Revistas de evolucion de telefonia movil

Revista de EvoluciĂłn de la telefonĂ­a celular

Editados por Danny casas 31 de julio 2018

La tecnología móvil El avance de la tecnología móvil y el internet de las cosas es progresivo y constante, haciendo que estas tecnologías puedan permitir más experiencias a los usuarios

editorial Piensa un momento en los teléfonos móviles que se usaban hace tan solo unos años. Ahora revisa el que tienes en tu bolsillo. GPS, sensor de huella digital, una cámara de excelente calidad, una pantalla con más definición de la que el ojo humano puede percibir… ¡Los teléfonos actuales lo tienen todo!

Es que la evolución de la telefonía móvil ha sido constante, buscando poco a poco ofrecer a los usuarios nuevas experiencias, con una competencia feroz entre las empresas del área que lleva a los diseñadores a proponer constantemente innovaciones.

El cambio en la forma de fabricarlos y las prestaciones que ofrecen también han cambiado las formas en que se usan los teléfonos móviles. En la actualidad, estos ocupan un papel trascendental en la vida de las personas y se posicionan como el medio más utilizado para acceder a la información.

Una pequeña introducción a la evolución celular En 1971, la industria de la computación entra a una nueva era. Los microprocesadores -a pesar de su poco tamaño y su bajo consumo de potencia- eran capaces de realizar cualquier tipo de tarea, por compleja que ésta sea. En enero de 1979, la FCC (Federal Communications Comisión) de Estados Unidos (EUA) autorizó a la Compañía AT&T conducir el desarrollo de un sistema celular en el Área de Chicago. Subsecuentemente AT&T liberó el sistema celular conocido como AMPS (Avance Mobile Phone System). Por otro lado, la compañía ARTS (American Radio Telephone Service, Inc.) fue autorizada para operar un sistema celular en el área de Washington, D.C. y Baltimore. Estos sistemas mostraron la capacidad y la factibilidad de los sistemas de telefonía celular.

La asignación de la banda de 800 MHz La decisión de la FCC para escoger la banda de 800 MHz para los sistemas celulares fue debido a limitaciones severas de espectro en las bandas de más baja frecuencia ocupadas por otros servicios como la televisión, radio en frecuencia modulada (FM), radiocomunicación móvil, entre otros. En 1974 la FCC asignó 40 MHz de espectro para el servicio de telefonía móvil para un concesionario único por región de servicio.

El 19 de abril de 1989 la interface de aire para este sistema fue estandarizada por organismos estadounidenses como la ANSI (American National Standards Institute), la EIA (Electronic Industry Association) y la TIA (Telecommunication Industry Association), quienes definieron el estándar "Especificación de compatibilidad estación tierra - estación móvil" ANSI/EIA/TIA-553-1989 para el sistema AMPS extendido o EAMPS, el cual se convirtió en el estándar americano y la base para los sistemas analógicos de telefonía celular europeos.

Una pequeña introducción a la evolución celular Debido a la saturación de las bandas de 800 MHz (servicio celular analógico), se han abierto otros intervalos de frecuencias para aplicaciones móviles de manera digital. La banda conocida como PCS (Personal Comunicación Services) se encuentra en el intervalo de 1850-1910/1930-1990 MHz. Otras bandas en 2.1 GHz y 2.5 GHz también son consideradas para aplicaciones futuras de aplicaciones inalámbricas.

Antecedentes de la telefonía celular en el mundo Paralelamente en otros países también se empiezan a desarrollar sistemas de telefonía inalámbrica. En Japón, por ejemplo, la NTT (Nippon Telegraph and Telephone Corp.) desarrolló un sistema de telefonía móvil similar al AMPS en la banda de los 800-900 MHz. El japonés fue el primer sistema celular comercial en el mundo al introducirse en 1979 en el área de Tokio. Este sistema permitía un total de 600 canales de 25 KHz. En Inglaterra en junio de 1982 el gobierno anunció un sistema celular conocido como TACS (Total Access Communications System) el cual tenia un número total de 1000 canales (600 asignados y 400 reservados) con una ancho de banda de 25 KHz por canal. Cellnet y Vodafone son los dos competidores con el sistema TACS en el Reino Unido.

