| CDMA,
GSM, 3G, UMTS... ¿HACIA DONDE VAMOS?
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| Los teléfonos móviles
operan en diferentes bandas y con distintas tecnologías...
FDMA, CDMA, TDMA, GSM, GPRS, son términos muy
escuchados por el técnico quien muchas veces
no logra diferenciarlos o cuáles son las ventajas
y desventajas de unos respecto de los otros. Si bien
ya realizamos comentarios y hasta explicamos estos
términos, en esta edición queremos brindar
elementos que permitan comprender cómo es la
tecnología DIGITAL. |
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El momento histórico
en donde nos encontramos, está bien marcado
por los adelantos en las comunicaciones. Estos adelantos
nos han llevado a tener comunicaciones celulares,
tan de moda últimamente; las mismas tienen
un funcionamiento parecido al de las llamadas telefónicas
convencionales.
Los sistemas celulares de la actualidad soportan
video, audio (mp3), navegar por Internet, enviar
e-mail, etc. Estos sistemas se conocen como sistemas
de telefonía celular de 3ra Generación. |
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Definimos telefonía móvil como
aquel sistema de transmisión el en cual
el usuario dispone de un terminal que no es fijo
y que no tiene cables, y que le permite así,
gran movilidad y localizaciónen la zona
geográfica donde se encuentre la red.
Es un servicio de radio celular que se basa en
dar cobertura a un territorio a través
de diversas estaciones base, que cada una, da
un área de cobertura llamada célula
(normalmente son hexagonales). Con este sistema,
al dividir el territorio, se evita el problema
de la restricción del ancho de banda. Pues
se podrá transmitir en diferentes frecuencias
que no están ocupadas en otras nuevas células.
Células:
Se realiza a través del reparto de una
zona en varias células (áreas más
pequeñas), de forma hexagonal, para poder
abarcar todo el espacio. En cada célula
existe una estación base transmisora, con
lo cual, se pueden tener múltiples canales
para el uso de decenas de celulares de manera
simultánea. Cuando un usuario pasa de una
célula a otra deja la frecuencia que estaba
utilizando, para el uso de otro celular, y toma
la frecuencia libre de la célula a la que
pasó. Ver figura 1.
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| 3G -
SISTEMAS CELULARES DE TERCERA GENERACION |
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Gracias a los
esfuerzos de desarrollo desplegado en la Unión
Internacional de Telecomunicaciones (UIT) por toda
la comunidad inalámbrica, la telefonía
móvil está a punto de cambiar. Es
la hora del Internet móvil y las video conferencias
inalámbricas.
Las comunicaciones celulares de tercera generación
para los operadores y para los fabricantes de
equipos de servicios inalámbricos representan
la próxima iteración de los sistemas
digitales de hoy. Los sistemas de primera generación
hicieron su aparición en 1979, eran del
tamaño de un ladrillo y se caracterizó
por ser analógica y estrictamente para
voz. La calidad de los enlaces de voz era muy
baja, baja velocidad [2400 bauds], la transferencia
entre celdas era muy imprecisa, tenían
baja capacidad y la seguridad no existía.
Estos sistemas sólo alcanzan unas penetraciones
limitadas debido a los elevados costos que implican.
Las razones para que los costos sean elevados
fueron:
-
a) Falta
de competencia entre los operadores y suministradores
de equipos que obligaran a bajar los precios.
-
b) Por
otro, dificultades de orden técnico.
Entre éstas las más destacables
son las siguientes:
- Existencia de varios estándares y,
por lo tanto, series de fabricación limitadas.
- Sistemas de baja capacidad o eficiencia radioeléctrica
que implica un gran consumo de frecuencias o
bien, instalaciones caras.
- Sistemas analógicos que implican una
tecnología voluminosa y de difícil
mantenimiento.
- Sistemas propietarios, es decir, dependencia
de un único fabricante.
La segunda generación 2G arribó
hasta 1990 y a diferencia de la primera se caracterizó
por ser digital. La principal ventaja de los teléfonos
de segunda generación sobre sus precesores
analógicos son su gran capacidad y menor
necesidad de carga de batería. En otras
palabras, ellos satisfacen a los usuarios asignando
una frecuencia consumiendo menos potencia.
Un tema que hay que tomar en cuenta es la cobertura
en entornos especiales: túneles viarios,
estacionamientos subterráneos, interiores
de edificios, etc.
También adquiere cada vez más importancia
la caracterización del canal en banda ancha
para la optimización de la operación.
