignado a los Sistemas celulares

Consideraciones de diseño del sistema de radio

• Utilizar una metodología simple que permita entender mejor como cada elemento afecta a un Sistema de Radio Celular

• Dada la limitación de frecuencia el desafio es servir a un gran número de abonados con una calidad específica del sistema

• Es conveniente tener en cuenta las preguntas siguientes:

• A.-¿Cuántos clientes podemos atender en la hora pico?

• B.- ¿Cuántos abonados podemos servir en nuestro sistema?

• C.- ¿Cuántos radiocanales necesitamos?

• Número máximo de llamadas por hora por celda.-

• Para calcular el número estimado de llamada por hora por celda “Q” en cada celda es necesario determinar el tamaño de la misma y las condiciones de tráfico

• El número de llamadas por hora por celda está basado en que tan pequeño es el tamaño teórico de la celda

• A menor dimensión física de la celda mayor probabilidad de atender a un mayor número de llamadas

• El control de la cobertura de celdas pequeñas está basado en el grado de desarrollo tecnológico del sistema

• Número máximo de canales de frecuencia por celda.-

• El número máximo de canales por celda “N”, está estrechamente relacionado a un promedio de tiempo de llamada el sistema

• La norma de los hábitos de llamadas de los usuarios puede cambiar como resultado del valor de la razón de carga del sistema y el perfíl general de ingreso de los abonados

• Asumiendo que la probabilidad de bloqueo esta dad, es posible encontrar fácilmente el número de canales de radio en cada celda

• Concepto de canales con Reuso de frecuencias.-• Un canal de radio consiste en un par de frecuencias

una para cada dirección de transmisión empleando una operación full-duplex

• El concepto de Reuso de frecuencia es el núcleo del sistema celular

• Los usuarios ubicados en diferentes zonas geográficas (celdas diferentes) pueden utilizar simultáneamente el mismo canal de frecuencia

• El sistema de reuso de frecuencia puede aumentar considerablemente la eficiencia del espectro

• Si el sistema no se encuentra bien configurado pueden ocurrir interferencias severas

• La interferencia debida al uso común del mismo canal se denomina interferencia “co-canal”

PLANES DE REUSO DE FRECUENCIA

• Concepto de Reuso de Frecuencia puede utilizarse en el dominio del tiempo o del espacio

• El Reuso de la Frecuencia en el Dominio del tiempo resulta en la ocupación de la misma frecuencia en ranuras diferentes de tiempo (time –slot)/TDM

• El Reuso de Frecuencia en el Dominio del Espacio se divide en 2 categorias:

• A.- La misma frecuencia asignada en 2 áreas geográficas dieferentes

• Ejemplo , las estaciones de AM y FM utilizan las mismas frecuencias en ciudades diferentes

• B.- La misma frecuencia repetidamente es utilizada en un área común en un sistema-el plan se utiliza en sistemas celulares

• Existirán muchas celdas cocanales en el sistema

DISTANCIA DE REUSO DE FRECUENCIA

• La distancia mínima para el Reuso de Frecuencia dependerá de muchos factores:

• - Número de celdas co-canal en la vecindad de la celda central

• - Tipo de contorno geográfico de terreno• - Altura de la Antena de estación Base• - Potencia de Transmisión de cada estación

base

• 1/2

• D = (3K) . R• Donde D = Distancia• K = Frecuencia de Reuso• R = Radio de la Celda• Si las estaciones base transmiten la misma

potencia , entonces K aumenta y la distancia de reuso de frecuencia D aumenta

• Si todas las estaciones base transmiten la misma potencia , entonces K se incrementa y la distancia de reuso de frecuencia aumenta D

• El aumento e la distancia D, reduce la posibilidad que ocurra una interferencia co-canal

• Teóricamente es deseable un valor de K grande, sin embargo el número total de canales asignado es una cantidad prefijada por el sistema

• Cuando K es demasiado grande, el número de canales asignados por celda llega a ser pequeño y la atención de llamadas por celda resulta ineficiente

NÚMERO DE CLIENTES DEL SISTEMA

• Para diseñar un sistema es importante evaluar las condiciones de tráfico en el área durante la hora punta

• La congestión en hora punta es un parámetro que permitirá definir el tamaño de la celda y el número de canales para ser asignada

• El número máximo de llamadas por hora se establece para cada celda en particular

• En base a esta consideración se asignaran el número de canales necesarios para cada celda

FACTOR DE REDUCCIÓN DE INTERFERENCIA CO-CANAL

• Reusar un canal de frecuencia idéntica en diferentes celdas, está limitado por la interferencia co-canal entre celdas y esta interferencia co-canal puede llegar a ser un problema crítico

• El tamaño de cada celda es determinado por el área e cobertura e la señal fuerte de cada celda

