Internet móvil: arquitectura y sistemas

Jose Joaquín Guerra de la CorteÓscar Barba Manzano

ETSI Telecomunicación Universidad de Valladolid 1

El por qué de internet móvil

El problema de la movilidad

En los países nórdicos, debido a su topografía, era imposible la utilización de cables.

Necesidad de un medio de transmisión inalámbrico

Posible movilidad de los extremos de la conexión

2

El por qué de internet móvil

En un principio las transmisiones inalámbricas se reservaban a radio y TV. Mientras que los cables se utilizaban en telefonía.

Hoy en día la división no es en absoluto tan clara.

Cada vez más aplicaciones son empleadas por los dispositivos móviles:

Internet móvil, correo electrónico, acceso a las redes sociales ...

3

Arquitectura Cada estación terrestre tiene su área de cobertura, zona dentro de la cual la comunicación entre un terminal y ésta es viable.

Las zonas de cobertura teóricamente son hexágonos regulares o celdas.

En la práctica, toman muy distintas formas, debido a la presencia de obstáculos y a la geografía cambiante dentro de cada celda.

4

Arquitectura

Las principales ventajas de la utilización de celdas son:

Incrementan la capacidad.

Reducen el uso de energía

Tienen mejor cobertura.

Tienen acceso a internet

5

Cada estación trabaja con un rango de frecuencias, que delimita el número máximo de llamadas simultáneas que puede soportar, ya que se utiliza una técnica denominada FDM, o multiplexación por división en frecuencia

Técnicas de multiplexación

Además en algunos sistemas, como GSM se emplean otras técnicas de multiplexación TDM, o multiplexación por división en el tiempo, o TDMA al emplearse sobre una estructura FDMA.

En los sistemas CDMA (acceso múltiple por división de código) lo que se hace es que cada llamada utiliza un código único que le diferencia de las demás.

6

Técnicas de multiplexación

7

Evolución de los sistemasInicios (0G)

Los primeros sistemas de telefonía móvil civil empiezan a desarrollarse a partir de finales de los años 40 en EEUU.

Sistemas de radio analógicos con modulación AM y posteriormente FM.

Los primeros equipos eran enormes y pesados, por lo que estaban destinados casi exclusivamente a su uso a bordo de vehículos.

Una de las compañías pioneras que se dedicaron a la explotación de este servicio fue la americana Bell. Su servicio móvil fue llamado Bell System Service.No era un servicio popular porque era extremadamente caro, pero estuvo operando desde 1946 hasta 1985.

8

Evolución de los sistemas

0G

9

Evolución de los sistemasPrimera Generación (1G)

En la década de los 80 surgen los primeros sistemas de telefonía móvil terrestre, eran analógicos. Los terminales eran bastante voluminosos, caros, la cobertura se limitaba a grandes ciudades, y sólo transmitían voz. La compatibilidad entre terminales y redes de diferentes países no estaba muy extendida. NMT se utiliza en los países nórdicos, AMPS y TACS en EEUU, y NAMT en Japón.

10

Evolución de los sistemas2G

En la década de los 90 aparecen los sistemas de segunda generación que ya son digitales. El tamaño de los terminales se hace cada vez más pequeño, las coberturas se extienden, y se empiezan a transmitir datos. Los sistemas se van haciendo cada vez más populares. Se introduce el sistema de envío de mensajes SMS.

La compatibilidad entre las distintas redes nacionales empieza a mejorar. GSM se implanta en Europa y en otros países del resto del mundo. TDMA y CDMA en EEUU, mientras que PDC en Japón.

11

Evolución de los sistemas2,5G

Más tarde se empezaron a desplegar sistemas de lo que se ha denominado 2,5G que hicieron de puente entre 2G y 3G (UMTS). Esta última responde a un intento de estandarizar las comunicaciones móviles a nivel mundial, aunque surgieron pequeñas diferencias entre EEUU y el resto de países. Con ella se ofrecen grandes velocidades de conexión. Además permite la transmisión de todo tipo de comunicaciones: voz, datos, imágenes, vídeo, radio,...

Algunos sistemas 2,5 (GPRS, EDGE) introducen la conmutación de paquetes en la telefonía móvil, es decir, la información se divide en trozos o paquetes, que siguen caminos diferentes hasta alcanzar el destino.

12

Evolución de los sistemas3G

Actualmente nos encontramos en la tercera generación ,la cual nace de la necesidad de aumentar la capacidad de transmisión de datos para poder ofrecer servicios como la conexión a Internet desde el móvil, la videoconferencia, TV y la descarga de archivos.

En este momento el desarrollo tecnológico ya posibilita un sistema totalmente nuevo: UMTS (Universal Mobile Telecommunications System).

UMTS ha sido un éxito total en el campo tecnológico pero no ha triunfado excesivamente en el aspecto comercial. Se esperaba que fuera un bombazo de ventas como GSM pero realmente no ha resultado ser así ya que, según parece, la mayoría de usuarios tiene bastante con la transmisión de voz y la transferencia de datos por GPRS y EDGE.

