jueves, 21 de mayo de 2020

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Trabajo Blog 3ra Evaluación

Investigación de transmisión sin cables.


2020

Juan Camilo Saavedara R.


Índice

  1. Radio en el bucle de abonado

  2. LMDS

  3. BLUETOOTH

  4. DECT

  5. TELEFONIA MÓVIL

  6. SATELITE

Radio en el bucle de abonado

Introducción 

A finales de los 80, los avances en microelectrónica hicieron posible el desarrollo de nuevos DSPs capaces de aplicar nuevos algoritmos de procesado digital de señal. Así aparecieron los módems ADSL.

La primera generación de modems ADSL era capaz de transmitir sobre el bucle de abonado un caudal de 1.356 kbps en sentido red: Bajada y 64 Kbps de Subida, y todo ello sin interferir para nada en la banda de frecuencias vocal ( de 0 a 4 Khz) , la que se usa para las comunicaciones de voz. De este modo sobre el bucle de abonado podrían coexistir dos servicios: El servicio tradicional de voz y nuevos servicios de transmisión de datos a gran velocidad.

Concepto

 El bucle local inalámbrico (Wireless local loop (WLL), radio in the loop (RITL), fixed-radio access (FRA) o fixed-wireless access (FWA) en inglés), es el uso de un enlace de comunicaciones inalámbricas como la conexión de "última milla" para ofrecer servicios de telefonía (POTS) e Internet de banda ancha a los usuarios. Se trata principalmente del uso de frecuencias licenciadas, descartándose las llamadas "bandas libres" debido a la carencia de garantías, por tratarse de frecuencias de uso compartido, con el correspondiente riesgo de saturación e indisponibilidad de la red.

Los operadores establecidos han implantado sus redes tras muchos años de despliegue de infraestructuras. La parte de la red que permite el acceso al abonado, lo que se conoce como "la última milla", se ha acometido tradicionalmente utilizando pares de cobre. Las liberalizaciones del mercado de las telecomunicaciones que han tenido lugar en los últimos años en muchos países y las nuevas licencias para operadores de servicios de telefonía fija, unido a la demanda de mayor ancho de banda, han sido los dos principales factores que han propiciado la aparición de nuevas tecnologías que optimicen el coste de "llegar" hasta el cliente.


Existe por tanto una necesidad de productos con los que el nuevo operador pueda acceder al usuario final con un despliegue rápido frente a los competidores y que garantice, no sólo los servicios clásicos de telefonía para POTS (Plain Old Telephone Service) sino también otros servicios más avanzados para Internet o telefonía digital como la [RDSI] (Red Digital de Servicios Integrados) ya sea BRA (Básico, dos canales) o PRA (Primario, treinta canales), o servicios de datos a velocidades de Nx64Kbps, superiores a las que hasta ahora se ofertaban. La solución para no utilizar cable ya sea cobre, coaxial o fibra óptica y evitar que se ralentice el despliegue de una Red de Acceso es utilizar un sistema vía radio aunque tampoco está exento de dificultades como la accesibilidad a las frecuencias por saturación del espectro, la instalación de torres de antenas en ciudades, o la consecución permisos de instalación en azoteas e interior de inmuebles. Es habitual oír hablar de WLL "Wireless Local Loop" o bucle de abonado sin hilos, englobando en este concepto otros sistemas de mayor capacidad como los de Acceso Radio Punto-Multipunto de Banda Ancha. En realidad es una cuestión de la capacidad de transmisión y no hay un límite oficial para separar unos de otros, podemos diferenciar como sistemas WLL aquellos que no alcanzan la capacidad de 2 Mbps por enlace

 Tipo de tecnología

Las plataformas WLL se pueden clasificar, según la tecnología que utilizan: aquellas que se basan en protocolos analógicos móviles, con la desventaja de tener limitaciones para servicios avanzados, las basadas en protocolos digitales móviles, GSM, TDMA, CDMA, las basadas en inalámbricos como DECT, CT-2, y, por último y de forma mucho más minoritaria y menos difundida, las soluciones propietarias de algunos fabricantes.

