Presentacin de PowerPoint
INSTITUTO TECNOLOGICO DE TEHUACAN
INTRODUCCION A LAS TELECOMUNICACIONES
ARMANDO VELEZ ROSETE
11360502
INGENIERIA ELECTRONICATELEFONIA CELULARINTRODUCCIN A LAS
TELECOMUNICACIONES
HISTORIA DE LATELEFONA CELULARLa telefona celular simplemente
nace y se desarrolla de la necesidad que tiene el ser humano de
comunicarse. Pero esta vez a mayor distancia y desde entornos
diferentes.Esta necesidad se transformo en algo vital durante la
2nda Guerra Mundial, para los soldados aliados y sus oponentes que
se encontraban en el campo de batalla. Salvar vidas o comunicar una
estrategia militar fueron factores que propiciaron la creacin de un
transmisor-receptor porttil llamado Handie Talkie. Los cuales
utilizan un solo canal de transmisin-recepcin de la voz a una
distancia limitada cerca de 3 kilmetros.
Martin Cooper fue el pionero en esta tecnologa, por lo cual se
considera El padre de la telefona celular , al introducir el primer
radiotelfono el 3 de abril de 1973. El directivo de Motorola
realizo la primera llamada desde un telfono mvil del proyecto
DynaTAC 8000X desde una calle de Nueva York, precisamente a su
mayor rival en el sector de telefona: Joel Engel, de los Bell Labs
de AT&T.El DynaTAC 8000X es presentado oficialmente en 1984, ao
en que empez a comercializarse. El telfono pesaba cerca de 1 kg.
Tenia un tamao de 33.02 x 4.445 x 8.89 centmetros y su batera
duraba una hora de comunicacin o una jornada laboral (ocho horas)
en espera, con pantalla led.
INTERIOR DE UN TELFONO CELULARDado que el sistema analgico de
comunicaciones tiene tendencias al congestionamiento, los telfonos
digitales han adquirido una mayor trascendencia en las tecnologas
de punta.Los telfonos celulares digitales convierten la voz en
cdigos digitales binarios y luego la comprimen. Cada llamada ocupa
de 3 a 10 veces menos espacio que una llamada analgica, adems que
permite una mejor y mayor manipulacin de la misma y as procesarlos,
transportarlos y almacenarlos en espacios adecuados.Para compresin
y descompresin de los datos, los telfonos celulares procesan
millones de clculos por segundo.
Este consta de:Un microprocesador llamado DSP, o Digital Signal
Processor. Realiza todas las operaciones del dispositivo,
anlogamente a lo que hace un microprocesador en un computador
personal. Las velocidades de estos microprocesadores ronda en el
orden de 40 MIPS (Millones de Instrucciones Por Segundo). Es el
cerebro del sistema de circuitos, realizando todas las tareas de
compresin, descompresin, procesa todas las tareas del teclado,
gestiona los comandos, controla las seales, enva la informacin a la
pantalla para ser mostrada, adems de coordinar las dems
funciones.Una placa de circuitos similar a una placa madre de una
computadora.Un altavoz por el cual el aparato emite el sonido luego
de su descompresin y decodificacin en el microprocesador.Una
pantalla de cristal liquido (LCD) que muestra toda la informacin
visualmente.Un teclado a travs del cual el usuario ingresa sus
comandos.Una antena receptora de las seales emitidas por las
estaciones y antenas.
Una batera que almacena la energa elctrica necesaria para el
funcionamiento del telfono. Existen tres tipos de batera: NiCd
(Nquel / Cadmio)NiMH (Hidrato Metlico de Nquel)Li-Ion (Iones de
Litio)Las diferencias entre estos tipos de batera radican en la
capacidad y tiempo de vida.
