INFORME 6 EVOLUCION

7/25/2019 INFORME 6 EVOLUCION

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Universidad Nacional Mayor

de San Marcos

(Universidad del Perú, Decana de América)

ALUMNO:

GRADOS CHAGUA YERSON

12190247

CURSO:

LABORATORIO DE EVOLUCION

TECNOLOGICA

PROFESOR:

ING.JOSE VIDAL HUARCAYA

TEMA:

REDES DE TELEFONIA MOVIL

19 d N!"#$%& d' 201(



TELEFONÍA CELULAR 1G

La transferencia analógica y estrictamente para voz son característicasidentificatorias de la generación.

Con calidad de enlaces muy reducida, la velocidad de conexión no era mayor a(2400 auds!. "n cuanto a la transferencia entre celdas, era muy imprecisa ya #uecontaan con una a$a capacidad (%asadas en &'), &re#uency 'ivision ultiple)ccess!, lo #ue limitaa en forma notale la cantidad de usuarios #ue el servicio podíaofrecer en forma simult*nea ya #ue los protocolos de asignación de canal est*ticos

padecen de +sta limitación.

Con respecto a la seguridad, las medidas preventivas no formaan parte de esta primitivatelefonía celular. La tecnología predominante de esta generación es )- ()dvancedoile one -ystem!, desarrollada principalmente por %ell. -i ien fue introducidainicialmente en los "stados /nidos, fue usada en otros países en forma extensiva. trosistema conocido como -istema de Comunicación de )cceso 1otal (1)C-! fueintroducido en el eino /nido y mucos otros países.

-i ien aía diferencias en la especificación de los sistemas, eran conceptualmente muysimilares. La información con la voz era transmitida en forma de frecuencia modulada al

proveedor del servicio. /n canal de control era usado en forma simult*nea para ailitar eltraspaso a otro canal de comunicación de serlo necesario. La frecuencia de los canales eradistinta para cada sistema. 31 usaa canales de 2.567z, )- de 8067z y 1)C- de2567z.

) su vez, el tama9o de los aparatos era mayor al de oy en día: fueron originalmentedise9ados para el uso en los automóviles. otorola fue la primera compa9ía en introducirun tel+fono realmente port*til.

"stos sistemas (31, )-, 1)C-, 1;, C<3etz, y adiocom 2000! fueron conocidosluego como la rimera =eneración (=! de 1el+fonos Celulares.



TELEFONÍA CELULAR 2G

-i ien el +xito de la = fue indiscutile, el uso masivo de la propia tecnología mostró enforma clara las deficiencias #ue poseía. "l espectro de frecuencia utilizado era insuficiente

para soportar la calidad de servicio #ue se re#uería. 7asta este momento, para lascomunicaciones se usaa el sistema )nalógico pero con esta nueva generación se realizóun camio extremadamente favorale> El sistema digital, #ue permitía aorrossignificativos, las se9ales digitales, en contraste con las se9ales analógicas, no varían enforma continua, sino #ue camian en pasos o en incrementos discretos. La mayoría de lasse9ales digitales utilizan códigos binarios o de dos estados. /n n?mero de sistemassurgieron en la d+cada del @0A deido a estos ecos, y su istoria es tan exitosa como lade la generación anterior. La -egunda =eneración (2=! de telefonía celular, como ser=-, ;-<8B (1')!, i'"3 and ;-<@5 (C')! comenzó a introducirse en el mercado.

La primera llamada digital entre tel+fonos celulares fue realizada en "stados /nidos en@@0. "n @@ la primera red =- fue instalada en "uropa.

La generación se caracterizó por circuitos digitales de datos conmutados por circuito

y la introducción de la telefonía rápida y avanzada a las redes . /só a su vez accesom?ltiple por división de tiempo (1')! para permitir #ue asta oco usuarios utilizaranlos canales separados por 2007z. Los sistemas *sicos usaron frecuencias de anda de@007z, mientras otros de 00 y @007z. 3uevas andas de 507z fueronagregadas en forma posterior. "l rango de frecuencia utilizado por los sistemas 2=coincidió con algunas de las andas utilizadas por los sistemas = (como a @007z en

"uropa!, desplaz*ndolos r*pidamente.

La introducción de esta generación tra$o la desaparición delos DladrillosD #ue se conocían como tel+fonos celulares,dando paso a pe#ue9ísimos aparatos #ue entran en la palmade la mano y oscilan entre los 0<200gr. e$oras en laduración de la atería, tecnologías de a$o consumoenerg+tico.

El Motorola StarTAC fue un teléfono móvil con forma de

concha de almeja (clamshell), fabricado or Motorola! "uelan#ado el $ de enero de %&&' es conocido or ser el

rimer teléfono móvil clamshell

"L sistema 2= utiliza protocolos de codificación m*ssofisticados y se emplea en los sistemas de telefonía celular actuales. Las tecnologías

predominantes son> GSM(=loal -ystem por oile Communications!: IS-1! (conocidotami+n como 1;)E";)8B o )3-;<8B! y "#M$ (Code 'ivision ultiple )ccess!y %#" (ersonal 'igital Communications!, +ste ?ltimo utilizado en Fapón. Se encontrar

información detallada de los rotocolos en la sección corresondiente ms adelante!

Los protocolos empleados en los sistemas 2= soportan velocidades de información porvoz m*s altas, pero limitados en comunicación de datos. -e pueden ofrecer serviciosauxiliares, como datos, fax y -- (-ort essage -ervice!. La mayoría de los protocolos



de 2= ofrecen diferentes niveles de encripción. "n "stados /nidos y otros países se leconoce a 2= como C- (ersonal Communication -ervices!