Otra tecnología avanzada de gran ancho de banda es la conocida como LMDS (Local Multipoint Disribution Service) para dar servicio principalmente a empresas y con posibilidad de servicios como el Video on Demand (video bajo demanda) ofreciendo capacidades superiores a los 2Mbps por abonado. Se basa en tecnologías de alta frecuencia (entre 28 y 40 GHz) y que por tanto requieren visión directa entre la Estación base y la terminal del usuario

Los nuevos operadores deben escoger el tipo de tecnología más adecuado en términos de costes para cada uno de los escenarios que se decidan a atacar, teniendo en cuenta la penetración que esperan conseguir, la densidad de población y otras consideraciones como las geográficas. Los costes del despliegue de la red son un factor importante a tener en cuenta, pero también lo son los costes de operación y mantenimiento de la misma, así como la competencia del cable, ADSL y satélite.








Aplicaciones 

El bajo nivel de penetración de servicios básicos de telecomunicaciones, en zonas rurales y aplicando una de las tecnología para resolver el problema de interconexión en áreas rurales es la utilización de Wlan con la tecnología de Wifi, Wi-Fi utiliza la tecnología de radio denominada IEEE 802.11b o 802.11a ofreciendo seguridad, fiabilidad, y conectividad tanto entre equipos inalámbricos como en redes con hilos (utilizando IEEE 802.3 o Ethernet).

Las redes Wi-Fi operan en las bandas de 2.4 y 5 GHz (no es necesario disponer de licencia), con una velocidad de 11Mbps (802.11b) o 54Mbps (802. 11g), ofreciendo un funcionamiento similar al de una red Ethernet. Aunque lo más probable es que los equipos de diferentes fabricantes que cumplan técnicamente los mismos estándares sean compatibles, el certificado Wi-Fi asegura que no presentan ningún tipo de incidencias al trabajar conjuntamente en una red.

Por otra parte Las LAN inalámbricas están sujetas a la certificación de equipo y los requisitos operativos establecidos por las administraciones reguladoras regionales y nacionales. Eso quiere decir que no podemos utilizar un equipo 802.11 homologado en EE.UU en Europa, ni podemos modificar nuestro equipo, tanto internamente como externamente al añadirle una antena, ni aunque esta antena sea comercial. Estas frecuencias podrán ser utilizadas en redes de área local para la interconexión sin hilos entre ordenadores y/o terminales y dispositivos periféricos para aplicaciones en interior de edificios, si bien los enlaces de largo alcance tienen un elevado riesgo de indisponibilidad debido a las saturación del espectro radioeléctrico

Ventajas y Desventajas

Ventajas

  •     Acceso a más sitios
  •     Fácil y rápida implementación
  •     Mejor escalabilidad

Desventajas

  •     No puede asumirse conectividad completa y continua
  •     Existen problemas de multitrayectorias y propagación
  •     Cierta “incomodidad visual” por instalación de antenas y torres


Distribuidores 

Distribuidor trinmer

Distribuidor setesur

 



LMDS

Introducción 

LMDS aparece como una prometedora tecnología de gran valor estratégico en el marco de las comunicaciones inalámbricas de banda ancha. Su importancia se debe fundamentalmente a tres razones.

En primer lugar, los sistemas LMDS se pueden desplegar e instalar muy rápidamente en comparación con las tecnologí- as homólogas basadas en cable e incluso con relación a sus homólogas inalámbricas. Además, estos sistemas pueden ser ampliados muy fácilmente con un nivel de riesgo realmente bajo, gracias a la naturaleza modular de su arquitectura.

En segundo lugar, LMDS permite el acceso a Internet de alta velocidad, tanto para el sector residencial como para el empresarial, gracias a las técnicas digitales de transmisión de datos.

Finalmente, esta tecnología presenta un importante potencial como tecnología de acceso (especialmente compatible con las redes de fibra óptica) para nuevos operadores que no dispongan de grandes recursos financieros. 

Concepto 

El LMDS es un sistema de comunicación de punto a multipunto que utiliza ondas radioeléctricas a altas frecuencias, en torno a 28 ó 40 GHz (en España 26GHz), en las que existen bandas de frecuencias de unos 2 GHz con atenuación mínima ante los agentes atmosféricos (conocidas como ‘ventanas espectrales’). Dada la anchura disponible, el LMDS puede ser el soporte de una gran variedad de servicios simultáneos y bidireccionales.