Funcionamiento de un sistema celular Un sistema celular para su funcionamiento está compuesto por los siguientes elementos: 1.- Unidades móviles (teléfonos): Un teléfono móvil contiene una unidad de control, un transceptor y un sistema de antena.

2.- Las celdas (radio bases): La radio base provee la interface entre el MTSO y las unidades móviles. Tiene una unidad de control, cabinas de radio, antenas y una planta de generadora eléctrica y terminales de datos.

3.- EL MTSO (El Mobile Telephone Switching Office): es el conmutador central móvil, el procesador de llamadas y el conmutador de las celdas. El MTSO está interconectado con la oficina central de telefonía pública. Además controla el procesamiento, monitoreo y tarificación de llamadas. En resumen, el MTSO es el corazón de un sistema de telefonía celular.

4.- Las conexiones o enlaces: Los enlaces de radio y datos interconectan los tres subsistemas.

Las técnicas de acceso múltiple Una de las estrategias más importantes para aumentar el número de usuarios en un sistema celular radica principalmente en la técnica de acceso múltiple que este sistema emplee. Las técnicas de acceso múltiple en un sistema inalámbrico permiten que varios usuarios puedan estar accesando simultáneamente un canal o un grupo de frecuencias, lo que permite el uso eficiente del ancho de banda.

Existen tres técnicas para compartir un canal de Radio Frecuencia (RF) en un sistema celular: a) FDMA (Acceso Múltiple por División de frecuencias, Frequency División Múltiple Access) b) TDMA (Acceso Múltiple por División de Tiempo, Time División Múltiple Access) c) CDMA (Acceso Múltiple por División de Código, Code División Múltiple Access)

FDMA Los sistemas celulares basados en FDMA formaron la base de los primeros sistemas celulares en el mundo. FDMA fue implementada en la banda de 800 MHz utilizando un ancho de banda de 30 KHz por canal.

FDMA subdivide el ancho de banda en frecuencias, cada frecuencia sólo puede ser usada por un usuario durante una llamada.

Debido a la limitación en ancho de banda, esta técnica de acceso es muy ineficiente ya que se saturan los canales al aumentar el número de usuarios alrededor de una celda.

Esta técnica de acceso múltiple predominó en los sistemas celulares analógicos de la primer generación. La tecnología más conocida de esta generación es conocida como AMPS (American Mobile Phone System).

TDMA Después de la introducción de FDMA, operadores celulares y fabricantes de equipo inalámbrico reconocieron las limitaciones de esta técnica de acceso analógica.

Años más adelante aparecen los primeros sistemas celulares digitales basados en TDMA. Con el fin de continuar la compatibilidad con la asignación de espectro del sistema anterior ocupado por la tecnología AMPS, se desarrolla en Norteamérica a finales de los 80s un sistema conocido como DAMPS (Digital AMPS) también con 30 KHz de ancho de banda por canal. En Europa se desarrolla también un sistema celular digital basado en TDMA conocido como GSM (Groupe Special Mobile) con canales de 200 KHz. Los primeros sistemas bajo GSM fueron instalados en 1991, mientras el primer sistema instalado en Norteamérica fue instalado en

CDMA A mediados de los 80s algunos investigadores vieron el potencial de una tecnología conocida como espectro disperso (spread spectrum) la cual era utilizada para aplicaciones militares pero que también podría ser usada para telefonía celular. Esta tecnología de espectro disperso involucra la transformación de la información de banda angosta a una señal de banda amplia para transmisión, la cual puede ser Canadá en 1992 vista como una manera de aumentar las capacidades de los sistemas TDMA que limitan el número de usuarios al número de ranuras de tiempo.

.

Evolución del Sector de las Telecomunicaciones Los principios de las telecomunicaciones utilizando señales de naturaleza eléctrica se remontan al siglo XIX, después de que durante el siglo XVIII se descubriese que la electricidad podía transmitirse (experimentos de Franklin, Coulomb, Volta). Múltiples físicos, matemáticos, ingenieros e inventores realizaron sus experimentos en el campo de las señales eléctricas y el electromagnetismo, y de ellos surgieron los primeros telégrafos, teléfonos, componentes electrónicos, diferentes medios y sistemas de transmisión, etc. hasta llegar a la actualidad.