ARQUITECTURA GSM (2G)

%a$o estas líneas encontramos la ar#uitectura, lógica, de una red =- (=loal -ystemoile!. "sta estructura es aplicale para aonados de post<pago (de contrato! y sólo paravoz. osteriormente iremos a9adiendo m*s elementos para #ue la red pueda prestar otrosservicios como -- o servicio a aonados prepago (de tar$eta! tami+n.) cada red se le conoce como L3

1odos los elementos de la red (tanto radio como n?cleo central! van a estar conectadoscon un sistema de mantenimiento, #ue ser* supervisado desde la oficina de peración ymantenimiento, para poder monitorizar en tiempo real a todos los elementos y solucionar

posiles errores #ue ocurran, revelados por alarmas, trapsG1ami+n va a aer un sistema de aprovisionamiento para almacenar los datos en las asesde datos existentes (7L, )/C y "; donde lo aya!. "ste sistema se es necesario ya #uese van a definir miles incluso millones de datos en los nodos."l funcionamiento aitual de este sistema definir* las relaciones entre el ;-;, numeroalmacenado en la tar$eta -; y -;-'3, n?mero del aonado, unido a todos los serviciosdefinidos para el aonado (voz, --G! en el 7L. "n el )/C asociaremos el ;-; conlas tripletas (con$unto de tres Hcontrase9asI! #ue se van a utilizar para autentificar el

aonado. "n el "; (cuando lo aya! definiremos el ;"; (la identidad! #ue identifica alterminal. 3ormalmente tras aprovisionar estas ases de datos se van a poner a la venta las tar$etas,terminales y tar$eta J terminal, #ue ay en las tiendas donde se pueden ad#uirir."ste log va a versar sore el n?cleo central de =- (3--! ya #ue en el residen lamayoría de las funcionalidades #ue tienen los tel+fonos móviles.ara acer un símil con la telefonía fi$a diremos #ue el terminal móvil es e#uivalente a lo#ue es el terminal en la red fi$a y #ue la tar$eta -; es e#uivalente a la conexión #ue ayen la pared en la telefonía fi$a.Kamos a acer una pe#ue9a descripción de los elementos dentro del n?cleo central (3--!>

• &L' > "s el corazón de la red. "s una ase de datos #ue incluye las relaciones

;-;<-;-'3 (tar$eta<n?mero de aonado!. "n una visión lógica lo trataremos como un?nico elemento en la red. "n una versión física el 7L estar* dividido en varias entidades(nodos, ya definiremos lo #ue son! por razones de seguridad incluida la redundancia



geogr*fica. 'e esta manera pretendemos #ue si un 7L de$a de funcionar correctamente,se minimice, incluso desaparezcan, las posiles consecuencias para el aonado.

• $("> -e encarga de la autentificación y cifrado de los aonados y las llamadas.-uele estar co<localizado (en el mismo nodo! #ue el 7L.

• MS"> "s el conmutador por excelencia. ermitir* estalecer llamadas y realizar

otros servicios implementados por la red. 1ami+n generar* la informacion necesaria para poder facturar al aonado. Cuando se interconecte con otras redes reciir* el nomre de=-C (por sus siglas en ingl+s.!

• EI' > Como emos comentado con anterioridad es la ase de datos de losterminales empleados en la red, or razones de seguridad aun#ue lógicamente lo veremoscomo una entidad, físicamente est* dividido en varios nodos.

• )*#*> son las entidades físicas sore las #ue funcionan todos los elementos de latelefonía móvil. -on ordenadores especiales ya #ue tienen #ue traa$ar durante 24 oras aldía y días a la semana. )dem*s no pueden #uedarse McolgadosM de manera #ue si alg?n

proceso se #ueda detenido ay #ue resetearlo y #ue siga funcionando. 1odo esto sin alterar,

o alterar lo m*s mínimo, a los aonados de la red.-ore estos ordenadores se e$ecutar*n diferentes aplicaciones (7L, -CG!. 1anto elordenador (7ardNare! como la aplicación (softNare! son monitorizados por el centro deoperación y mantenimiento del operador.1odos los elementos, del 3--, est*n conectados a una red de se9alización (--! parainteractuar. La red -- suele tener enlaces de conexión " (82 canales x B4 6its porcanal O204 6its, es decir 2 egas! o -1 (de mayor capacidad #ue el "!La conexión al sistema de monitorización o aprovisionamiento suele acerse a trav+s deuna red P25, ;GLa conexión al sistema de facturación (%=Q por sus siglas en ingl+s! suele acerse,tami+n, a trav+s de una red P25, ;G"l aonado sólo puede acer o reciir llamadas sólo cuando se encuentra a$o la coerturade su operador o cuando se encuentra aciendo roaming, es decir est* localizado en otrooperador #ue tiene acuerdo con el operador al #ue pertenece el aonado. ara estalecert+cnicamente la intererelación entre dos operadores ay un par de documentos>

• ;"=> "stalece las características t+cnicas para realizar la interconexión.

• 1)';=> "stalece las características de cómo se va a realizar la facturación de lasllamadas.

7ay un tipo de llamada #ue siempre es posile cuando se est* a$o coertura de cual#uieroperador =- y es la llamada de emergencia (2 en "uropa, @ en "stados /nidosG!."sta llamada se puede acer siempre incluso si el terminal est* apagado y lo encendemos.-i al pedir el ;3 ponemos el n?mero de llamada a emergencias (en "uropa 2! nosconecta autom*ticamente con emergencias."l KL suele estar co<localizado con el -C. "s una ase de datos m*s pe#ue9a #ueguarda los datos de los aonados #ue se encuentran en su *rea de influencia. ) diferenciade un tel+fono fi$o, la posición de un tel+fono móvil puede variar y un aonado dee estarsiempre localizado (siempre #ue aya coertura por ese operador, ya lo veremos m*starde!. 'e ay la importancia de este elemento."l -C, como se a comentado con anterioridad, es el conmutador por excelencia, y estami+n el #ue se utiliza en las interconexiones con otras redes incluida tami+n la red detelefonía fi$a (-13!. ) trav+s de +l se conmuta la llamada y se asigna y controla el canal

de voz por el #ue los aonados pueden alar a trav+s de su terminal."l sistema para realizar la facturación de las llamadas es el %=Q y est* conectado a -C."l -C es el punto de conexión con el susistema de radio (%--!. Kamos a dar una revedescripción de los elementos sin entrar en detalle como emos dico con anterioridad>



• +S"> el %-C o controlador de estación ase es al #ue se conectan las estaciones ase (%1-!

