Fundamentos de Telecomunicaciones

miércoles, 23 de abril de 2014

Ensayo Final

16:38 Unknown No comments

Ensayo Sobre temas fundamentales de Telecomunicaciones. PUCMM. REP.DOM from Starling Javier C

Telefonía Movil

0:27 Unknown No comments

ACTUALIDAD: GSM

GSM, o Sistema Global para las telecomunicaciones móviles es un sistema estándar completamente definido, usado para la comunicación entre teléfonos móviles basada en la tecnología digital. Lo que permite, al ser digital, que cualquier usuario pueda conectarse a través del teléfono a su PC personal, permitiéndole interactuar por e-mail, fax, acceder a Internet, y un acceso seguro a redes LAN o Intranet. También existe la posibilidad de envío de texto corto entre terminales (SMS). Es considerado un estándar de segunda generación (2G) debido a su velocidad y características, es el estándar más extendido del mundo, el 82% de los terminales mundiales lo usa, 3.000 millones de usuarios en 212 países distintos, predominando en Europa, Asia, América del Sur y Oceanía, y con una gran extensión en Norteamérica.

GSM nace en 1982, en la Conferencia Europea de Administraciones de Correos y Telecomunicaciones (CEPT) donde se buscaba una estandarización de las comunicaciones y una posibilidad de financiar ésta de una forma global, debido al amplio coste que suponía mantener un sistema individual para cada país. Se crea entonces elGrupe Spécial Mobile (de donde provienen las siglas GSM, que mas adelante pasaría a llamarse Estándar Mobile Group, usándose las siglas para el estándar) el cual desarrollará un estándar europeo de telefonía digital, finalizándose en 1990 el estándar GSM-900 y siguiéndole un año después el DCS-1800. Además empresas como Nokia lanzaran el primer teléfono celular basado en GSM (Nokia 1011).

Su arquitectura se basa en el reparto del espectro disponible debido a la limitación del rango de frecuencias disponibles, ya que cada conversación requiere un mínimo de ancho de banda. A cada compañía se le asigna cierto ancho de banda con unas frecuencias delimitadas, además debe emplearse más de una antena para poder abastecer el necesario ancho de banda, también debiendo ser separados los rangos de cada terminal para prevenir interferencias entre usuarios, esta división de acceso al canal se basa en cuatro modelos:

• Empleo de celdas contiguas a distintas frecuencias para repartirlas mejor (SDMA).
• Divisan del tiempo de emisión y recepción mediante TDMA (Time Division Multiple Acces).
• Separación de bandas para emisión, recepción y subdivisión en canales radioeléctricos (FDMA).
• Variación pseudoaletaria de la frecuencia portadora del envió terminal a red (FHMA).

Toda su arquitectura está basada en capas: teléfono móvil – BS (Base Station) - BSC (Base Station Controller). BS es la capa que forman todo el entramado de antenas repartidas en un territorio, este entramado está repartido de forma celular, donde cada antena ocupa un espacio geográfico, haciendo así que el sistema sea capaz de soportar a todos los usuarios. Por otro lado es el BSC el que se encarga de coordinar (controlar) todo el entramado de BS (las antenas), para que, si el terminal (móvil) se encuentra en movimiento, sea posible realizar el traspaso entre celdas (Handover).
El subsistema de red y conmutación (NSS) es la capa lógica de enrutamiento de llamadas y almacenamiento de datos. El móvil se conecta a su antena (BS) y a su controlador (BSC), y este último se conecta al NSS para hacer posible la conexión entre usuarios de otras redes. Las funciones del NSS son:

• Enrutar las transmisiones al BSC en que se encuentra el usuario llamado.
• Dar interconexión con las redes de otros operadores.
• Dar conexión con el subsistema de identificación de abonado y las bases de datos del operador, que dan permisos al usuario para
poder usar los servicios de la red según su tipo de abono y estado de pagos(HLR y VLR).

Tecnología GSM from Starling Javier C

HISTORIA: 1G, 2G, 3G y 4G

Hablar sobre el teléfono celular debemos pensar en 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 HandieTalkie 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.

Luego de esto se comenzó a perfeccionar el equipo llamado handietalkie, hasta tal punto que en 1980 se creó un equipo destinado a personas de que poseían grandes empresas y tenían que estar comunicado constantemente.

Los primeros sistemas de telefonía móvil civil empezaron a desarrollarse a partir de finales de los años 40 en los Estados Unidos. Eran sistemas de radio analógicos que utilizaban en el primer momento modulación en amplitud (AM) y posteriormente modulación en frecuencia (FM). Se popularizó el uso de sistemas FM gracias a su superior calidad de audio y resistencia a las interferencias. El servicio se daba en las bandas de HF y VHF.