Básicamente, LMDS es una tecnología de comunicaciones inalámbricas de banda ancha que se inscribe en el marco del multimedia y se basa en una concepción celular. De acuerdo con esta filosofía, estos sistemas utilizan estaciones base distribuidas a lo largo de la zona que se pretende cubrir, de forma que en torno a cada una de OPERADORES DE TELECOMUNICACIONES INALÁMBRICAS: WIRELESS LOCAL LOOP a 17 anales de mecánica y electricidad ellas se agrupa un cierto número de usuarios, generando así de una manera natural una estructura basada en células, también llamadas áreas de servicio, donde cada célula tiene un radio de varios kilómetros (típicamente 3-9 Km en la banda de 28 GHz, 1-3 Km en la banda de 40 GHz). Y como indica la primera sigla de su nombre –L (local )–, la transmisión tiene lugar en términos de distancias cortas 



Aplicaciones 


  • Servicios típicos de difusión: Televisión, NVOD (Near Video on Demand), PPV (Pay per View).
  • Servicios simétricos bidireccionales: Telefonía
  • Servicios asimétricos bidireccionales: datos, servicios interactivos multimedia, acceso a Internet en banda ancha.

 Ventajas y Desventajas

Costo:

  • Bajos costos de introducción y desarrollo
  • Infraestructura escalable basado en la demanda, cobertura y concentración de edificios.
  • Bajos costos de mantenimiento, manejo y operación del sistema.

 Velocidad:

  • Crecimiento más rápido y fácil.
  • Tiempo de retorno más rápido gracias a la rápida respuesta a las oportunidades de mercado.
  • Habilidad para manejar múltiples puntos de acceso de alta capacidad, con tiempos de instalación reducidos sin la preocupación de obtener los derechos de instalar cableados externos.
  • Desde un punto de vista funcional, es capaz de prestar los mismos servicios que     las tecnologías de cable, pero es mucho más barata, sencilla y rápida de desplegar.

Capacidad:

  • Velocidades de acceso de hasta 8 Mbps
  • Redistribución del ancho de banda entre clientes a tiempo real
  • Plataforma multi- servicios
  • Alta confiabilidad
  • Simetría o asimetría

Desventajas

  • Necesidad de línea de vista
  • Alcance limitado
  • Uso de Antenas fijas sin movilidad

Noticia 


Bluetooth

Concepto

Bluetooth es una especificación industrial para Redes Inalámbricas de Área Personal (WPAN) que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia en la banda ISM de los 2.4 GHz. Los principales objetivos que se pretenden conseguir con esta norma son:
  • Facilitar las comunicaciones entre equipos móviles.
  • Eliminar los cables y conectores entre estos.
  • Ofrecer la posibilidad de crear pequeñas redes inalámbricas y facilitar la sincronización de datos entre equipos personales.

Los dispositivos que con mayor frecuencia utilizan esta tecnología pertenecen a sectores de las telecomunicaciones y la informática personal, como PDA, teléfonos móviles, computadoras portátiles,ordenadores personales, impresoras o cámaras digitales.

Historia

La historia de Bluetooth se remonta a mediados de la década del 90', cuando Ericsson se encontraba desarrollando una tecnología que permitiera comunicaciones a corto alcance con la bondad de ocupar muy poca energía en los dispositivos (principalmente móviles). Ese proyecto era MCLink. 

Tipo de tecnologia 

El hardware que compone el dispositivo Bluetooth está compuesto por dos partes:
  • Un dispositivo de radio, encargado de modular y transmitir la señal.
  • Un controlador digital, compuesto por una CPU, un procesador de señales digitales (DSP - Digital Signal Processor) llamado Link Controller (o controlador de Enlace) y de las interfaces con el dispositivo anfitrión.

El LC o Link Controller se encarga del procesamiento de la banda base y del manejo de los protocolos ARQ y FEC de la capa física; además, se encarga de las funciones de transferencia tanto asíncrona como síncrona, la codificación de audio y el cifrado de datos.

