Thursday, November 21, 2013
TELEFONÍA CELULAR
La historia del teléfono móvil
se remonta a los inicios de la Segunda Guerra Mundial, donde ya se
veía que era necesaria la comunicación a distancia de un lugar a otro, es por
eso que la compañía Motorola creó un equipo llamado Handie Talkie H12-16, que es un equipo que
permite el contacto con las tropas vía ondas de radio cuya banda de frecuencias
en ese tiempo no superaban los 600 kHz.
1843 – Faraday
expuso sus grandes avances respecto a la tecnología del siglo anterior, lo que ayudó en forma
incalculable en el desarrollo de la telefonía celular.
1894 – Si
bien la comunicación inalámbrica tiene sus raíces en la invención del radio por Nikolai Tesla en la década de 1880, formalmente
fue presentado en 1894 por un joven italiano llamado Guglielmo Marconi.
1947 - Fue un
gran año para lo que sería la industria de la telefonía celular. En ese año los
científicos desarrollaron las ideas que permitían el uso de teléfonos móviles
usando "células" que identificaran un usuario en cualquier punto
desde donde se efectuara la llamada. Sin embargo, la limitada tecnología del
momento obligó a desarrollos posteriores.
Una de las compañías pioneras que se dedicaron a la
explotación de este servicio fue la americana Bell. Su servicio móvil fue
llamado System Service. No era un servicio popular porque era extremadamente
caro, pero estuvo operando (con actualizaciones tecnológicas) desde 1946 hasta
1985.
1949 - En
este año se autorizaron en EEUU seis canales móviles adicionales a las
portadoras de radio comunes, las cuales definieron como compañías que no
proporcionan un servicio telefónico de línea alámbrica pública, pero si
se interconectan a la red telefónica
pública y proporcionan un servicio de teléfono inalámbrico equivalente. Luego
se incrementó el número de canales de 6 a 11, reduciendo el ancho de banda a 30
Khz. y espaciando los nuevos canales entre los viejos.
1964 –
Hasta la fecha, los sistemas de telefonía móvil operaban sólo en el modo manual; un operador del teléfono móvil especial manejaba
cada llamada, desde y hacia cada unidad móvil. En 1964, los sistemas selectores
de canales automáticos fueron colocados en servicio para los sistemas de
telefonía móvil. Esto eliminó la necesidad de la operación oprimir-para-hablar
(push-to-talk) y les permitía a los clientes marcar directamente sus llamadas, sin la ayuda
de una operadora.
1971
- La demanda creciente
en el espectro de frecuencia de telefonía móvil saturado impulsó a buscar un
modo de proporcionar una eficiencia del
espectro de frecuencia mayor. En este año, AT&T hizo una propuesta sobre la
posibilidad técnica de proporcionar respuesta a lo anterior. Se comenzaba a
delinear el principio de la radio celular.
-En este mismo año en Finlandia se lanza la primera
red pública exitosa de telefonía móvil, llamada la red ARP. Dicha red es vista
como la Generación 0 (0G), estando apenas por encima de redes propietarias
y redes de cobertura local. Detalles de la tecnología usada en el momento se
detallan en la siguiente sección.
1973 – El
Dr. Martin Cooper es considerado el inventor del primer teléfono portátil.
Considerado como "el padre de la telefonía celular"; siendo gerente general de sistemas de Motorola realizó una
llamada a sus competidores de AT&T desde su teléfono celular,
transformándose en la primera persona en hacerlo.
1977 – Los
teléfonos celulares se hacen públicos, dando comienzo las pruebas en el mercado. La ciudad de Chicago fue la primera en comenzar con
2000 clientes. Eventualmente otras líneas de prueba aparecieron en Washington
D.C. y Baltimore.
1979 – Si
bien los americanos eran los pioneros en la tecnología, los primeros sistemas
comerciales aparecieron en Tokio, Japón por la compañía NTT, en 1979.
1983 – Chicago,
Washington D.C. y Baltimore son los escenarios de los primeros lanzamientos de sistemas
comerciales de telefonía celular en Estados Unidos.
1983 – La AMPS (Sistema Avanzado de Telefonía Móvil) es lanzada usando
frecuencias de banda desde 800 MHz. hasta 900 MHz y de 30 Khz. de ancho de
banda para cada canal como un sistema totalmente automatizado de servicio
telefónico. Es el primer estándar en telefonía celular en el mundo.
1988 – Este año cambió muchas de las tecnologías típicas del pasado. Se crea
un nuevo estándar, el TDMA Interim Standard 54, el cual es oficializado en
1991.
– Motorola introduce el teléfono móvil
DynaTAC, el primer radioteléfono puramente "móvil". El teléfono, apodado "el
ladrillo", tenía una hora de tiempo de conversación y ocho horas de tiempo
en modo en espera.
