Transcript Introducción a las Redes Móviles e Inalámbricas

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).
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).
Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas
• 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
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•
•
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
• El comienzo de la segunda
mitad del siglo, estuvo
marcado por otro gran invento.
• Fue el lanzamiento del primer
satélite llamado Sputnik 1
• Fue lanzado por los rusos.
• Desde entonces han sido
muchos los satélites lanzados
por varios países alrededor del
mundo para diversos fines
incluyendo telefonía,
televisión, etc.
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
• 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.
Sistemas Móviles e Inalámbricos: Ultimas 3
Décadas
• Desarrollo de la telefonía celular.
• Su evolución es dividida en generaciones.
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)
• Durante la evolución de los sistemas
celulares de 2G a 3G un amplio rango de
sistemas aparecieron, entre ellos se
tienen Bluetooth, 802.11, GPRS.
• Estos sistemas que se desarrollaron
individualmente y apuntaron a diferentes
necesidades de los usuarios.
• En la 4G, el objetivo es desarrollar
nuevas interfaces de aire y tecnologías
que permitan integrar sistemas
inalámbricos existentes y por desarrollarse
Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas:
Sistemas Celulares (4G)
• Alta usabilidad (en cualquier lugar, a
cualquier hora, con cualquier tecnología)
• Soporte de servicios multimedia a bajos
costos de transmisión
• Personalización
• Servicios Integrados
Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas:
Sistemas Celulares (4G)
Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas:
Sistemas Celulares (4G)
Generaciones de Telefonía Celular
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:
Redes Internas (Indoor)
• En 1997, la IEEE liberó su estándar conocido como
802.11.
• Desde 1999, este estándar ha sido mejorado
publicándose diversas especificaciones tales como
802.11b y 802.11a.
• Otro estándar es HIPERLAN el cual comienza en 1999.
• Actualmente se ha publicado el HIPERLAN2.
• En el ámbito de las redes de corto alcance o Redes de
Area Personal Inalámbricas (Wireless Personal Area
Networks) se tiene Bleutooth.
• El desarrollo de Bluetooth se inicia finales del invierno
de 1998. Ercisson, IBM, Intel, Nokia y Toshiba formaron
el Bluetooth Special Industry Group (SIG).
Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas:
Redes Internas (Indoor)
• Otra tecnología para comunicación a muy
corto alcance es IrDA. IrDA (Infrared
Data Association).
• Fundada en 1993 por la industria para el
desarrollo de estándares de software y
hardware que permitiesen la transferencia
de datos entre dispositivos mediante
infrarrojos.
Calidad del Acceso y Movilidad en las
Redes Inalámbricas
Categorías de Redes Inalámbricas
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.
• En el 2002 implementa 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.
• En Enero del 2005, concluyen negociaciones
para la adquisición de Telcel por parte de
Telefónica Móviles (Movistar).
Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas:
Venezuela
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•
Digitel comienza sus operaciones en Venezuela con la tecnología GSM.
Introduce mensajería de texto en el 2000.
En noviembre de 2002 Digitel presentó la mensajería multimedia sobre la
innovadora plataforma GPRS.
También en noviembre de 2002 se dio inicio al servicio de Roaming
internacional para los clientes pre-pago.
En octubre de 2004 Digitel introdujo TV Móvil.
En mayo de 2005 Digitel introdujo al mercado Oficina Móvil, una plataforma
que permite a los clientes mantenerse conectados en todo momento y lugar
con sus lugares de trabajo.
Como parte de esta plataforma, en agosto del mismo año llega Correo
Móvil, un producto con el cual los clientes pueden recibir, enviar y reenviar
correos electrónicos con archivos adjuntos en tiempo real.
El mes de mayo de 2006 el 100% de las acciones de la compañía son
adquiridas por el grupo Telvenco, presidido por el Sr. Oswaldo Cisneros
Fajardo.
En julio de 2006 los clientes de la zona oriental se integran a la red 412 y,
en septiembre los clientes de occidente pasan a formar parte de la familia
412.
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
Datos
IEEE 802.11
HiperLAN2
WPANs
Voz
DECT
(telefonía sin
hilos)
Bluetooth/802.15.
1
UltraWideBand
/802.15.3
ZigBee/802.15.4
WMANs
IEEE 802.16
WWANs
1G (AMPS,
TACS)
2G
(GSM, IS-95,
PDC, IS-136)
3G
(UMTS, EVDO)
4G
(HSDPA,
HSUPA, ED-VO
Rev 8, LTE)
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
Características de las Redes Móviles e
Inalámbricas
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Movilidad
Velocidad de Instalación y Simplicidad
Flexibilidad
Costo reducido
Escalabilidad
Retos de las Redes Móviles e Inalámbricas
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Alta tasa de errores
Menores tasas de transmisión
Seguridad
Costo
Potencia de la batería
Enfermedades asociadas a la transmisión
por ondas de radio frecuencia
Aplicaciones
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Acceso Móvil a la Internet
Substitución del cable
Extensión de LANs
Aplicaciones Ad Hoc
Acceso Nómada
Indicadores (según CONATEL)
Indicadores (según CONATEL)
Indicadores (según CONATEL)
Indicadores (según CONATEL)
Indicadores (según CONATEL)