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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 

Telefonica finaliza la sustitución del TRAC por GPRS LMDS o Wimax

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.

Noticia

Teléfono IP AVM FRITZ!Fon C6

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.

Noticia

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Telefonia Móvil

Introducción 

Historia

Martin Cooper fue el pionero en esta tecnología. A él se le considera «el padre de la telefonía celular»,3​ al introducir el primer radio-teléfono en 1973, en Estados Unidos, mientras trabajaba para Motorola. La primera red comercial automática fue la de NTT de Japón en 1979, seguida por la NMT, que funcionaba en simultáneo en Suecia, Dinamarca, Noruega y Finlandia en 1981 usando teléfonos de Ericsson y Mobira (el ancestro de Nokia).
Teléfonos de la marca Nokia, muy populares durante la década del 2000.

En Estados Unidos las primeras redes de prueba de teléfonos celulares aparecieron en Chicago en 1978 (aunque comercialmente recién en 1983), donde 10 "células" comunicaban a 2000 usuarios (red analógica AMPS o 1G). El primer antecedente respecto al teléfono móvil en Estados Unidos es de la compañía Motorola, con su modelo DynaTAC 8000X, lanzado por la compañía Ameritech en 1983. El modelo pesaba poco menos de un kilo y tenía un valor de casi 4000 dólares estadounidenses. Krolopp se incorporaría posteriormente al equipo de investigación y desarrollo de Motorola liderado por Martin Cooper. Tanto Cooper como Krolopp aparecen como propietarios de la patente original.

Con ese punto de partida, en varios países se diseminó la telefonía celular como una alternativa a la telefonía convencional inalámbrica y el innovador de un nuevo medio de comunicación. La tecnología tuvo gran aceptación, por lo que a los pocos años de implantarse se empezó a saturar el servicio. En ese sentido, hubo la necesidad de desarrollar e implantar otras formas de acceso múltiple al canal y transformar los sistemas analógicos a digitales, con el objeto de darle cabida a más usuarios. Para separar una etapa de la otra, la telefonía celular se ha caracterizado por contar con diferentes generaciones. En la actualidad tienen gran importancia los teléfonos móviles táctiles.

Concepto

La telefonía móvil o telefonía celular es un medio de comunicación inalámbrico a través de ondas electromagnéticas. Como cliente de este tipo de redes, se utiliza un dispositivo denominado «teléfono móvil», «teléfono celular» o «móvil». En la mayor parte de Hispanoamérica se prefiere la denominación «teléfono celular» o simplemente «celular», aunque en Cuba se dice de ambas formas, y mientras que en España es más común el término «teléfono móvil» o Móvil

Funcionamiento 

La comunicación telefónica es posible gracias a la interconexión entre centrales móviles y públicas. Según las bandas o frecuencias en las que opera el móvil, podrá funcionar en una parte u otra del mundo. La telefonía móvil consiste en la combinación de una red de estaciones transmisoras o receptoras de radio (repetidores, estaciones base o BTS) y una serie de centrales telefónicas de conmutación de 1.er y 5.º nivel (MSC y BSC respectivamente), que posibilita la comunicación entre terminales telefónicos portátiles (teléfonos móviles) o entre terminales portátiles y teléfonos de la red fija tradicional.

La red de telefonía móvil, debemos entenderla en varios «segmentos».

•     La red de acceso compuesta por la antena y la estación base (BTS/BSC para 2G, nodoB/RNC para 3G y e-nodoB para 4G)
•     La red de agregación (o Backhaul) compuesta por los dispositivos que componen lo que se suele implantar por medio de tecnologías "Metro Ethernet" que en definitiva van sumando tráfico hacia el segmento que mencionamos a continuación.
•     La red de Core, que es el núcleo de esta red (compuesta por SGSN, GGSN en 3G para datos y MSC para voz - MME, sGW para 4G - A su vez por los elementos de validación y perfilado de usuarios: HLR o HSS, VLR, AuC y EiR)

En su operación, el teléfono móvil establece comunicación con una estación base y, a medida que se traslada, los sistemas computacionales que administran la red van transmitiendo la llamada a la siguiente estación base de forma transparente para el usuario. Por eso se dice que las estaciones base forman una red de celdas, sirviendo cada estación base a los equipos móviles que se encuentran en su celda.

Tipos de tecnologia

La telefonica móvil ha ido evolucionando al paso de los años, veamos algunas de sus tecnologias.