FUNCIONAMIENTO DE LA TELEFONA CELULARLos telfonos celulares, por
sofisticados que sean y luzcan, no dejan de ser radio transmisores
personales.Siendo un sistema de comunicacin telefnica totalmente
inalmbrica, los sonidos se convierten en seales electromagnticas,
que viajan a travs del aire, siendo recibidas y transformadas
nuevamente en mensaje a travs de antenas repetidoras o va
satlite.Para entender mejor esto comparemos con una radio de onda
corta (OC) o con un walkie-talkie. Un radio OC es un aparato
simple. Este permite que dos personas se comuniquen utilizando la
misma frecuencia, as que solo una persona puede hablar al
tiempo.Pero un celular es un dispositivo dual, esto quiere decir
que utiliza una frecuencia para hablar, y una segunda frecuencia
aparte para escuchar.Una radio OC, tiene 40 canales. Un telfono
celular pueden utilizar 1664 canales.
Estos telfonos operan con clulas o celdas y pueden alternar la
clula usada a medida que el telfono es desplazado.Un walkie-talkie
puede transmitir hasta quizs una milla. Una radio OC, debido a que
tiene un poder mucho mas alto, puede transmitir hasta 5 millas.
Alguien que utiliza un telfono celular, puede manejar a travs de
toda la ciudad y mantener la conversacin todo el tiempo. Las clulas
son las que dan a los telfonos celulares un gran rango.
La idea del sistema celular es la divisin de la ciudad en
pequeas clulas o celdas. Una celda es un rea de cobertura
estipulada para receptores o transmisores que pertenecen a la misma
estacin base.
Esta idea permite la re-utilizacin de frecuencias a travs de la
ciudad, con lo que miles de personas pueden usar los telfonos al
mismo tiempo. La compaa divide la ciudad en celdas. Las celdas son
normalmente diseadas como hexgonos, en una gran rejilla de
hexgonos.
Cada celda tiene un grupo nico de frecuencias, esto evita que
haya colisiones.Cada celda tiene una estacin base que consiste de
una torre y un pequeo edificio que contiene el equipo de radio.
Son redes telefnicas mviles que consisten en circuitos
conmutados (intercambios digitales), estaciones bases de radio y
equipos de transmisin. Da servicio a un rea que ha sido dividida en
clulas. Esto facilita la conexin continua entre las estaciones base
y telfonos mviles. La conexin se mantiene si el usuario del telfono
celular se mueve de un rea cubierta por una estacin base a otro rea
de otra estacin base
REDES CELULARES En la poca predecesora a los telfonos celulares,
la gente usaba radio-telfonos en sus vehculos. En el sistema
radio-telefnico, exista slo una antena central por cada ciudad, y
probablemente 25 canales disponibles en la torre.
Esta antena central significaba que el telfono en el vehculo
requerira una antena poderosa, lo suficientemente poderosa para
transmitir a 50 60 kms de distancia. No muchas personas podan usar
los radio-telfonos porque no existan suficientes canales para
conectar.La estacin central transmite a bajo poder. Los
transmisores de bajo poder tienen dos ventajas:
Las transmisiones de la base central y de los telfonos en la
misma celda no salen de sta. Por lo tanto, cada celda puede
re-utilizar las mismas 56 frecuencias a travs de la ciudad.
El consumo de energa del telfono celular, que generalmente
funciona con bateras, es relativamente bajo.
La tecnologa celular requiere un gran nmero de bases o
estaciones en una ciudad de cualquier tamao. Una ciudad grande
puede llegar a tener cientos de torres. Cada ciudad necesita tener
una oficina central la cual maneja todas las conexiones telefnicas
a telfonos convencionales, y controla todas las estaciones de la
regin.
Digamos que usted tiene un celular, lo enciende, y alguien trata
de llamarle. La MTSO (LaOficina de Conmutacin de Telefona
mvil(Mobile Telephone Switching Office) recibe la llamada, y trata
de encontrarlo. Desde los primeros sistemas la MTSO lo encontraba
activando su telfono (utilizando uno de los canales de control, ya
que su telfono se encuentra siempre escuchando) en cada clula de la
regin hasta que su telfono respondiera. Entonces la estacin base y
el telfono decidirn cul de los 59 canales en su telfono celular
usar. Ahora estar conectado a la estacin base y puede empezar a
hablar y escuchar.