Durante la evolución de la transmisión de señales, las comunicaciones de voz y las de texto han sido independientes. Las primeras fueron posibles gracias al teléfono y las segundas gracias al telégrafo, necesitando cada servicio una red diferente que se adecuase a sus características para soportar la transmisión de cada tipo de señal. Las telecomunicaciones de voz y texto (mediante teletipos) fueron los únicos servicios existentes hasta los años 60

La evolución de las tecnologías en el campo de la electrónica y la aparición de las minicomputadoras en los años 60/70, hizo que se planteara el problema de cómo realizar la comunicación de datos entre distintas computadoras. Esto propició la aparición de las transmisiones digitales frente a la tradicional transmisión analógica existente en la Red Telefónica Conmutada (RTC, RTBC o PSTN en inglés). Puesto que los avances relacionados con la informática y las comunicaciones han ido siempre fuertemente ligados, este hecho fue uno de los detonantes para la evolución de la RTC hacia su digitalización, introduciéndose en 1970 el método TDM (Time Division Multiplexing) para el intercambio telefónico, que permitía enviar varios canales telefónicos sobre el mismo medio.

De esta forma, las centrales telefónicas digitalizadas reemplazaron a las analógicas, lo que permitió ofrecer a los usuarios de la tradicional red telefónica acceso a nuevos servicios, creándose así la Red Digital Integrada (RDI).

Primera Generación de la telefonía móvil (1G) No fue hasta los años 80 cuando se fabricó y comercializó el primer teléfono móvil portátil de un tamaño asequible para ser transportado por una persona (el modelo Dina TAC 8000X de Motorola), y se desarrolló la telefonía móvil celular como hoy la conocemos.

Por lo tanto, en los años 80 se crearon varios sistemas celulares con el objetivo de transmitir voz utilizando para ello señales analógicas (de igual forma que el bucle de abonado en la RDI existente en ese momento era analógico). Esos sistemas fueron considerados como la Primera Generación de la telefonía móvil.

En esta generación se adoptó la técnica de acceso FDMA/FDD, es decir, que utilizaba el Acceso Múltiple por División de Frecuencia y dos frecuencias portadoras distintas para establecer la comunicación en transmisión y recepción.

Estas redes de Primera Generación eran capaces de ofrecer únicamente servicio de voz y además presentaban varios inconvenientes: por una parte, los problemas asociados a las comunicaciones analógicas como son falta de seguridad en las.

Primera Generación de la telefonía móvil (1G) transmisiones o baja calidad de las señales, por otra, la inexistencia de un estándar único que sirviese a los proveedores como norma y la consiguiente incompatibilidad de equipos según país o fabricante; por último, la baja capacidad de usuarios simultáneos soportada debido a la técnica de acceso al medio FDMA/FDD.

Todo esto propició e impulsó el desarrollo del estándar GSM para las comunicaciones móviles. En 1982, cuando aparecieron los primeros servicios celulares comerciales, La popularidad de Internet y la proliferación de diversas aplicaciones de todo tipo para los usuarios de las redes, así como los avances en los dispositivos terminales móviles, ha marcado las nuevas implementaciones y estándares para las redes. Estas novedades producidas desde el comienzo de la telefonía móvil en los años 80, y la forma en la que los proveedores de servicios han ido adaptando sus redes de transporte para afrontarlas, son los temas de interés en este Proyecto. Por este motivo, los eventos ocurridos en este campo desde la llegada de las redes de Segunda Generación

Telefonía Móvil Celular Digital de Segunda Generación: GSM La primera generación (1G) de la telefonía móvil estaba basada en sistemas analógicos como NMT (Nordic Mobile Telephony), AMPS (Avance Mobile Phone System) o TACS (Total Access Comunicación System).