Los primeros equipos eran enormes y pesados, por lo que estaban destinados casi exclusivamente a su uso a bordo de vehículos. Generalmente se instalaba el equipo de radio en el maletero y se pasaba un cable con el teléfono hasta el salpicadero del coche.

Una de las compañías pioneras que se dedicaron a la explotación de este servicio fue la estadounidense Bell. Su servicio móvil fue llamado SystemService. No era un servicio popular porque era extremadamente caro, pero estuvo operando (con actualizaciones tecnológicas) desde 1946 hasta 1985.

En 1955, Leonid Ivanovich Kupriyanovich publicó en una revista científica para amantes de la radio, una descripción de su aparato walkie-talkie, capaz de hacer conexiones de hasta 1,5 km de distancia. Pesaba cerca de 1,2 kilos y funcionaba con dos tubos de vacío. En 1957 presentó la misma versión de su walkie-talkie, pero esta vez con un alcance de 2 km de distancia y con un peso de 50 gramos. El inventor soviético patentó su teléfono móvil en 1957 (Certificado Nº115494, 1.11.1957).¹

El 3 de abril de 1973 ,Martín Cooper directivo de Motorola realizó la primera llamada desde un teléfono móvil del proyecto DynaTAC 8000Xdesde una calle de Nueva York. precisamente a su mayor rival en el sector de telefonía: Joel Engel, de los Bell Labs de AT&T.

El DynaTAC 8000X es presentado oficialmente en 1984, año en que se empezó a comercializar. El teléfono pesaba cerca de 1 kg, tenía un tamaño de 33.02 x 4,445 x 8,89 centímetros y su batería duraba una hora de comunicación o una jornada laboral (ocho horas) en espera, con pantalla de LED.

Ameritech Mobile Communications, LLC fue la primera empresa en los EE.UU. en proporcionar servicio de telefonía móvil al público genera

Primera generación 1G

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 PhoneSystem) en EE. UU. y TACS (Total Access ComunicationSystem).

El sistema TACS se utilizó en España con el nombre comercial de MoviLine. Estuvo en servicio hasta su extinsión 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 Systemfor Mobile communications o GroupeSpécial Mobile. Se trata de un estándar europeo nacido de los siguientes principios:

· Buena calidad de voz (gracias al procesado digital).

· Itinerancia (Roaming).

· Deseo de implantacióninternacional.

· 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 (9.6 kbit/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, PhilippeKahn 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.

Generación de transición (2.5G)

Dado que la tecnología de 2G fue incrementada a 2.5G, en la cual se incluyen nuevos servicios como EMS y MMS:

· EMS es el servicio de mensajería mejorado, permite la inclusión de melodías e iconos dentro del mensaje basándose en los sms; un EMS equivale a 3 o 4 sms.

· MMS (Sistema de Mensajería Multimedia) Este tipo de mensajes se envían mediante GPRS y permite la inserción de imágenes, sonidos, videos y texto. Un MMS se envía en forma de diapositiva, la cual cada plantilla solo puede contener un archivo de cada tipo aceptado, es decir, solo puede contener una imagen, un sonido y un texto en cada plantilla, si se desea agregar más de estos tendría que agregarse otra plantilla. Cabe mencionar que no es posible enviar un vídeo de más de 15 segundos de duración.

Para poder prestar estos nuevos servicios se hizo necesaria una mayor velocidad de transferencia de datos, que se hizo realidad con las tecnologías GPRS y EDGE.

· GPRS (General Packet Radio Service) permite velocidades de datos desde 56 kbit/s hasta 114 kbit/s.

· EDGE (Enhanced Data ratesfor GSM Evolution) permite velocidades de datos hasta 384 kbit/s.

Telefonia Movil from Starling Javier C

Telefonía Móvil 3G

3G es la abreviación de tercera generación de transmisión de voz y datos a través de telefonía móvil mediante UMTS (Universal Mobile TelecommunicationsSystem o servicio universal de telecomunicaciones móviles).

Los servicios asociados con la tercera generación proporcionan la posibilidad de transferir tanto voz y datos (una llamada telefónica o una videollamada) y datos no-voz (como la descarga de programas, intercambio de correos electrónicos, y mensajería instantánea).

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 TelecommunicationSystem), 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.

EvDO es una evolución muy común de redes 2G y 2.5G basadas en CDMA2000.

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.

Telefonía Móvil 4G

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 6/5G.

Al igual que en otras generaciones la ITU creó un comité para definir las generaciones. Este comité es el IMT-Advanced y en él se definen los requisitos necesarios para que un estándar sea considerado de la generación 4G. Entre los requisitos técnicos que se incluyen hay uno muy claro, las velocidades máximas de transmisión de datos que debe estar entre 100Mbit/s para una movilidad alta y 1Gbit/s para movilidad baja.