A medida que usted se mueva en la clula, la estacin base notar
que la fuerza de su seal disminuye. Entretanto, la estacin base de
la clula hacia la que se est moviendo (que est escuchando la seal)
ser capaz de notar que la seal se hace ms fuerte. Las dos
estaciones base se coordinan a s mismas a travs del MTSO, y en algn
punto su telfono obtiene una seal que le indica que cambie de
frecuencia. Este cambio hace que su telfono mude su seal a otra
clula.
En sistemas modernos los telfonos esperan una seal de
identificacin del sistema (IDS) del canal de control cuando se
encienden. El telfono tambin transmite una propuesta de registro y
la red mantiene unos datos acerca de su ubicacin en una base de
datos (de esta forma es que la MTSO sabe en qu clula se encuentra
si quiere timbrar su telfono). A medida que se mueve entre clulas,
el telfono detecta los cambios en la seal, los registra y compara
para con los de la nueva clula cuando cambia de canal. Si el
telfono no puede hallar canales para escuchar se sabe que est fuera
de rango y muestra un mensaje de "sin servicio".
TECNOLOGAS DE ACCESO CELULAR
Existen tres tecnologas comunmente usadas para transmitir
informacin en las redes:
Acceso mltiple por divisin de frecuencia (FDMA)
Acceso mltiple por divisin de tiempo (TDMA)
Acceso mltiple por divisin de cdigo (CDMA)
ACCESO MLTIPLE POR DIVISIN DE FRECUENCIA (FDMA)
Separa el espectro en distintos canales de voz, al separar el
ancho de banda en pedazos (frecuencias) uniformes. La tecnologa
FDMA es mayormente utilizada para la transmisin analgica.
Esta clase de red le da a cada llamada en el celular una
frecuencia diferente. Esta tecnologa trabaja en la misma forma que
las estaciones de radio donde cada estacin esta asignada a su
propio canal, como el FM 98.6 FM 105.1.
ACCESO MLTIPLE POR DIVISIN DE TIEMPO (TDMA)
Comprime las conversaciones (digitales), y las enva cada una
utilizando la seal de radio por un tercio de tiempo solamente. La
compresin de la seal de voz es posible debido a que la informacin
digital puede ser reducida de tamao por ser informacin binaria
(unos y ceros). Debido a esta compresin, la tecnologa TDMA tiene
tres veces la capacidad de un sistema analgico que utilice el mismo
nmero de canales.
ACCESO MLTIPLE POR DIVISIN DE CDIGO (CDMA)
Es muy diferente a la tecnologa TDMA. La CDMA, despus de
digitalizar la informacin, la transmite a travs de todo el ancho de
banda disponible. Varias llamadas son sobrepuestas en el canal, y
cada una tiene un cdigo de secuencia nico. Usando al tecnologa
CDMA, es posible comprimir entre 8 y 10 llamadas digitales para que
estas ocupen el mismo espacio que ocupara una llamada en el sistema
analgico.
GSM (SISTEMA GLOBAL PARA COMUNICACIONES MOVILESEs un estndar
mundial para telfonos celulares. Llamado Global System for Mobile
communications (Sistema Global para las comunicaciones mviles),
formalmente conocida como Group Special Mobile (GSM, Grupo Especial
Mvil). Fue creado por CEPT (organismo internacional que agrupa a
las entidades responsables en la Administracin Pblica de cada pas
europeo de las polticas y la regulacin de las comunicaciones, tanto
postales como de telecomunicaciones), y posteriormente desarrollado
por ETSI (European Telecommunications Standars Institute
organizacin de estandarizacin de la industria de las
telecomunicaciones de Europa con proyeccin mundial) para
estandarizar la telefona celular en Europa, luego adoptado por el
resto del mundo. En el ao 2001, el 70% de los usuarios de telefona
mvil en el mundo usaban GSM. Es un estndar abierto, no propietario
y que se encuentra en desarrollo constante.