Los protocolos digitales que surgieron tras los analógicos se consideraron como la Segunda Generación. Por lo tanto, 2G no es un estándar o un protocolo, sino que es una forma de distinguir los nuevos protocolos de los sistemas móviles digitales de los anteriores sistemas analógicos. Es decir, 2G marcó el cambio entre la telefonía móvil analógica y la digital

Algunas de las ventajas que introdujeron las tecnologías 2G respecto a las 1G fueron las siguientes: • Mayor calidad en las transmisiones de voz al incorporarse modulaciones digitales que permiten trabajar con mejores relaciones señal a ruido, códigos de detección y corrección de errores.

• Capacidad de soportar más usuarios simultáneos • Absoluta confidencialidad de las comunicaciones de voz al hacer uso de técnicas de cifrado digitales • Se introduce la posibilidad de enviar mensajes alfanuméricos de hasta 160 caracteres desde el dispositivo móvil: SMS (Short Mensaje Service).

• Posibilidad de navegar por Internet mediante Wireless Access Protocolo (WAP).

GSM: Global System for Mobile Comunicación GSM comenzó como una norma a nivel europeo para unificar sistemas móviles digitales y se diseñó para sustituir a más de diez sistemas analógicos en uso, que en la mayoría de los casos eran incompatibles entre sí. Después de las pruebas de campo realizadas en Francia de 1986 y de la elección del método de acceso Time Division Múltiple Access (TDMA) en 1987, 18 países firmaron en 1988 un acuerdo de intenciones (MOU: Memorandum of Understanding). En este documento los países firmantes se comprometían a cumplir las especificaciones, a adoptar este estándar único y a poner en marcha un servicio comercial GSM, que ofreciera seguimiento automático de los teléfonos móviles en su desplazamiento por todos los países. Conforme se desarrolló, GSM mantuvo el acrónimo, aunque en la actualidad signifique Global System for Mobile Communications.

Hoy en día el estándar GSM está funcionando con éxito tanto en países europeos como en otros en el resto del mundo (en 1993 existían ya más de 36 redes GSM en servicio en 22 países, y más de 25 países no europeos habían adoptado el estándar o lo estaban considerando).

La generación 2.5G Muchos de los proveedores de servicios de telecomunicaciones (carriers) se moverán a las redes 2.5G antes de entrar masivamente a 3G. La tecnología 2.5G es más rápida y más económica para actualizar a 3G. La generación 2.5G brinda características extendidas para ofrecer capacidades adicionales a la de los sistemas 2G, tales como GPRS (General Packet Radio System), HSCSD (High Speed Circuit Switched Data), EDGE (Enhanced Data Rates for Global Evolution), IS-136B, IS-95B, entre otros.

Los carriers europeos y de Estados Unidos se movieron a 2.5G en el 2001. Mientras que Japón fue directo de 2G a 3G también en el 2001

La tercera generación (3G) La 3G es tipificada por la convergencia de la voz y datos con acceso inalámbrico a Internet, aplicaciones multimedia y altas transmisiones de datos. Los protocolos empleados en los sistemas 3G soportan más altas velocidades de información enfocados para aplicaciones mas allá de la voz, tales como audio (MP3), video en movimiento, video conferencia y acceso rápido a Internet, sólo por nombrar algunos.

Los sistemas 3G alcanzan velocidades de hasta 384 Kbps, permitiendo una movilidad total a usuarios viajando a 120 kilómetros por hora en ambientes exteriores, mientras que alcanza una velocidad máxima de 2 Mbps permitiendo

una movilidad limitada a usuarios caminando a menos de 10 kilómetros por hora en ambientes estacionarios de corto alcance o en interiores. Entre las tecnologías contendientes de la tercera generación se encuentran UMTS (Universal Mobile Telephone Service), CDMA2000, IMT-2000, ARIB(3GPP), UWC-136, entre otras. El impulso de los estándares de la 3G está siendo apoyando por la ITU (International Telecomunications Unión) y a este esfuerzo se le conoce como IMT-2000 (International Mobile Telephone)

3G+ EDGE: a medio camino entre la tecnología 2G y 3G, evolucionó la Enhanced Data Rates for GSM Evolution, que en español significa “Tasas de Datos Mejoradas para la evolución de GSM”, ampliando las tasas de transferencia hasta los 480 Kb/s.