Una vez superada la fase de despliegue de la red
móvil, deben consolidar (los operadores)
sus objetivos de calidad-cobertura, con un análisis
más detallado de las perturbaciones para
compensar sus efectos y mejorar la calidad de
las telecomunicaciones.
Estos sistemas de cuatro normas: GSM, TDMA, CDMA,
PDC, dominan hoy las redes inalámbricas,
con un total de más de 500 millones de
usuarios en todo el mundo, en contraste con el
número cada vez más reducido de
usuarios que siguen conectados a los sistemas
analógicos de primera generación.
Visto que muchos países están cerrando
sus redes analógicas, no pasará
mucho tiempo antes de que podamos decir que el
mundo inalámbrico es un dominio exclusivamente
digital.
Así como la introducción de la
tecnología digital en las redes celulares
abrió el camino a nuevos servicios como
SMS (Servicios de Mensajes Cortos), Identidad
llamante, grupos de usuarios y otros tantos, también
la introducción de sistemas de tercera
generación revolucionará la manera
en que se utilizan las redes móviles. Por
ejemplo, los sistemas 3G deben ser plenamente
digitales, esto incluye transmisión por
paquetes y la compatibilidad perfecta con una
gama de sistemas digitales desde las consolas
de juegos y las computadoras hasta la TV digital
con capacidad Web.
Los sistemas 3G soportan velocidades de transmisión
de 2Mbps, los operadores ya están concibiendo
una amplia gama de servicios nuevos, ya sea de
acceso por MODEM o acceso rápido en tiempo
real a la red, juegos en línea y hasta
video conferencias mediante dispositivos portátiles
con pantallas grandes.
El propósito de la tercera generación
consiste en superar las limitaciones técnicas
de las tecnologías precedentes. La tercera
generación 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
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 principales requerimientos para esta tecnología
incluyen:
-
Calidad de voz comparable
a la que ofrece una red telefónica pública
(PSTN).
-
Velocidades de transmisión
de datos de 144kb/s para usuarios en vehículos
en movimiento viajando a una velocidad de 120Km/h
en ambientes exteriores.
-
Velocidades de transmisión
de datos de 384kb/s para peatones, que se encuentren
en un solo lugar o bien moviéndose sobre
áreas pequeñas.
-
Soporte para operaciones
de 2.048 Mb/s en oficinas, es decir en ambientes
estacionarios de corto alcance o en interiores.
-
Soporte para ambos servicios
de datos conmutación por paquetes y conmutación
por circuitos.
-
Una interfaz adaptada para
las comunicaciones móviles de Internet.,
que permita un ancho de banda más grande
para enviar información que para recibir.
-
Mayor eficiencia del espectro
disponible.
-
Soporte para una gran variedad
de equipo móvil.
-
Introducción flexible
a los nuevos servicios y tecnologías.
Lo ideal es que los sistemas de tercera generación
provean servicios en cualquier lugar y a cualquier
hora. Mientras que los servicios analógicos
y los primeros servicios digitales fueron diseñados
sólo para resolver problemas de sistemas
analógicos, como seguridad, bloqueo e incompatibilidad
regional; iniciándose así, una nueva
visión a la migración a 3G y por
lo tanto hacia nuevos servicios.
En realidad, la diferencia entre las redes de
segunda generación y de tercera generación
será tan radical que la mayoría
de los fabricantes de equipo no se refieren a
los equipos de 3G de la misma manera. Los sencillos
dispositivos móviles transformarán
en nuevas clases “comunicadores personales
o digitales” a aparatos compactos y muy
portátiles que serán tan indispensables
como la billetera, las llaves o las tarjetas de
crédito.
Las redes CDMA (División de Código
con Múltiples Accesos) proveen una capacidad
de transmisión inalámbrica de datos
de alta velocidad que brinda a los clientes servicios
de información e imágenes desde
cualquier lugar que se encuentren.
La tecnología CDMA genérica aparece
como la base tecnológica por excelencia
para la generación de comunicaciones móviles
3G; de hecho, la tendencia global en la industria
es la adopción de las tecnologías
CDMA pues proporciona mejores prestaciones que
las tecnologías celulares convencionales
TDMA y su variante GSM, tanto en calidad de comunicaciones
como en privacidad, capacidad del sistema y flexibilidad
y, por supuesto en ancho de banda. CDMA es una
tecnología genérica que puede describirse,
a groso modo, como un sistema de comunicaciones
por radio celular digital que permite que un elevado
número de comunicaciones de voz o datos
simultánea compartan el mismo medio de
comunicación, es decir, utilizan simultáneamente
un pool común de canales de radio, de forma
que cada usuario puede tener acceso a cualquier
canal de forma temporal; el canal es un trozo
de espectro de radio que asigna temporalmente
a un tema específico, como, por ejemplo,
una llamada telefónica.