• GSM

 

Historia

El estándar GSM fue desarrollado a partir de 1982. En la conferencia de telecomunicaciones CEPT de ese año fue creado el grupo de trabajo Groupe Spécial Mobile o GSM, cuya tarea era desarrollar un estándar europeo de telefonía móvil digital. Se buscó evitar los problemas de las redes analógicas de telefonía móvil, que habían sido introducidos en Europa a fines de los años 1950, y no fueron del todo compatibles entre sí a pesar de usar, en parte, los mismos estándares. En el grupo GSM participaron 26 compañías europeas de telecomunicaciones.

En 1990 se finalizaron las especificaciones para el primer estándar GSM-900, al que siguió DCS-1800 un año más tarde. En 1991 fueron presentados los primeros equipos de telefonía GSM como prototipos. De manera paralela, se cambió el nombre del grupo a Standard Mobile Group (SMG) y las siglas GSM a partir de este momento se usaron para el propio estándar.

En 1992 las primeras redes europeas de GSM-900 iniciaron su actividad, y el mismo año fueron introducidos al mercado los primeros teléfonos móviles GSM, siendo el primero el Nokia 1011 en noviembre de este año. En los años siguientes, el GSM compitió con otros estándares digitales, pero se terminó imponiendo también en América Latina y Asia.

En 2000, el grupo de trabajo para la estandarización del GSM se pasó al grupo TSG GERAN (Technical Specification Group GSM EDGE Radio Access Network) del programa de cooperación 3GPP, creado para desarrollar la tercera generación de telefonía móvil (3G). El sucesor del GSM, UMTS, fue introducido en 2001, sin embargo su aceptación fue lenta, por lo que gran parte de los usuarios de telefonía móvil en 2010 siguen utilizando GSM.

Concepto

El sistema global para las comunicaciones móviles (del inglés Global System for Mobile communications, GSM, y originariamente del francés groupe spécial mobile) es un sistema estándar, libre de regalías, de telefonía móvil digital.
Un cliente GSM puede conectarse a través de su teléfono con su computador y enviar y recibir mensajes por correo electrónico, faxes, navegar por Internet, acceder con seguridad a la red informática de una compañía (red local/Intranet), así como utilizar otras funciones digitales de transmisión de datos, incluyendo el servicio de mensajes cortos (SMS) o mensajes de texto.

 

Tecnologia GSM

La telefonía celular digital, es el sistema de comunicaciones móviles más utilizado. La tecnología GSM utiliza técnicas de tiempo y por división de frecuencia (TDMA y FDMA) para optimizar la capacidad de carga de una red inalámbrica.

Los terminales GSM pueden operar en al menos dos bandas de frecuencia, una casi el doble que la otra, lo que mejora las posibilidades de comunicación. Las frecuencias hoy en uso son de 850MHz y 900 MHz (frecuencias bajas, con hasta 2W de potencia) y 1,8GHz y 1,9GHz en frecuencias altas

Ventajas

• Cobertura extensa
• Gran variedad de telefonos

Desventajas

• Ancho de banda lento

• UMTS  

 Historia

En 1985, surge en Europa la primera generación (1G), tras adaptar el sistema AMPS (Advanced Mobile Phone System) a los requisitos europeos. Se bautiza como TACS (Total Access Communications System). TACS engloba a todas aquellas tecnologías de comunicaciones móviles analógicas. Puede transmitir voz pero no datos. Actualmente esta tecnología está obsoleta y se espera que desaparezca en un futuro cercano.

Debido a la sencillez y las limitaciones de la primera generación, surge el sistema GSM (Global System for Mobile Communications) que marca el inicio de la segunda generación (2G). Su principal característica es la capacidad de transmitir datos además de voz, a una velocidad de 9,6 kbit/s. Le ha permitido sacar a la luz el famoso y exitoso sistema de mensajes cortos (SM

surge la denominada segunda generación y media (2.5G) en Estados Unidos y Europa. En esta generación se incluyen aquellas tecnologías que permiten una mayor capacidad de transmisión de datos y que surgieron como paso previo a las tecnologías 3G.

Concepto

Sistema universal de telecomunicaciones móviles (Universal Mobile Telecommunications System o UMTS) es una de las tecnologías usadas por los móviles de tercera generación, sucesora de GPRS, debido a que la tecnología GPRS (evolución de GSM) propiamente dicha no podía evolucionar para prestar servicios considerados de tercera generación.

Aunque inicialmente esté pensada para su uso en teléfonos móviles, la red UMTS no se limita a estos dispositivos y puede utilizarse en otros.