GSM emplea una combinacin de TDMA y FDMA entre estaciones en un
par de canales de radio de frecuencia dplex. Como se explic
anteriormente, TDMA se utiliza para informacin digital codificada,
por lo que GSM es un sistema diseado para utilizar seales
digitales, as como tambin, canales de voz digitales, lo que permite
un moderado nivel de seguridad. Existen cuatro versiones
principales, basadas en la banda: GSM-850, GSM-900, GSM-1800 y
GSM-1900, diferencindose cada una en la frecuencia de las bandas.
En GSM, las conexiones se pueden utilizar tanto a la voz, como a
datos, lo que permiti el avance del envo y consumo de datos a travs
de los celulares. Los casos ms comunes son las imgenes que se
pueden enviar y recibir, y el uso de aplicaciones a travs de los
telfonos mviles, tal es el caso de Internet.Las implementaciones ms
veloces de GSM se denominan GPRS y EDGE, tambin denominadas
generaciones intermedias, o 2.5G, que conducen a la tercera
generacin (3G), o UMTS. ARQUITECTURA DE LA RED GSMEn una red GSM,
la terminal del usuario se llamaestacin mvil. Una estacin mvil est
constituida por una tarjetaSIM(Mdulo de identificacin de abonado),
que permite identificar de manera nica al usuario y a la terminal
mvil, o sea, al dispositivo del usuario (normalmente un telfono
porttil).Las terminales (dispositivos) se identifican por medio de
un nmero nico de identificacin de 15 dgitos
denominadoIMEI(Identificador internacional de equipos mviles). Cada
tarjeta SIM posee un nmero de identificacin nico (y secreto)
denominadoIMSI(Identificador internacional de abonados mviles).
Este cdigo se puede proteger con una clave de 4 dgitos llamadacdigo
PIN.
Por lo tanto, la tarjeta SIM permite identificar a cada usuario
independientemente de la terminal utilizada durante la comunicacin
con la estacin base. Las comunicaciones entre una estacin mvil y
una estacin base se producen a travs de un vnculo de radio, por lo
general denominadointerfaz de aire.
Todas las estaciones base de una red celular estn conectadas a
uncontrolador de estaciones base(oBSC), que administra la
distribucin de los recursos. El sistema compuesto del controlador
de estaciones base y sus estaciones base conectadas es elSubsistema
de estaciones base(BSS).Por ltimo, los controladores de estaciones
base estn fsicamente conectados alCentro de conmutacin mvil(MSC)
que los conecta con la red de telefona pblica y con Internet; lo
administra el operador de la red telefnica. El MSC pertenece a
unSubsistema de conmutacin de red(NSS) que gestiona las identidades
de los usuarios, su ubicacin y el establecimiento de comunicaciones
con otros usuarios.
Generaciones de la telefona celular0G representa a la telefona
mvil previa a la era celular. Estos telfonos mviles eran usualmente
colocados en autos o camiones, aunque modelos en portafolios tambin
eran realizados. Por lo general, el transmisor
(Transmisor-Receptor) era montado en la parte trasera del vehculo y
unido al resto del equipo (el dial y el tubo) colocado cerca del
asiento del conductor. Eran vendidos a travs de WCCs (Empresas
Telefnicas almbricas), RCCs (Empresas Radio Telefnicas), y
proveedores de servicios de radio doble va. El mercado estaba
compuesto principalmente por constructores, celebridades, etc. Esta
tecnologa, conocida como Autoradiopuhelin (ARP), fue lanzada en
1971 en Finlandia; conocida ahora como el pas con la primera red
comercial de telefona mvil.
Primera generacin (1G)
La 1G de la telefona mvil hizo su aparicin en 1979 y se
caracteriz por se analgica y estrictamente para voz. La calidad de
los enlaces era muy baja, tenan baja velocidad (2400 bauds). En
cuanto a la transferencia entre celdas, era muy imprecisa ya que
contaban con una baja capacidad (Basadas en FDMA, Frequency
Division Multiple Access) y, adems, la seguridad no exista. La
tecnologa predominante de esta generacin es AMPS (Advanced Mobile
Phone System).
AMPS (Estndar Avanzado de Telefona Mvil)Sistema Anlogo de
Comunicaciones desarrollado en los EE.UU.