• Mientras el tamaño de la celda es fija , la interferencia co-canal es independiente de la potencia de transmisión de cada celda

•

• Esto significa que el nivel de umbral del receptor de la unidad móvil se ajusta al tamaño de la celda

• Realmente la interferencia co-canal es una función de un parámetro “q”:

• q = D / R• D = Separación entre estaciones base• R = Radio de la celda• q = Factor de reducción de interferencia co-canal

DIVISIÓN DE CELDAS

• La implementación de un sistema móvil celular conlleva a mejorar la utilización eficiente del espectro

• El plan de reutilización de frecuencia es un concepto y la división de celdas otro diferente

• Cuando la densidad de tráfico comienza a incrementarse y los canales de radiofrecuencia resultan insuficientes para proveer las llamadas entonces la celda original puede ser dividida en áreas menores

• Usualmente el nuevo radio de la celda es la mitad del radio original

• Existen dos técnicas para la división de celdas :• A.- División permanente.- La instalación de cada

nueva celda tiene que ser planificada antes de tiempo

• Se deberá considerar el número de radiocanales, la potencia de transmisión, las frecuencias asignadas, la selección y ubicación de la estación base y la densidad de tráfico

• Cuando todo esta listo, la división de la celda se fija en la hora de menor tráfico (usualmente a medianoche de un fin de semana)

• B.-División Dinámica.- Este plan esta basado en la utilización de la eficiencia del espectro asignado en tiempo real

• El algoritmo para la división dinámica es un trabajo tedioso ya que no permite garantizar que una celda no esta siendo utilizada durante la división de celdas a horas de alto tráfico

CONSIDERACIÓN DE LOS COMPONENTES DE LOS SISTEMAS CELULARES

• ANTENAS.-• El modelo , la ganancia, la inclinación y la altura

de ubicación afectan totalmente los cálculos de diseño

• El modelo a optar podrá ser omnidireccional, direccional o cualquier forma en ambos planos vertical y horizontal

• La ganancia de la antena compensa las pérdidas de potencia transmitida

• La inclinación de la antena puede en algunos casos reducir la interferencia de las celdas adyacentes y mejorar en los puntos débiles

• La altura puede afectar el área y forma de la cobertura en el sistema

• EQUIPO CONMUTADOR.-• La capacidad del equipo conmutador en

sistemas celulares no esta basado en el número de puertos conmutados sino en la capacidad del procesador asociado con los conmutadores

• La capacidad y dimensión del, procesador guarda relación directa con la dimensión del sistema

• Por lo general se implementan modularmente lo cual facilita su expansión

• ENLACE DE DATOS.-• No son afectados directamente por el sistema

celular pero si son importantes para el• Cada enlace de datos puede llevar múltiples

canales de datos (10kbs/canal)• Para el caso de acceso de gran número de

canales de datos ellos podrán ser multiplexados

TECNOLOGÍAS DE ACCESO CELULAR

• Actualmente existe tres tecnologías comúnmente usadas para transmitir información en redes:

• A.- Acceso Múltiple por División de Frecuencia (FDMA)

• B.- Acceso Múltiple por División de Tiempo (TDMA)

• C.-Acceso Múltiple por División de Código (CDMA)

• La diferencia principal entre las tres alternativas yace en el método de acceso, Frecuencia –FDMA, Tie,mpo –TDMA y Código –CDMA

• Tecnología FDMA.- separa el espectro en distintos canales de voz, al separar el ancho de banda en fracciones de frecuencia uniforme.

• Está tecnología es mayormente utilizada para la transmisión analógica , no recomendable para transmisiones digitales, a pesar que tienen la capacidad de llevar información digital

Tecnología TDMA, comprime las conversaciones (digitales) y las envía cada una utilizando la señal de radio con un tercio solamente.La compresión de la señal de voz es posible debido a que la información digital puede ser reducida de tamaño por se5r información binaria (unos y ceros)Debido a esta compresión , la tecnoplogía TDMA tiene tres veces la capacidad de un sistema analógico que utilice el mismo número de canales

• Tecnología CDMA , es muy diferente a la TDMA, pues luego de digitalizar la información , la transmite a través de todo el ancho de banda disponible.