• +,S > es el sistema ase de radio. Cada %1- puede tener de una asta tres antenas,en la ilustración anterior sólo tiene una, #ue da coertura a lo #ue se conoce como unac+lula. La forma de la coertura es de panal de ae$a o celular. 'e aí #ue en mucos

países se le llame tel+fono celular a lo #ue llamamos tel+fono móvil.• ,erminal> /na de las cosas m*s importantes del terminal es #ue incluye la tar$eta

-; #ue permite utilizar la red móvil. "L terminal puede estar conectado a un C(ofreciendo una velocidad de @,B 6!. "s lo #ue com?nmente se conocen como HpincosI/-% #ue se conectan al ordenador (en su mayoría port*tiles! y #ue permite el acceso a;nternet.

•

TELEFONIA CELULAR 3G

(M,S

"l sistema /1- (/niversal oile 1elecommunications -ystem! fue promovidoinicialmente por "1-; ("uropean 1elecommunications -tandards ;nstitute!, suespecificación actual corre a cargo del foro 8= (1ird =eneration artnersip ro$ect!,

participado por varios organismos de normalización regionales. /1- se asa en elempleo de una interfaz radio Q<C') (Qideand Code 'ivision ultiple )ccess!, condos modos de operación, &'' (&recuency 'ivision 'uplex! y 1'' (1ime 'ivision'uplex!, y una tasa de 8.4 cipEs. 'entro de la red, en una primera fase se considera lautilización de los actuales elementos disponiles en las redes =- y =-,

plante*ndose su evolución para fases posteriores.

2.2.< )R/;1"C1/) ="3")L '" L- -;-1")- /1-

"n la figura 2. se muestra la ar#uitectura general de los sistemas /1-, definida por elforo de normalización 8=. -e trata de un modelo astracto, aplicale a cual#uier red/1-. La ar#uitectura general de /1- se define en t+rminos de dominios(agrupaciones de elementos funcionales! y puntos de referencia (interfaces!. "n el nivelde astracción superior, el sistema /1- se descompone en el dominio de e#uipo deusuario, /" (/ser "#uipment! y el dominio de infraestructura (los e#uipos de red!,mediando entre amos la interfaz radio, o el punto de referencia

&igura 2. < )r#uitectura general de un sistema /1-



'entro del domino /" se distingue entre el módulo de identidad de aonado /1-,/-; (/1- -uscrier ;dentity odule!, y el e#uipo móvil, " (oile "#uipment!,defini+ndose entre ellos la interfaz Cu. La /-; es una tar$eta inteligente #ue identificael usuario de red /1-, con independencia del e#uipo móvil (el terminal! en el #ue sealle insertada en un momento dado

"l dominio de infraestructura se sudivide en el dominio de red de acceso, )3 ()ccess 3etNorS! y el dominio de n?cleo de red, C3 (Core 3etNorS!, separados a trav+s del punto de referencia ;u. "l dominio )3 incluye todas las funciones dependientes de lat+cnica de acceso empleada. "l C3, por el contrario, es independiente de la t+cnica de

acceso, contempl*ndose la posiilidad de #ue soporte varias )3.

Con o$eto de permitir escenarios de comunicación con interlocutores de otras redes(operadores fi$os, otras redes móviles, ;nternet, etc!, tanto si el usuario accede a trav+s desu red propia (TomeU! o la de otro operador (itinerancia o TroamingU!, dentro del C3 sedistinguen tres dominios>

< ed de -ervicio, -3 (-ervice 3etNorS!> representa la red a la #ue est*accediendo el usuario en un momento dado, pudiendo ser la red propia, o en elcaso de TroamingU la red visitada.

< ed ropia, 73 (7ome 3etNorS!> es la red del operador al #ue el usuario est*aonado. "n el caso de TroamingU, la red visitada dee contactar con la red propia del usuario para diversos aspectos (por e$emplo, para temas deautenticación y tarificación!.

< ed de tr*nsito, 13 (1ransit 3etNorS!> es la red destino donde se encuentra elinterlocutor con el #ue desea comunicarse el usuario.



< 3ótese #ue en función del escenario concreto considerado, es posile elsolapamiento entre los tres dominios del C3. )sí, en el caso aitual de un usuario #ueacceda a su red propia, los dominios -3 y 73 ser*n coincidentes. "ste escenarioconduce a plantear el modelo simplificado de la ar#uitectura /1- descrito acontinuación.

<

< /na visión simplificada de la ar#uitectura de una red /1- estaría compuesta por tres partes fundamentales> los e#uipos de usuario, la red de acceso y el n?cleo de red.Los e#uipos de usuario acceden a la red a trav+s de la interfaz radio (/u!, #ue en /1-est* asa en tecnología QC'). "l modelo asume el empleo de la interfaz radioterrestre (/1), /1- 1errestrial adio )ccess!, asada en el despliegue de estaciones

ase terrenas. %a$o esta modalidad, la red de acceso recie la denominación /1)3(/1- 1errestrial adio )cces 3etNorS!.<

<

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< &igura 2.2 < )r#uitectura /1- simplificada

<< La red de acceso /1)3 se encarga de transportar el tr*fico de usuario (voz,

datos, se9alización móvil< red! asta el n?cleo de red, con el #ue se comunica a trav+s dela interfaz ;u. )l tratarse de un sistema de comunicaciones móviles, el usuario no disponede recursos de transmisión asignados de manera est*tica en la /1)3. "n consecuencia,+sta se encarga tami+n de gestionar la asignación din*mica de dicos recursos cada vez#ue el móvil utiliza la red. "n el C3 se encuentran los recursos de conmutación ytransmisión necesarios para completar el trayecto de la comunicación acia el aonadoremoto, #ue puede pertenecer a la misma red /1- o a una red externa (otras redestelefó nicas, ;nternet, etc!. "l C3 contiene tami+n funciones relativas a la gestión de losaonados> identidades, claves de autenticación, par*metros de suscripción, etc.



