Transcript REDES DE COMUNICACIÓN MOVILES E INALAMBRICAS

TEMA 1: Introducción a las
Redes Móviles e
Inalámbricas
Profesora María Elena Villapol
[email protected]
Definiciones




Telecomunicación: toda emisión, transmisión y
recepción de signos, señales, escritos,
imágenes, sonidos e información de cualquier
naturaleza por cable, ondas de radio, medios
ópticos u otros sistema electromagnéticos
[MOYA].
Red de Comunicación: incluye una serie de
dispositivos interconectados para soportar la
transmisión de información.
Red Inalámbrica: conjunto de dispositivos
conectados por enlaces inalámbricos tales como
radio.
Red móvil: es una red de comunicación
conformada por dispositivos que pueden
cambiar su localización de un momento a otro
(usuarios nómadas).
Reflexiones
[MOYA] sugiere que las redes
móviles ofrecen los mismo servicios
que las redes fijas, discuta esta
afirmación.
 Toda red móvil es inalámbrica y toda
red inalámbrica es móvil. Discuta
esta afirmación.

Historia de la Redes Móviles e
Inalámbricas


La evolución de las redes
móviles esta
estrechamente ligado a la
evolución de las redes
fijas.
La evolución de las redes
fijas, el de las redes
móviles, aunque en una
mayor escala, esta
impulsado por las
aplicaciones de voz.
Historia de la Redes Móviles e
Inalámbricas

Hacia 1840 invento del telégrafo por
Samuel Morse.
Historia de la Redes Móviles e
Inalámbricas

La telefonía fija
definitivamente
nace con el invento
del teléfono en
1876 por
Alexander Graham
Bell, en Boston,
Massachussets
Historia de la Redes Móviles e
Inalámbricas




Aunque S. Morse no pudo lograr la transmisión
de información vía el espacio, si realizó algunas
experiencias prácticas en la transmisión vía el
agua.
En lo años siguientes a estas experiencias varios
investigadores, muchos de ellos basados en estas
experiencias de Morse, estudiaron las transmisión
de ondas electromagnéticas vía el espacio (J.C.
Maxwell, H. Hertz).
No fue sino hacia 1894 que el italiano Guglielmo
Marconi basado en previas experiencias y
descubrimientos, logró realizar una transmisión
telegráfica inalámbrica a una distancia de 250
mts.
Posteriormente, en 1901 llevo a cabo una
comunicación telegráfica a través del Atlántico.
Historia de la Redes Móviles e
Inalámbricas



Durante la centuria pasada se desarrollaron diversos
sistemas para la comunicación de voz inalámbrica entre los
que destacan:
• Radioaficionados
• Banda Ciudadana
• Redes de Radio Móviles Privadas
• Redes de Radio Semipúblicas.
Sin embargo, la telefonía móvil publica tiene sus
antecedentes en la Red Móvil Pública (PLMN, Public Land
Mobile Network), por AT&T y Southwestern Bell hacia 1945
[moya].
Este sistema fue instalado en la ciudad de San Luís,
Missouri, Estados Unidos y utilizaban una antena de alta
potencia que usaba la técnica de modulación por frecuencia
(FM) y que proporcionaba una gran cobertura al área
metropolitana.
Historia de la Redes Móviles e
Inalámbricas




En 1947, D.H Ring de los Laboratorios Bell
propusieron el concepto de celda que
permitía la reutilización de las frecuencias.
Sin embargo, no fue sino hasta 30 años
después que este sistema se desarrollara.
Se creo el primer sistema de telefonía
móvil bidireccional (IMTS, Improved
Mobile Telephone System)( no celular).
El primer sistema de telefonía móvil se le
atribuye a los europeos, quienes hacia los
años 40 crearon un sistema en Estocolmo
a través L.M. Ericsson.
Historia de la Redes Móviles e
Inalámbricas: Sistemas Celulares