• Varias llamadas son sobrepuestas en el canal y cada una tiene un código de secuencia único

• Utilizando la tecnología CDMA es posible comprimir entre 8 o 10 llamada digitales para que estas ocupen el mismo espacio que ocuparía una llamada en un sistema analógico

• En teoría las Tecnologías TDMA y CDMA deben ser transparentes entre sí , no deben interferirse o degradar la calidad, sin embargo en la práctica se presentan algunos problemas menores , tales como diferencias en el volumen y calidad entre ambas tecnologías

ESTRUCTURA DE LAS REDES INALAMBRICAS

• Macroceldas.-• Son los modelos de comunicación más

comunes para operación de telefonía celular• El rango de cobertura se encuentra entre 1 y 30

Km.• Se utilizan para el manejo de tráfico originado

por usuarios que se encuentran en movimiento a gran velocidad

• Disminuye el número de Handoff y aumenta la calidad del servicio

• Reduce la probabilidad de bloqueo y caída de llamadas

• Microceldas.-• Poseen un rango de cobertura entre los 100 y

1000 metros• Permiten incrementar la capacidad de la red• El tráfico es mas fluido y el manejo de potencias

es muy bajo• Bajos costos de la red por el suscriptor y mayor

eficiencia en la operación del sistema

• Requerimientos claves del sistema macrocelular incluyen la coexistencia e interoperabilidad con los sistemas ya instalados

• Picoceldas.-• Rango de cobertura menor a los 100 metros• Incrementa su capacidad de abonados y

densidad de tráfico• Se implementan en zonas de baja movilidad y

gran demanda de comunicación

SISTEMAS GSM (GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATIONS)

• Los sistemas GSM comprenden tecnología digital y medio de transmisión inalambrico que tiene en cuenta las consideraciones siguientes:

• A.- Eficiencia espectral• B.- Calidad de voz subjetiva• C.- Costo del móvil• D.- viabilidad de la unidad móvil• E.- Costo de la radio base• F.- Habilidad de soportar nuevos servicios• G.- Coexistencia con sistemas existentes

• CARACTERISTICAS TECNICAS.-• 1.-Calidad de voz superior, igual o mejor que los

sistemas analógicos existentes• 2.- Bajo costo operacional (Servicio y unidades

terminales)• 3.- Nivel alto de seguridad (Alta confidencialidad

y prevención de fraudes)• 4.- Roaming internacional (Un solo número de

directorio en todo el mundo)

• 5.- Terminales portátiles - `personales de baja potencia y dimensión física

• 6.- Nuevos servicios y facilidades de red• SERVICIOS BASICOS DEL GSM.-• A.- Servicios portadores (Bearer services)• B.- Teleservicios• C.- Servicios suplementarios

• SERVICIOS PORTADORES.-• Estos servicios le dan al abonado la capacidad

necesaria para transmitir señales de información entre 2 o mas puntos de acceso

• Ejemplo:• Transmisión de información a distintas

velocidades - Comunicación de Datos duplex con conmutación de circuitos síncrona y asíncrona (300 a 9600 bps)

• Acceso a redes públicas de datos, Protocolo X.25, servicio de conmutación de paquetes

• Transmisión de voz y datos durante una llamada, envío alterno de voz y datos

• Selección de módem, selección de servicios de audio con conexión RDSI

• TELESERVICIOS.-• Estos servicios le proporcionan al abonado las

capacidades necesarias paran comunicarse con otros abonados incluyendo las funciones de equipo terminal

• Ejemplo:• Transmisión de voz – Telefonía y llamadas de

emergencia• Servicios de mensajes cortos _Punto a punto

terminado en el móvil, punto a punto originado en el móvil

• Manejo de los mensajes y servicios de almacenamiento

• Acceso a videotexto• Transmisión de teletexto• Transmisión de fax

• SERVICIOS SUPLEMENTARIOS.-• Estos servicios modifican o complementan los

servicios básicos de telecomunicaciones.Se ofrecen junto con o asociados con los servicios básicos de telecomunicación y se clasifican en los siguientes:

• Servicios de identificación de números• Servicios de ofrecimiento de llamadas• Servicios multiusuario

• Servicios de interés comunitario• Servicios de cobro• Servicios de transferencia adicional de

información• Servicios de restricción de llamadas

BANDAS DE FRECUENCIA SISTEMAS GSM

• Sistema GSM – 900.-• Capacidad : 124 canales en dos sub- bandas de 25

MHZ• Rango de operación : 890 a 915 Mhz y• 935 a 960 Mhz• Ancho de Banda por canal : 200 Khz.• Portadoras : divididas en frames• Frame : dividida en o slots de 4.6 ms.• Separación en portadora Dowm y Up Link : 45 Mhz

• Sistema DCS -1800.-• Capacidad : 374 canales en dos sub bandas de

75 Mhz• Rango de operación : 1710 a 1785 Mhz y• 1805 a 1880 Mhz• Ancho de banda por canal : 200 Khz• Separación entre bandas portadoras Down y Up

link : 75 Mhz

• Sistema PCS -1900.-• Capacidad : 374 canales en subandas de 75

Mhz.• Rango de operación : 1850 a 1925 Mhz• 1930 a 2005 Mhz• Ancho de Banda por canal : 200 Khz