La CPU del dispositivo se encarga de las instrucciones relacionadas con Bluetooth en el dispositivo anfitrión, para así simplificar su operación.
Para ello, sobre la CPU corre un software denominado Link Manager cuya función es la de comunicarse con otros dispositivos por medio del protocolo LMP.

La especificación de Bluetooth define un canal de comunicación a un máximo 720 kbit/s (1 Mbit/s de capacidad bruta) con rango óptimo de 10 m (opcionalmente 100 m con repetidores).

Opera en la frecuencia de radio de 2,4 a 2,48 GHz con amplio espectro y saltos de frecuencia con posibilidad de transmitir en Full Duplex con un máximo de 1600 saltos por segundo. Los saltos de frecuencia se dan entre un total de 79 frecuencias con intervalos de 1 MHz; esto permite dar seguridad y robustez.

La potencia de salida para transmitir a una distancia máxima de 10 metros es de 0 dBm (1 mW), mientras que la versión de largo alcance transmite entre 20 y 30 dBm (entre 100 mW y 1 W).


Para lograr alcanzar el objetivo de bajo consumo y bajo costo se ideó una solución que se puede implementar en un solo chip utilizando circuitos CMOS. De esta manera, se logró crear una solución de 9×9 mm y que consume aproximadamente 97% menos energía que un teléfono celular común

Aplicaciones

Bluetooth se utiliza principalmente en un gran número de productos tales como teléfonos, impresoras, módems y auriculares. Su uso es adecuado cuando puede haber dos o más dispositivos en un área reducida sin grandes necesidades de ancho de banda. Su uso más común está integrado en teléfonos y PDA, bien por medio de unos auriculares Bluetooth o en transferencia de ficheros. además se puede realizar y confeccionar enlaces o vincular distintos dispositivos entre sí.

Bluetooth simplifica el descubrimiento y configuración de los dispositivos, ya que estos pueden indicar a otros los servicios que ofrecen, lo que permite establecer la conexión de forma rápida (solo la conexión, no la velocidad de transmisión)


Como funciona Bluetooth 

   

 

Ventajas y desventajas 

 Ventajas

  • Elimina todo tipo de cables debido a que el protocolo es por radiofrecuencias.
  • No se utiliza ningún tipo de conector como otra gran ventaja.
  • Es muy fácil crear una red inalámbrica entre varios dispositivos para poder sincronizar e intercambiar información.
  • Si uno no sabe mucho sobre tecnología, no es difícil aprender a utilizar este protocolo por primera vez.
  • Es completamente gratis usar el servicio.
  • No quita demasiada autonomía a los gadgets que utilizan Bluetooth debido a que se manejan unos pocos mili Watt. Esto quiere decir que no es un factor importante para el desgaste de una batería de un dispositivo electrónico.
  • Las velocidades de las últimas dos versiones (3.0 y 4.0) son altas (de 24MB/s ambas).
  • Otra gran ventaja también es que está masificado a nivel mundial. Si uno viaja a Europa, por ejemplo, también se utiliza esta tecnología. 

 

Desventajas

  • La seguridad es un factor desfavorable del Bluetooth. En la actualidad se han presentado mejoras sobre todo en los celulares, pero hace unos años, el protocolo podía resultar inseguro debido a que, si no se lo configuraba correctamente, era vulnerable en cuanto a la pérdida de información.
  • El reducido alcance por parte del protocolo para intercambiar información se debe a la baja potencia que maneja.
  • Las velocidades de las primeras versiones que se lanzaron del Bluetooth (1.2 y 2.0) son bajas (de 1MB/s y de 3MB/s respectivamente).

Noticia 

Un error en Bluetooth permite a terceros suplantar la identidad de la víctima

DECT

Concepto

DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications, Telecomunicaciones Inalámbricas Mejoradas Digitalmente) es un estándar ETSI para teléfonos inalámbricos digitales, comúnmente utilizado para propósitos domésticos o corporativos. El DECT también puede ser utilizado para transferencias inalámbricas de datos.

DECT es similar a un sistema celular GSM. Una gran diferencia entre ambos sistemas es que el radio máximo de operación de los aparatos DECT es desde 25 hasta 100 metros, mientras que en los GSM es de 2 a 10 kilómetros.