En base a esto se observa que CDMA es una técnica
de acceso múltiple. En CDMA, cada comunicación
se codifica digitalmente utilizando una clave
de encriptación que solamente conocen los
terminales involucrados en el proceso de comunicación.
La codificación digital y la utilización
de la técnica de espectro esparcido, otra
característica inherente a CDMA se pueden
considerar como los puntos de identificación
de la tecnología CDMA.
La distribución celular y la reutilización
de frecuencias son dos conceptos estrechamente
relacionados con la tecnología CDMA; el
objetivo es realizar una subdivisión en
un número importante de celdas para cubrir
grandes áreas de servicio. Desde un punto
de vista de distribución celular, la tecnología
CDMA se puede contemplar como una superación
de la tradicional subdivisión celular hexagonal.
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| VENTAJAS
DE CDMA SOBRE GSM |
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Cuando hablamos
de 3G hay dos tendencias tecnológicas: CDMA
y GSM. En esta última, su próximo
paso es ir al estándar GPRS (General Packet
Radio Services) que desembocará en UMTS (Universal
Mobile Telecomunication System) que alcanzará
mayor espectro radioeléctrico.
CDMA ofrece muchas ventajas de eficiencia de
espectro: es más rápida en velocidad
y en transmisión de datos sobre GSM actual,
que tiene muchas ventajas en lo referente a la
penetración de mercado y economías
a escala a nivel mundial. Los operadores basan
sus estrategias especialmente en ellos. Como es
sabido, la tercera generación permitirá
recibir y enviar información multimedios
desde cualquier dispositivo móvil o fijo
y permitirá velocidades desde hasta 2Mbps.
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| VENTAJAS
FUNDAMENTALES DE CDMA |
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-
Mejora el tráfico
telefónico
-
Mejora la calidad de transmisión
de voz y eliminación de los efectos audibles
de fanding (atenuación) multitrayecto
-
Reducción del número
de lugares necesarios para soportar cualquier
nivel de tráfico telefónico
-
Simplificación de
la selección de lugares
-
Disminución de las
necesidades en despliegue y costos de funcionamiento
debido a que se necesitan muy pocas ubicaciones
de celda.
-
Disminución de la
potencia media transmitida
-
Reducción de la interferencia
con otros sistemas
-
Bajo consumo de energía,
lo cual ofrece más tiempo de conversación
y permitirá baterías más
pequeñas y livianas.
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| CELULARES
MULTIMEDIA CON 3G CDMA |
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Como sistema
de celulares de tercera generación CDMA proporciona
a los usuarios terminales multimodo y multibanda,
con cámara de video incorporada, pantalla
de colores, y gran capacidad de memoria. Y gracias
a una interfaz de aire flexible, aportará
“roaming mundial” entre diferentes países
y también con sistemas de segunda generación.
Evoluciona para integrar todos los servicios
ofrecidos por las distintas tecnologías
y redes actuales y se podrá utilizar con
casi cualquier tipo de terminal (teléfonos
móviles y fijos, inalámbricos, celulares,
terminal multimedia, acceso a Internet a alta
velocidad, etc.), tanto en ambientes profesionales
como domésticos, ofreciendo una mayor calidad
de los servicios y soportando la personalización
por parte del usuario y los servicios de multimedia
móviles en tiempo real. Se espera que para
el 2006 más de 300 millones de usuarios
a nivel mundial utilicen la tecnología
CDMA.
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1. GSM:
Son las siglas de Global System for Mobile Communications
(sistema global para comunicaciones móviles).
Es un sistema estándar para comunicación
utilizando teléfonos móviles que incorporan
tecnología digital. Por ser digital cualquier
cliente de GSM puede conectarse a través
de su teléfono con su computador (una PC
o una PC portátil) y puede hacer, enviar
y recibir e-mails, faxes, navegar por Internet,
acceso seguro a la red informática de una
compañía (LAN/Intranet), así
como utilizar otras funciones digitales de transmisión
de datos, incluyendo el Servicio de Mensajes Cortos
(SMS).