<

2.8 < "KL/C;V3 '" L) )R/;1"C1/) =-E=- ) /1-<

< La ar#uitectura de /1- definida en la primera fase de normalización #ue

se llevo a cao denominada elease@@, se plantea como una evolución de las redes=-E=-. "l o$etivo fundamental de esta primera tanda de especificaciones del8= es proporcionar las ases para el despliegue de los primeros sistemas /1-."s por ello #ue gran parte del esfuerzo se dedica a la definición de una red de acceso(/1)3! m*s flexile y con mayor capacidad #ue en =-E=-. Lasmodificaciones en el n?cleo de red #uedan en un segundo plano, pudi+ndoseconsiderar como una versión me$orada del susistema de conmutación de las redes=-E=-.<

<

<

< igura ./ - $r0uitectura ásica de una red GSM2G%'S

<

< "n =- se emplea el t+rmino de estación móvil, - (oile -tation! para el con$unto formado por el terminal de usuario (el TmóvilU! y la tar$eta -;(-uscrier ;dentitity odule! #ue lo identifica.<

< La red de acceso =- se denomina susistema de estaciones ase, %--(%ase -tation -usystem!, y est* constituida por las estaciones ase, %1- (%ase1ransceiver -tation!



< y sus controladores, %-C (%ase -tation Controller!. Las %1- son los e#uiposradio #ue se comunican con las estaciones móviles. ara ello, dispone de uno o m*s paresde portadoras, en función del tr*fico previsto en la c+lula a la #ue se sirve. ediantemultiplexado por división en el tiempo, cada portadora se divide en oco canalesfísicos, los cuales pueden transportar tr*fico de usuario o se9alización.

<< La asignación de canales radio a los móviles se lleva a cao en las %-C, cada unade las cuales puede ma ne$ar varias %1-. "n consecuencia, los %-C act?an tami+n comoconcentradores de tr*fico. Los %-C se comunican con las %1- a trav+s del interfaz )is,y con el susistema de conmutación vía la interfaz ). 3ormalmente amas interfacesest*n asadas en sistemas primarios de 204 SitEs ("!, con uno o m*s canales de B4SitEs de se9alización y el resto para tr*fico de usuario (voz o datos!. Con o$eto deaprovecar la capacidad de estos ?ltimos, cada canal de B4 SitEs se divide en cuatro, lo#ue le permite soportar cuatro conversaciones (o sesiones de datos en modo circuito!. Lafigura 2.4 muestra el trayecto #ue sigue la voz desde el móvil asta el n?cleo de red,

incluida la transcodificación entre los códecs =- (8 SitEs! y =. (B4 SitEs! #ue seefect?a en la 1)/ (1)nscoder /nit!.<

< igura ./3 - ,ransporte de voz en la red de acceso GSM

< "l susistema de estaciones se encarga tami+n de transportar lase9alización de aonado #ue intercamian el móvil y la -C visitada. 'entro dedica se9alización se incluyen procedimientos de gestión de las comunicaciones, C(Communication anagement!, de gestión de movilidad, (oilityanagement! y de gestión de recursos radio, (adio esource anagement!.

< "l soporte del servicio =- re#uiere la inclusión de elementos capaces de

procesar pa#uetes, C/ (acSet Control /nit! en la red de acceso. Lo aitual esuicar una C/ $unto a cada %-C. La C/ gestiona la explotación de los canalesradio reservados para =-, así como el intercamio del tr*fico de datos con eln?cleo de red sore la interfaz =, asado en &rame elay. La ar#uitectura de

protocolos utilizada por =- en la red de acceso proporciona los mecanismosnecesarios para el transporte fiale de la información de usuario (datos y se9alizaciónmó vil<red! asta el conmutador de acceso, -=-3 (-erving =- -upport 3ode!del n?cleo de red.



<<

<

< igura ./4 - ,ransporte de datos G%'S en la red de acceso

<< "l n?cleo de red en =- se denomina susistema de red, 3-- (3etNorS

-Nitcing -usystem!. -us principales elementos son las centrales de conmutación,-C (oile -Nitcing Centres! y los registros (ases de datos! de información. Las-C son similares a las centrales utilizadas en las redes telefónicas fi$as, confacilidades adicionales para el soporte de movilidad. Las -C #ue se interconectan

con otras redes telefónicas (fi$as o móviles! recien el nomre de =-C (=ateNay-C!.

< Los registros del susistema de red son los siguientes>− 7L (7ome Location egister!> "s la ase de datos principal de una red =-, en la

#ue se almacena la información de sus aonados (su identidad, servicioscontratados, etc!. 1ami+n contiene información parcial sore la localización delmóvil en red (el KL en el #ue est* registrado!.

− KL (Kisitor Location egister!> )lmacena información temporal de los móviles#ue se encuentran a$o su *rea de influencia (normalmente la de una -C!. "l KL conoce el con$unto de c+lulas o *rea de localización en la #ue se encuentra el móvil.

−

"; ("#uipment ;dentity egister!> %ase de datos donde se almacena informaciónrelativa a terminales. -u principal utilidad es impedir el acceso a la red de terminalesroados.

− )uC ()utentication Center!> )lmacena de manera centralizada los par*metrosrelacionados con la seguridad y privacidad de las comunicaciones. "sta informaciónsolamente reside en el )uC y en la -; de cada usuario.

< La comunicación entre -C se efect?a mediante circuitos telefónicosconvencionales a B4 SitEs, así como enlaces de se9alización --. )l igual #ue en lasredes telefónicas fi$as, el estalecimiento y lieración de circuitos entre -C se efect?amediante el protocolo ;-/ (;-'3 /ser art!. "n el caso de =-, sin emargo, eltratamiento de llamadas re#uiere tami+n la consulta por parte de las -C a los registros

de información. "stas consultas se llevan a cao mediante el protocolo ) (oile)pplication art!, una aplicación del -- específicamente definida para su uso en =-.