1997 – Los
usuarios de la industria inalámbrica —celular, PCS y ESMR— superan los 50
millones.
Primera generación (1G):
Maduración de la idea
En 1981 el fabricante Ericsson lanza el sistema NMT 450 (Nordic Mobile Telephony
450 MHz). Este sistema seguía utilizando canales de radio analógicos
(frecuencias en torno a 450 MHz) con modulación en frecuencia (FM). Era el primer sistema del mundo
de telefonía móvil tal como se entiende hasta hoy en día.
Los equipos 1G pueden parecer algo aparatosos para los estándares
actuales pero fueron un gran avance para su época, ya que podían ser
trasladados y utilizados por una única persona.
En 1986, Ericsson modernizó el sistema, llevándolo
hasta el nivel NMT 900. Esta nueva versión funcionaba prácticamente igual que
la anterior pero a frecuencias superiores (del orden de 900 MHz). Esto
posibilitó dar servicio a un mayor número de usuarios y avanzar en la
portabilidad de los terminales.
Además
del sistema NMT, en los 80 se desarrollaron otros sistemas de telefonía móvil tales como: AMPS (Advanced Mobile Phone System)
en EE. UU. y TACS (Total Access Comunication System).
El sistema TACS se utilizó en España con el nombre comercial de
MoviLine. Estuvo en servicio hasta su extinción en 2003.
Segunda generación (2G):
Popularización
En la década de 1990 nace la segunda generación, que utiliza
sistemas como GSM, IS-136, iDEN e IS-95. Las frecuencias utilizadas en Europa
fueron de 900 y 1800 MHz.
El desarrollo de esta generación tiene como piedra angular la
digitalización de las comunicaciones. Las comunicaciones digitales ofrecen una
mejor calidad de voz que las analógicas, además se aumenta el nivel de
seguridad y se simplifica la fabricación del Terminal (con la reducción de
costos que ello conlleva). En esta época nacen varios estándares de comunicaciones
móviles: D-AMPS (EE. UU.), Personal Digital
Cellular (Japón), cdmaOne (EE. UU. y Asia) y GSM.
Muchas
operadoras telefónicas móviles implementaron Acceso múltiple por división de
tiempo (TDMA) y Acceso
múltiple por división de código (CDMA)
sobre las redes Amps existentes convirtiéndolas así en redes D-AMPS. Esto trajo como ventaja para estas empresas poder lograr
una migración de señal analógica a señal digital sin tener que cambiar elementos como antenas,
torres, cableado, etc. Inclusive, esta
información digital se transmitía sobre los mismos canales (y por ende,
frecuencias de radio) ya existentes y en uso por la red analógica. La gran
diferencia es que con la tecnología digital se hizo posible hacer Multiplexion,
tal que en un canal antes destinado a transmitir una sola conversación a la vez
se hizo posible transmitir varias conversaciones de
manera simultánea, incrementando así la capacidad operativa y el número de
usuarios que podían hacer uso de la red en una misma celda en un momento dado.
El estándar que ha universalizado la telefonía móvil ha sido el
archiconocido GSM: Global System for Mobile communications o Groupe Spécial
Mobile. Se trata de un estándar europeo nacido de los siguientes principios:
·
Buena calidad de voz
(gracias al procesado digital).
·
Itinerancia (Roaming).
·
Deseo de implantación internacional.
·
Terminales realmente
portátiles (de reducido peso y tamaño) a un precio asequible.
·
Compatibilidad con la
RDSI (Red Digital de Servicios Integrados).
·
Instauración de un
mercado competitivo con multitud de operadores y fabricantes.
Realmente,
GSM ha cumplido con todos sus objetivos pero al cabo de un tiempo empezó a
acercarse a la obsolescencia porque sólo ofrecía un servicio de voz o datos a baja
velocidad (9.6kbit/s) y el mercado empezaba a requerir servicios multimedia
que hacían necesario un aumento de la capacidad de transferencia de datos del
sistema. Es en este momento cuando se empieza a gestar la idea de 3G, pero como
la tecnología CDMA no estaba lo suficientemente madura en aquel momento se optó
por dar un paso intermedio: 2.5G.
En 1997, Philippe Kahn decidió crear una cámara de fotos y que se comportara
de esta forma. Utilizó la óptica de una cámara Casio QV-10, y un teléfono
Motorola Star Tac, desarrolló un software adecuado
para compartir con sus amistades, mediante un mensaje de correo electrónico.
