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UNIVERSIDAD DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
ANÁLISIS DEL IMPACTO DE LA TELEFONÍA IP SOBRE OPER ADORES DE TELEFONÍA MÓVIL
MEMORIA PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL ELE CTRICISTA
BERNARDO ANDRÉS ROJAS TOBAR
PROFESOR GUÍA: NÉSTOR BECERRA YOMA
MIEMBROS DE LA COMISIÓN:
HELMUTH THIEMER WILCKENS CRISTIAN CORTES ARAYA
SANTIAGO DE CHILE ABRIL 2007
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Índice de Contenido Índice de Figuras .......................................................................................................................... viii
Índice de Tablas.............................................................................................................................. ix
Capítulo 1 Introducción................................................................................................................... 1
Capítulo 2 Antecedentes Generales sobre protocolo IP y redes de Telefonía Móvil ...................... 3
2.1 Descripción general de redes de computadores y protocolo IP.......................................3
2.1.1 Modelo OSI ............................................................................................................. 3
2.1.2 Modelo TCP/IP........................................................................................................ 5
2.1.3 Protocolo de Internet (IP) ........................................................................................ 6
2.2 Descripción general relativa a la transmisión de voz vía IP (VoIP)................................9
2.2.1 Protocolo de Transporte en Tiempo Real RTP........................................................ 9
2.2.2 Codificación de la voz ........................................................................................... 10
2.2.3 Estándar H.323 ...................................................................................................... 11
2.2.4 El Protocolo SIP (Session Initiation Protocol) ...................................................... 13
2.2.5 Calidad de Servicio (QoS, Quality of Service)...................................................... 14
2.3 Descripción general de una red telefónica móvil.......................................................... 15
2.3.1 Arquitectura de una red de telefonía celular.......................................................... 15
2.3.2 Reutilización de frecuencia ................................................................................... 16
2.3.3 Handoff.................................................................................................................. 16
2.3.4 Interferencia de co-canal y de canal adyacente ..................................................... 16
2.3.5 Técnicas de acceso múltiple FDMA, TDMA, CDMA.......................................... 17
2.4 Descripción general de una red telefónica móvil GSM................................................. 19
2.4.1 Arquitectura de una red GSM................................................................................ 20
2.4.2 Interfaces Radioeléctricas utilizadas en una red GSM .......................................... 22
2.4.3 Handoff.................................................................................................................. 24
2.4.4 Codificación de la voz ........................................................................................... 25
Capítulo 3 Estudio Técnico ........................................................................................................... 26
3.1 Transmisión de datos sobre redes móviles de telefonía. ............................................... 26
3.1.1 SMS (Short Message Service)............................................................................... 26
3.1.2 Wap (Wireless Application Protocol).................................................................... 26
3.1.3 MMS (Multimedia Messaging Service) ................................................................ 28
3.1.4 GPRS (General Packet Radio System).................................................................. 28
3.1.5 EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution)................................................ 31
3.2 Transmisión de datos sobre redes inalámbricas locales. ............................................... 32
vi
3.3 VoIP en redes de telefonía móvil. ................................................................................. 33
3.3.1 VoIP directamente sobre redes móviles ................................................................ 33
3.3.2 Llamadas activadas desde la web .......................................................................... 34
3.3.3 UMA (Unlicensed Mobile Access) ....................................................................... 35
3.4 Evolución futura de las redes móviles........................................................................... 36
3.4.1 Sistemas móviles de Tercera Generación 3G........................................................ 36
3.4.2 3rd Generation Partnership Project (3GPP)........................................................... 36
3.4.3 UMTS (Universal Mobile Telecomunications System) ........................................ 37
3.4.4 HSDPA y HSUPA................................................................................................. 40
3.4.5 IMS........................................................................................................................ 40
3.4.6 WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) .............................. 41
3.5 Requerimientos para soportar VoIP móvil .................................................................... 41
Capítulo 4 Estudio Normativo y Económico................................................................................. 43
4.1 Evolución del Mercado Móvil Nacional ....................................................................... 43
4.1.1 Evolución Tecnológica.......................................................................................... 43
4.1.2 Evolución de Abonados......................................................................................... 44
4.2 Evolución de la introducción de VoIP en el mercado nacional..................................... 45
4.3 Evaluación económica de la introducción de VoIP móvil. ........................................... 46
4.3.1 Análisis Externo .................................................................................................... 46
4.3.2 Análisis Interno ..................................................................................................... 49
4.4 Estado actual del proceso regulatorio sobre VoIP en Chile .......................................... 52
4.4.1 Regulación Propuesta por la entidad reguladora para VoIP.................................. 52
4.4.2 Comentarios al documento de consulta pública....................................................55
4.5 Regulación tarifaria en un contexto IP abierto en redes móviles. ................................. 56
4.5.1 Principales implicancias en la evolución de la regulación .................................... 56
4.5.2 Discusiones regulatorias emergentes..................................................................... 57
4.5.3 Selección y Evaluación de los temas regulatorios de mayor impacto................... 58
Capítulo 5 Impacto sobre operadores móviles .............................................................................. 62
5.1 Escenarios posibles ante la introducción de VoIP en el mercado de la telefonía móvil 62
5.2 Análisis comparativo Internacional ............................................................................... 63
5.3 Parámetros tecnológicos clave para los operadores móviles.........................................64
Capítulo 6 Recomendaciones y Conclusiones............................................................................... 65
6.1 Recomendaciones sobre los temas regulatorios de mayor impacto. ............................. 65
6.1.1 Respecto de la interconexión IP ............................................................................ 65
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6.1.2 Respecto de la Neutralidad de Red........................................................................ 65
6.1.3 Respecto de la extensión de regulaciones ex ante ................................................. 66
6.1.4 Respecto de obligación de acuerdos de MVNO orientados al costo..................... 67
6.2 Recomendaciones sobre procesos reguladores actuales en Chile sobre VoIP .............. 67
6.3 Recomendaciones para los Operadores Móviles, sobre la estrategia tecnológica y comercial ................................................................................................................................... 67
Bibliografía.................................................................................................................................... 69
Acrónimos ..................................................................................................................................... 71
viii
Índice de Figuras Figura 2.1 Modelo OSI.................................................................................................................... 3
Figura 2.2 Modelo TCP/IP en analogía a modelo OSI.................................................................... 5
Figura 2.3 Estructura de un paquete IP............................................................................................ 7
Figura 2.4 Encabezado IP............................................................................................................... 7
Figura 2.5 Arquitectura de una red de telefonía celular ................................................................ 15
Figura 2.6 Arquitectura de una red GSM ...................................................................................... 20
Figura 2.7 Distribución actual de las bandas en Chile .................................................................. 22
Figura 2.8 Estructura de un Multiframe TDMA............................................................................ 23
Figura 3.1 Pila de Protocolos WAP 1.0......................................................................................... 27
Figura 3.2 Arquitectura de una red GSM/GPRS........................................................................... 29
Figura 3.3 Configuración de prueba para VoIP sobre UMTS....................................................... 34
Figura 3.4 Funcionamiento de la tecnología UMA....................................................................... 35
Figura 3.5 Arquitectura IMS ......................................................................................................... 40
Figura 4.1 Las cinco Fuerzas de Porter ......................................................................................... 47
Figura 4.2 Desestratificación del transporte y suministro de servicios ......................................... 49
Figura 5.1 Posibles escenarios en la evolución hacia un modelo all-IP........................................ 62
Figura 5.2 Etapa actual y posible tendencia del mercado móvil por región y tipo de servicio..... 63
ix
Índice de Tablas Tabla 2.1 Clases de Direcciones IP ................................................................................................. 8
Tabla 2.2 Codecs utilizados en VoIP ............................................................................................ 11
Tabla 3.1 GPRS Multislot Classes ................................................................................................ 30
Tabla 3.2 Interfaces de la red GPRS.............................................................................................. 31
Tabla 3.3 Protocolos WiFi............................................................................................................. 33
Tabla 3.4 Interfaces de aire de la UTRAN.................................................................................... 39
Tabla 4.1 Evolución de abonados de Telefonía Móvil.................................................................. 45
Tabla 4.2 Definición del Principio de Neutralidad de Red (basado en la definición de la FCC).. 58
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Capítulo 1 Introducción
VoIP o voz sobre Internet, se ha convertido en uno de los servicios más importantes y atractivos de las telecomunicaciones en los últimos años y sus efectos se están haciendo notar en todos los sectores de la industria.
Este fenómeno está generando fuertes cambios en los modelos de los mercados del sector, debido a que puede ofrecer, en ciertos casos, llamadas a un precio inferior que las redes tradicionales, y puede llegar a ser una gran oportunidad o bien un gran problema para los operadores actuales, dependiendo de la posición que éstos adopten para enfrentarla. En Chile actualmente no existe una regulación para VoIP en redes móviles, y, en parte por esto, no está definido hacia que escenario evolucionará el modelo de la industria.
El mercado de telecomunicaciones a nivel nacional ha tenido un gran crecimiento en los últimos años, liderando las estadísticas, a nivel Latinoamericano, en penetración de la telefonía móvil y acceso a Internet. Cerca de 12 millones de abonados móviles existen hoy en día en el país, lo que significa una penetración mayor al 70%, más alta que en Estados Unidos, y con niveles muy similares a los de Europa. Lo anterior muestra la gran demanda de los chilenos por tener acceso a una conectividad cada vez mayor, convirtiéndose en una necesidad para la vida diaria. Es por esto que la evolución en la industria de las telecomunicaciones es un fenómeno de gran importancia no sólo para el sector empresarial sino que para la población en general.
Esta memoria pretende identificar el impacto que VoIP puede llegar a tener sobre los modelos de la industria de telecomunicaciones, enfocándose en los operadores móviles de nuestro país. Además, la realización de este trabajo cuenta con la colaboración y el apoyo de Movistar Chile, operador de telefonía móvil nacional, enmarcando el desarrollo de esta memoria en el trabajo conjunto de la GSM Association Latinoamérica, donde participan operadores móviles de la región con el fin de definir estrategias para abordar la llegada de la Telefonía IP a la industria.
En el capítulo 2 de este documento, se describen los antecedentes generales a tener en cuenta para el análisis de los capítulos posteriores, principalmente el funcionamiento de las redes IP, las redes de telefonía móvil GSM, y las principales características de la transmisión de voz a través del protocolo IP.