Sus tres grandes características son: las capacidades multimedia, una velocidad de acceso a Internet elevada (que también le permite transmitir audio y video en tiempo real) y una transmisión de voz con calidad equiparable a la de las redes fijas. Además, dispone de una variedad de servicios muy extensa.

El UMTS en España

El primer país del mundo donde posiblemente se implante el sistema UMTS, será sin lugar a dudas Japón. De hecho, Japón ya fue el primer país en el que fue posible la conexión a Internet a través del móvil en Febrero del año 1999, mediante el servicio conocido por i-mode ofrecido por su operadora líder NTT DoCoMo. No obstante, NTT DoCoMo no utilizó la tecnología WAP, sino una tecnología propia denominada HTML compacto; que permite un acceso más atractivo a las páginas de Internet, ofrece muchos más contenidos, es más fácil de usar y mucho más barato puesto que el pago por los servicios es por volumen y no por tiempo como sucede con WAP. Con más de 18,5 millones de usuarios en Japón en Abril de este año, el i-mode funciona y tiene un gran éxito, a diferencia del WAP. El UMTS no tardará tampoco en llegar a Europa y Estados Unidos. En Estados Unidos, país donde el móvil tiene aún una tasa de penetración muy baja, en vez del estándar WCDMA adoptado por Japón y Europa, se ha optado por CDMA2000.

 

3G

El término 3G (tercera generación), es utilizado para definir una tecnología móvil que le brinda la posibilidad a los usuarios de poder navegar en internet con mayor velocidad, y sin la necesidad de cables. Puede ser utilizada por medio de un modem (para computadoras, netbooks) o a través de teléfonos celulares. Con esta tecnología las personas podrán conectarse a internet, estando en cualquier lugar, simplemente conecta tu modem 3G a la laptop y listo. Diversas compañías telefónicas han adoptado la tecnología 3G, lo que ha creado cierta incertidumbre entre los consumidores ya que solo aquellos con dispositivos compatibles serán los que puedan acceder a ella.

Es una tecnología de entrada inalámbrica que se origina para sustituir a las redes 2G, su principal ventaja es que es mucho más rápida que las 2G. 

La tecnología 3G tiene sus ventajas y desventajas por lo que es importante conocerlas, entre las ventajas está: el usuario puede acceder a internet desde cualquier lugar, posee una mayor velocidad de transmisión de datos, y un ancho de banda excelente, permitiendo las videollamadas en los teléfonos móviles se pueden descargar juegos de diversas aplicaciones, se pueden personalizar los móviles con las imágenes que más les guste, los teléfonos celulares son como una especie de cámara portátil, que le permiten a los usuarios crear álbumes, subir fotos del internet, etc.

Por otro lado están las desventajas, entre las que están: el costo de los equipos de esa compatibles con esta tecnología son muy altos, la rapidez de la transmisión de los datos va a depender de la cobertura disponible, esta tecnología puede ser sustituida rápidamente por otra, debido a los avances de la tecnología, entre otras.

Seguridad

 

Las redes 3G ofrecen mayor grado de seguridad en comparación con sus predecesoras 2G. Al permitir a la UE autenticar la red a la que se está conectando, el usuario puede asegurarse de que la red es la intencionada y no una imitación. En la Conferencia Black Hat 2010 un hacker demostró (con un presupuesto de 1.500 dólares) que podía obtener números telefónicos e incluso escuchar las llamadas de teléfonos GSM cercanos, esto era logrado haciéndose pasar por una base (antena receptora/transmisora) de la telefónica AT&T en este caso. Las redes 3G usan el cifrado por bloques KASUMI en vez del anterior cifrador de flujo A5/1. Aun así, se han identificado algunas debilidades en el código KASUMI.

Además de la infraestructura de seguridad de las redes 3G, se ofrece seguridad de un extremo al otro cuando se accede a aplicaciones framework como IMS, aunque esto no es algo que sólo se haga en el 3g

Ventajas

 

•  Transmisión de voz con calidad equiparable a la de las redes fijas.
•  Mayor velocidad de conexión, ante caídas de señal.

Todo esto hace que esta tecnología sea ideal para prestar diversos servicios multimedia móviles.

Desventajas

• Aparición del efecto conocido como «cell breathing» (en español respiración celular), según el cual, a medida que aumenta la carga de tráfico en un sector (o celda), el sistema va disminuyendo la potencia de emisión, o lo que es lo mismo, va reduciendo el alcance de cobertura de la celda, pudiéndose llegar a generar zonas de "sombra" (sin cobertura), entre celdas adyacentes.