Telefonía
celular
Telefonía celular – 3G
No mucho luego de haberse introducido
las redes 2G se comenzó a desarrollar los sistemas 3G. Como suele ser
inevitable, hay variados estándares con distintos competidores que intentan que
su tecnología sea la predominante. Sin embargo, en forma muy diferencial a los
sistemas 2G, el significado de 3G fue estandarizado por el proceso IMT-2000.
Este proceso no estandarizó una tecnología sino una serie de requerimientos (2
Mbit/s de máxima taza de transferencia en ambientes cerrados, y 384 kbit/s en
ambientes abiertos, por ejemplo). Hoy en día, la idea de un único estándar
internacional se ha visto dividida en múltiples estándares bien diferenciados
entre si.
3G
nace de la necesidad de aumentar la capacidad de transmisión de datos para
poder ofrecer servicios como la conexión a Internet desde el móvil, la
videoconferencia, la televisión y la descarga de archivos. En este momento el
desarrollo tecnológico ya posibilita un sistema totalmente nuevo: UMTS (Universal Mobile Telecommunications
System).
UMTS
utiliza la tecnología CDMA, lo cual le hace
alcanzar velocidades realmente elevadas (de 144 kbit/s hasta 7.2 Mbit/s, según las
condiciones del terreno).
UMTS
ha sido un éxito total en el campo tecnológico pero no ha triunfado
excesivamente en el aspecto comercial. Se esperaba que fuera un bombazo de
ventas como GSM pero realmente no ha resultado ser así
ya que, según parece, la mayoría de usuarios tiene bastante con la transmisión
de voz y la transferencia de datos por GPRS y EDGE.
Existen
principalmente tres tecnologías 3G. Para Europa existe UMTS (Universal Mobile
Telecommunication System) usando CDMA de banda ancha (W-CDMA). Este sistema
provee transferencia de información de hasta 2Mbps.
Están a su vez
las evoluciones de CDMA2000. La primera en ser lanzada fue CDMA2000 1xEV-DO,
donde EV-DO viene de Evolution Data Only. La idea atrás de este sistema era que
muchas de las aplicaciones sólo requirieran conexión de datos, como sería el
caso si se usara el celular para conectar una PC a Internet en forma
inalámbrica. En caso de requerir además comunicación por voz, un canal 1X
estándar es requerido. Además de usar tecnología CDMA, EV-DO usa tecnología
TDMA para proveer de la velocidad de transferencia necesaria y mantener la
compatibilidad con CDMA y CDMA2000 1X.
La siguiente
evolución de CDMA2000 fue CDMA2000 1xEV-DV. Esto fue una evolución del sistema
1X totalmente distinto a CDMA2000 1xEV-DO, ofreciendo servicios totales de voz
y datos. Este sistema también es compatible con CDMA y CDMA2000 1X y es capaz
de ofrecer tasas de transferencia de 3.1Mbps.
Estos dos
protocolos usaron lo que se conoce como FDD (Frequency Division Duplex), donde
los links de ida y vuelta usan distintas frecuencias. Dentro de UMTS existe una
especificación conocida como TDD (Time Division Duplex), donde los links poseen
la misma frecuencia pero usan distintos segmentos de tiempo. Sin embargo, TDD no
se implementará en los mercados por un tiempo.
Un tercer
sistema 3G fue desarrollado en China que usa TDD. Conocido como TD-SCDMA (Time
Division Synchronous CDMA), usa un canal de 1.6MHz y fue pensado para que
abarque el mercado Chino y de los países vecinos.
Estandar
3G
Las
tecnologías de 3G son la respuesta a la especificación IMT-2000 de la Unión Internacional de
Telecomunicaciones. En Europa y Japón, se seleccionó el estándar UMTS (Universal Mobile Telecommunication
System), basado en la tecnología W-CDMA. UMTS
está gestionado por la organización 3GPP, también responsable
de GSM, GPRS y EDGE.
En
3G también está prevista la evolución de redes 2G y 2.5G. GSM y TDMA IS-136 son reemplazadas por UMTS, las
redes cdmaOne evolucionan a CDMA2000.
Ventajas
y desventajas
Ventajas
·
El protocolo IP está
basado en paquetes, pues solo se paga en función de la descarga lo que supone,
relativamente, un menor costo. Aunque dependiendo del tipo de usuario, también
se podría calificar como desventaja.
·
Velocidad de transmisión alta: fruto de la
evolución de la tecnología, hoy en día se pueden alcanzar velocidades
superiores a los 3 Mbit/s por usuario móvil.
·
Más velocidad de acceso.
·
UMTS, sumado al
soporte de protocolo de Internet (IP), se combinan para prestar servicios multimedia
y nuevas aplicaciones de banda ancha, tales como servicios de video-telefonía y
video-conferencia.