En el capítulo 3, se detallan las tecnologías existentes para transmitir datos a través de redes móviles y cuales son las vías para la implementación de VoIP en ellas, se analiza la evolución futura de las redes GSM a través de la implementación de 3G y la arquitectura IMS, y las posibilidades y requerimientos tecnológicos y técnicos para soportar el servicio de telefonía IP móvil a nivel masivo.
El cuarto capítulo muestra la evolución de la industria de telefonía móvil en el país, además, se considera el estado actual de la introducción de VoIP, y se analiza económicamente las aplicaciones comerciales que implicarían el surgimiento de servicios de telefonía IP móvil. Además en esta sección se analiza el estado actual de la regulación sobre el tema en Chile, y se estudia las principales implicancias regulatorias que conllevaría la implementación del modelo all-IP en redes móviles, y los principales temas que surgirían como discusión.
El capítulo 5 describe los posibles escenarios hacia los cuales podría evolucionar el modelo de la industria y el impacto de este fenómeno para los operadores de telefonía móvil a nivel nacional, y como se compara con los procesos de cambio a nivel internacional.
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Finalmente, se concluye con una serie de consideraciones que se recomienda debieran tomar en cuenta los participantes del proceso de evolución del modelo de mercado de ésta industria, y principalmente los operadores de telefonía móvil.
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Capítulo 2 Antecedentes Generales sobre protocolo IP y redes de Telefonía Móvil
2.1 Descripción general de redes de computadores y protocolo IP
La telefonía IP basa su funcionamiento en redes de computadores o dispositivos similares que funcionan bajo el protocolo IP (Internet Protocol), a continuación se presentan los aspectos generales de las redes que funcionan bajo este protocolo.
2.1.1 Modelo OSI
La Organización Internacional para la estandarización (ISO) en 1984 reconoció la necesidad de un modelo de red que ayudara a los fabricantes a crear implementaciones de interoperables y abiertas. De aquí nace el modelo de referencia OSI (Open Systems Interconnection) de la ISO, el cual sigue la idea de una arquitectura de red compuesta de 7 capas mostradas en la Figura 2.1, las cuales debían tener funciones bien definidas y a la vez seguir estándares internacionales.
Cada capa proporciona una interfaz con la otra capa por encima de ella; la interfaz consiste de un conjunto de operaciones para definir el servicio que la capa está preparada para ofrecer a sus usuarios.
Figura 2.1 Modelo OSI
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2.1.1.1 Capa Física
Encargada de la transmisión de cadenas de bits no estructuradas sobre el medio físico, se relaciona con las características mecánicas, eléctricas, funcionales y procedimientos para acceder al medio físico.
2.1.1.2 Capa de Enlace de datos
Se encarga de agrupar los bits de la capa física en frames o marcos y a la vez lograr que los hosts sean capaces de identificar un principio y un fin de frame. Además, tratará de enviar estos frames de forma de evitar errores y efectuará control sobre el envío con tal que un emisor no sature el buffer de recepción del equipo destino. La sofisticación en esta capa dependerá del medio de transmisión.
2.1.1.3 Capa de Red
Es la encargada de manejar la forma en que los distintos componentes de la red efectúan el enrutamiento de los paquetes y control de congestión en los nodos. La capa de red también es la encargada de comunicar entre sí redes que no necesariamente utilizan el mismo protocolo en niveles inferiores.
2.1.1.4 Capa de Transporte
Esta capa se puede pensar como el límite entre las capas concernientes a la aplicación (sesión, presentación y aplicación inclusive) y las capas que guardan relación con el transporte de los datos. Específica asuntos como la confiabilidad en el transporte sobre una red, es decir, provee mecanismos para establecer, mantener y terminar circuitos virtuales.
Es posible dar un enfoque de extremo a extremo en esta capa, en cuanto a protocolos se refiere, logrando una comunicación directa entre el emisor y usuario final, a diferencia de las capas inferiores en donde la comunicación se realiza entre máquinas o nodos de subred vecinos. Otro punto importante de mencionar es que en esta capa se realiza la multiplexación de mensajes provenientes de distintas aplicaciones por un mismo canal y viceversa.
2.1.1.5 Capa de Sesión
Esta capa establece, maneja, y termina sesiones entre aplicaciones. Una sesión consiste en un dialogo entre una o más entidades de presentación (servicio a la capa superior). Ejecuta un manejo de control de dialogo y sincronización para transferencia, por ejemplo, de archivos de larga duración.
2.1.1.6 Capa de Presentación
Esta capa se asegura que la información enviada por la capa de aplicación sea entendible, al mismo nivel de capas, en el otro extremo. Si es necesario se implementan traducciones a formatos comunes de representación. También verifica la estructura semántica y sintaxis de los datos a enviar.
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2.1.1.7 Capa de Aplicación
Es la capa más cercana al usuario. Contiene varios protocolos los cuales pueden emular terminales virtuales o ser utilizados para transferencia de archivos u otras labores. Esta capa establece la disponibilidad de comunicación con el destino y verifica si existen los suficientes recursos para que la transferencia pueda llevarse a cabo.
2.1.2 Modelo TCP/IP
La familia de protocolos TCP/IP permite la transmisión de datos entre redes de computadores y es la base de Internet y muchas otras redes. También se le llama familia de protocolos de Internet e incluye más de 100 protocolos entre ellos HTTP (HyperText Transfer Protocol) utilizado para acceder a páginas web y FTP (File Transfer Protocol) para la transferencia de archivos. Los protocolos más importantes que la componen son TCP (Transsmision Control Protocol) e IP (Internet Protocol).
En analogía con el modelo OSI, es posible dividir la arquitectura de esta familia de protocolos en capas mostradas en Figura 2.2, cada una con interfaces y servicios diferenciados.
Física
Enlace de Datos
Red
Transporte
Sesión
Presentación
Aplicación
Host de Red
Interred
Transporte
Aplicación
Modelo OSI Modelo TCP/IP
Física
Enlace de Datos
Red
Transporte
Sesión
Presentación
Aplicación
Host de Red
Interred
Transporte
Aplicación
Modelo OSI Modelo TCP/IP
Figura 2.2 Modelo TCP/IP en analogía a modelo OSI
Las principales diferencias se basan en que el modelo de Internet (TCP/IP) fue diseñado como la solución a un problema práctico de ingeniería. El modelo OSI, en cambio, fue propuesto como una aproximación teórica.
2.1.2.1 Capa Host de Red
También llamada de acceso de red se ocupa de todos los aspectos físicos y lógicos que requiere un paquete IP para realizar realmente un enlace físico. Este modelo no especifica protocolos para esta capa y variarán dependiendo de la arquitectura de la red física a utilizar.
2.1.2.2 Capa de Interred
Está orientada hacia un servicio sin conexiones, que permite dar mayor flexibilidad a cada uno de los nodos componentes permitiéndoles ingresar paquetes a la red sin importar el destino de estos. Esta capa funciona con un filosofía del mejor esfuerzo (best effort), no confiable, dejando a las capas superiores la implementación de protocolos más sofisticados para recuperar paquetes
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perdidos. Luego el trabajo más importante en esta capa es el de llevar estos paquetes por los distintos nodos hacia sus destinos, lo que comúnmente se conoce como ruteo. En la capa de red se trabaja con unidades de largos no fijos, los paquetes, y el protocolo oficial para esta capa es el IP.
2.1.2.3 Capa de Transporte
Esta capa es similar a la capa del mismo nombre en el modelo OSI, en el sentido que es la que efectúa una comunicación directa entre entidades pares en el emisor y receptor. Para ello se basa en dos protocolos, cada uno de ellos orientado a distinto tipo de servicios. El primero de ellos es TCP (Protocolo de Control de Transmisión) el cual implementa un servicio orientado a conexión y confiable para las capas superiores. A la vez el protocolo TCP se encarga del control de flujo, lo cual evita que un emisor sature la sub-red de comunicación mediante control de congestión. Por otro lado, UDP (Protocolo de Datagramas de Usuario), a diferencia del anterior, brinda un servicio no orientado a la conexión y no confiable. Es utilizado para aplicaciones que requieren una tasa constante de transmisión en vez de perdidas iguales a cero. Básicamente UDP aprovecha el protocolo de capa de red para llevar sus mensajes (IP), agregando multiplexación de procesos, la cual permite diferenciar entre aplicaciones que se encuentren en una misma máquina y que estén siendo enviadas a través del mismo canal. Esto se realiza con la utilización de puertos de protocolo. Es importante mencionar que TCP también utiliza estos puntos abstractos de acceso llamados puertos, independizando cada uno de los programas o procesos de aplicación que se ejecutan en la misma máquina.
2.1.2.4 Capa de Aplicación
En esta capa se encuentran todos los protocolos de alto nivel y que sirven para prestar determinados servicios al usuario. Entre ellos se pueden mencionar: FTP, HTTP, SMTP (correo electrónico), TELNET (Terminal virtual), etc.
2.1.3 Protocolo de Internet (IP)
IP es el protocolo que específica la capa de red para el modelo TCP/IP. Este protocolo está especificado para enviar un paquete de información desde un origen a un destino a través de un sistema de redes interconectadas. Utiliza el criterio de mejor esfuerzo, es decir, no garantiza la llegada del paquete a destino pues no posee mecanismos de control de flujo, ni mecanismos para implementar confiabilidad, ni secuenciamiento de paquetes. Si se necesita fiabilidad, ésta es proporcionada por los protocolos de la capa de transporte (TCP o UDP generalmente).
La estructura general de un paquete IP se muestra en la Figura 2.3 y se divide en encabezado y carga útil o Payload, que a su vez está compuesta por el encabezado TCP o UDP según corresponda y la información a transmitir.
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EncabezadoTCP
Datagrama UDPSegmento TCP
Paquete IP
EncabezadoIP
Cargaútil
Datos
Paquete IP
EncabezadoIP
Cargaútil
EncabezadoTCP
DatosEncabezado
TCPDatagrama UDPSegmento TCP
Paquete IP
EncabezadoIP
Cargaútil
Datos
Paquete IP
EncabezadoIP
Cargaútil
EncabezadoTCP
Datos
Figura 2.3 Estructura de un paquete IP
Este protocolo se encarga de implementar dos funciones básicas: direccionamiento y fragmentación. Las direcciones son utilizadas para identificar a cada uno de los host o puntos de conexión conectados a la red y son usadas por los enrutadores (routers) para decidir el tramo de red por el que reenviarán los paquetes. La fragmentación ocurre cuando un paquete de determinado largo debe pasar a través de una red que posee un MTU (Maximun Transmission Unit) menor al largo del paquete. En la Figura 2.4 se muestran los campos contenidos en el encabezado IP, loas cuales son utilizados para la transmisión del paquete por la red.