No fue sino hasta 1969, más de 20 años después
que Ring introdujo el concepto de celdas, que los
Laboratorios Bell emplean el concepto de reuso
de las frecuencias en un servicio comercial, en un
tren que viajaba entre Nueva York y Washington.
Sin embargo, no fue sino hasta 1978, que entra
en funcionamiento el primer sistema celular
funcional.
Aparentemente el primer sistema celular fue a
operar comercialmente en Arabia Saudita a
través de la operadora Bahrain Telephone
Company (Batelco) en Mayo, 1978
[privaline][moya]. El sistema tenía 2 celdas y 250
abonados, 20 canales en la banda de los 400
MHz.
1G
AMPS
TACS
NTT
GSM
IS-95
2G
2.5G
IS-95B
HSCSD
Otros
IS-136 y
PDC
GPRS
EDGE
3G
CDMA2000-1XRTT
CDMA2000-3XRTT
CDMA2000-1XEV, DV, DO
3GPP2
W-CDMA
TD-SCDMA
3GPP
System Name or
Standard
Primera
Generación
de
Sistemas
Celulares
Start Date
Country of origin or region it operated in
AMPS
1979 trial, 1983
commerical
United States, then world wide
AURORA-400
1983
Alberta, Canada
C-Netz (external link,
inGerman) (C-Netz, C450)
Begins '81,
upgraded in 1988?
Germany, Austria, Portugal, South Africa
Comvik (external link)
August, 1981
Sweden
ETACS (external link)
1987?
U.K., now world wide
JTACS (external link)
June, 1991
Japan
NAMPS (Narrowband
Advanced Mobile
Phone Service)
1993?
United States, Israel, ?
NMT 450 (Nordic
Mobile Telephone) link
dead
NMT 900 (Nordic
Mobile Telephone)
1981
1986
Sweden, Norway, Denmark, Finland, Oman;
NMT now exists in 30 countries
NTACS/JTACS
(external links infra)
NTT (external link)
NTT Hi Cap (external
link)
June, 1991
December, 1979
December, 1988
Japan
Japan
Japan
RadioCom
(RadioCom2000)
(external link), in
French
November, 1985
France
RTMS (Radio
Telephone Mobile
System) (external link,
in Italian)
September, 1985
Italy
TACS (Total Acess
Communications
System) (external link)
1985
United Kingdom, Italy, Spain, Austria, Ireland
Historia de la Redes Móviles e
Inalámbricas: Sistemas Celulares (2G)




Groups Special Mobile (GSM) fue formado
en 1982 por el Conference Europeenne
des Postes et des Telecommnications
(CEPT).
La idea era formar un sistema celular
digital pan-Europeo.
En 1989 fue estandarizado por el
European Telecommunications Standards
Institute (ETSI).
Los servicios comerciales se iniciaron en
1991.
Historia de la Redes Móviles e
Inalámbricas: Sistemas Celulares (2G)







Cdma2000
Tecnología de espectro disperso.
Fue reservada primeramente para uso militar.
Code-Division Multiple Access (CDMA) fue
aprobado en 1993 por la Telecommunications
Industry Association (TIA).
Su uso comercial se inicia en 1995.
Ahora llamado cdmaOne.
La primera versión de CDAM fue IS-95A, luego se
libero IS-95B.
Historia de la Redes Móviles e
Inalámbricas: Sistemas Celulares (2G)
En 1990 selecciona el sistema Time
Division Multiple Access (TDMA).
como el sucesor digital de AMPS.
 El sistema basado en TDMA usado en
Japón es el Pacific Digital Cellular
(PDC).

Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas:
Sistemas Celulares (1G y 2G)
Historia de la Redes Móviles e
Inalámbricas: Sistemas Celulares (3G)

Es evidente por:
• Necesidad de mas capacidad.
• Nuevas frecuencias y
• Mayores tasas de transmisión.
Se deseaba un único estándar (no
fue posible).
 Dos estándares ahora reconocidos
por cuerpos de estandarización
(ITU):

Historia de la Redes Móviles e
Inalámbricas: Sistemas Celulares (3G)

Universal Mobile Telecommunications
System (UMTS), compuesto por dos
modos relacionados:
• CDMA-espectro directo o Wideband
CDMA o Frequency Division Duplex
(FDD).
• CDMA-TDD (time-division duplex)
Historia de la Redes Móviles e
Inalámbricas: Sistemas Celulares (3G)