2. TDMA:
TDMA ("Time Division Multiple Access")
es común en los sistemas de telefonía
fija. TDMA es un concepto bastante antiguo en los
sistemas de radio. En los sistemas modernos celulares
y digitales, TDMA implica el uso de técnicas
de compresión de voz digitales, que permite
a múltiples usuarios compartir un canal común
utilizando un orden temporal. La codificación
de voz moderna, reduce mucho el tiempo que se lleva
en transmitir mensajes de voz, eliminando la mayoría
de la redundancia y períodos de silencio
en las comunicaciones de voz. Otros usuarios pueden
compartir el mismo canal durante los períodos
en que éste no se utiliza.
Los usuarios comparten un canal
físico en un sistema TDMA, donde están
asignados unos slots de tiempo. A todos los usuarios
que comparten la misma frecuencia se les asigna
un slot de tiempo, que se repite dentro de un grupo
de slots que se llama trama.
3. CDMA:
Acceso múltiple por división
de código: Estándar digital que soporta
velocidades de datos de alrededor de 14,4KBPS vía
conmutación de paquetes y vía conmutación
de circuitos. Es un método de transmisión
móvil celular de espectro extendido, que
permite a varios usuarios compartir el mismo espectro
de radiofrecuencia por asignación de un código
único a cada usuario activo.
4. GPRS:
Las siglas GPRS corresponden a General
Packet Radio Services, Servicio General de Paquetes
por Radio. Se basa en la conmutación de paquetes
realizando la transmisión sobre la red GSM
que usamos actualmente.
Al sistema GPRS se le conoce también
como GSM-IP ya que usa la tecnologia IP (Internet
Protocol) para acceder directamente a los proveedores
de contenidos de Internet.
SISTEMA DE CONEXION:
En este tipo de técnica no se debe establecer
un canal dedicado para cada usuario sino que la
conexión se realiza en el momento de utilización
del canal, por lo tanto se pierde el concepto de
facturación por tiempo, pasando a ser por
utilización del canal de emisión.
La vía de conexión
es mucho más utilizada, ya que permite a
los usuarios compartir el mismo medio. Se pueden
recibir voz y datos simultáneamente. Velocidad.
La velocidad de conexión
puede llegar a los 115 kbps, 12 veces más
que la permitida por la red actual GSM. Sin lugar
a dudas GPRS permtirá que la tecnología
WAP pueda ser mucho más potente, explotándola
en una mayor proporción, despojándose
de uno de los problemas más acuciantes, la
velocidad de transmisión.
5. Conmutación por Circuitos:
Sistema de conmutación en el que debe existir
una ruta de circuito física dedicada entre
el emisor y el receptor durante la duración
de la "llamada". Se utiliza ampliamente
en la red telefónica comercial.
6. Conmutación por
paquetes:
Método de networking, en el cual
los nodos comparten el ancho de banda entre sí
enviando paquetes.
7. Atenuación:
Pérdida de energía de la
señal de comunicación.
8. UIT:
La unión Internacional de Telecomunicaciones
fue establecida siglo pasado como una unión
en donde los gobiernos y el sector privado podrían
trabajar juntas para coordinar la operación
de las redes y de los servicios de telecomunicación
y para avanzar en el desarrollo de la tecnología
de las comunicaciones. Mientras que la organización
sigue siendo relativamente desconocida al público
en general, el trabajo de ITU ha ayudado a crear
una red de comunicaciones global que ahora integra
una gama enorme de tecnologías. |
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Tras mi investigación
llegué a las siguientes conclusiones, para
algunos países es conveniente el uso de esta
tecnología porque brinda muchas ventajas
al consumidor como:
-
Mejores Servicios (SMS, entre
otros)ç
-
Capacidad de Roaming, es
decir, que un teléfono, se puede ir a
Chile, Venezuela, etc, y podrá utilizar
su misma línea telefónica sin
inconvenientes.
-
Las comunicaciones digitales
pueden protegerse más fácilmente
mediante técnicas de cifrado. En concreto,
este estándar permite utilizar una norma
de cifrado que ofrece una protección
razonable, por la interceptación de llamadas
de otras personas.
-
La calidad de voz de la
telefonía alcanza un equilibrio adecuado
entre factores como: fidelidad del sonido, ruido
de fondo, ruidos parásitos, cortes de
conversación. La comunicación
es mucho más limpia y estable que en
los sistemas de telefonía móvil
analógica.
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http://www.nokia.com
http://www.ericsson.com
http://www.motorola.com
http://www.cdma2000.com
Libro: Comunicaciones
y Redes de Computadoras, Autor: William Stalling,
Quinta Edición, Editorial Prentice Hall.
Libro: Redes de
Computadoras, Autor: Andrew S. Tanenbaum, Tercera
Edición, Editorial: Pearson. bendecidaradical@hotmail.com |
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