Opciones (+ relleno)
Dirección Destino
Dirección Fuente
ProtocoloTiempo de vida
PosiciónFlagsIdentificación
Largo totalTipo de servicioIHLVersión
0 4 8 16 31 bits
Opciones (+ relleno)
Dirección Destino
Dirección Fuente
ProtocoloTiempo de vida
PosiciónFlagsIdentificación
Largo totalTipo de servicioIHLVersión
0 4 8 16 31 bits
Figura 2.4 Encabezado IP
A continuación se describe cada campo:
Versión: Describe el formato de la cabecera Internet (versión 4 para este caso).
IHL: Longitud de cabecera de Internet (Internet Header Length) en palabras de 32 bits (para un paquete normal es 5).
Tipo de servicio: Identificación de los parámetros abstractos de la calidad de servicio. Permite definir prioridad, rendimiento y fiabilidad. No todos los enrutadores toman en cuenta este campo.
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Largo Total: Longitud total de paquete medido en número de bytes incluyendo cabecera y datos (largo máximo 65535).
Identificación: Número que identifica el paquete y que es utilizado como ayuda para el armado en el caso de fragmentación.
Flags: Indicadores d control de 3 bits, cada uno de ellos utilizado para: 1º bit debe ser cero; 2º bit si es cero el paquete puede fragmentarse y si es 1 no debe fragmentarse; 3º bit indicador de más fragmentos (en el caso que existiese fragmentación) si es cero indica que es el último fragmento, en caso contrario existen más fragmentos.
Posición: Campo utilizado junto con los flags para controlar la fragmentación. Indica que ocupa el fragmento dentro del paquete original.
Tiempo de vida: Campo que indica el tiempo máximo que se le está permitido al paquete permanecer en el sistema. Cada vez que pasa por un enrutador este lo decrementa y si llega a cero antes de arribar a su destino es descartado.
Protocolo: Indica el protocolo de capa de transporte que esta contenido en la parte de datos del paquete.
Suma de control: Es el complemento a uno de 16 bits de la suma de los complementos a uno de todas las palabras de 16 bits de la cabecera. Como la cabecera cambia al pasar por cada enrutador debe ser recalculada cada vez.
Dirección fuente: Dirección de origen (32 bits)
Dirección destino: Dirección de destino (32 bits)
Opciones: Opciones para compatibilidad futura y de seguridad. Pueden no ser incluidas en el paquete (que es lo general). El relleno se utiliza para asegurar que el paquete sea un múltiplo de 32 bits.
A cada host que utiliza el protocolo IP se le es asignada una dirección de 32 bits que lo identifica, la cual esta compuesta de dos partes: una parte que identifica la red y otra parte que identifica el host dentro de esa red.
La dirección es dividida en 4 grupos de 8 bits cada uno, los cuales son separados por puntos y representados en formato decimal. Para identificar que parte de la dirección pertenece a la red y que parte pertenece al host se dividen las direcciones en clases, cada una con un número determinado de posibles direcciones de red y de hosts asociados. Esta configuración se muestra en la Tabla 2.1.
Direcciones IPv4
Dirección mínima de red
Dirección máxima de red
Direcciones de red posibles
Direcciones de host posibles
Clase A /8 1.xxx.xxx.xxx 126.xxx.xxx.xxx 126 16.777.216 Clase B /16 128.0.xxx.xxx 191.255.xxx.xxx 16.384 65.536 Clase C /24 192.0.0.xxx 223.255.255.xxx 2.097.152 254
Tabla 2.1 Clases de Direcciones IP
Debido al agotamiento de direcciones de red y a la utilización de subredes en Internet se dio paso a la utilización de máscaras de subred.
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2.2 Descripción general relativa a la transmisión de voz vía IP (VoIP). A pesar de que los conceptos de VoIP y telefonía IP suelen usarse indistintamente, algunos autores señalan diferencias entre éstos. VoIP o Voz sobre IP corresponde a la paquetización de la voz y la transmisión de estos a través de Internet u otra red IP con el fin de establecer una comunicación en tiempo real. Telefonía IP corresponde a un concepto más amplio, reproduciendo todos los servicios que ofrece la PSTN (Red Telefónica Conmutada). En este caso se considerará ambos términos similares, sin embargo el presente estudio está abocado al concepto de VoIP o telefonía IP o telefonía en Internet como un servicio comercial con los correspondientes servicios al usuario tales como interconexión hacía otras redes, entre otros.
La diferencia principal entre los servicios telefónicos tradicionales y telefonía IP consiste en el tipo de conmutación utilizada. En telefonía tradicional se establecen canales con una condición de permanencia en el tiempo mientras dure la comunicación, en cambio en una misma comunicación de telefonía IP los paquetes pueden tomar distintos caminos a través de la red.
Las comunicaciones de VoIp se pueden clasificar en los siguientes tipos:
- Uso Corporativo: Uso de Telefonía IP para las comunicaciones al interior de una empresa o VPN.
- Uso interno Carrier: Utilizado para el transporte de voz entre centrales de comunicación.
- Consumidor Individual: servicio que no necesariamente tiene un costo asociado, distinto al que pudiera tener el acceso a Internet. Ejemplos de este tipo son aplicaciones de descarga gratuita como MSN Messenger, Skype o Google Talk.
- Servicio de llamadas PC a Teléfono Tradicional: Ofrece la posibilidad de comunicarse desde un PC conectado a Internet hacía un teléfono tradicional, ya sea fijo o móvil, previo pago o abono por parte del llamante hacia el proveedor de VoIP. El proveedor encamina la llamada hacia el destino asumiendo los costos de terminación de llamada si corresponde.
- Servicio de interrelación bidireccional con la red pública telefónica: funciona de la misma manera que el anterior, salvo que en este caso el operador VoIP ntrega números telefónicos a sus usuarios para que puedan recibir llamadas desde cualquier red, ya sea tradicional o IP.
En una comunicación telefónica de cualquier tipo se distinguen dos etapas que son fundamentales.
La etapa de establecimiento corresponde a la parte de la llamada que abarca la secuencia de eventos necesarios para establecer (Call Setup) y terminar (Call Take Down) la comunicación telefónica. Los protocolos más utilizados para realizar esta función son el estándar H.323 y el protocolo SIP (Session Initiation Protocol).
La etapa de conversación es la parte en que se transmite la voz y ocurre después del establecimiento de la llamada y antes del término de ésta. Para hacer posible esta comunicación es necesario codificar la voz y transmitirla en tiempo real a través de la red IP.
2.2.1 Protocolo de Transporte en Tiempo Real RTP
Durante la fase de conversación se intercambian los datos correspondientes a la voz codificada mediante codecs formándose un flujo de voz en cada sentido de la comunicación. El protocolo
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RTP (Real Time Protocol) es el utilizado para transmitir estos datos. RTP corresponde a la capa de Aplicación y utiliza el protocolo UDP para el transporte de los datos, el cual es rápido y no orientado a la conexión, adecuado para la comunicación en tiempo real. Tiene la capacidad de determinar si existen variaciones en el tiempo de llegada entre paquetes (jitter), además de brindar la posibilidad de que dos medios distintos puedan sincronizarse entregando coherencia entre las imágenes y sonido transmitido en una videoconferencia.
El encabezado de cada datagrama RTP contiene un timestamp o timbre de hora el cual permite que la aplicación en el extremo receptor reconstruya exactamente el orden cronológico o timing de la información original.
Este encabezado también contiene un número secuencial que permite al extremo receptor detectar y tomar medidas cuando los datagramas tienen errores.
Los campos principales del encabezado RTP son los siguientes:
Tipo payload: Indica el tipo de codec que se debe utilizar para decodificar el tupo de datos que transporta, ya sea audio o video.
Numero Secuencial: Ayuda al lado receptor en el reensamblado de la información y en la detección de datagramas perdidos, duplicados o deteriorados.
Timestamp: Se utiliza para reconstruir el timing del audio (o video) original. El emisor RTP pone un timestamp en cada datagrama RTP que envía y el extremo receptor registra los instantes de llegada de éstos. Compara las diferencias entre tiempos de llegada con las diferencias entre timestamp y de esta forma el extremo receptor calcula el jitter que introduce la red. Dependiendo de las condiciones de la red la variación en los tiempos de llegada puede ser importante provocando un deterioro en la calidad de la comunicación.
SourceID: Permite que el receptor distinga entre flujos simultáneos de datos que esté recibiendo.
El protocolo RTP funciona en conjunto con el RTCP (RTP Control Protocol) cuya principal función es proveer información sobre la calidad de un servicio provisto por RTP.
2.2.2 Codificación de la voz
La voz debe codificarse para poder ser transmitida por la red IP. Para ello se hace uso de un Codec (Codificador - Decodificador), consistente en software, hardware o una mezcla de ambos, que toma muestras de la voz analógica y la convierten en un flujo de bits. Con el fin de ahorrar ancho de banda a menudo los Codecs realizan también una compresión de los datos a enviar. La cantidad de ancho de banda suele ser directamente proporcional a la calidad de los datos transmitidos y decodificados por el receptor.
La forma de denominar a los codecs es mediante el nombre correspondiente al estándar ITU (Unión Internacional de Telecomunicaciones) que describe su operación.
Los Codecs utilizan técnicas respaldadas por modernas teorías matemáticas y estadísticas para codificar y comprimir. Las técnicas más utilizadas son la Ley u y la Ley A, que utilizan la codificación PCM (Pulse Code Modulation). Éste es el método utilizado por el estándar G.711.
Otro tipo de codificación bastante utilizado es ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation) el cual a diferencia de PCM no codifica directamente la amplitud de la voz, sino que codifica las diferencias de amplitud y la velocidad de cambio de ésta utilizando predicción lineal.
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En la actualidad se han desarrollado nuevas técnicas que comprimen la voz enviando sólo información referente a la vibración y modulación de la voz original, necesitando menos ancho de banda para la transmisión. Los principales son LPC (Linear Predictive Coding) o codificación con predicción lineal, MP-MLP (Multipulse, Multilevel Quantization) y CELP (Algebraic Code Exited Linear Prediction) o compresión de predicción algebraica lineal con excitación por código.
La técnica llamada PLC (packet loss concealment) enmascara el efecto de pérdida de datos durante la conversación telefónica sin agregar retardos u otros problemas secundarios pero encarece los Codecs por lo que se utiliza relativamente poco.