13

Evolución de los sistemas4G

En cuanto a la cuarta generación será la evolución tecnológica que ofrecerá al usuario de telefonía móvil un mayor ancho de banda que permitirá, entre muchas otras cosas, la recepción de televisión en Alta Definición (HD).

Hoy en día no hay ningún sistema de este nivel que esté claramente definido, pero a modo de ejemplo podemos citar los sistemas LTE (Long Term Evolution).

14

Evolución de los sistemasEstándar Generación Banda de frecuencia Rendimiento

GSM G2 Permite la transferencia de voz o datos digitales de bajo volumen. 9,6 kbps

GPRS G2.5Permite la transferencia de voz o

datos digitales de volumen moderado.

21,4 a 171,2 kbps

EDGE G2.75Permite la transferencia

simultánea de voz y datos digitales.

43,2 a 345,6 kbps

UMTS G3Permite la transferencia

simultánea de voz y datos digitales a alta velocidad.

0,144 a 2 Mbps

15

Evolución de los sistemas

16

Sistemas popularesGPS

Más conocido como radiolocalización, funciona mediante una constelación de 24 satélites donde cada satélite emite periódicamente una señal con su posición y su hora.

La distribución de estos satélites asegura que en cualquier parte de la Tierra y en cualquier momento, se tiene visión directa de al menos cuatro de ellos.

GPS sirve para conocer la posición de un receptor móvil

Las aplicaciones más habituales son :Automóviles.Navegación marítima y aérea.Sistemas de gestión y seguridad de flotas.Aplicaciones militares.Deportes (ciclismo, vela,...). 17

Sistemas popularesGPS

18

Sistemas popularesBluetooth

Sus principales objetivos son:

Facilitar las comunicaciones entre equipos móviles y fijos. Eliminar cables y conectores entre ellos . Ofrecer la posibilidad de crear pequeñas redes inalámbricas para la sincronización de datos, todo ello manteniendo la seguridad.

Estos dispositivos se clasifican como "Clase 1", "Clase 2" o "Clase 3" en referencia a su potencia de transmisión, siendo totalmente compatibles los dispositivos de una clase con los de las otras.

En cuanto a Bluetooth, es una especificación industrial para Redes Inalámbricas de Área Personal (WPANs), que utiliza la banda ISM de los 2,4 Ghz para enlazar dispositivos situados a distancias de entre 10 cm y 10 m, pudiéndose alcanzar los 100 m con antenas especiales.

19

Sistemas populares

Bluetooth

20

Sistemas populares

La aparición de WAP (Wireless Application Protocol ) permitió acceder a diversas aplicaciones de Internet desde el móvil, lo cual convertirá a los móviles, agendas personales, laptops, y demás dispositivos de mano, en los verdaderos dominadores del acceso a Internet, relegando al ordenador a un papel secundario.

Este conjunto de protocolos permite establecer una conexión con Internet, e intercambiar información con éste además no está directamente vinculada con GSM, u otra tecnología similar. Puede funcionar sobre tecnologías móviles de 2G ó 3G (GSM, D- AMPS, CDMA, UMTS...).

Los teléfonos WAP cuentan con un navegador especial, que interpreta páginas escritas en una versión reducida del HTML, denominada WML. Debido a la restricción que imponen los terminales, los gráficos se reducen al mínimo, a pesar de que la publicidad apuesta por este medio.

Las aplicaciones más extendidas de los teléfonos WAP son:el acceso a noticias, pago de compras, recepción de avisos,...

WAP

21

Mundo actual

Iridium está a punto de comenzar el derribo de sus satélites, debido a las deudas que ha contraído.

GlobalStar no tiene tantos problemas. La principal razón, sus teléfonos se conectan a las redes terrestres si la cobertura de éstas lo permite, y si no recurren a los satélites (reducción de costes).

Otra variante que se está dando en la actualidad, es conocida como radiocomunicaciones en grupo cerrado de usuarios.

Las estaciones pueden situarse en satélites o en la superficie terrestre.

Dos operadores ofrecen el servicio mediante satélites a nivel mundial: Iridium y GlobalStar.

También está ganando mucho terreno en la actualidad, el denominado radiobúsqueda, buscapersonas o paging, que permite la localización y el envío de mensajes a un determinado usuario si dispone del terminal adecuado 22

Mundo actual

23

España La llegada de la telefonía móvil a España se produjo en 1976, con la puesta en servicio

del "Teléfono automático en vehículos" (TAV) por la entonces Compañía Telefónica Nacional de España (CTNE). Este sistema estaba limitado a Madrid y Barcelona, y sólo podía emplearse en vehículos.

En España, un 16% de los usuarios ya han sustituido su conexión fija por una móvil.7,5 millones de españoles los que navegan desde sus dispositivos móviles en el segundo trimestre de 2010.

24

España

25

Preguntas

26