ARQUITECTURA DEL SISTEMA GSM

• Esta basado en tres subsistemas :• A.- Subsistema de Red y Conmutación• B.- Subsistema de Radio Base• C.- Subsistema de Soporte de Operación• El sistema GSM no solo identifica interfaz

inalambrico sino también interfases que identifican distintos elementos dominantes:

a.- Interfaz entre el MSC y el Controlador de la Radio Base (BSC)

b.- Interfaz Abis entre el Controlador de Radio Base (BSC) y el transceptor de la Radio Base (BTS)

c.- Interfaz Um entre el transceptor de la Radio Base (BTS) y la Unidad Móvil (MS)

• El Subsistema de Radio Base (BSS) es aquel que proporciona y maneja las rutas de transmisión entre las unidades móviles y el Subsistema de Red y conmutación (NSS)

• Esto incluye el manejo de los interfaces de radio entre unidades móviles y el resto del sistema GSM

• El Subsistema de Red y Conmutación (NSS),tiene la responsabilidad de manejar las comunicaciones y las conexiones de las unidades móviles hacia las redes o hacia otras unidades móviles

• Este subsistema no tienen contacto directo con la unidad móvil

• Incluye el equipo y las funciones relacionadas con las llamadas, manejo de suscriptores , movilidad e interfaz a la red pública conmutada

RED DE COMUNICACIONES PERSONALES

• La tendencia actual de la telefonía es la posibilidad de tener un pequeño teléfono inalámbrico que pueda ser utilizado en cualquier parte del mundo, respondiendo al mismo número telefónico , se este donde este

• Estos sistemas deberán ofrecer servicios tanto de voz, fax, datos entre otros

• Este sistema posee la denominación de PCS (Personal Communication Services) en otras regiones también se le conoce con las siglas PCN (Personal Communication Network)

• En Sistemas PCS se tiene en consideración la “movilidad personal” y la “movilidad del terminal”,con ello ofrecer servicios de comunicación sin importar la ubicación del usuario

• Para ello los sistemas deben poseer interfaces de conexión con redes actuales como PSTN, RDSI, telefonía celular, sistemas de comunicaciones móviles basados en satélites y otras redes

• Consideraciones de los sistemas PCS:

a.- Servicio de Roaming global y automático. No hay limitación a una determinada red

b.- Unico número : Este número es aquel que identificará al usuario y servirá de base a la movilidad personal

c.- Alta capacidad: Técnicas avanzadas que permiten tener sistemas de alta capacidad

d.- Handset universal : Un terminal único y de pequeña dimensión, manual, portátil para accesar a los diversos servicios disponibles

e.- Seguridad : Mejorar aspectos de autenticación y privacidad utilizando mecanismos de encriptación

Es el servicio que utilizando Sistemas de Comunicaciones Personales (PCS) permite brindar servicios de telecomunicaciones móviles que mediante un

terminal asociado al abonado posibilitan comunicaciones en todo momento dentro del área de concesión.

  Las bandas atribuídas al servicio de comunicaciones personales (PCS) son las siguientes:

Banda A:   1850 - 1865  MHz. y 1930 - 1945 MHz. (Explotada por TIM Perú) Banda B:   1870 - 1885 MHz. y 1950 - 1965 MHz. (En Reserva) Banda C:   1895 - 1910 MHz. y 1975 - 1990 MHz. (En Reserva)

Con Resolución Ministerial N° 450-98-MTC/15.03 se aprobó la distribución de la banda comprendida entre 1850 y 1990 MHz,  destinandose a los servicios públicos móviles y fijos que se prestan mediante sistemas de comunicaciones personales (PCS) y a las aplicaciones de acceso inalámbrico fijo (FWA).

ESTRUCTURA DE UN SISTEMA PCS

• Los Sistemas PCS están constituidos por 3 sistemas:

a.- Sistema de Conmutación

b.- Sistema de Estación Base y

c.- Sistema de Soporte de Operaciones

• Sistema de Conmutación.-• Es responsable del, procesamiento de llamada y

las funciones relacionadas con el suscriptor• Se encuentra conformada por : a.- Registro de Localización propio (HLR) * Base de datos para el almacenamiento y la

gestión de los suscriptores * Incluyen el perfil del servicio de suscriptor * Información de localización y estados de

actividad

b.- Centro de Conmutación Móvil (MSC).-

* Realiza las funciones de conmutación de telefonía del sistema

* Controla las llamadas hacia y desde otro teléfono y sistemas de datos

* Funciones de conexión de red

* Señalización de canal común

• c.- Registro de Localización de visitantes (VLR) * Es una base de datos que contiene una

información temporal sobre los suscriptores, la cual es utilizada por el MSC para atender suscriptores visitantes

* Siempre se integra con la central de conmutación de móviles

d.- Centro de Autenticación.- * Proporciona la autenticación y los

parámetros de encriptación que identifican la identidad del usuario y asegura confidencialidad