Nombre del Codec Codificación Velocidad de salida nominal
Retardo de Paquetización
G.711u PCM (ley u) 64 kbps 1 [ms]
G.711ª PCM (ley a) 64 kbps 1 [ms]
G.726 ADPCM 32 kbps 1 [ms]
G.729 CELP 8 kbps 25 [ms]
G.723.1 MP-MLQ / ACELP 6,3 / 5,3 kbps 67,5 [ms]
Tabla 2.2 Codecs utilizados en VoIP
2.2.3 Estándar H.323
Este estándar consiste en un conjunto de recomendaciones de la ITU, que definen los protocolos para proveer sesiones de transmisión de voz y video a través de redes de datos IP. Esta basado en los protocolos RTP y RTCP con protocolos adicionales para el establecimiento de llamadas y transmisión de datos audiovisuales.
Este estándar está originalmente basado en el protocolo Q.931 el cual es el encargado del control de conexiones ISDN (Integrated Services Digital Network) realizadas por medio de líneas telefónicas ordinarias para transmitir señales digitales en lugar de analógicas, permitiendo que los datos sean transmitidos más rápidamente que con un módem tradicional. Está característica entrega una fácil interoperabilidad con PSTN y redes de señalización 7.
H.323 define componentes y protocolos que se combinan para establecer la comunicación. Estos son:
Terminales VoIP: Corresponden a dispositivos para hacer o recibir llamadas según este estándar. En general corresponden a teléfonos IP o un PCs con software que simule el teléfono.
Gateway VoIP: Corresponde a extremo de la red que proporciona comunicaciones bidireccionales en tiempo real entre terminales H.323 y otros terminales o gateways en una red basada en conmutación de circuitos. Funciona como traductor entre los distintos formatos de transmisión con el fin de reflejar transparentemente las características de un extremo en la red IP a otro en una red conmutada y viceversa.
MCU (Multipoint Control Units): Corresponde al dispositivo que se utiliza para realizar conferencias entre varios terminales. Se compone de un controlador multipunto (MC), que transmite las capacidades de los terminales participantes y un procesador multipunto que distribuye los flujos de datos a dichos terminales.
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Gatekeeper: Dispositivo que realiza las funciones de administrador del sistema en su zona, proporciona la traducción de direcciones y el control de acceso a la red de los terminales H.323, gateways y MCUs. Realiza los siguientes servicios de control:
- Control de admisiones: Puede rechazar aquellas llamadas procedentes de un terminal por ausencia de autorización a terminales o gateways particulares de acceso restringido o en determinadas franjas horarias.
- Control y gestión de ancho de banda: Para controlar el número de terminales H.323 a los que se permite el acceso simultáneo a la red, así como el rechazo de llamadas tanto entrantes como salientes para las que no se disponga de suficiente ancho de banda.
- Gestión de la zona: Lleva a cabo el registro y la admisión de los terminales y gateways de su zona.
El estándar H.323 utiliza una serie de protocolos encargados de la admisión de llamadas, la preparación, el estado, el borrado, los flujos de datos y los mensajes. Estos pueden dividirse en tres grupos:
2.2.3.1 Señalización RAS (Registro Admisión y Estado)
El canal RAS se establece entre puntos finales de la red y el Gatekeeper a través de la red IP. Este canal es independiente de los canales de transporte de medios y de la señalización del control de la llamada. Los mensajes RAS se transportan a través del protocolo UDP para el registro (informar direcciones IP de terminales, Gateways y MCU al Gatekeeper), la admisión de la llamada y el control de ancho de banda, los cambios en el ancho de banda, el estado de las llamadas y los procedimientos de término de éstas.
2.2.3.2 Señalización de Control de llamada (protocolo H.225)
La recomendación H.225 especifica el uso y soporte de mensajes de señalización Q.931. Sobre TCP (en el puerto 1720) se inician los mensajes de control de llamada Q.931 entre dos terminales para la conexión, mantenimiento y desconexión de llamadas.
Los mensajes más comunes de Q.931 usados como mensajes de señalización H.323 son:
- Setup. Es enviado para iniciar una llamada H.323 para establecer una conexión con una entidad H.323. Entre la información que contiene el mensaje se encuentra la dirección IP, puerto y alias del llamante o la dirección IP y puerto del llamado.
- Call Proceeding. Enviado por el Gatekeeper a un terminal advirtiendo del intento de establecer una llamada una vez analizado el número llamado.
- Alerting. Indica el inicio de la fase de generación de tono.
- Connect. Indica el comienzo de la conexión.
- Release Complete. Enviado por el terminal para iniciar la desconexión.
- Facility. Usado como petición o reconocimiento de un servicio suplementario
2.2.3.3 Control y Transporte (protocolo H.245)
Este protocolo maneja los mensajes de extremo a extremo entre equipos H.323. Establece canales lógicos para la transmisión de flujos de audio y video y el canal de control. Las características que se intercambian más relevantes son:
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- MasterSlaveDetermination (MSD). Este mensaje es usado para prevenir conflictos entre dos terminales que quieren iniciar la comunicación. Decide quién actuará de Master y quién de Slave.
- TerminalCapabilitySet (TCS). Mensaje de intercambio de capacidades soportadas por los terminales que intervienen en una llamada.
- OpenLogicalChannel (OLC). Mensaje para abrir el canal lógico de información contiene información para permitir la recepción y codificación de los datos. Contiene la información del tipo de datos que será transportados.
- CloseLogicalChannel (CLC). Mensaje para cerrar el canal lógico de información
2.2.4 El Protocolo SIP (Session Initiation Protocol)
El Protocolo de Inicialización de Sesiones es un protocolo desarrollado por el IETF (Grupo de Trabajo en Ingeniería de Internet) con la intención de ser el estándar para la iniciación, modificación y finalización de sesiones interactivas de usuario donde intervienen elementos multimedia como el video, voz, mensajería instantánea, juegos online y realidad virtual. En Noviembre del año 2000, SIP fue aceptado como el protocolo de señalización de 3GPP.
El protocolo en si es bastante simple y similar al http. Es un protocolo liviano cuyo código que requiere poca memoria. Como protocolo SIP se define la forma en que las sesiones deben ser establecidas y terminadas. Utiliza otros protocolos de la IETF para definir aspectos de VoIP y sesiones multimedia como SDP (Session Description Protocol) para intercambio de capacidades, URL para direccionamiento, DNS para ubicación de servicios y TRIP para erutamiento de llamadas. Tiene la capacidad de operar con otros protocolos pudiendo así interactuar un usuario a través de H.323 con otro usuario de la PSTN.
SIP basa su funcionamiento en dos componentes, los agentes de usuario y los servidores de red. Los primeros contienen un Agente Usuario Cliente (UAC) que corresponde a la parte que envía las peticiones SIP y un Agente Usuario Supervisor (UAS) correspondiente a la parte que recibe las peticiones y envía las respuestas a ellas.
Por su parte los servidores pueden ser de tres tipos. Los Servidores Proxy son dispositivos intermedios que actúan en nombre de otros clientes, recibiendo encabezados SIP, redireccionándolos al siguiente servidor y entregando servicios de autentificación, seguridad, ruteo y control de acceso a la red. Los Servidores de Redirección entregan información acerca del siguiente salto que un mensaje debiera seguir. Por último los Servidores Registrar procesan peticiones desde los UAC para registrar sus ubicaciones actualizadas.
En el protocolo SIP tanto los usuarios llamados como los usuarios que llaman son identificados por direcciones SIP, que corresponden al URL de la forma usuario@host y pueden especificar además el número del puerto y el protocolo a usar (TCP o UDP). Cuando se realiza una llamada el usuario que desea iniciar una conversación debe localizar el servidor que corresponde y enviarle una petición SIP, la llamada puede ser restringida, gatillar una cadena de peticiones SIP a Proxys o acceder directamente a los usuarios.
Cada una de las peticiones realizadas se identifica a través de parámetros que la hacen ser única. Una invitación a una sesión exitosa consiste en dos peticiones, Invite y Ack si el receptor acepta la llamada y Bye si la rechaza. Si se utiliza un servidor Proxy la petición Invite se le envía a éste. El servidor determina la ruta del llamado y le reenvía la información. El flujo de respuesta puede
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o no pasar por el servidor. Si la respuesta es Ack se inicia una sesión entre los dos puntos y se inicia la transmisión sobre RTP/UDP entre los participantes de la llamada.
Si en cambio se utiliza un servidor de Redirección, éste recibe las peticiones y contacta el llamado, pero en vez de reenviarlas, retorna las direcciones al llamante.
Un llamante puede moverse entre diferentes sistemas externos y estas ubicaciones pueden ser dinámicamente registradas por los servidores SIP lo que le hace que este protocolo brinde movilidad.
2.2.5 Calidad de Servicio (QoS, Quality of Service).
La calidad de servicio es un tema de gran importancia en telefonía IP, pues en general las redes de datos se caracterizan por no proveer calidad de servicio en la transmisión. Esto se debe a que es aceptado que se pierdan algunos paquetes, ya que en caso que esto ocurra pueden ser reenviados sin afectar la comunicación.
Se definen tres niveles básicos de calidad de servicio extremo a extremo:
Servicio de mejor esfuerzo: conocido como ausente de QoS, define la conectividad sin garantías.
Servicio Diferenciado: conocido como soft QoS, algunos tráficos son tratados de mejor forma que otros (manejo más rápido, mayor ancho de banda promedio, menor tasa de perdidas) Es una preferencia estadística, no garantizada de forma estricta.
Servicio Garantizado: reservación de recursos de red para tráfico específico.
En el caso de una comunicación de voz, la pérdida de paquetes puede significar no escuchar una parte de la conversación o una comunicación poco fluida lo que es inaceptable si se compara con una comunicación de voz tradicional la cual es totalmente fluida.
Los principales problemas en cuanto a la calidad del servicio de una red de VoIP, son la Latencia, el Jitter y la pérdida de paquetes.
A la latencia también se la llama retardo. No es un problema específico de las redes no orientadas a conexión y por tanto de la VoIP. Es un problema general de las redes de telecomunicaciones. La latencia se define como el tiempo que tarda un paquete en llegar desde la fuente al destino. El tiempo que los paquetes esperan en colas puede aumentar la latencia de manera significativa. El oído humano es capaz de detectar latencias de unos 250 ms, si se supera ese umbral la comunicación se vuelve molesta.