<

< tro elemento importante del susistema de conmutación es la pasarela--= (-- =ateNay!, pie za clave para el soporte del servicio de mensa$es cortos--. "l transporte de mensa$es cortos en el n?cleo de red se efect?a mediante el

protocolo ).

<

< "l soporte de =- re#uiere la introducción en el n?cleo de red deconmutadores de pa#uetes los cuales se interconectan mediante un TacSoneU ;

privado. Los conmutadores del servicio =- son de dos tipos> -=-3 (-erving=- -upport 3ode! y ==-3 (=ateNay =- -upport 3ode!, pudiendo sus

papeles e#uipararse, respectivamente, a los de las -CEKL y las =-C de =-.<

< )sí, un -=-3 es el nodo #ue proporciona el acceso al n?cleo de red a losterminales =- #ue se encuentran a$o su zona de influencia (*reas de

encaminamiento!. -e encarga de encaminar los pa#uetes entre las C/ y los ==-3."ntre sus funciones se incluye la gestión de movilidad (registroEdesregistro,actualización de posición y autenticación y cifrado!, la gestión de sesiones de datos yla generación de registros de tarificación.<

< Los ==-3 son las pasarelas entre el TacSoneU privado de la red =-y las redes de datos externas (;nternet, ;ntranet!. /n operador puede tener varios==-3, por motivos de tr*fico o por especialización en servicios. "l ==-3 participaen tareas de tarificación y, opcionalmente, de asignación din*mica de direcciones ;a los terminales.

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< igura ./! - ,unelado de datos sore el 5ac6one7 G%'S

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<



< "l transporte de datos sore el TacSoneU =- se efect?a sore t?neles;, utiliz*ndose para ello el protocolo =1 (=- 1unneling rotocol!. La soluciónconsiste en encapsular cada pa#uete de usuario en un pa#uete ; cuyas direccionesorigen y destino son las del -=-3 y el ==-3 involucrados en la sesión de datos. 'eeste modo, se consigue #ue el encaminamiento de pa#uetes a trav+s de TacSoneUsea independiente de las direcciones e incluso del protocolo utilizado por el

usuario. "l desacoplo permite #ue el operador pueda configurar el TacSoneU =-como una red ; privada, visile ?nicamente por los -=-3 y ==-3.<

2.8 < )R/;1"C1/) ;3;C;)L '" /1-<

< "n la ar#uitectura *sica de una red /1- conforme la elease @@ tami+ndistinguimos las tres partes esenciales> los e#uipos de usuario, la red de acceso, /1)3,y el n?cleo de red, C3.< 'e$ando de un lado el camio de nomenclatura de ciertos elementos e interfaces,

no parecen existir grandes diferencias entre las ar#uitecturas de una red /1- y de unared =-E=-. )sí, la ar#uitectura de red de acceso /1)3 est* formada por 3odos<% y controladores de red radio, 3C (adio 3etNorS Controlers!, e#uivalentes a lasestaciones ase, %1-, y los controladores %-C de =-. or otro lado, la ar#uitectura deln?cleo de red es una r+plica de la del susistema de conmutación de =-E=-. ) pesar de las apariencias, oviamente existen algunas diferencias importantes.< Los e#uipos de usuario se comunican con los 3odos<% a trav+s de la interfaz /u

asada en QC'). Los 3odos<%, a su vez, se conectan a los 3C mediante la interfaz;u (areviatura de ;u<is!, e#uivalente a la interfaz )is de =-. -ore ;u se transportael tr*fico de usuario (voz, datos, vídeo, etc! y tami+n la se9alización móvil<red,intercamiada entre el e#uipo de usuario y el n?cleo de red (-C o -=-3, seg?n el

caso!.< "xiste una nueva interfaz ;ur, sin e#uivalente en =-, #ue permite lacomunicación directa entre 3C. "ste interfaz permite el soporte de traspasos suaves(-oft<7! entre estaciones ase #ue pertenecen a distintos 3C.

<< "n cuanto al n?cleo de red, ya se a indicado #ue en la elease @@ se trataesencialmente de una versión me$orada del de =-E=-. 'esde el punto de vista dear#uitectura, el parecido es completo, siendo las me$oras esencialmente de tipo funcionaly de prestaciones, lo #ue permite el soporte de nuevos servicios y con mayores tasas de

it. )sí, en el n?cleo de red /1- se encuentran los elementos aituales del susistemade conmutación =-E=-> los e#uipos de conmutación (-C y =-3! y las ases dedatos o registros (7L, KL, ";, )uC!. "n el caso de /1-, estos elementos sedistriuyen en dos dominios> el de conmutación de circuitos, C- (Circuit -Nitced! y deconmutación de pa#uetes, - (acSet -Nitced!. "sta separación en dominios no es m*s#ue una nueva manera de acer referencia a las dos partes en las #ue se divide lainfraestructura del susistema de conmutación de las redes =-E=-> la red deconmutación de circuitos relativa a servicios =-, y la red de conmutación de pa#uetesrelativa a servicios =-.



< La comunicación entre la red de acceso y el n?cleo de red se efect?a a trav+s de lainterfaz ;u, #ue conecta a cada 3C con su -C y su -=-3. -ore esta interfaz setransporta el tr*fico de usuario y la se9alización móvil< red acia el dominio C- o -,seg?n se trate de una comunicación modo circuito o modo pa#uete, respectivamente. "stadistinción da lugar a la descomposición lógica de la interfaz ;u en dos interfaces> lainterfaz ;u<C- (acia el domino C-! y la interfaz ;u<- (acia el dominio -!.