• Sistema de Estación Base (BSS).-• En este sistema se lleva a cabo todas las

funciones del interfaz de radio, se encuentra conformado por :

a.- Controlador de Estación Base .- * Controla las funciones y enlaces físicos entre

el MSC y las BTS * Es un interruptor de gran capacidad que

proporciona funciones tales como Handover, datos de configuración de celdas y control de niveles de potencia

b.- Estación Base transceptora.-

* Maneja la, interfaz de radio a la estación móvil

* Es el equipo de radio ( antenas y tranceptores) necesarios para atender a cada celda en la red

• Sistema de Soporte de Operaciones.-• El Centro de Operaciones y mantenimiento

(OMC) se conecta a todo el equipo en el sistema de conmutación y al BSS

• Elementos funcionales adicionales.-

a.- Centro de mensajes.- Nodo que proporciona voz integrada, envío de fax y mensajes de datos, correo de voz, correo electrónico

• b.- Nodo de servicio móvil.-• Maneja los servicios móviles de red inteligente• c.- Unidad para Interworking.-• Consiste en el hardware y software que provee

una interfaz de comunicación con las diferentes redes existentes

• A través de esta unidad los usuarios pueden acceder a los servicios prestados por una red de configuración diferente incrementando su cobertura

• PCS Banda Estrecha.-• Operan en la banda de 900 Mhz. y 50 Khz de

ancho de banda• Incluye todos los servicios basados en texto,

paging convencional.• Representan la mensajería en tiempo no real• Pueden brindar servicios de mensajería de voz

y sistemas avanzados de paging

• PCS de Banda Ancha.-• Operan en la Banda de 1900 Mhz y 30 Mhz de

ancho de banda• Brindan servicios de telefonía digital celular,

telefonía básica inalámbrica• Son sistemas que proveen comunicación en

tiempo real• Pueden ser utilizados en servicios telefónicos

inalámbricos avanzados que permiten ubicar al suscriptor en cualquier localidad

• Incluyen una diversidad de nuevos servicios y nuevos dispositivos de comunicación (Teléfonos portátiles pequeños, livianos y multifunción , facsimiles portátiles , dispositivos con capacidades bidireccionales de datos

• Adicionalmente tienen la capacidad de interactuar con otras redes telefónicas

• En el desarrollo de esta red de telecomunicaciones se ha previsto la posibilidad de utilizar acceso satelital para reforzar la red celular terrestre

• La principal cuestión sería la de diseñar una constelación satelital de orbita adecuada para el objetivo que se busca

• Los sistemas satelitales de baja orbita son las alternativas e mayor factibilidad como complemento del sistema PCS

• En los sistemas LEO son las características de bajas perdidas y tiempo de propagación en comparación con los otros la ventaja y mejor opción

• En la elección de la altura de los satélites debe tenerse en cuenta la existencia de los anillos e Van Allen, para minimizar el daño p0or radiación de los componentes electrónicos .

SISTEMAS MÓVILES VÍA SATÉLITE

• Actualmente hay una serie de sistemas de telefonía móvil que usan redes satelitales para proporcionar una cobertura global

• La mayoría de estos sistemas usan satelites Geoestacionarios y ello conlleva a tener terminales móviles muy voluminosos y por ende pesados pa constituir parte de una red PCS

• Existen alternativas de sistemas LEO divididos en los “big-LEO” y “little –LEO” .

SISTEMA Iridium Globalstar Odyssey LEONET (*)

EMPRESA Motorola LQSS TRW ESA

Número de satélites 66 48 12 15

Número de Órbitas 6 8 3 3

Inclinación ( grados )

86 52 55 54

Nº de Haces ( por satélite )

48 16 37 37

Velocidad ( km/s )

7.5 7.19 4.9 5.61

Parámetros Básicos de Sistemas Comerciales

ENTORNO RURAL!

                              

• Los sistemas “big-LEO” tienen mayor caopacidad y ofrecen una variedad de servicios en adición al servicio de voz

• Los sistemas “Little –LEO” tienen una mayor limitación en lo que a servicios adicionales se refiere

• INMARSAT corresponde a otra alternativa móvil de comunicación en ámbito marítimo dnetro de los sistemas Geoestacionarios que usan la banda “L”

• Estas aplicaciones permiten facilitar los servicios de comunicación móvil a nivel de embarcaciones marítimas

SISTEMAS DE COMUNICACIONES PERSONALES DE BANDA ANCHA

• Los diversos servicios dentro de las Comunicaciones inalambricas de gran ancho de banda, contempla aplicaciones, servicios y características como ancho de banda necesario en ambas direcciones desde y hacia el usuario y los requerimientos de acceso en el tiempo