Cdma2000:
• Una evolución de cdmaOne
• Se esta trabajando en las siguientes
direcciones:
Cdma2000 1x
 Cdma2000 1xEV-DO
 Cdma2000 1xEV-DV

Historia de la Redes Móviles e
Inalámbricas: Sistemas Celulares (4G)






Es impulsada por:
Servicios inalámbricos de mayor calidad y velocidad.
Revolución tecnológica que combina la naturaleza ubicua de
la Internet y la PC.
Aunque aun inmadura, incluye conceptos tales como:
Innovaciones en:
• Arquitecturas.
• Reservación del espectro y su utilización.
• Comunicaciones de radio
• Servicios y aplicaciones.
Proporcionan servicios de roaming a través de diferentes
tipos de redes.
Historia de la Redes Móviles e
Inalámbricas: Redes Internas (Indoor)

Wireless LANs (WLANs):
• No pertenecen a la evolución mostrada
anteriormente, pero surgen como una
extensión a las LANs.
• Relegadas inicialmente a un segundo plano, las
WLANs se han desplegado rápidamente.
• Sus características se encuentran en ofrecer
mayores tasa de accesos que las tecnologías
celulares incluso de la 3G a precios menores.
Historia de la Redes Móviles e
Inalámbricas: Satélites
Otras tecnologías inalámbricas que
han evolucionado paralelamente son:
 La tecnología de satélites cuyo inicios
se remontan a la mitad del siglo
pasado.
 Grandes avances que van desde
grandes satélites GEOs hasta
pequeños satélites como los LEOS
pasando por los MEOs.

Historia de la Redes Móviles e
Inalámbricas: Venezuela
En 1992 nace Movilnet como
empresa filial de CANTV.
 En 1996 Movilnet migró de la
telefonía celular analógica al modo
digital, sobre TDMA o Acceso Múltiple
por División de Tiempo.
 Actualmente se encuentra
implementando CDMA1x.

Historia de la Redes Móviles e
Inalámbricas: Venezuela




Telcel comenzó sus operaciones en
noviembre de 1991.
Se inicio con la tecnología AMPS.
En noviembre de 1998, Telcel introdujo la
tecnología digital más avanzada CDMA
(Acceso Múltiple por División de Códigos).
En el año 2000, se introdujo la tecnología
Wap (Wireless Application Protocol), para
hacer posible la conexión a Internet a
través de un teléfono celular.
Historia de la Redes Móviles e
Inalámbricas: Venezuela



En 2001, Telcel introduce el Telcel Fijo
En abril de 2001, Telcel se convirtió en la
primera empresa en prestar servicios de
acceso a Internet a grandes velocidades a
través de la tecnología WLL (Wireless
Local Loop) conocida como Banda Ancha.
A finales del 2002, Telcel introduce la
Tercera Generación Celular.
Historia de la Redes Móviles e
Inalámbricas: Venezuela
Comienza sus operaciones en
Venezuela con la tecnología GSM.
 Introduce mensajería de texto en el
2000.