 

Evolución

 

Ambos, 3GPP y 3GPP2 están trabajando en extensiones al estándar 3G que se basan en una infraestructura convergente y el uso de tecnologías inalámbricas avanzadas, como MIMO. Estas especificaciones ya mostradas cuenta con características para IMT-Advanced (4G), el sucesor de la tecnología 3G. Sin embargo, por debajo de los requisitos de ancho de banda para 4G (que es 1 Gbit/s para estacionario y 100 Mbit/s para operación móvil), estas normas se clasifican como 3.9G o pre-4G.

3GPP tiene previsto dar a conocer los objetivos del 4G LTE Advanced, mientras que Qualcomm ha frenado el desarrollo de la UMB en favor de la familia LTE.

El 14 de diciembre de 2009, Telia Sonera, anunció en un comunicado de prensa oficial lo siguiente: "Estamos muy orgullosos de ser el primer operador del mundo en ofrecer a nuestros clientes servicios 4G. Con el lanzamiento de su red LTE, inicialmente están ofreciendo servicios "pre-4G" (o "más allá de 3G")en Estocolmo, Suecia y Oslo, Noruega y otros países .

Noticias

3G

Que es LTE

LTE es una tecnología inalámbrica de banda ancha, con la que se pueden transmitir datos a dispositivos móviles. Destaca sobre todo por tener una capacidad de subida y bajada de datos muy rápida. Según los cálculos, los ratios de trasferencia pueden alcanzar los 300 Mbps, que en la práctica suponen poder descargar un archivo en apenas unos segundos.

Por qué surgió LTE

La velocidad fue precisamente lo que motivó a desarrollar una nueva tecnología de comunicación. Además, de lograr una reducción de costes, lo que es LTE de cara a los fabricantes. Así, además de mejoras para el usuario, los fabricantes podrían competir frente a otras redes inalámbricas como WiMAX.

Además de una mayor velocidad de subida y bajada de datos, esta tecnología cuenta con otros avances. Un protocolo de apertura simple, que permite un despliegue más barato para los operadores. Un uso del espectro radioeléctrico más flexible y una mayor compatibilidad.

Por tanto la necesidad de desarrollar una tecnología mejor que el 3G de debía a un aspecto principalmente. Competitividad, tanto en precio como en prestaciones. Así es como evolucionó el estándar 3G hacia esta tecnología

Diferencias entre LTE, LTE - Advanced y 4G

Para hacer aún más rápida la transferencia de datos, el LTE evolucionó de nuevo. Así llegó lo que es LTE – Advanced, que sí es posible equiparar al 4G porque los ratios de velocidad se acercan mucho a 1 Gbps. Por ello, identificamos esta como tecnología de cuarta generación.

Aunque los operadores y fabricantes de telefonía hablan de LTE y 4G de forma indistinta, la realidad es diferente. Se trata más de una estrategia comercial un tanto confusa. La diferencia rdica sobre todo en la velocidad, que en el caso de LTE no supera los 300 Mbps, como hemos mencionado antes.

LTE – Advanced se acerca al estándar 4G y por ello solo los terminales con esta tecnología pueden considerarse de cuarta generación. El resto son teléfonos o tablets avanzados. Más que los teléfonos 3G, pero nunca llegando a entrar en la lista de últimos modelos.

Para ver cuál es la diferencia ente LTE y 4G de un modo práctico, imaginemos que vamos a descargar un archivo de alrededor de 1 GB, por ejemplo una película. Un dispositivo LTE tardará alrededor de medio minuto en acabar la descarga. En cambio, con un terminal 4G los tiempos se reducen hasta los 6 o 7 segundos. Apenas nos damos cuenta, pero las diferencias son significativas.

 Ventajas

• Mayor velocidad: 4G LTE  ofrece más rapidez para conectarte a Internet; se dice que es unas 10 veces más rápida que la anterior 3G. La velocidad de carga y descarga de datos que puede ser de entre 50 y 60 megas (la subida) y de 150 megas por segundo (la bajada).

• La descarga de aplicaciones y software informático complejo también es más ágil, llegando a superar los 40 megas por segundo, según la localización.

• La descarga de películas, vídeos, series y clips de YouTube es más veloz y no presentan interrupciones de conexión. Se relata en foros de Internet cómo usuarios de conexión 4G han descargado un vídeo de 700 MB en sólo 90 seg.

• Algunas aplicaciones online ganan en nitidez y alta definición, así sucede en el streaming de música, radio, televisión y videoconferencias.