• Estandares actuales :• IMT- 2000 “Telefonía móvil internacional”-2000

de la Unión Internacional de Telecomunicaciones

                                                                                                                                                              

 Fig.1. Aplicaciones de IMT-2000

 

• UMTS “Sistema móvil de Telecomunicaciones Universal “ de la ETSI “Instituto de estandares para Telecomunicaciones Europeo”

• WCDMA “Acceso por división múltiple de código de banda ancha”

• La competencia se ha abierto en muchos sectores de las Telecomunicaciones , lo cual se transforma en una carrera por captar cada vez mas usuarios finales, brindandoles servicios que puedan satisfacer sus necesidades actuales y futuras

SistemaKbps max.

teóricos

Kbps max.

realesComentarios

GSM 9,6 9,6 Conmutación de circuitos

HSCSD (High SpeedCircuit Switched Data)

57,6 28,8Se agrupan varios canales GSM para una

misma transmisión de datos

GPRS 171,2 44 Conmutación de paquetes

EDGE (Enhanced DataRates for Global Evolution)

384 70 Cambio de sistema de modulación

UMTSDe 384a 2000

100 Interfaz radio UTRAN

Velocidades de transmisión

• Los medios inalambricos de gran ancho de banda proyectan ofrecer sobre una determinada plataforma un elevado grado de servicios en diferentes aplicaciones que se derivan en tres grandes mercados:

• A.- Telecomunicaciones (Telefonía)• B.- Broadcast /Video( Televisión)• C.- Servicios de alta velocidad de transmisión de

datos

• De otro lado los medios inalambricos poseen una plataforma capaz de atender aplicaciones multimedia y de comunicaciones orientadas a objetos, ya que poseen el ancho de banda requerido y de mayor economía que la del medio guiado

TIPO DE APLICACIONES Y SERVICIOS

• Entre los diversos servicios que pueden brindarse a través de un Sistema de Comunicaciones Personales sobre medios inalambricos de gran ancho de banda, se podrán clasificar según las direcci0ones de comunicación que envuelven y si debe o no ser recibida en tiempo real

• A.- Una Dirección; tiempo no real: En este tipo de aplicación el usuario final configura los diferentes parámetros de su equipo receptor y no, posee otro tipo de interacción con el proveedor de servicios

• En este tipo de servicios se pueden catalogar las aplicaciones como televisión y distribución de video

• Una Dirección, tiempo real: Estos servicios se utilizan para distribución en “vivo” o en tiempo real de la información, suministrando integración en un solo sentido, es mas usual desde el proveedor hacia el,usuario

• Servicios de este tipo son noticiarios en vivo, cadenas nacionales y el datacasting(envio de información, precios, noticias, etc)

• Asimétrico y en tiempo no-real;Generalmente este tipo de servicios no poseen gran demanda de la plataforma de la red, pero son los tipos de servicios que mas se solicitan en estos días

• Requieren de un relativo gran ancho de banda en sentido hacia el usuario y reducido en sentido opuesto

• Lo que mas preocupa al usuario final es la rapidez de acceso y obtención de la información de manera segura

• Servicios multimedia, transacciones bancarias y capacitación a distancia son aplicativos

• Asimétrico en tiempo real; Al igual que los servicios anteriores es necesario un gran ancho de banda en sentido hacia el usuario final, pero este último posee el control en tiempo real del contenido provisto por la aplicación

• Aplicaciones enmarcadas en este rubro son las noticias, entretenimiento en vivo, juegos interactivos, control y diagnóstivo remoto

• Simétrico en tiempo no- real ;Este tipo de servicio quiere proveer el mismo ancho de banda desde y hacia el usuario final, así como sirviendo de medio de almacenaje y envío de información cada vez que el usuario final esta en disposición de efectuarlo

• Como ejemplo de esta aplicación tenemos la mensajería de voz y multimedia, correos electrónicos

• Simétrico en tiempo real; Este tipo de aplicaciones son las mas complejas y que mas exigen en cualquier tipo de red, estos requieren garantías en términos de ancho de banda, integración, acceso soporte y control.

• Dentro de estas aplicaciones podemos citar las videoconferencias, acceso remoto LAN entre otros

COMUNICACIONES INALAMBRICAS DE BANDA ANCHA - LMDS

• LMDS (Local Multipoint Distribution System)• Es un sistema de radiocomunicación de punto a

multipunto que opera en las bandas de 28 a 40 Ghz,

• Se utiliza esta banda en las zonas conocidas como “ventanas espectrales” que son aquellas que presentan la menor atenuación , debido a la atenuación mínima presentada por los agentes atmosfericos

• Debido al ancho de banda disponible de esta tecnología LMDS, puede ser el soporte e una gran variedad de servicios simultáneos como :

• -Televisión multicanal• - Telefonía• - Datos• - Servicios interactivos multimedios

(Teleducación, telemedicina, acceso a internet en banda ancha)

• El área geográfica de cobertura para la Banda de 28 Ghz abarca un radio de 3 a 9Km.