El jitter se define técnicamente como la variación en el tiempo en la llegada de los paquetes, causada por congestión de red, perdida de sincronización o por las diferentes rutas seguidas por los paquetes para llegar al destino. El jitter entre el punto inicial y final de la comunicación debiera ser ser inferior a 100 ms para que la calidad de la conversación sea aceptable. Si el valor es menor a 100 ms el jitter puede ser compensado de manera apropiada.
La pérdida de paquetes se puede deber a que por congestión hayan sido descartados, por fallas en algún equipo o por que fue mal enrutado. Sin embargo la voz es bastante predecible y si se pierden paquetes aislados se puede recomponer la voz de una manera bastante óptima. El problema es mayor cuando se producen pérdidas de paquetes en ráfagas. La perdida de paquetes máxima admitida para que no se degrade la comunicación deber ser inferior al 1%. Pero es bastante dependiente del códec que se utiliza. Cuanto mayor sea la compresión del codec más
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grave es el efecto de la pérdida de paquetes. Para evitar la pérdida de paquetes una técnica muy eficaz en redes con congestión o de baja velocidad es no transmitir los silencios. Gran parte de las conversaciones están llenas de momentos de silencio. Si sólo se transmite cuando haya información audible se liberan bastante los enlaces y se evita fenómenos de congestión.
2.3 Descripción general de una red telefónica móvil En este punto se analiza en forma general los sistemas de comunicaciones móviles, principalmente las redes de telefonía celular, cuyo servicio ha sufrido un crecimiento explosivo en la última década, y ha sido fuente de un gran desarrollo en la industria tecnológica:
2.3.1 Arquitectura de una red de telefonía celular
Un sistema de comunicación celular acomoda un gran número de usuarios sobre una extensa área geográfica de cobertura, dentro de un limitado espectro de frecuencia. El área geográfica se encuentra dividida en células (o celdas) las cuales constan de una estación base que tiene asignada una cantidad de frecuencias, que utiliza para llevar a cabo la comunicación. Estas frecuencias (canales) pueden ser reusadas por otra estación base, si esta se ubica lo suficientemente espaciada. Cuando un cliente se mueve desde una celda con una frecuencia hacia otra con otra asignación de frecuencia, se utiliza una técnica de conmutación denominada handoff o handover que permite que el subscriptor mantenga su comunicación reasignando la frecuencia. Esta operación es llevada a cabo por el Centro de Conmutación móvil (MSC) el cual controla a todas las estaciones base y además provee conexión hacia a la red de telefonía pública conmutada (PSTN)
MSC
PSTN
MSC
PSTN
Figura 2.5 Arquitectura de una red de telefonía celular
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2.3.2 Reutilización de frecuencia
El área de cobertura para un sistema telefónico móvil se encuentra dividido en regiones de cobertura más pequeños denominados células. A cada una de estas células se le es asignada un grupo de canales que difiere totalmente de sus vecinos, con lo cual se mantiene el nivel de interferencia lo suficientemente bajo, dentro de los límites aceptados. Así es posible volver a asignar el mismo grupo de frecuencia a otra célula que se encuentra en otro sector geográfico. El proceso de diseño de selección y localización de grupos de canales para todas las estaciones base dentro de un sistema es llamado reuso de frecuencia.
La forma de asignar un canal de comunicación a una Estación Base puede ser fija o dinámica. Una estrategia fija predetermina un conjunto de frecuencias para cada celda. Cualquier intento de llamada sólo puede ser atendida si existe un canal disponible, y en caso contrario será bloqueada. Una variación de esta es la estrategia de pedir prestado, es decir, la celda puede pedir canales a sus vecinos, si esta posee todos sus canales ocupados. El MSC es el encargado de supervisar este préstamo.
En una asignación dinámica, cada vez que una estación base requiera un canal, esta consulta al MSC, el cual localiza un canal por medio de un algoritmo que toma en cuenta la probabilidad de bloqueo futuro dentro de la célula, la frecuencia de uso del canal candidato, la distancia de reuso y otras funciones de costo. Esta estrategia reduce la probabilidad de bloqueo, incrementando la capacidad de tráfico del sistema.
2.3.3 Handoff
Es el proceso de transferir un móvil desde un canal o estación base a otra. Este proceso debe ser imperceptible para el usuario y por lo general posee mayor prioridad que una secuencia de inicio de llamada, debido que para el usuario es más molesto el corte de la conversación, que el no establecimiento. Para ejecutar este proceso es necesario definir un nivel de señal óptimo de inicio. Para ello se define un nivel mínimo tal que la estación base recibe con una aceptable calidad la señal de voz. Se define un margen sobre este nivel de señal que es usado como umbral para proceder al handoff. Este margen no puede ser ni demasiado pequeño ni demasiado grande. Si es demasiado grande puede ocurrir handoff innecesario y si es demasiado pequeño, el tiempo necesario para completar el handoff puede ser excesivo antes que la llamada se pierda debido a la debilidad de la señal.
Existe el handoff duro (hard handoff) y el handoff suave (soft handoff). Se diferencian en que el primero al tener un nivel de señal lo suficientemente bajo intenta ubicar frecuencias disponibles en la estación base vecina, en cambio el segundo, utilizado en sistemas CDMA, no intenta cambiar el canal, ya que este es compartido por todas las celdas, y más bien se entiende como el cambio en el manejo de la señal hacia otra estación base.
2.3.4 Interferencia de co-canal y de canal adyacente
Existen muchas celdas dentro de un sistema que utilizan las mismas frecuencias, luego la interferencia entre señales provenientes de estas celdas es denominada interferencia de cocanal. El aumento en la potencia de la señal portadora incrementa la interferencia, entonces para reducirla es necesario separar las celdas a una distancia mínima, tal que provea la suficiente aislación debido a la propagación.
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Cuando se tiene un sistema con tamaño de celdas aproximadamente homogéneo, la interferencia es independiente de la potencia de la portadora, y dependerá del radio de la celda (R), y la distancia al centro más cercano de una celda co-canal (D). El parámetro Q, conocido como radio de reuso de co-canal se encuentra relacionado con el tamaño del cluster de la siguiente manera: (para una geometría de celda hexagonal): Q=D/R=√(3N)
La Interferencia de canal adyacente Surge debido a señales que son adyacentes en frecuencia, y se debe a la imperfección en los filtros, los cuales permiten fugas de frecuencias cercanas en el pasabanda.
Puede ser minimizada a través de elección de filtros y asignación inteligente de canales. Esto último se refiere a que no necesariamente en una celda se tienen que establecer frecuencias consecutivas, y puede hacerse de tal modo que la separación entre canales sea máxima.
2.3.5 Técnicas de acceso múltiple FDMA, TDMA, CDMA.
Las técnicas de acceso son las que permiten a múltiples usuarios compartir, en forma simultanea, una cantidad limitada de espectro.
Para establecer una comunicación telefónica es necesario que ésta se produzca en dos direcciones a la vez, es decir que la estación base sea capaz de recibir y enviar información en el mismo instante. Este efecto es conocido como duplexación, y puede llevarse a cabo utilizando técnicas en el dominio de la frecuencia o en el dominio del tiempo. En frecuencia, esta técnica es conocida duplexación en división de frecuencia
(FDD) y utiliza dos bandas distintas, una para recibir y otra para enviar, para cada usuario. La Duplexación en división de tiempo (TDD) usa espacios de tiempo para proveer canales de envió y retorno. Si la ranura de tiempo de división entre el canal de envió y el de retorno es pequeño, entonces la transmisión y recepción de datos parece ser simultanea.
Las técnicas de acceso múltiples más utilizadas y conocidas son: acceso múltiple por división en frecuencia (FDMA), acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) y acceso múltiple por división de código (CDMA). Estas técnicas pueden tener duplexación FDD o TDD.
2.3.5.1 FDMA (Frequency Division Multiple Access)
Esta técnica de acceso asigna canales individuales para cada usuario. Estos canales son asignados bajo demanda para usuarios que requieran un canal. Durante el período de llamada el canal no puede ser compartido.
Algunas de las características más importantes de esta técnica son:
- Los canales FDMA llevan sólo un circuito telefónico a la vez.
- Después que un canal de voz es asignado, el teléfono y la estación base transmiten y reciben continua y simultáneamente.
- El ancho de banda de los canales es relativamente estrecho (30 kHz).
- La complejidad de un sistema móvil FDMA es más baja relativa a un sistema TDMA.
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- Se necesitan pocos bits para encabezado, debido al esquema de transmisión continua.
- Las celdas FDMA son más costosas que para un sistema TDMA, debido a los canales únicos por portadora y la necesidad de usar costosos filtros pasabanda en las estaciones base.
- FDMA requiere ajustados filtros de RF para minimizar interferencia de canales adyacentes.
2.3.5.2 TDMA (Time Division Multiple Access)
El sistema TDMA divide el espectro de radio en ranuras (slots) de tiempo, y cada una de las ranuras soporta solo un usuario que envía o recibe. TDMA transmite datos con un método de almacenamiento y ráfaga (buffer and burst), haciendo que la transmisión para un usuario no sea continua. Esto implica que deben utilizarse señales y técnicas de modulación digitales, a diferencia de FDMA. Las ranuras de tiempo de varios usuarios son puestas en frames cíclicos.
En un sistema TDMA/TDD la mitad de las ranuras de tiempo podrán ser usadas para el canal de envío y la otra mitad para el canal de retorno. En un sistema TDMA/FDD se utilizaría el esquema de frame para dos frecuencias (envío y retorno).
Algunas de las características de TDMA se describen a continuación.
- Muchos usuarios comparten un mismo canal, en diferentes ranuras de tiempo, siendo el tamaño de esta dependiente de la técnica de modulación utilizada, el ancho de banda disponible, etc.
- La transmisión no es continua, ocurre en ráfagas.
- Debido a lo anterior el handofff es mucho más simple, ya que le permite escuchar otras estaciones bases en los intervalos desocupados.
- Se necesita encabezado de sincronización debido a la transmisión en ráfagas. También se requieren bits de protección entre ranuras para separar a los usuarios, lo que lleva a un mayor encabezado comparado con FDMA.
2.3.5.3 CDMA (Code Division Multiple Access)
En este sistema, el mensaje es multiplicado por una señal de gran ancho de banda denominada señal “dispersa” (spreading), la cual es una secuencia de seudo ruido que tiene una tasa de símbolo (chip) que es órdenes de magnitud más grande que la tasa de datos del mensaje. Todos los usuarios utilizan la misma frecuencia y pueden transmitir en forma simultánea. Cada usuario posee su código de seudo ruido aleatorio el cual es aproximadamente ortogonal a los otros códigos. Así todos los otros códigos aparecen como ruido debido a la descorrelación. Para la detección el receptor necesita conocer el código usado por el transmisor.