Desventajas 

• A pesar de que unos de sus objetivos iniciales es ampliar la disponibilidad de la conexión a Internet, por lo menos por ahora, es una meta que no alcanza a cumplir.
• Es una tecnología reciente que está presente en las ciudades grandes de unos pocos países Norteamérica, Europa y Sudamérica. 
• La red LTE  por ahora presta un servicio limitado geográficamente, de modo que si se sale de las zonas de cobertura una  tablet o smartphone se conectará automáticamente a la red 3G.
• Por otra parte, la red 4G es compatible sólo con determinados modelos de tablets y celulares que integran una antena LTE y un chip compatible con ésta.
• Consumo de batería: se dice que la red 4G LTE consume más batería y es cierto. Sin embargo esto se compensa con el hecho de que la velocidad de descarga que, como es más rápida, gastará menos energía en otros recursos de la tablet, como el procesador y la pantalla. 

5G

 ¿Qué es 5G?

 La tecnología 5G es la próxima generación de redes de telecomunicaciones (quinta generación o 5G) ha comenzado a llegar al mercado a finales de 2018 y continuará expandiéndose en todo el mundo.

Más allá de la mejora de la velocidad, se espera que la 5G desate un ecosistema masivo de IoT (Internet de las cosas) donde las redes pueden satisfacer las necesidades de comunicación de miles de millones de dispositivos conectados, con las compensaciones correctas entre velocidad, latencia y costo.

¿Qué tan rápida es la 5G?

 La 5G alcanza un máximo de 10 gigabits por segundo (Gbps). 5G es 10 x100 más rápido de lo que se puede obtener con la 4G.

 El uso de frecuencias más cortas (ondas milimétricas entre 30GHz y 300GHz) para redes 5G, es la razón por la cual la 5G puede ser más rápida.

Según los principios de comunicación, cuanto menor es la frecuencia, mayor es el ancho de banda. 

La tecnología 5G ofrece una tasa de latencia extremadamente baja (la demora o el retraso entre el envío y la recepción de información). Desde 200 milisegundos para 4G, bajamos a 1 milisegundo (1 ms) con la 5G.
Solo piense en esto por un momento.  Un milisegundo es 1/1000 de segundo. El tiempo de reacción promedio de los humanos a un estímulo visual es de 250 ms o 1/4 de segundo. Las personas tienen un límite de alrededor de 190-200 ms con un buen entrenamiento.

5G y las generaciones móviles anteriores de un vistazo

En las últimas cuatro décadas, los teléfonos móviles, más que cualquier otra tecnología, han cambiado nuestras vidas en silencio para siempre. 

• 1G, la primera generación de redes de telecomunicaciones (1979), hablemos entre nosotros y seamos móviles
• Las redes digitales 2G (1991) nos permiten enviar mensajes y viajar (con servicios de roaming)
• 2.5G y 2.75G aportaron algunas mejoras a los servicios de datos (GPRS y EDGE)
• 3G (1998) trajo una mejor experiencia de internet móvil (con éxito limitado)
• 3.5G trajo una verdadera experiencia de Internet móvil, liberando el ecosistema de aplicaciones móviles
• Las redes 4G (2008) trajeron servicios totalmente IP (Voz y Datos), una experiencia rápida de Internet de banda ancha, con arquitecturas y protocolos de redes unificadas.
• 4G LTE, a partir de 2009, duplicó las velocidades de datos
• Las redes 5G expanden los servicios inalámbricos de banda ancha más allá de Internet móvil a IoT y segmentos críticos de comunicaciones

¿La tecnología 5G será segura?

Las redes 4G de hoy usan la aplicación USIM para realizar una autenticación mutua fuerte entre el usuario y su dispositivo conectado y las redes.

La entidad que aloja la aplicación USIM puede ser una tarjeta SIM extraíble o un chip UICC incorporado.

Esta autenticación mutua fuerte es crucial para habilitar servicios confiables. Las soluciones de seguridad actuales ya son una combinación de seguridad en el borde (dispositivo) y seguridad en el núcleo (red).

Varios marcos de seguridad pueden coexistir en el futuro y es probable que 5G reutilice las soluciones existentes que se usan hoy para las redes 4G y la nube (SE, HSM, certificación, aprovisionamiento por aire y KMS).

El estándar para la autenticación mutua fuerte para redes 5G se finalizó en 2018.

La necesidad de seguridad, privacidad y confianza será tan fuerte como para 4G si no es más fuerte con el mayor impacto de los servicios de IoT. Los SE locales en los dispositivos no solo pueden asegurar el acceso a la red, sino que también admiten servicios seguros como la gestión de llamadas de emergencia y las redes virtuales para IoT.

 

  Video de lo que será 5G

Noticia 

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