<

< /na novedad importante de /1- con respecto a =-E=- es el empleo de)1 ()syncronous 1ransfer ode!, como tecnología de transporte en la red de acceso."sto se aplica tanto a las interfaces entre los e#uipos de la red de acceso (;u e ;ur!, comoa las #ue conectan a +sta con el n?cleo de red (;u<C- e ;u<-!. recisamente, el eco de#ue estas ?ltimas interfaces est+n asadas en )1, impide #ue un 3C se pueda conectar sin m*s a una -C o un -=-3 convencional como las #ue se utilizan en =-E=-."n la pr*ctica, la solución re#uiere el empleo de un nuevo ardNare, ya sea mediantee#uipos #ue adapten las interfaces ;u<C- e ;u<- a sus e#uivalentes en =- y =- ()y =, respectivamente!, o mediante la inclusión de estas funciones dentro de las -C o

-=-3. Las especificaciones del 8= no indican cómo resolver este prolema, por lo#ue cada faricante puede recurrir al m+todo #ue m*s le convenga.

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< igura ./8 - $r0uitectura ásica de una red (M,S 'elease 99

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<

< Concretando, las principales diferencias entre =- y /1- son><

< "l empleo de una nueva t+cnica de acceso m?ltiple> )cceso ?ltiple por



'ivisión de Código en %anda )nca (Q<C')!. "sta tecnología re#uiereincorporar un sistema de control de potencia para limitar la interferencia entre 3odos% pertenecientes a una misma 3C. Con Q<C') no ay #ue llevar a cao

planificación de frecuencias ya #ue los usuarios son diferenciados por códigos. Comodos celdas adyacentes pueden utilizar la misma portadora, es posile conectar simult*neamente un e#uipo de usuario a dos 3odos % para eneficiarse de la

diversidad de los trayectos. Q<C') permite la transferencia entre celdas.<

< La evolución del entorno de tr*fico acia un sistema gloal #ue ofrece alusuario una gran variedad de servicios y de aplicaciones, su$etos al cumplimiento deunas restricciones de calidad (Ro-! en función del contrato ad#uirido con lacompa9ía operadora.<

< ;ncorporación del odo de 1ransferencia )síncrona ()1! como m+todode transporte en la ed de 1ransmisión de )cceso. Como consecuencia del entorno deservicio m?ltiple, los enlaces entre los elementos de red deen ser TconductosU #ue

soporten caudales variales de its y distintos niveles de Ro-.<

<

<

<



< TELEFONÍA CELULAR 4G

<

< 4= son las siglas de lo #ue se #uiere convertir en la cuarta generación de

tecnologías de telefonía móvil. "star* asada totalmente en ;, siendo un sistema

de sistemas y una red de redes, no es una tecnología o est*ndar definido, sino una

colección de tecnologías y protocolos para permitir el m*ximo rendimiento de

procesamiento, alcanz*ndose despu+s de la convergencia entre las redes de cales

e inal*mricas así como en ordenadores, dispositivos el+ctricos y en tecnologías de

la información así como con otras convergencias para rindar velocidades de

acceso entre 00 ps en movimiento y =ps en reposo, manteniendo un

servicio de punto a punto con alta seguridad y permitiendo ofrecer servicios de

cual#uier clase en cual#uier momento, con un mínimo coste.

<

< "sta convergencia de tecnologías surge de la necesidad de agrupar los

diferentes est*ndares en uso con el fin de delimitar el *mito de funcionamiento de

cada uno de ellos y con el fin tami+n de integrar todas las posiilidades de

comunicación en un ?nico dispositivo de forma transparente al usuario.

<

< La 4= no es una tecnología o est*ndar definido, sino una colección de

tecnologías y protocolos dise9ados para permitir el m*ximo rendimiento de

procesamiento con la red inal*mrica m*s arata.

<

< "l o$etivo #ue persigue es el de garantizar una calidad de servicio y elcumplimiento de los re#uisitos mínimos para la transmisión de servicios de

mensa$ería multimedia, video cat, 1K móvil o servicios de voz y datos en

cual#uier momento y en cual#uier lugar utilizando siempre

< el sistema que mejor serviio !ro!orio"e# E" resume"$ el

sistema 4G %e&e ser a!a' %e om!artir %i"(miame"te )

utili'ar los reursos %e re% eo"omi'a"%o los requerimie"tos

%el usuario#

<

< -eg?n fuentes de información Ne, 311 'oCoo de Fapón fue el

primero en experimentar con este tipo de tecnologías. "sta empresa realizó las

primeras prueas alcanzando 00 ps a 200 SmE y tiene previsto lanzar

comercialmente los primeros servicios de 4= este a9o. )lgunos países

escandinavos y americanos pueden estar traa$ando con 4= en 202 y en el

resto del mundo se espera una implantación total sore el a9o 2020 o antes.

<



<

< %arte t:cnica y ar0uitectural del sistema

<

< $r0uitectura

< "l Core de conmutación de pa#uetes para las redes 4= del 8= asido redise9ado y llamado S(stem Architecture Evolution (-)"! o tami+n

"- ( Evolved *ac+ed S(stem!. -)" logra interconectar diversas redes de

acceso, #ue en algunas ocasiones pueden ser eterog+neas entre ellas. La

ar#uitectura -)" diferencia redes de acceso 8= y no<8=>

• ed 8=> Cuentan con el 7-- como la ase de datos de información

del suscriptor y se conectan a redes externas a trav+s de un =ateNay de

a#uetes ('=, *ac+et ,ata -ate.a(!.

• ed no<8=> /tilizan un servidor ))) 8= #ue se comunica

tami+n al 7-- para coordinar la información necesaria. 1ami+n usan

el '= para conectarse a redes externas.

<

< La ar#uitectura -)" sigue los mismos par*metros de dise9o de las

redes 8= antecesoras, sin emargo divide las funciones del =ateNay de

Control (-=-3 en /1-! en un plano de control comandado por el "

( Mobilit( Management Entit(! y un plano de usuario liderado por el -=Q

(Serving -ate.a(!. Las funciones originales del ==-3 son implementadas

por el '3 =ateNay (=Q!.

<< MME

< "l " otiene datos del suscriptor a trav+s de la información

almacenada en el 7--. "l " autentifica, autoriza y selecciona el '3

apropiado para estalecer el enlace entre el "< /1)3 a las redes o servicios

externos. " tami+n realiza funciones de administración de movilidad y

recolecta información de coro. "l " proporciona conectividad entre el

3odo % y la red =-E/1- existente a trav+s del -=-3 (-erving =-



-upport 3ode!.