Indicadores (según CONATEL)
TELEFONÍA MÓVIL
INDICADORES
AÑOS 1997 - 03
CONCEPTO
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003*
Suscriptores
1.102.948
2.009.757
3.784.735
5.447.172
6.472.584
6.541.894
7.015.735
Población 1/
22.839.679
23.304.838
23.769.087
24.238.894
24.721.582
25.204.105
25.686.154
Penetración
4,83%
8,62%
15,92%
22,47%
26,18%
25,96%
27,31%
333.483.45
2
576.215.91
2
978.600.81
1
1.294.664.00
0
1.097.881.32
4
1.107.058.24
3
...
5.184.000
5.904.432
6.478.207
7.755.229
4
5
5
5
Ingresos Operativos
(miles de Bs)
Tráfico (miles de minutos)
Número de Empresas
Operativas
...
2
...
...
2
3
Fuente: Observatorio Estadístico. Conatel.
* Cifras preliminares basadas en la Encuesta Agregada de los Principales Indicadores del Sector. Conatel.
1/ Se utilizó la población al cuarto trimestre de cada año obtenido de la Encuesta de Hogares por Muestreo. Fuente Instituto Nacional de Estadísticas (I.N.E.).
Para el año 2003 se utilizó la estimación Conatel.
Indicadores (según CONATEL)
Telefonía Móvil, 1997-02
26,18%
Suscriptores
7.000.000
22,47%
6.000.000
5.000.000
15,92%
4.000.000
3.000.000
8,62%
2.000.000
4,83%
1.000.000
1.102.948
6.472.584
25,96%
27,31%
7.015.735
6.541.894
5.447.172
24%
18%
3.784.735
12%
2.009.757
6%
0
0%
1997
Fuente: Conatel
30%
1998
1999
2000
Año
2001
2002
2003*
Teledensidad por
cada 100 habitantes
8.000.000
Compañías de Telefonía Móvil
Telefonía Móvil
Digicel, C.A.
Corporación Digitel, C.A.
Telcel, C.A.
Telecomunicaciones Movilnet, C.A.
Infonet Redes de Información, C.A.
Clasificación de las Redes Móviles
e Inalámbricas
Pueden ser clasificadas de acuerdo a
diversos criterios.
 La siguiente es un intento de
clasificación basada en cobertura y
tipo de información transportada (en
particular voz y datos).

Clasificación de las Redes Móviles
e Inalámbricas
Redes Móviles e
Inalámbricas
WLANs
WLANs
WMANs
Voz
WPANs
IEEE 802.11
Bluetooth
HiperLAN2
IrDA
IEEE 802.16
DECT
(telefonía sin hilos)
WWANs
WLL
Voz
Datos
1G (AMPS, TACS)
GPRS
2G
(GSM, IS-95,
PDC, IS-136)
CDPD
3G
(cdma2000,
W-CDMA)
Clasificación de las Redes Móviles
e Inalámbricas

Redes con Infraestructura.
Estación 5
Access Point B
Estación 1
Backbone de Alta Velocidad Cableado
Estación 2
Estación 8
Access Point A
Estación 3
Estación 4
Estación 6
Access Point C
Estación 7
Clasificación de las Redes Móviles
e Inalámbricas


Redes Ad hoc.
• Colección de nodos móviles que permiten el establecimiento
de una comunicación ubicua sin una infraestructura central.
• Los enlaces son dinámicas al igual que la configuración.
Entre sus retos están:
• Seguridad
• Enrutamiento
• Overhead
• Interferencias
• Conectividad vs retardo, capacidad y potencia.
• Fluctuaciones de la capacidad del enlace y latencia.
Estación 2
Estación 4
Estación 1
Estación 3
Modelo de Referencia
Aplicación
Aplicación
Presentación
Presentación
Sesión
Sesión
Transporte
Transporte
Red
Red
Red
Enlace de Datos
Enlace de Datos
Enlace de Datos
Física
Física
Física
Arquitectura de Protocolos
Aplicaciones
WAE
WSP
TCP/ TCP+(Vegas, tahoe)
WTP
IP
IP Móvil
Enrutamiento Ad Hoc
WDP
Redes Celulares (CDMA TDMA GSM)
WLANS (802.11, Bluetooth)
Satélites (LEO,MEO,GEO)
WLL
Retos





Mejoramiento de la técnicas de
señalización.
Mejoramiento de las técnicas de acceso al
medio (CDMA).
Desarrollo o mejoramiento de los
protocolos de enrutamiento (sobres redes
de infraestructura pero mas aun redes ad
hoc).
Optimización cross-layer: difuminar limites
entre capas.
Integración de las diversas tecnologías.
Reflexión



Se ha dicho que la redes móviles de hoy son una
evolución de las redes de telefonía (orientadas
hacia la voz), que características de este tipo de
servicio facilitan/complican la implantación de
servicios de datos.
Discuta que hubiese pasado si la evolución de
estas redes se hubiese iniciado a partir de redes
de datos en vez de voz.
En esta presentación se ha hecho referencia a
algunos sistemas móviles/inalámbricos, que otros
sistemas existen?
Asignación: Tópico
Título
 Justificación
 Objetivos
 Bibliografía
 Discutir con Profesora a Finales de
Noviembre