De aquí se empezó a estudiar qué tecnologías eran las candidatas para llevar la etiqueta 4G. Hay que resaltar que los grupos de trabajo de la ITU no son puramente teóricos, sino la industria forma parte de ellos y estudian tecnologías reales existentes en dichos momentos. Por esto el estándar LTE de la norma 3GPP no es 4G porque no cumple los requisitos definidos por la IMT-Advanced en características de velocidades pico de transmisión y eficiencia espectral. Aún así la ITU declaró en 2010 que los candidatos a 4G como era éste podían publicitarse como 4G.

La 4G está basada completamente en el protocolo IP, siendo un sistema y una red, 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 (WirelessWorldResearchForum) 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

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 Tokio, Nagoya y Osaka.

Tecnologías de Transmision

23:59 Unknown No comments

Mutiplexacion: Proceso a partir del cual un número de señales independientes se combinan formando una señal apropiada para la transmisión sobre un canal común.

En comunicaciones hay varios tipos de multiplexacion, estos son:

· FDM: multiplexacion por división de frecuencia.

· TDM: multiplexacion por división de tiempo.

· SDM: multiplexacion por división de espacio.

· PDM: multiplexacion por división de polarización.

· CDM: multiplexacion por división de código.

Multiplexacion por división de frecuencia (FDM).

Es una técnica que consiste en dividir mediante filtros el espectro de frecuencias del canal de transmisión y desplazar la señal a transmitir dentro del margen del espectro correspondiente mediante modulaciones, de tal forma que cada usuario tiene posesión exclusiva de su banda de frecuencias (llamadas subcanales).

Proceso

Cada fuente genera una señal con un rango de frecuencia similar. Dentro del multiplexor, estas señales similares se modulan sobre distintas frecuencias portadoras.

Las señales moduladas resultantes se combinan en una única señal compuesta que se envía sobre un enlace que tiene bandwitch suficiente para transmitirla.

Ventajas

· Aquí el usuario puede ser añadido al sistema por simplemente añadiendo otro par de modulador de transmisor y receptor demodulador.

· El sistema de FDM apoya el flujo de dúplex total de información que es requerido por la mayor parte de la aplicación.

· El problema del ruido para la comunicación análoga tiene menos el efecto.

Desventajas

· En el sistema FDM, el coste inicial es alto. Este puede incluir el cable entre los dos finales y los conectores asociados para el cable.

· En el sistema FDM, un problema para un usuario puede afectar a veces a otros.

· En el sistema FDM, cada usuario requiere una frecuencia de portador precisa.

Jerarquía

El primer multiplexor combina 12 entradas de voz en un Grupo Básico con portadoras ubicadas en f_c = 64 + 4nKHz, n = 1,2,…12, ocupando una banda de frecuencias ubicadas entre 60 kHz y 108 kHz.
La siguiente jerarquía agrupa 5 grupos de los anteriores formando un supergrupo, modulando cada uno de los grupos en f_c = 372 + 48nKHz, n = 1, 2,..5 ocupando la banda de 312 kHz a 552 kHz.En un supergrupo se logran acomodar 60 canales de voz independientes, transmitiendo en forma simultánea.

Multiplexación por división de frecuencia (FDM) from Starling Javier C

Multiplexacion por division de tiempo TDM (de su siglas en ingles Time divisionMultiplexing).

En los sistemas TDM, todas las estaciones se asignan o están asignadas por la frecuencia de ancho de banda a una transmisión media, pero a las porciones de tiempo que limitan la misma, se les llama espacio de tiempo o time slot.

Este sistema tiene dos formas o técnicas básicas con las que trabaja, que son STDM (Synchronous Time DivisionMultiplexing) y ASTDM (Asynchronous Time DivisionMultiplexing).

En el caso del STDM, todas sus fuentes son asignadas por pequeñas repeticiones relacionadas con su capacidad de transmisión, también estos se utilizan en circuitos interruptores en el uso de redes telefónicas.

En el otro sistema ATDM, todas sus fuentes son asignadas por pequeñas porciones, según su capacidad de trasmisión, pero solo se utilizan cuando se necesitan. Este tipo de técnica es utilizada en la estadística de multiplexores, también se utiliza en modo de transferencia de interruptores de banda ancha en los servicios integrados digitales de redes.

El sistema TDM tiene muchas formas de implementarse, como es su forma de bit entrelazado y palabra entrelazada.

En el bit entrelazado, todos los canales son asignados a su espacio de tiempo correspondiente en un bit simple.