El DECT fue desarrollado por ETSI, pero ha sido adoptado por varios países alrededor del mundo. El DECT es utilizado en todos los países de Europa; además, es usado en la mayor parte de Asia, Australia y Sudamérica.

Tipo de tecnologia 

La tecnología DECT o Digital Enhanced Cordless Telecommunication (Telecomunicaciones Inalámbricas Mejoradas Digitalmente) es el estándar para comunicaciones inalámbricas digitales más aceptado en el mercado mundial debido a su frecuencia exclusiva, gran alcance, la más alta calidad de voz digital, sistemas expandibles y la seguridad que brinda gracias a que ofrece sistemas de encriptación de voz.

Esta tecnología se utiliza principalmente para sistemas telefónicos para el hogar o empresa, donde se aprovecha la posibilidad de ofrecer sistemas expandibles, permitiendo múltiples terminales inalámbricos en una misma base, otorgando comunicaciones privadas y seguras.

Aplicaciones 

  • Los DECTs domésticos son conectados a una base, que se conecta a su vez al PSTN. Una base puede aceptar varios terminales DECT.
  • Los DECTs de negocios son conectados a un PBX.
  • Los DECTs públicos son conectados a la PSTN (muy poco usual), que es una alternativa de alta densidad al GSM.
  • Bucle local (poco frecuente). En este caso, el enlace de radio del DECT reemplaza la conexión alámbrica entre el distribuidor final PSTN y el suscriptor.

Propiedades

Algunas propiedades del DECT son:
  • Velocidad neta de transferencia: 32 kbit/s
  • Frecuencia: 1880 - 1900 MHz (Europa)
  • Canales: 10 (1880 - 1900 MHz)
  • Ciclos: 2 x 12 (Ciclos alto y bajo)
  • Direccionamiento de canales: Dinámico
  • Densidad de tráfico: 10.000 Erlangs/km²
  • Potencia de transmisión: 100 - 250 mW
  • Rango: 300 metros
  • Modulaciones: GFSK (BT=0.5); 1/2 DPSK; 1/4 DQPSK; 1/8 D8PSK

Que ventajas ofrece la tecnologia DECT 

  • Alcance ampliado, hasta 40 metros en interiores y hasta 300 metros en exteriores.
  • Seguridad elevada gracias al cifrado en las comunicaciones.
  • Alta eficiencia energética.
  • Fácil de ampliar mediante estándares independientes.
  • Rango de frecuencia propio independiente de la red inalámbrica.

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Satelite

Los satélites de comunicaciones son un medio para emitir señales de radio y televisión desde unas zonas de la Tierra hasta otras, ya que se utilizan como enormes antenas suspendidas del cielo. Las frecuencias que manejan son elevadas, en el rango de los GHz. La elevada direccionalidad de las antenas utilizadas permite "alumbrar" zonas concretas de la Tierra. El primer satélite de comunicaciones, el Telstar 1, se puso en órbita el 10 de julio en 1962, teniendo lugar la primera transmisión de televisión vía satélite ese mismo año. 


Satélites geoestacionarios (GEO)

El periodo orbital de los satélites depende de su distancia a la Tierra. Cuanto más cerca esté, más corto es el periodo. Los primeros satélites de comunicaciones tenían un periodo orbital que no coincidía con el de rotación de la Tierra sobre su eje, por lo que tenían un movimiento aparente en el cielo; esto hacía difícil la orientación de las antenas, y cuando el satélite desaparecía en el horizonte la comunicación se interrumpía.

Existe una altura para la cual el periodo orbital del satélite coincide exactamente con el de rotación de la Tierra. Esta altura es de 35 786.04 kilómetros. La órbita correspondiente se conoce como el "Cinturón de Clarke", ya que fue el famoso escritor de ciencia ficción Arthur C. Clarke el primero en sugerir esta idea en el año 1945. Vistos desde la Tierra, los satélites que giran en esta órbita parecen estar inmóviles en el cielo, por lo que se les llama satélites geoestacionarios. Esto tiene dos ventajas importantes para las comunicaciones: permite el uso de antenas fijas, pues su orientación no cambia y asegura el contacto permanente con el satélite.