Segunda generacin (2G)
La 2G arrib hasta 1990 y a diferencia de la primera se
caracteriz por ser digital.
El sistema 2G utiliza protocolos de codificacin ms sofisticados
y se emplea en los sistemas de telefona celular actuales. Las
tecnologas predominantes son: GSM (Global System por Mobile
Communications); IS-136 (conocido tambin como TIA/EIA136 o
ANSI-136) y CDMA (Code Division Multiple Access).
Los protocolos empleados en los sistemas 2G soportan velocidades
de informacin ms altas por voz, pero limitados en comunicacin de
datos. Se pueden ofrecer servicios auxiliares, como datos, fax y
SMS (Short Message Service). La mayora de los protocolos de 2G
ofrecen diferentes niveles de encripcin. En Estados Unidos y otros
pases se le conoce a 2G como PCS (Personal Communication
Services).
GSM (Global System for Mobile Communications / Sistema Global
para Comunicaciones Mviles)Red celular digital de sistema de
divisin mltiple de tiempo (TDM), que opera en la banda de
frecuencia 900 MHz, la frecuencia adoptada para uso en la mayora de
los pases de Europa y Asia, al igual en la banda 1800 MHz. HSCSD
(High-speed Circuit Switched Data / datos con conmutacin de
circuitos a alta velocidad): sistema que permite transmitir a una
velocidad de hasta 43,2 kbps, haciendo ms rpida y sencilla la
transmisin de datos tales como mensajes de correo electrnico, fax o
descarga de archivos.
CDMA (Code Division Multiple Access / Acceso de Divisin Mltiple
de Cdigos)Tecnologa digital de transmisin continua que usa un
sistema de cdigos para unir seales de voz discretas durante la
transmisin y luego las separa al finalizar la misma.
Generacin 2.5 G
Muchos de los proveedores de servicios de telecomunicaciones se
movern a las redes 2.5G antes de entrar masivamente a la 3. La
tecnologa 2.5G es ms rpida, y ms econmica para actualizar a 3G.La
generacin 2.5G ofrece caractersticas extendidas, ya que cuenta con
ms capacidades adicionales que los sistemas 2G, como: GPRS (General
Packet Radio System), HSCSD (High Speed Circuit Switched), EDGE
(Enhanced Data Rates for Global Evolution), IS-136B e IS-95Bm entre
otros. Los carriers europeos y estadounidenses se movern a 2.5G en
el 2001. Mientras que Japn ir directo de 2G a 3G tambin en el
2001.
GPRS (General packet radio service / Servicio general de
paquetes de datos) Tcnica de transmisin de datos GSM que enva y
recibe datos en paquetes. GPRS ofrece Conexin permanente entre el
dispositivo inalmbrico y la red.
EDGE (Enhanced Data Rates for Global Evolution / Datos Mejorados
para Evolucin Global) Tecnologa que eleva la capacidad de la red
celular y aumenta las velocidades de datos de redes GSM existentes
hasta 473 kbit/s. Tercera generacin 3G
La 3G se caracteriza por contener a la convergencia de voz y
datos con acceso inalmbrico a Internet; es apta para aplicaciones
multimedia y altas transmisiones de datos.
Los protocolos empleados en los sistemas 3G soportan altas
velocidades de informacin y estn enfocados para aplicaciones ms all
de la voz como audio (mp3), video en movimiento, videoconferencia y
acceso rpido a Internet, slo por nombrar algunos.
Los sistemas 3G alcanza velocidades de 384 kbps, permitiendo una
movilidad total a usuarios, viajando a 120 kilmetros por hora en
ambientes exteriores. Tambin alcanza una velocidad de 2 Mbps,
permitiendo una movilidad limitada a usuarios, caminando a menos de
10 kilmetros por hora en ambientes estacionarios de corto alcance o
en interiores.
3GSM
(Global System for Mobile Communications)
Es un Sistema Global para Comunicaciones Mviles el cual fue
desarrollado como un estndar europeo para la telefona mvil digital,
convirtindose en el sistema mvil ms difundido a nivel mundial.