·
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
·
Cobertura limitada. Dependiendo de la
localización, la velocidad de transferencia puede disminuir drásticamente (o
incluso carecer totalmente de cobertura).
·
Disminución de la velocidad si el
dispositivo desde el que nos conectamos está en movimiento (por ejemplo si
vamos circulando en automóvil).
·
No orientado a conexión. Cada uno de
los paquetes pueden seguir rutas distintas entre el origen y el destino, por lo
que pueden llegar desordenados o duplicados. Sin embargo el hecho de no ser
orientado a conexión tiene la ventaja de que no se satura la red. Además para
elegir la ruta existen algoritmos que "escogen" qué ruta es mejor,
estos algoritmos se basan en la calidad del canal, en la velocidad del mismo y,
en algunos, oportunidad hasta en 4 factores (todos ellos configurables) para que un
paquete "escoja" una ruta.
·
Elevada latencia respecto
a la que se obtiene normalmente con servicios ADSL. La latencia puede ser
determinante para el correcto funcionamiento de algunas aplicaciones del tipo cliente-servidor como
los juegos en línea.
·
Aparición del efecto conocido como "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.
Telefonía celular – 4G
La
generación 4, o 4G es la evolución tecnológica que ofrece al usuario de
telefonía móvil un mayor ancho de banda que permite, entre muchas otras cosas,
la recepción de televisión en Alta definición. Como ejemplo, podemos citar al concept
mobile Nokia Morph.
Hoy
en día existe un sistema de este nivel operando con efectividad solo con
algunas compañías de EEUU, llamado LTE.
En
telecomunicaciones, 4G son las siglas utilizadas para
referirse a la cuarta generación de tecnologías de telefonía móvil. Es la sucesora de las tecnologías 2G y 3G, y que precede a la próxima generación, la 5G.
La 4G
está basada completamente en el protocolo IP, siendo
un sistema de sistemas y una red de redes, que se alcanza gracias a la
convergencia entre las redes de cables e inalámbricas. Esta tecnología podrá
ser usada por módems inalámbricos, móviles inteligentes y otros dispositivos
móviles. La principal diferencia con las generaciones predecesoras será la
capacidad para proveer velocidades de acceso mayores de 100 Mbit/s en movimiento y 1 Gbit/s en reposo, manteniendo una
calidad de servicio (QoS)
de punta a punta de alta seguridad que permitirá ofrecer servicios de cualquier
clase en cualquier momento, en cualquier lugar, con el mínimo coste posible.
El WWRF (Wireless World Research Forum) pretende que
4G sea una fusión de tecnologías y protocolos, no sólo un único estándar,
similar a 3G, que actualmente incluye tecnologías como lo son GSM y CDMA.1 Por
su parte, el ITU indicó en 2010 que
tecnologías consideradas 3G evolucionadas, como lo son WiMax, HSPA+ y LTE, podrían ser consideradas tecnologías 4G.2
La
empresa NTT DoCoMo en Japón, fue la primera en realizar experimentos con las
tecnologías de cuarta generación, alcanzando 100 Mbit/s en un vehículo a 200
km/h. La firma lanzó los primeros servicios 4G basados en tecnología LTE en
diciembre de 2010 en Tokyo, Nagoya y Osaka. En el resto del mundo se espera una
implantación sobre el año 2020
Características Técnicas
El concepto de 4G trae unas velocidades mayores a las
de 301 Mbit/s con un rating radio de 8 MHz; entre otras, incluye técnicas de
avanzado rendimiento radio como MIMO y OFDM. Dos de los
términos que definen la evolución de 3G, siguiendo la
estandarización del 3GPP, serán LTE(‘Long Term Evolution’) para el acceso radio, y SAE (‘Service Architecture Evolution’) para la parte
núcleo de la red. Los requisitos ITU y estándares 4G indican las siguientes
características:
·
Uso de SDR (Software Defined Radios) para optimizar
el acceso radio.
·
La red completa prevista es todo IP.
·
Las tasas de pico máximas previstas son de 100
Mbit/s en enlace descendente y 50 Mbit/s en enlace ascendente (con un ancho de
banda en ambos sentidos de 20Mhz)
·
Utilización preferente de Wi-Fi
El
43 % de sus usuarios están utilizando “menos o ningún punto de acceso wifi público”
desde que se mudaron a la tecnología 4G. Además, usan menos la conexión de banda ancha de casa. Un 26 % de estos suscriptores de LTE
pasan más de tres horas al día conectados. Y buena parte de este tiempo lo
dedican al consumo de vídeo. Como aseguraba hace unos días el CEO de Vodafone
UK, Guy Laurence, parece que “el 4G tiene finalmente una razón y es el
entretenimiento.
Subscribe to:
Posts (Atom)