En la palabra entrelazada, cada canal es asignado a un espacio largo de tiempo correspondiente hasta ciertos números de bits más grandes, referentes a palabras.

En el caso del sistema digital de voz TDM, estánpermitidas las llamadas múltiples devoz, a través del mismo ancho de banda de transmisión media.

En el sistema digital TDM de voz tiene a su vez dos sistemas mas, El sistema T1, usado por los Estados Unidos y el sistema CEPT (Conference of EuropeanPosts and TelecommunicationsAdministrations).

El sistema Americano se adoptó por el CCITT en recomendación del G733 y el sistema Europeo aparece en recomendación del G732.

En el sistema digital T1 0 DS-1, esta multiplexado a 24 canales de voz, en el cual se diferencia del PCM que es voz análogo, todas sus señales de banda están limitadas a aproximadamente por 3.4 KHz y es muestreado a un rango de 8KHz, por el sistema de Nyquist. Todas las muestras se cuantifican y se representan por 8 bits cada una.

Así cada llamada de voz, es representada por 64 Kbps en el flujo de datos.

Para saber la forma de calcular en base al sistema Americano en el DS-1 o T1, es la siguiente:

-Los 24 canales de voz por espacio de tiempo* 8bits por espacio= 192 bits

-192 bits + el bit de trama= 193 bits/trama

-8KHz (sistema de Nyquist) tramas/ segundo * 193 bits/ trama= 1.544 Mbit/segundo

Este rango de dato de 1.544Mbit por segundo y la estructura de la trama es llamada T1 o DS-1.

TDM :Multiplexación por división de tiempo (time division multiplexing) from Starling Javier C

WI-FI y estándares .

19:00 Unknown No comments

Wi-Fi (802.11)

La especificación IEEE 802.11 (ISO/IEC 8802-11) es un estándar internacional que define las características de una red de área local inalámbrica (WLAN). Wi-Fi (que significa "Fidelidad inalámbrica", a veces incorrectamente abreviado WiFi) es el nombre de la certificación otorgada por la Wi-Fi Alliance, anteriormente WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance), grupo que garantiza la compatibilidad entre dispositivos que utilizan el estándar 802.11. Por el uso indebido de los términos (y por razones de marketing) el nombre del estándar se confunde con el nombre de la certificación. Una red Wi-Fi es en realidad una red que cumple con el estándar 802.11. A los dispositivos certificados por la Wi-Fi Alliance se les permite usar este logotipo:

Con Wi-Fi se pueden crear redes de área local inalámbricas de alta velocidad siempre y cuando el equipo que se vaya a conectar no esté muy alejado del punto de acceso. En la práctica, Wi-Fi admite ordenadores portátiles, equipos de escritorio, asistentes digitales personales (PDA) o cualquier otro tipo de dispositivo de alta velocidad con propiedades de conexión también de alta velocidad (11 Mbps o superior) dentro de un radio de varias docenas de metros en ambientes cerrados (de 20 a 50 metros en general) o dentro de un radio de cientos de metros al aire libre.

Los proveedores de Wi-Fi están comenzando a cubrir áreas con una gran concentración de usuarios (como estaciones de trenes, aeropuertos y hoteles) con redes inalámbricas. Estas áreas se denominan "zonas locales de cobertura".

Introducción

El estándar 802.11 establece los niveles inferiores del modelo OSI para las conexiones inalámbricas que utilizan ondas electromagnéticas, por ejemplo:

La capa física (a veces abreviada capa "PHY") ofrece tres tipos de codificación de información.
La capa de enlace de datos compuesta por dos subcapas: control de enlace lógico (LLC) y control de acceso al medio (MAC).

La capa física define la modulación de las ondas de radio y las características de señalización para la transmisión de datos mientras que la capa de enlace de datos define la interfaz entre el bus del equipo y la capa física, en particular un método de acceso parecido al utilizado en el estándar Ethernet, y las reglas para la comunicación entre las estaciones de la red. En realidad, el estándar 802.11 tiene tres capas físicas que establecen modos de transmisión alternativos:

Capa de enlace de datos
(MAC)

802.2

802.11

Capa física
(PHY)

DSSS

FHSS

Infrarrojo

WIFI y sus estándares from Starling Javier C

Inventos revolucionarios para el desarrollo de las telecomunicaciones

6:22 Unknown No comments

Para llegar donde estamos hoy, la tecnología a tenido que avanzar increíblemente con el paso del tiempo, hace 50 Años ni siquiera se hubieran podido imaginar utilizando hasta el mas simple de los aparatos electrónicos de hoy, por eso aquí un breve resumen de los inventos que revolucionaron el desarrollo de las telecomunicaciones.