3G: implementada hacia el año 2001, es actualmente el tipo de tecnología celular con mayor penetración en el mercado. Abrió paso a la navegación eficiente en Internet, el uso de las redes sociales y las primeras experiencias de voz sobre IP.

HSPA/3G+ 3G+: en 2008, el High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) representó un puente tecnológico a medio camino entre la tecnología 3G y 4G, que permitió velocidades de transferencia de hasta 84 Mb/s.

Dentro del ámbito de la tecnología representada por la letra H se encuentra HSPA, que no es más que la combinación de HSDPA (descarga) y HSUPA (subida).

En España, algunas operadoras como Orange muestran el icono 3G+, que aunque no es exactamente igual a H, a efectos prácticos se puede considerar como equivalente.

Esta tecnología es capaz de alcanzar velocidades de descarga de 14.4Mbps, muy superiores a las vistas hasta ahora.

La velocidad de subida puede ir desde 386kbps a 5.76Mbps, dependiendo de si la operadora implementa o no HSUPA. Por norma general, es una conexión más que suficiente para la mayoría de los usuarios.

Tecnología 4g Por último, la tecnología más veloz de la lista es la llamada LTE, considerada 4G (de cuarta generación). A principios de 2013, las previsiones para disponer de LTE en España aún son bastante pobres, pero ya hay muchos dispositivos móviles preparados para soportar esta tecnología.

Con la tecnología LTE, el caudal de velocidad llega hasta los 100Mbps (descarga) y 50Mbps (subida), e incluso llegar a 1Gbps para usuarios que precisen de poca posibilidad. Por su parte, la evolución de WiMax (también considerada una red 4G) puede alcanzar los 128Mbps (descarga) y los 56Mbps (subida).

En febrero de 2007, la firma japonesa NTT DoCoMo probó un sistema prototipo de 4G con 4x4 MIMO llamado VSF-OFCDM a 100 Mbit/s (12,5 MB/s) en movimiento, y 1 Gbit/s (125 MB/s) detenido.

El 19 de febrero de 2015, Movistar Venezuela anuncia el lanzamiento de su red 4G, inicialmente cubriendo en la ciudad de Caracas (capital) y Puerto la Cruz bajo la banda AWS (1700/2100).

Perspectivas de la telefonía móvil celular Se trabaja por mejorar los servicios actuales e implementar otros nuevos, todo ello será una realidad con la cuarta generación (4G), la cual es un proyecto a largo plazo que será 50 veces más rápida en velocidad que la tercer generación. Se planean hacer pruebas de esta tecnología en el 2005 y se espera que se empiecen a comercializar la mayoría de los servicios no antes del año 2018

Perspectiva a Futuro El teléfono móvil ha dado acceso a las comunicaciones en nuevos niveles.

En los países en desarrollo, y especialmente en los menos adelantados, la telefonía móvil hace aumentar el acceso al teléfono en un tiempo sorprendente.

El desarrollo de la telefonía celular es tal, que en el continente africano piensan en su interconectividad a través de este medio, debido a que su infraestructura es menos costosa En los países industrializados, las tasas de penetración de los móviles sobrepasan constantemente las predicciones de la industria.

La norma celular más extendida en el mundo corresponde al sistema digital conocido como Global System for Mobile Communications o Sistema Global de Comunicaciones Móviles (GSM) Los teléfonos celulares además de transmitir conversaciones incursionan en el envío de mensajes cortos (SMS), de imágenes en movimiento y de algunos servicios de Internet (WAP).

Desde la introducción de la telefonía móvil celular, a principios de la década de los 80, el número de aparatos móviles en todo el mundo aumenta continuamente.

El desarrollo revolucionario de esta forma de comunicación y la evolución de la técnica contribuyen a disminuir el costo de las nuevas redes telefónicas y el de los servicios que se ofrecerán.

El servicio de telefonía móvil celular se caracteriza por tener un área de cobertura dividida en zonas denominadas células o celdas y cada una de ellas está servida por una estación base. En general, cada estación base proporciona un cierto número de canales de tráfico que son utilizados por los abonados.

En la telefonía fija o convencional, los usuarios se conectan en su central a través de una red fija común, compuesta por alambres de cobre. En la red móvil el medio de conexión es el aire, a través de ondas electromagnéticas