Una secuencia de seudo ruido o PN (Pseudo Noise) o seudo aleatoria es una secuencia binaria con una autocorrelación que se asemeja a la autocorrelación de ruido blanco limitado en banda. Es una secuencia determinística, pero posee características similares a la de una secuencia aleatoria binaria como tener un número casi igual de unos y ceros, muy baja correlación entre distintas secuencias. Un pulso simple o símbolo de la secuencia PN es llamado un chip.
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En el receptor, la señal recibida pasa a través de un filtro y luego es multiplicada por una réplica local del seudo código
Algunas características del sistema CDMA se describen a continuación:
- Muchos usuarios comparten la misma frecuencia.
- El incremento en el número de usuarios, aumenta el piso de ruido de una manera lineal, luego no hay un número limitado de usuarios, más bien el rendimiento del sistema cae con el número de usuarios.
- El desvanecimiento por camino múltiple es reducido debido a que la señal está esparcida sobre un gran espectro.
- La tasa de datos en el canal es muy alta, con lo cual la duración del chip es muy corta y usualmente mucho menor que el retraso de dispersión del canal.
2.4 Descripción general de una red telefónica móvil GSM. A principios de los 80 los sistemas de telefonía celular análogos experimentaron un rápido crecimiento principalmente en Escandinavia, el Reino Unido, Francia y Alemania. Cada país desarrolló su propia tecnología, siendo incompatibles entre sí, algo muy desfavorable debido a la unificación creciente de la Comunidad Europea, además de la limitación del mercado para los proveedores, impidiendo acceder a los ahorros producto de las economías de escala.
En 1982 la CEPT (Conference of European Posts and Telegraphs) forma un grupo llamado Groupe Spécial Mobile (GSM) con el propósito de estudiar y desarrollar un sistema de comunicación móvil para toda Europa. El sistema debía cumplir con los siguientes criterios:
- Buena calidad de voz.
- Bajos costos de servicio y terminales.
- Roaming Internacional
- Terminales portátiles (handheld)
- Eficiencia espectral
- Capacidad de soportar nuevos servicios
En 1989 la responsabilidad de GSM fue transferida a la ETSI (European Telecommunication Standards Institute) y en 1990 se publicaron las primeras especificaciones GSM. La operación comercial comenzó a mediados de 1991 y en 1993 ya había 36 redes GSM en 22 países. Debido a que GSM cruzó la fronteras Europeas y pasó a ser el sistema de comunicación móvil más utilizado en el mundo se cambio el significado de su sigla por Global System for Mobile communications.
GSM es la tecnología más utilizada en Chile y en el mundo en telefonía celular. Movistar usa este sistema y es por esto que esta memoria estará enfocada principalmente en el caso particular de esta tecnología.
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2.4.1 Arquitectura de una red GSM.
Una red de telefonía móvil que funciona bajo el estándar GSM está compuesta por tres elementos principales.
- El Terminal móvil o Mobile Station (MS) es transportado por el usuario y mediante este dispositivo se conecta a la red y recibe sus servicios.
- El Subsistema de Estaciones Base (BSS) controla el enlace de radio con los terminales móviles y permite su movilidad a través del área de cobertura, está compuesto por las estaciones base (BTS) y el controlador de estaciones base (BSC).
- El Subsistema de Red de Conmutación (NSS) constituido principalmente por el Centro de Conmutación de Servicios Móviles (MSC) que realiza la conmutación de llamadas entre usuarios móviles o entre usuarios fijos y móviles.
BTS BSC
Sistema de Radio
BTS BSCMSCMSC
VLR
PSTNPSTN
HLRHLRHLR
Sistema de Radio
HLRHLRAuC
HLRHLREIR
BTS BSC
Sistema de Radio
BTS BSCMSCMSC
VLR
MSCMSC
VLR
PSTNPSTNPSTNPSTN
HLRHLRHLRHLRHLRHLRHLR
Sistema de Radio
HLRHLRAuCHLRHLRHLRAuC
HLRHLREIRHLRHLRHLREIR
Figura 2.6 Arquitectura de una red GSM
En la Figura 2.6 se observa un diagrama de la red GSM. A continuación se describe con mayor detalle el funcionamiento de cada uno de estos bloques funcionales y sus componentes.
2.4.1.1 Terminal Móvil
El Terminal móvil consiste en el equipo móvil y una Smart card o chip llamado Modulo de identidad del abonado (SIM) que se introduce en el equipo móvil.
El equipo móvil es capaz de transmitir y recibir voz y datos hacia y desde las estaciones base a través de su antena, además monitorean la calidad de la señal de las células adyacentes para realizar el handoff cuando corresponda. Cada uno se identifica mediante un número único llamado IMEI.
La tarjeta SIM tiene asociado un número único llamado IMSI que identifica al usuario en sistema y una clave secreta para recibir los servicios a través de la red con seguridad. Además se puede proteger con un password o PIN para evitar que sea usada por otras personas. El IMEI y el IMSI son independientes por lo un usuario puede utilizar su tarjeta SIM en distintos equipos.
2.4.1.2 Subsistema de Estaciones Base (BSS)
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Está compuesto por dos elementos, las Estaciones Base (BTS) y el Controlador de Estaciones Base (BSC).
Cada Estación Base genera una zona de cobertura denominada celda, y es el elemento físico que se conecta con los terminales móviles de su área vía radio, mediante la interfaz denominada Um. La BTS gestiona los canales de radio, mide la calidad de las señales recibidas de los móviles, encripta la información de señalización y tráfico, supervisa los canales libres y obtiene información que envía hacia la BSC.
El Controlador de Estaciones Base administra un grupo de BTS, conectándose con éstas y enviando la información hacia el centro de conmutación MSC. Asigna canales de radio a todos los terminales móviles en su área determinando la frecuencia y ranura de tiempo a cada uno. Administra el tráfico por cada celda optimizando la utilización de canales y realiza el Handoff cuando es necesario. Además determina el nivel de potencia en las BTS y los móviles.
2.4.1.3 Subsistema de Red de Conmutación (NSS)
Está compuesto por varios elementos y en conjunto permiten a las BSS comunicarse entre sí o conectarse con redes externas como la PSTN. Además en el NSS se administra la información y las funciones necesarias para la autentificación, localización de terminales, enrutamiento de llamadas y facturación entre otras. Los elementos que componen el subsistema de red se describen a continuación:
Centro de Conmutación (MSC): Es el elemento principal del NSS e interconecta todos los demás componentes de éste. Controla a un conjunto de BSS abarcando una gran extensión geográfica. Provee la conexión hacia otras redes, enruta el tráfico de llamadas entrantes y salientes y asigna los canales utilizados para comunicarse con cada BSC.
Registro general de Abonados (HLR): es una base de datos que contiene toda la información administrativa de cada abonado, los servicios a los cuales está suscrito y además actualiza la ubicación del móvil dentro de la red
Registro de abonados visitantes (VLR): contiene información del HLR para los usuarios que se encuentran dentro de su área de cobertura. Cada MSC posee un VLR asociado reduciendo de esta forma el número de consultas al HLR.
Centro de Autentificación (AuC): es una base de datos protegida que guarda una copia de la clave secreta de cada tarjeta SIM. Esta clave es usada para la autentificación y encriptación para proteger la seguridad de la información transmitida sobre la interfaz de radio.
Registro de Identidad de Equipos (EIR): Base de datos que contiene una lista de todos los terminales móviles validos para la red. Cada terminal se identifica por su IMEI (International Mobile Equipment Identity).
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Centro de operación y mantenimiento (OMC): utilizado por el operador para monitorear y mantener la red. Recoge información del tráfico correspondiente a cada usuario para poder realizar la facturación.
Gateway de mensajes cortos (SMS-G): coordina el servicio de mensajes cortos de texto entrantes y salientes.
2.4.2 Interfaces Radioeléctricas utilizadas en una red GSM
Para la comunicación entre los distintos elementos de una red GSM se utilizan distintas interfaces radioeléctricas que se describen a continuación.
2.4.2.1 Interfaz Um
Es la interfaz utilizada para la comunicación entre las estaciones bases y los terminales móviles. La interfaz Um utiliza distintas bandas del espectro radioelectrico de acuerdo al país. Existen bandas de 850, 900, 1800 y 1900 Mhz.
En Chile se utilizan las bandas de 850 y 1900 MHz para las distintintas tecnologías de telefonía móvil, la distribución actual de las bandas se observa en la Figura 2.7.
Figura 2.7 Distribución actual de las bandas en Chile
Movistar, aun mantiene tecnología TDMA en 850 MHz y CDMA en 1900, pero ya tiene GSM en todas sus bandas de manera simultánea. Claro, por su parte, tiene CDMA 1900 y GSM 1900 y ha comenzado a armar su red GSM en 850 MHz.
Las bandas mencionadas anteriormente, en GSM, utilizan una duplexación del tipo FDD (Frequency Division Duplex) y son separadas en canales mediante una combinación de TDMA y FDMA.
FDMA: se divide el ancho de banda (25 [Mhz] en el caso de GSM 900) tanto del downlink como del uplink en 124 portadoras de 200 [khz] de ancho de banda y a cada estacion base se le asigna un cierto número de portadoras.
824825 835 845 846,5 849 869 870 880 890 891,5 894
Banda 1900 MHz
Banda 850 MHz
ENTEL PCS CLARO
1850 1865 1870 1885 1895 1910 1930 1945 1950 1965 1975 1990
824
MOVISTAR Entel Tel.
Móvil
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TDMA: cada portadora es dividida en el tiempo, donde la unidad fundamental es un time slot de 15/26 [ms] (o aprox. 0.577 [ms]). Ocho time slots forman un frame TDMA (120/26 o aprox 4.615 [ms] ) que es la unidad básica para formar un canal lógico. Un canal físico corresponde a un time slot por cada frame TDMA. Un time slot contiene 156,25 bits por los que se tiene una tasa bruta de 270.833 kbps
Figura 2.8 Estructura de un Multiframe TDMA
Los canales son definidos por el número y posición de su correspondiente time slot. Éstos pueden ser divididos en canales dedicados, los cuales están asociados a un términal móvil, y canales comunes, los que son utilizados por los terminales móviles en el modo inactivo.