Las frecuencias utilizadas en 3GSM en Europa, Asia, Norteamrica
y Latinoamrica son: 850, 900, 1800 y 1900 Mhz.
CARACTERISTICAS:
Roaming con los pases que tienen la tecnologa a nivel mundial.
Implementacin de nuevos servicios de valor agregado como son
transmisin de datos, Acceso a Internet y Comercio electrnico.
Cuenta con una Sim Card (Chip Inteligente) en la cual se almacena
la informacin personal del cliente permitindole hacer uso de sta
desde cualquier terminal. Ofrece mayor velocidad de transmisin de
datos y mejor calidad en el servicio de voz, con la ventaja de que
pueden ser usados en forma simultnea (always on). Mayor variedad de
terminales con capacidad de transmisin de voz, datos e imgenes.
GENERACION (4G)La tecnologa 4Gimplica un cambio radical en la red
de comunicacin, ya que gracias a esta nueva plataforma ser posible
establecer conexiones a una velocidad de 1Gbps, y obtener
transferencias de hasta 100 Mbps.Para lograr esas tasas de
velocidades, la cuarta generacin de tecnologa de telefona mvil
estar basada por completo enIP, ysu arquitectura la convertirn en
una red que se encargar de gestionar otras redes inferiores.Esto
har posible que la convergencia entre los dispositivos mviles y
otros equipos, tales comocomputadorasde escritorio, sea total y
veloz, ya quepromete ofrecer una velocidad de acceso de hasta 100
Mbps. descendente y 50 Mbps. en enlace ascendente, siempre
manteniendo los estndares de seguridad entre dispositivos.La idea
fundamental sobre la que se encuentra basada esta nueva tecnologa
de comunicacin mvil esofrece una de las redes ms estables y veloces
para la conexin a Internet,adems de incluir otras funcionalidades y
tecnologas como Wi-Fi.Es por ello, que 4G surgi como una manera de
reunir todas las tecnologas disponibles hasta el momento, con las
modificaciones necesarias para ofrecer un servicio extremadamente
veloz y a bajo costo, dentro del campo de las redes
inalmbricas.
ROAMING
Capacidad de un dispositivo para moverse de una zona de
cobertura a otra.
El concepto de roaming se utiliza en las redes Wi-Fi. Significa
en este contexto que el dispositivo Wi-Fi cliente puede desplazarse
e ir registrandose en diferentes bases o puntos de acceso.
En telefona mvil el roaming es la capacidad de hacer y recibir
llamadas en redes mviles fuera del rea de servicio local.
El servicio de ROAMING
Este servicio consiste en permitir que un usuario reciba las
llamadas hechas hacia su nmero de celular sin necesidad de realizar
ningn tipo de procedimiento extra y en algunos casos permitirle
efectuar llamadas hacia la zona donde se contrat originalmente el
servicio sin necesidad de hacer una marcacin especial.
El servicio de roaming es posible gracias a la constante
comunicacin entre las diferentes estaciones base que controlan cada
clula de cobertura y el telfono celular.A medida que el telfono
pasa de un rea de cobertura con una clave de larga distancia
diferente el telfono cambia automticamente la frecuencia de
transmisin y recepcin para adaptarse a los requerimientos de
frecuencias de cada zona.
Al recibir una sealizacin que corresponde a otra zona, el
telfono efecta la peticin de roaming a la estacin ms cercana,
enviando su nmero de identificacin y el identificador de zona
asignado originalmente; la estacin base responder con la sealizacin
necesaria para ajustar los requerimientos de transmisin de la trama
en dicha zona; al mismo tiempo, la estacin base informara a la
central telefnica hacia que regin deber redirigir las llamada para
el nmero celular que solicit el roaming.
Roaming Internacional
La tecnologa 3GSM opera en los cinco continentes y en ms de 170
pases, permitido hablar desde cualquier parte del mundo donde el
operador tiene convenios de Roaming Internacional, sin necesidad de
cambiar su nmero celular.
Le ofrece servicios como llamada en espera y conferencia entre
tres personas o ms. Puede recibir y enviar mensajes de
texto.Gracias por su atencin...