<

< -igura .. ed 4= asada en L1"

2.. SG;

< "l -=Q es un e#uipo de plano de usuario #ue es controlado por el

". "l -=Q tami+n es un punto de monitoreo de las políticas de conexión

y servicio estalecidas en el C& ( *olic( and Charging /ules "unction!.

<

2..2 %G;

< "l =Q puede ser comparado con las funciones realizadas por el

==-3 pero adem*s tiene un importante rol en el control de la movilidad. "l

=Q asigna la dirección ; al /"< ,ecnologías empleadas

< )lgunos de los est*ndares fundamentales para 4= son Qi)P,

Qi%ro, y 8= L1" (Long 1erm "volution!. ara poder acer realidad esta

red es necesario no sólo integrar las tecnologías existentes (2=, 8=...!, tami+n

es necesario acer uso de nuevos es#uemas de modulación o sistemas de

antenas #ue permitan la convergencia de los sistemas inal*mricos.

< Los componentes fundamentales de una red 4= son>

• -istemas ultiantena (;!.

• -' (-oftNare 'efine adio!.

• -istemas de acceso existentes como 1'), &'), C') y sus

posiles cominaciones son fundamentales en sistemas 8= y tami+n lo

son los sistemas ya empleados en los est*ndares 02. (Qi<&i!,

02.Ba (Qi)P! y 02.20 (%Q)! como son &'), C<C')

y -ingle Carrier &').

• "st*ndar ;vB para soportar gran n?mero de dispositivos inal*mricos,

y asegurar una me$or calidad de servicio adem*s de un enrutamiento

óptimo.



<

< -uncionamiento

< L1" emplea la anda de los 00 7z, aprovecando #ue a

#uedado lierada tras el apagón de la televisión analógica, para lograr me$or

coertura y penetración en los edificios, algo imprescindile para las

operadoras #ue lo comercialicen.<

< "n el funcionamiento de la tecnología L1" podemos diferenciar

entre su funcionamiento en el canal de descarga de datos y en el canal de

suida de datos>

• "n la descarga con L1" se emplea una modulación &') (acceso

m?ltiple por división de frecuencia ortogonal!. Las suportadoras se

modulan con un rango de símolos R-6, BR) o B4R). "s muy

fuerte contra los efectos de multiath, idónea para implementaciones

; o -&3.

• La suida de arcivos con L1" usa división de portadora simple de

acceso m?ltiple (-C<&')! para simplificar el dise9o y reducir picos

de ratio medio y consumo energ+tico.

< La &igura 8 muestra una secuencia de oco símolos R-6 en un

e$emplo con 4 su< portadoras. ara &'), los 4 símolos se toman en

paralelo, cada uno de ellos modulando su propia su<portadora en la fase

R-6 apropiada. 'espu+s de un período de símolo &'), se de$a un

tiempo (para #ue no aya solapamientos! antes del siguiente período de

símolo.

<

< "n -C<&'), cada símolo se transmite secuencialmente. )sí, los

4 símolos se transmiten en el mismo período de tiempo. "l rango de símolos

m*s alto re#uiere de cuatro veces el anco de anda del espectro. 'espu+s de

cuatro símolos se de$a el tiempo para evitar solapamientos mencionado

anteriormente

<

<

< -igura

. &') y -C<&').

<



< *1<etivos

< /no de los o$etivos principales de esta tecnología es

proporcionar una velocidad, tanto de descarga como de suida de arcivos,

muy alta en comparación con las alcanzadas con las tecnologías actuales.

< 'e manera formal, los principales o$etivos del L1" son los siguientes>

• tención de una mayor velocidad de transmisión, pudiendo llegar alos 00 ps de descarga y a los 50 ps de suida.

• 'isminuir el retardo asta

conseguir un total menor de 0

milisegundos y unos tiempos

iniciales de estalecimiento de

comunicación inferiores a 00 ms.

• Conseguir una eficiencia espectral

8 veces me$or #ue la del 7-).

• e$orar para los servicios de

difusión (broadcast ! para permitir servicios de radiodifusión y

televisión móvil en tiempo real con

una calidad aceptale para todos

los usuarios.

• &lexiilidad de espectro para

disponer de ancos de anda

variales seg?n el servicio



< ;iM$=

< Las siglas Qiax vienen de la frase inglesa 0orld 1nteroerabilit(

from Micro.ave Access (o interoperailidad mundial para acceso por

microondas!. "sta tecnología se encuentra dentro de las tecnologías 4= y se

asa en el est*ndar ;""" 02.B<2004. "stos est*ndares permiten velocidades

#ue est*n cerca de las del )'-L pero sin cales y asta una distancia de 50<B0Sm.

<

< "sta tecnología es una de las conocidas como tecnologías de ?ltima

milla o ucle local, #ue permite la recepción de microondas y retransmisión

por ondas de radio y se presenta muy adecuada para dar servicios de anda

anca en zonas donde el despliegue de core, cale o fira óptica por la a$a

densidad de polación presenta unos costes por usuario muy elevadas (zonas

rurales!. Como ya se comentó en la introducción del documento, los sistemas

4= tratan de dar una calidad superior con unas redes muy poco costosas.

<< Qi)P amplía la coertura #ue asta aora proporcionan las redes

inal*mricas 02. asta las distancias de 80 6m, sin necesidad de vista en

línea recta en los ?ltimos 20 6m. "sta tecnología est* asada en &', y con

25B suportadoras puede realizar las distancias #ue previamente se an

expuesto con capacidad para transmitir datos a una tasa de asta 5 ps con

una eficiencia espectral de 5 psE7z y dar* soporte para miles de usuarios con

una escalailidad de canales de ,5 a 20 7z. )dem*s el est*ndar soporta

niveles de servicio (-L)! y calidad de servicio (Ro-!.

< -igura 4. restaciones de la tecnología Qi)P.