Se utilizan dos tipos de canales lógicos, de tráfico y de control.
Canales de tráfico (TCH):
Se utilizan para transmitir datos y voz y se definen usando un multiframe que consta de 26 frames TDMA. Este multiframe tiene una longitud de 120 [ms], de donde la definición de la duración de un time slot. De los 26 frames, 24 son usados para tráfico, 1 es usado para el llamado SACCH (Slow Associated Control Channel), y 1 se deja sin utilizar. Los canales de tráfico de uplink y downlink están separados en tiempo por un periodo correspondiente a tres time slots.
Canales de Control:
Los canales comunes usan un multiframe que contiene 51 frames, de esta forma los terminales móviles dedicados que están usando un multiframe de 26 frames aún pueden monitorear los canales de control. Los canales comunes incluyen:
Broadcast Control Chanel (BCCH) que continuamente transmite en el downlink información que inclutye la identidad de la BTS y asignaciones de frecuencia.
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Canal de corrección de frecuencia (FCCH) y canal de sincronización (SCH) usados para sincronizar el terminal móvil a la estructura de time slots de una celda, definiendo los límites y numeración de éstos.
Canal de Acceso Aleatorio (RACH) usado por el móvil para pedir acceso a la red.
Canal de Paging (PCH) usado para notificar a un móvil sobre una llamada entrante.
2.4.2.2 Interfaz A-bis
Esta interfaz es la utilizada para la comunicación entre el controlador de estaciones base (BSC) y las estaciones base (BTS). Transmite tráfico e información de control y mantención debido a que el BSC gestiona los canales utilizados entre la BTS y los terminales móviles.
2.4.2.3 Interfaz A
Utilizada para transmitir información entre el MSC y BSC. Esta estandarizada la utilización del protocolo de señalización SS7 llamado SCCP (Signaling Correction Control Part) con el fin de que en una red GSM puedan funcionar equipos de distintos proveedores.
2.4.3 Handoff
Existen cuatro tipos de handoff en el sistema GSM, los cuales implican transferir una llamada entre:
- Canales (time slots) en la misma celda.
- Celdas (estaciones base) bajo el control del mismo BSC (Controlador de estaciones base)
- Celdas bajo el control de distintos BSC, pero que pertenecen al mismo centro de conmutación (MSC)
- Celdas bajo el control de diferentes MSCs.
Los dos primeros tipos de handoff, llamados internos, involucran solo un Controlador de estaciones base. Para ahorrar ancho de banda de señalización, estos handoff son gestionados por el BSC sin participación del MSC, excepto para notificarle a éste la finalización del proceso. Los últimos dos tipos de handoff, llamados externos, son manejados por el MSC. Cabe destacar que un importante aspecto de las redes GSM es el hecho que el MSC original, llamado MSC ancla, sigue siendo responsable de la mayoría de las funciones relacionadas con las llamadas, con la excepción de los subsecuentes handoffs entre BSCs pertenecientes al nuevo MSC, llamado MSC repetidor.
Los Handoffs pueden ser iniciados por el móvil o por el MSC (como una medida de balance de tráfico). Durante los time slots inactivos, el terminal móvil revisa el BCCH (Broadcast control channel) de hasta 16 celdas vecinas, y forma una lista de las 6 mejores candidatas para posibles handoff, basada en la fuerza de la señal recibida. Esta información es transmitida hacia la BSC y MSC, al menos una vez por segundo, y es usada por el algoritmo de handoff.
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El algoritmo para especificar cuando se debe tomar la decisión de realizar un handoff no está especificado en las recomendaciones GSM. Hay dos algoritmos básicos usados, ambos asociados al control de la potencia de la señal.
El algoritmo de Mínimo rendimiento aceptable da prioridad a controlar la potencia de la señal sobre realizar un handoff, por lo tanto cuando la señal se degrada hasta llegar a cierto umbral, se aumenta el nivel de potencia en el terminal móvil. Si un aumento adicional en la potencia no mejora la señal, se considera realizar el handoff. Este es el método más simple y más utilizado, pero crea fronteras imprecisas entre las celdas cuando un móvil que transmite a máxima potencia se mueve más allá de la frontera de su celda original hacia otra.
El método de optimización de potencia usa el handoff para tratar de mantener o mejorar un cierto nivel de calidad de señal a un mismo o menor nivel de potencia. De esta forma prioriza el handoff sobre el control de potencia. Este algoritmo reduce el problema de las fronteras difusas entre celdas y disminuye la interferencia de co-canal, pero es más complicado.
2.4.4 Codificación de la voz
Para la codificación se utiliza un sistema llamado Regular Pulse Excited -- Linear Predictive Coder (RPE--LPC) con compensación en diferencias. Básicamente la información de muestras anteriores, que no cambia demasiado rápido, es usada para predecir la muestra actual. La voz es dividida en muestras de 20 ms , cada una codificada en 260 bits, resultando una tasa de 13 kbps.
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Capítulo 3 Estudio Técnico
3.1 Transmisión de datos sobre redes móviles de telefonía. En esta sección se describen las tecnologías de conmutación de paquetes utilizadas en redes móviles que utilizan espectro licenciado, que aparecieron como servicios agregados a las redes de comunicación de voz móviles GSM.
3.1.1 SMS (Short Message Service)
El servicio de mensajes cortos de texto fue el primer servicio de datos que operó sobre las redes de telefonía móvil. Fue desarrollado por el grupo GSM como una forma de avisar a un usuario sobre ciertos eventos como por ejemplo la existencia de un mensaje en correo de voz, y nunca pensaron que los usuarios comenzarían a enviar mensajes entre sí. El primer SMS fue enviado en 1992 en el Reino Unido. En 1995 se enviaban un promedio de 0,4 mensajes al mes por usuario, pero una vez superados ciertos problemas con el sistema de facturación, la demanda comenzó a crecer y en el año 2000 el servicio estaba totalmente establecido. En E.E.U.U. comienza sobre redes digitales en 1998 (PCS y CDMA principalmente).
Los mensajes de texto son enviados desde el terminal móvil al SMSC (Short Message Service Centre) el cual funciona según un mecanismo que envía el mensaje al siguiente nodo y a la vez lo guarda, en caso que el envío falle se vuelva a intentar. En el SMSC se puede configurar el plazo máximo para intentar reenviar el mensaje, en caso de no localizar en área de cobertura al receptor dentro de este plazo el mensaje es desestimado.
El servicio SMS otorga a la red GSM la posibilidad de brindar una amplia gama de servicios, tales como integración con servicio de e-mail, envío de contenidos Premium tales como noticias o información financiera, datos binarios que el terminal puede interpretar como logos o ringtones. Estos mensajes tienen un valor mayor al de un SMS normal y generalmente el MNO se asocia con un proveedor de contenido externo.
3.1.2 Wap (Wireless Application Protocol)
Es un estándar abierto internacional diseñado para aplicaciones con acceso a comunicaciones inalámbricas. Se utiliza principalmente para acceder a Internet desde un teléfono móvil. Esta tecnología fue introducida en 1998 por el WAP Forum fundado por Phone.com (después Openwave System) en conjunto con Ericsson (después SonyEricsson), Motorota y Nokia. Esta tecnología fue diseñada para funcionar con la mayoría de redes móviles como GSM (GPRS), TDMA y CDMA.
El conjunto de protocolos WAP 1.0, mostrado en la Figura 3.1, está diseñado en capas, al igual que el modelo TCP/IP, sin embargo no son compatibles por lo que la conexión entre WAP e Internet necesita un Gateway.
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Tipo de transporte de datos
Wireless DatagramProtocol (WDP)
Wireless Transport Layer Security (WTLS)
Wireless TransactionProtocol (WTP)
Wireless SessionProtocol (WSP)
Wireless ApplicationEnvironment (WAE)
Capas WAP
Tipo de transporte de datos
Wireless DatagramProtocol (WDP)
Wireless Transport Layer Security (WTLS)
Wireless TransactionProtocol (WTP)
Wireless SessionProtocol (WSP)
Wireless ApplicationEnvironment (WAE)
Capas WAP
Figura 3.1 Pila de Protocolos WAP 1.0
Tal como se explicó antes, está tecnología está orientada a distintos tipos de redes inalámbricas, por lo que la capa inferior puede ser una red GSM, CDMA u otra.
Wireless Datagram Protocol (WDP): es similar al protocolo UDP y trabaja en conjunto con la capa de inferior, manteniendo toda la información necesaria para adaptarse a cambios en la red de transporte.
Wireless Transport Layer Security (WTLS): provee un mecanismo de seguridad basado en una llave pública criptográfica de uso opcional.
Wireless Transaction Protocol (WTP): controla los mensajes transmitidos y recibidos, provee una comunicación confiable donde cada mensaje es identificado por lo que no hay errores de repetición, y se puede reenviar en caso de pérdida de paquetes.
Wireless Session Protocol (WSP): determina si una sesión entre un dispositivo y la red es o no orientada a la conexión. Si la sesión es orientada a la conexión los datos son enviados a través a la capa WTP, si no es orientada a la conexión como ocurre con servicios de streaming, WSP redirige los datos a la capa WDP.
Wireless Application Environment (WAE): especie de browser que utiliza un lenguaje de presentación de contenidos llamado WML (Wireless Markup Language), similar a HTML pero para pantallas pequeñas, además de WMLScript similar a Javascript.
En 2002 el WAP Forum presentó WAP 2.0, el cual usa una versión reducida de XHTML, y soporta protocolos como IP, TCP y http por lo que ya no es necesario utilizar un gateway para tener acceso a Internet. Actualmente la mayoría de los móviles pueden conectarse a contenidos WAP 2.0.
Otra variante de esta tecnología es WAP Push, que permite acceder mediante uno o varios SMS a la descarga de contenido alojado en un servidor WAP, tal como aplicaciones JAVA, imágenes, melodías polifónicas, videos, etc
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El WAP Forum actualmente forma el OMA (Open Mobile Alliance) junto con otros foros de la industria, y abarcan la mayor parte de los desarrollos de servicios móviles futuros.
