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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