• Para el caso de la Banda de 40 Ghz el área de cobertura se encuentra entre 1 a 3Km.

• LMDS se presente como una tecnología de gran valor estratégico en el ámbito de las comunicaciones inalambricas

• Su importancia tecnológica se basa en tres razones fundamentales:

• 1.- Despliegue y fácil, instalación comparado con tecnologías similares basadas en cables e inalambricos debido a su arquitectura modular

• 2.- Facilidad de acceso a internet en alta velocidad debido a la incidencia e la tecnología digital

• 3.- Compatibilidad con otras redes lo cual facilita su accesibilidad sin requerir de grandes inversiones

• Fundamentalmente los sistemas LMDS , corresponden a una alternativa inalámbrica de banda ancha con aplicaciones multimedia basada en una concepción celular

• Factores claves de la viabilidad técnica del Sistema LMDS.-

• 1.- Zona geográfica y orográfica el terreno• 2.- Densidad de Abonados• 3.- Consumo de tráfico• 4.- Calidad del servivcio

• 5.- Balance de potencias del enlace de Radio

• 6.- Tamaño y número de celdas• 7.- Emplazamiento de las estaciones base• 8.- Reutilización de frecuencias• 9.- Costo del Sistema; etc

• Las principales claves técnicas del sistema LMDS son :

• 1.- El teorema de Shannon de equivalencia entre ancho de banda y potencia

• 2.- La recepción de haces muy estrechos con polarización estable y

• 3.- La reutilización de frecuencias

,

• El teorema de Shannon de equivalencia exponencial entre potencia y ancho de banda, si se duplica el ancho de banda utilizado, solo es necesario emitir la raíz cuadrada para lograr la misma relación señal a ruido en recepción

• Emitiendo un haz con polarización muy estables y captando solamente el haz de mayor potencia recibido en la antena, se desechan contribuciones secundarias de señal procedentes de múltiples reflexiones, lo que suprime interferencia de imágenes fantasmas

• Debido a que las moléculas de agua afectan el comportamiento de las señales de frecuencia elevada en términos de transferencia de parte de la energía de la señal a la molécula de agua, lo cual produce un efecto de degradación conocido como”rain fade”.

• La lluvia constituye en principio un problema para el LMDS ya que provoca la pérdida de potencia de las señales

• La solución estriba n incrementar la potencia de transmisión o ganancia de antena.

SISTEMAS WI FI• Introducción a las Redes WLAN.-• WLAN es un Sistema de comunicaciones de datos

que transmite y recibe datos utilizando el espacio libre como medio de conectividad.

• Las redes WLAN pueden fácilmente integrarse con las redes móviles de tercera generación y con ello cubrir zonas de alta concentración de usuarios

• Las redes WLAN se centran en dos niveles interiores de modelos OSI, el físico y el de enlace por lo cual facilita el poder correr sobre cualquier protocolo (TCP/IP)

• Otra tecnología de acceso inalambrico en áreas de pequeña extensión (WPAN / WLAN Personal Area Network), es la denominada BLUETOOTH

EstándarVelocidad máxima

Interface de aire

Ancho de banda de canal

Frecuencia

Disponibilidad

802.11b 11 Mbps DSSS 25 MHz 2.4 GHz Ahora

802.11a 54 Mbps OFDM 25 MHz 5.0 GHz Ahora

802.11g 54 Mbps OFDM/DSSS 25 MHz 2.4 GHz Finales 2002

HomeRF2 10 Mbps FHSS 5 MHz 2.4 GHz Ahora

HiperLAN2 54 Mbps OFDM 25 MHz 5.0 GHz 2003

5-UP 108 Mbps OFDM

Tabla 1 Principales estándares WLAN

NORMALIZACIÓN DE REDES WLAN

• Actualmente se consideran 4 stantadares dentro de esta familia:

• WLAN 802.11.- (1997), Velocidad 2Mb/s, modulación de señal con espectro ensanchado por secuencia directa (DSSS) y espectro expandido por salto de frecuencia (FHSS) en la banda de 2.4Ghz. O infraroja

• Utiliza tecnología “spread spectrum” conacceso por división de código -CDMA

                                                                                                                                                                                                                                 

Infrastructure WLAN

                                                                                                                            

                                                                                       Handing off the WLAN Connection Between Access Points

• WLAN 802.11b (Wi – Fi).- (1999),surge como extensión al 802.11 con aplicación empresarial a una velocidad de 11 Mb/s y un alcance del orden de los 100 mts.