< >enta<as e Inconvenientes

< >enta<as

< "n el caso de la tecnología Qi)P, como otras tecnologías asadas

en adiofrecuencia, sus transmisores y receptores suelen tener una uella

pe#ue9a (es decir, poco espacio! y como consecuencia se pueden colocar en

azoteas o terrazas, en torres o incluso colgarse de los edificios. -us re#uisitosde apoyo son modestos y no cae duda #ue es un aorro astante importante

en nuevas concesiones en excavaciones, plantado de postes, empalmado de

cales, repetidores, etc. "l caso m*s extremo es el de zonas apartadas con a$a

densidad demogr*fica en las cuales es inviale, deido al alto coste por

usuario, la instalación de redes por cale y la ?nica opción sería la instalación

inal*mrica.

<

< tro de los aspectos es la velocidad de despliegue, la cual en el caso

de la tecnología inal*mrica es ?nicamente el posicionamiento de los

receptores y emisores, incluso en algunos casos los terminales no son cosa de profesionales, sino de los usuarios terminales (como por e$emplo los móviles!.

<

< "n el caso de la portailidad y movilidad est*

claro #ue, cómo en el punto anterior, saemos #ue si la

instalación es f*cil, la portailidad tami+n lo ser* y

?nicamente desmontando y trasladando unas antenas

tendremos eca la portailidad. "n algunos casos, como

QL)3 y celular, tenemos la posiilidad de tener la

conectividad móvil, con lo #ue la movilidad est*

asegurada.<

< Inconvenientes

< "n primer lugar tenemos el inconveniente de la disponiilidad de

espectro. "stas tecnologías asadas en transmisión por & necesitan de una

frecuencia y el espectro de radio es escaso, de 8 S7z a 80 =7z, lo #ue no es

tanto como parece ya #ue son mucos los #ue compiten por este espectro

< 'espu+s est* el caso del anco de anda #ue nos presenta un

prolema lógico. Cuanto menos anco de anda tengamos, menor ser* la

velocidad. 'an igual los algoritmos de compresión #ue inventemos, el factor

?ltimo determinante siempre ser* el anco de anda.

<

< /n prolema muy com?n tami+n es el de la línea de visión, por el

cual para una correcta transmisión deemos de tener contacto visual con el

emisor ase, ya #ue todo ost*culo físico se transforma en un efecto negativo

para la transmisión. "sto no sucede en las tecnologías por cale en las cuales

disponemos de un conductor #ue nos TguíaU la se9al



< tro de los fallos de esta tecnología, y de toda la tecnología asada en

transmisión por &, son los errores de transmisión causados por todo aparato,

sistema o dispositivo, del #ue podemos saer o desconocer lo #ue lo ace un

inconveniente inevitale de esta tecnología.

<

< or ?ltimo, el mayor error de esta tecnología es compartido con el de

las tecnologías asadas en & es la seguridad. 3uestra transmisión puede ser

f*cilmente interceptada simplemente colocando una antena #ue logre captar

dica se9al y ya estar* en manos a$enas. La ?nica manera de preservar la

privacidad es mediante la encriptación.

<

2.8 L,E vs ;iM$=

< 3os encontramos ante dos tecnologías inal*mricas #ue ofrecen grandes

velocidades, como emos demostrado anteriormente, pudiendo llegar a

cuadruplicar la velocidad actual.

<

< ealmente podemos decir #ue se trata de dos tecnologías #ue traa$an sore

; y #ue tienen muco en com?n, ya #ue las dos proporcionan el mismo enfo#ue

de las descargas y acen uso de ;, lo #ue #uiere decir #ue la información es

enviada sore dos o m*s antenas desde una misma celda. )dem*s, las descargas

est*n me$oradas en los dos sistemas ya #ue utilizan &', #ue soporta

transmisiones multimedia y de vídeo sostenidas.

< uca gente opina #ue la gran diferencia entre estas dos tecnologías es

meramente política, ya #ue depende de las compa9ías #ue las apoyan y susrespectivos intereses, aun#ue tami+n ay #uienes opinan #ue la diferencia est* en

el coste. tros expertos opinan #ue la diferencia est* en la cantidad de espectro

#ue necesita cada tecnología para poder llegar a las velocidades #ue los propios

usuarios est*n exigiendo, ya #ue amas pueden alcanzar grandes y muy similares

velocidades y transmiten la se9al de forma muy parecida.

<

< "n principio se piensa #ue una tecnología no deería destruir a la otra, pero

en general se cree #ue la tecnología m*s usada ser* L1" ya #ue la mayoría de las

operadoras a nivel mundial traa$an con =- (=loal -ystem for oile

Communications!, a pesar de #ue el est*ndar Qiax a sido ya aproadodefinitivamente y la especificación final de L1" todavía no est* disponile.

<

< Como e$emplo de la supuesta supremacía de L1" frente a Qiax, podemos

aportar datos de #ue ciertas compa9ías como )1W1 (proveedor con infraestructura

=-, al igual #ue 1< oile! y Kerizon Qireless an apostado por la adopción de

L1" y planean llevar a cao grandes despliegues de esta tecnología en 20 o

202. )dem*s -print tampoco a descartado crear despliegues L1".



<

< "n "uropa, L1" es la tecnología escogida por la mayoría para adaptarse a

las tecnologías 4=, deido a su compatiilidad con =-, =- y /1-,

est*ndares dominantes en estas tierras, a pesar de #ue la operadora europea

Kodafone lleva tiempo anunciando sus planes para desplegar una red Qiax ennuestro continente.

< )un#ue ya se an comentado algunas de las velocidades #ue pueden llegar

a alcanzar amas tecnologías, la realidad es #ue la velocidad real es difícil de

asegurar ya #ue variar* seg?n la cantidad de aonados conectados en un momento

determinado a una torre celular, la distancia a la #ue se encuentren de ella, la

frecuencia #ue se utilice y la potencia de procesamiento del dispositivo #ue se est+

usando.

< "omparativa L,E - ;i



<

Documents

INFORME 6 EVOLUCION