Los satélites comerciales funcionan en tres bandas de frecuencias, llamadas C, Ku y Ka. La gran mayoría de emisiones de televisión por satélite se realizan en la banda Ku. 

Satélites de órbita baja (LEO)


Como hemos dicho, los satélites con órbitas inferiores a 36 000 km tienen un período de rotación inferior al de la Tierra, por lo que su posición relativa en el cielo cambia constantemente. La movilidad es tanto más rápida cuanto menor es su órbita. En 1990 Motorola puso en marcha un proyecto consistente en poner en órbita un gran número de satélites (66 en total). Estos satélites, conocidos como satélites Iridium se colocarían en grupos de once, en seis órbitas circumpolares (siguiendo los meridianos) a 750 km de altura, repartidos de forma homogénea, a fin de constituir una cuadrícula que cubriera toda la tierra. Cada satélite tendría el periodo orbital de 90 minutos, por lo que en un punto dado de la tierra, el satélite más próximo cambiaría cada ocho minutos.

Cada uno de los satélite emitiría varios haces diferentes (hasta un máximo de 48), cubriendo toda la tierra con 1628 haces; cada uno de estos haces constituiría una celda, y el satélite correspondiente serviría para comunicar a los usuarios que se encontraran bajo su huella. La comunicación usuario-satélite se haría en frecuencias de banda de 1.6 GHz, que permite el uso de dispositivos portátiles. La comunicación entre los satélites en el espacio exterior se llevaría a cabo en la banda Ka.

En resumen, podemos ver este proyecto como una infraestructura GSM que cubre toda la Tierra y está "colgada" del cielo. 



Concepto 

Un satélite de comunicaciones es básicamente un repetidor de señales de radiofrecuencia que orbita la Tierra y aprovecha con esto la capacidad para cubrir grandes regiones. Consiste en un receptor de señales de "subida" que recibe de una estación en tierra. Una vez que las recibe, amplifica estas señales y las retransmite por un transmisor de "bajada" en diferente frecuencia. Esta combinación de receptor/transmisor en diferentes portadoras se le conoce como transpondedor.



Para efectos de simplicidad en el diseño y operación de la transmisión satelital, es deseable que el satélite siempre se encuentre fijo con respecto a un observador terrestre, a fin de que las antenas de tierra no tengan que moverse. Afortunadamente esto se logra si el satélite se mueve a la misma velocidad de rotación de Tierra en las llamadas órbitas geoestacionarias.



Arquitectura de un satélite de comunicaciones   


En la siguiente figura se puede ver la arquitectura típica de un satélite de comunicaciones. Como todo satélite, consta de una plataforma y una carga útil. La carga útil de comunicaciones consiste básicamente de varios transpondedores.  Típicamente los satélites tienen entre 24 y 72 transpondedores que pueden ser compartidos entre muchos clientes. Un transpondedor puede manejar hasta 155 millones de bits por segundo. Con esta capacidad, los satélites de comunicaciones son un medio ideal para recibir y transmitir cualquier tipo de contenido, desde voz o datos hasta video y contenidos de internet.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Tiempo de vida de un satélite de comunicaciones


Los satélites geoestacionarios tienen una vida útil de unos 15 años. Este periodo está limitado por la cantidad de combustible que pueden llevar para corregir su órbita. La órbita GEO tiene que corregirse periódicamente desde Tierra para evitar que el satélite "derive" y se salga de curso y entonces lo dejemos de ver en el mismo lugar en el cielo. La deriva de un satélite se debe a las fuerzas gravitatorias que ejercen el Sol y la Luna sobre el satélite así como al hecho que la Tierra no es una esfera perfecta. Todo esto causa perturbaciones en lo que sería una órbita perfectamente circular en el plano del ecuador si la Tierra fuera esférica y su densidad estuviera distribuida uniformemente en el sentido radial y no hubiera más cuerpos en el universo. Como esto no ocurre en la realidad, hay necesidad de estar corrigiendo la órbita constantemente.

Una vez que concluye la vida útil de un satélite geoestacionario, éste se traslada a un órbita cementerio localizada a varios cientos de kilómetros más arriba que la órbita GEO. Ahí el satélite se apaga para evitar que su funcionamiento interfiera con satélites de comunicaciones activos.

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