• Utiliza la banda e 2.4 Ghz, emplea técnica de modulación digital linear compleja (DSSS)

• Su aplicación es para entornos de oficina y domestico

• WLAN 802.11g.-( 2003) estandar compatible con el 802.11b ,alcanza velocidades de 22 Mb/s hasta 54 Mb/s

• WLAN 802. 11a.- (2002)emplea modulación QAM y codificación OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), alcanza velocidades de hasta 54 Mb/s ,m opera en la banda de 5 Ghz.con un alcance limitado a los 50 mts.

• Requiere implementar mas puntos de acceso

Sociedad de Información o del Conocimiento

• La Sociedad de la Información o del Conocimiento se refiere a un sistema económico y social en el que el almacenamiento, procesamiento, y distribución de la información con vistas a la generación de conocimiento y productividad de las empresas y el bienestar de las personas, juega un papel central en la actividad económica, en la creación de riqueza y en la definición de la calidad de vida y las prácticas culturales de los ciudadanos.

• Nos sentimos inmerso en una Sociedad de la Información en forma obligada, el trabajo lo exige, el banco nos ofrece sus servicios vía web, el Servicio de Impuestos Internos

me premia por utilizar sus servicios electrónicos. El uso del correo electrónico es una obligación, incluso en el ámbito familiar. Ahora y gracias a esta Sociedad de la Información se pueden realizar estudios a distancia.

Definiciones

• ONU, • “Sociedad de la Información es una fase de

desarrollo social caracterizada por la capacidad de sus miembros (ciudadanos,

empresas y Administración Pública) para obtener y compartir cualquier información,

instantáneamente, desde cualquier lugar y en la forma que se prefiera”. – www.un.org

• Unión Internacional de Telecomunicaciones, es una sociedad : “en la que todas las

personas, sin ningún tipo de distinción, tendrán el poder efectivo de crear, recibir, compartir y utilizar la información y el conocimiento en cualquier medio de información, prescindiendo de las fronteras. Para el desarrollo de esta SI es esencial, entre otras, el respeto de los derechos humanos y las libertades fundamentales, tales como la libertad de opinión y expresión, así como la existencia de medios de comunicación

independientes, pluralistas y libres”.

• Manuel Castells en cambio, habla de la sociedad informacional, o informacionalismo,

porque según él, la información siempre ha sido importante en la historia, por lo que no

se diría nada nuevo con el primer concepto. En cambio, “sociedad informacional” indica

una forma especifica de organización social, “en que la generación, el procesamiento y la

transmisión de la información se convierten en las fuentes fundamentales de la productividad y el poder”).

Factores de la Sociedad de la Información que afectan a las instituciones

sociales existentes

• Las tecnologías de Información son un eje transversal en el desarrollo del hombre y

como tal constituyen un Paradigma que ha cambiado el mundo.

Entre los factores que podemos señalar que están ejerciendo una influencia en las instituciones existentes podemos mencionar a los siguientes :

• Tecnología• El uso de la tecnología, ha generado una

transformación en la organización. Es así que el

uso de los correos electrónicos y la Internet ejemplifica la inserción de este factor en

términos transversales a la organización. “hoy en día, quien no sabe usar un computador,

tiene desventajas claras en el mundo laboral”.

• Interdependencia Mundial (Globalización)• El proceso de globalización ha generado una

interrelación cada más estrecha de las economías mundiales.

• Para entender la globalización, lo primero que se debe señalar es que esta constituida por 6 diferentes aspectos :

• • Expansión global del transporte y las comunicaciones• • Globalización Económica• • Globalización Ecológica• • Aumento internacional del Terrorismo y Crimen

Organizado• • Globalización Política• • Globalización de la Sociedad Civil.

• Fusiones y Adquisiciones• Las fusiones de empresas para formar Mega-

Empresas ha modificado las condiciones del

mercado. Ejemplos : Fusión HP-Compaq, AOL-Time Warner, Jumbo-Santa Isabel,

Falabella-Home Center, Bancos : BBV – Santander - O’Higgins - CentroBanco-Hispano– Osorno – del Trabajo.

• Nueva realidad Competitiva• La competencia entre las empresas hoy es

diferente, las empresas han entendido que la competencia a ultranza ya no sirve, y han

aprendido a unirse para actuar coordinadamente.

En primer lugar frente a la autoridad – así aparecen las Cámaras, las Asociaciones Gremiales, - representando el pensar de la industria frente a problemas de normativa, regulación y fiscalización de parte de la autoridad.

• Cambio de la conducta del Consumidor• La actitud del consumidor ha cambiado,

pasando de un escenario donde este veía que se producía y en función de eso compraba, a una situación de demandar productos con

características especificas.

Ejemplos : Productos que atentan contra la ecología, Productos que usan hormonas.