3.1.3 MMS (Multimedia Messaging Service)
El MMS o mensajes multimedia es la evolución del SMS, pues permite enviar mensajes de datos entre usuarios sin la limitación de enviar sólo texto, sino que un MMS puede contener Audio, Imágenes y Video. Además se puede enviar un mensaje directamente a una dirección e-mail por lo que el receptor puede r
El MMSC (Multimedia Messaging Service Center) es el encargado de recibir y enviar los mensajes desde y hacia los terminales móviles. Existen dos modos de envío:
- Entrega Inmediata: cuando el cliente MMS en el móvil recibe la notificación MMS, comienza a descargarlo inmediatamente del MMSC, sin intervención o conocimiento del usuario. Luego de este proceso el usuario es notificado de la existencia de un nuevo mensaje MMS.
- Entrega Diferida: el cliente MMS alerta al usuario de la disponibilidad de un mensaje MMS, y el usuario decide si desea descargarlo y en qué momento.
Los mensajes poseen un formato y tamaño estandarizado de imagen, audio y video, para que puedan ser reproducidos en terminales de distintas capacidades.
Originalmente el MMS fue desarrollado para su utilización en redes GSM y sus versiones posteriores, pero finalmente se estandarizó para su despliegue en redes GSM/GPRS y CDMA.
3.1.4 GPRS (General Packet Radio System)
GSM en sus inicios tenía una capacidad para transmitir datos muy limitada (9.6 kbps) debido a que concebida principalmente para la transmisión de voz. Esta velocidad permitía servicios básicos como el envío de mensajes cortos SMS, sin la capacidad de proveer un acceso adecuado a Internet. GSM esta basado en la conmutación de circuitos por lo que para el envío de información se necesitaba una conexión abierta durante todo el tiempo de envío. Debido a la creciente demanda por servicios de datos en telefonía móvil nació la tecnología GPRS basada en la transmisión de paquetes, y que corresponde a un bloque anexado al sistema GSM existente, compartiendo gran parte de la infraestructura.
GPRS ofrece una solución de conectividad IP sobre la red móvil, que posibilita nuevas aplicaciones tales como navegación web, multimedia, aplicaciones empresariales, entre otras. Además ofrece una serie de mejoras a la red GSM tales como:
- Servicio de transmisión de datos de alta velocidad que permanece siempre activo, reduciendo el tiempo empleado en configuración y liberación de conexiones.
- Capacidad de compartir los canales de tráfico por múltiples usuarios, utilizando la capacidad de la red de una manera más eficiente y dando la posibilidad de aumentar la velocidad de transferencia si algún usuario lo requiere y hay canales disponible.
- Mejores mecanismos de facturación de los servicios de datos, debido a que no es necesario mantener una conexión permanente. El cobro se realiza en base a la cantidad de información transferida y no sobre el tiempo de conexión. Esto último disminuye el precio para los usuarios debido a que en la mayoría de las aplicaciones los datos se transmites en ráfagas.
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- Una de las características más importantes de GPRS es necesitar pequeños cambios en la infraestructura de la red GSM existente, sin necesitar una reorganización del espectro.
3.1.4.1 Arquitectura de una red GSM/GPRS
GPRS provee servicios con conmutación de paquetes sobre la radio GSM, por lo que se requiere una nueva entidad de red funcional, la unidad de control de paquetes PCU (Packet Control Unit) en el BSS para manejar la segmentación de paquetes, el acceso al canal de radio y el control de potencia. El principal elemento nuevo introducido por GPRS es un subsistema en el NSS que procesa todo el tráfico de datos.
BTS BSC
MSC
SGSN GGSN Internet/
Intranet
PSTN
GPRS
Backbone
IP
GPRS Core
Gb
Gn
Gi
HLR
Gr
Sistema de Radio
BTS BSC
MSC
VLR
SGSN GGSN Internet/
Intranet
PSTN
GPRS
Backbone
IP
GPRS Core
Gb
Gn
Gi
HLRHLR
Sistema de Radio
BTS BSC
MSC
SGSN GGSN Internet/
Intranet
PSTN
GPRS
Backbone
IP
GPRS Core
Gb
Gn
Gi
HLRHLR
Gr
Sistema de Radio
BTS BSC
MSC
VLR
SGSN GGSN Internet/
Intranet
PSTN
GPRS
Backbone
IP
GPRS Core
Gb
Gn
Gi
HLRHLR
Sistema de Radio
Figura 3.2 Arquitectura de una red GSM/GPRS
A continuación se describen los principales cambios introducidos por GPRS en la arquitectura de red.
3.1.4.2 Terminal Móvil
Se requiere terminales capaces de manejar los paquetes de datos y la nueva interfaz de canales de radio. Estos terminales son clasificados en tres clases:
Clase A: Pueden realizar transmisiones de voz y datos en forma simultánea.
Clase B: Pueden utilizar servicios GPRS y GSM (voz, SMS) pero no simultáneamente. Durante una llamada de voz, el servicio GPRS es suspendido, y continua automáticamente después de terminada la llamada.
Clase C: Dispositivos que pueden enviar sólo voz o sólo datos.
Un dispositivo clase A puede necesitar transmitir en dos frecuencias distinatas a la vez, para lo que se necesitan dos aparatos de radio. Para evitar este costoso requerimiento, un terminal móvil puede trabajar en el llamado dual transfer mode DTM. Un móvil con capacidad DTM puede usar simultáneamente servicios de voz y datos, coordinándose con la red para hacerlo sin la necesidad de transmitir en frecuencias distintas. Estos equipos son llamados pseudo clase A. En base al número de time slots asignados que puede soportar un equipo se clasifican en GPRS Multislot Classes.
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Multislot Class Downlink Slots Uplink Slots Active Slots 1 1 1 2 2 2 1 3 3 2 2 3 4 3 1 4 5 2 2 4 6 3 2 4 7 3 3 4 8 4 1 5 9 3 2 5 10 4 2 5 11 4 3 5 12 4 4 5
Tabla 3.1 GPRS Multislot Classes
3.1.4.3 Subsistema de estaciones Base
GPRS agrega dos nuevas unidades con funciones específicas:
Unidad de Control de Protocolo PCU (Protocol Control Unit): la cual es responsable de la administración del acceso a los canales, las retransmisiones y la asignación de los canales de radio.
Unidad de Control de Canal CCU (Channel Control Unit): se encarga de la corrección de errores FEC, la codificación del canal y las medidas de radio.
3.1.4.4 Subsistema de Red de conmutación
En relación con la arquitectura de la red GSM, el principal cambio que GPRS presenta es la inclusión de dos nuevos nodos.
Nodo de soporte GPRS de servicio SGSN (Serving GPRS Support Node): Recibe los paquetes de datos desde el BSC. Este nodo es el encargado de mantener un seguimiento de la ubicación de los terminales móviles y realiza funciones de autentificación, seguridad y control de acceso. Realiza el enrutamiento de los paquetes de datos realizando funciones similares a las del MSC para la comunicación de voz.
Nodo de Soporte del Gateway GGSN (Gateway GPRS Support Node): es el Gateway hacia redes externas de datos como Internet. Asigna direcciones IP dinámicas a los terminales móviles. Realiza la conversión entre paquetes GPRS y el formato PDP (PDN Protocol) correspondiente a la red externa (PDN: Public Data Network) y viceversa.
GPRS también agrega cambios en el HLR, el cual deberá almacenar la información de los usuarios de servicios de voz y de datos. Para las cuentas de servicios de datos se utiliza un registro llamado GR (GPRS Register). Los nodos SMS, también se actualizan para soportar transmisión a través del SGSN.
Luego existen dentro del NSS tres tipos de elementos:
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- Elementos CS: utilizados exclusivamente por los servicios de conmutación de circuitos (voz). El MSC es un elemento de tipo CS.
- Elementos PS: soportan solamente servicios de conmutación de paquetes como el SGSN y el GGSN.
- Elementos PS y CS: son aquellos que se utilizan en ambos tipos de servicios como el HLR, VLR, AuC y EIR.
3.1.4.5 Interfaces de Radio de una red GSM/GPRS
Para la transmisión de paquetes en la red aérea, GPRS utiliza una interfaz TDMA que asigna ranuras de tiempo a los usuarios para cada paquete enviado, al contrario de la conmutación de circuitos ofrecida por GSM que asignaban ranuras de tiempo indefinido.
El esquema de modulación usado en una ranura es GMSK-Gaussian Minimum Shift Keying, con él, se pueden alcanzar tasas de bits de 270 Kbps aproximadamente. Los datos en una ranura son denominados ráfagas (burst) y alcanzan los 148 bits de longitud, los 8.25 bits restantes son utilizados como guardas en el tiempo.
La velocidad teórica máxima que puede alcanzar GPRS es de 171,2 kbit/s (unas 18 veces mayor que GSM), en la práctica, la velocidad de transmisión está condicionada por distintos factores y alcanza en promedio unos 40 kbit/s en el enlace downlink y 9,6 kbit/s en el uplink.
Además existen distintos tipos de interfaces para conectar los distintos elementos que la componen. En la Tabla 3.2 se describen las principales interfaces y los elementos que conectan.
Interfaz Elementos que conecta
Gb BSC con SGSN
Gn SGSN con SGSN/GGSN en la misma red
Gp SGSN con SGSN/GGSN en la misma red
Gf SGSN con EIR
Gi GGSN y una red externa de datos (PDN).
Gr SGSN con HLR.
Gs MSC y SGSN con el VLR
Gd SMS-MSC y SGSN
Tabla 3.2 Interfaces de la red GPRS
3.1.5 EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution)
EDGE, también llamada EGPRS (Enhanced GPRS), es una tecnología de envío de paquetes de datos sobre las redes móviles. Es una mejora de GPRS que aumenta la capacidad de transmisión de datos y no puede funcionar por si sola.
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EDGE ofrece la capacidad de utilizar servicios más avanzados de datos en teléfonos móviles como streaming de audio o video y descarga de archivos de gran tamaño. Al igual que en GPRS, el cobro se realiza por volumen de información recibido y no por tiempo de conexión.
Las mejoras se basan en dos puntos principales, el primero es el uso de técnicas de modulación de frecuencias diferentes. En GPRS se utilizaba GSMK (Gaussian Minimum Phase Keying), que queda sustituida por la nueva 8PSK (8 Phase Shift Keying), la cual produce una palabra de 3 bit por cada cambio en la fase de la portadora. Con ello se triplica la capacidad de datos disponibles con respecto a la anterior modulación, alcanzándose una velocidad máxima teórica de 473 kbps usando los 8 time slots, con un promedio práctico de 110 a 130 kbps. El segundo punto de mejora consiste en la utilización de nuevos protocolos de comunicación por radio como la Redundancia Incremental, que en el caso de recibir paquetes erróneos, se envía una cantidad incremental de datos correctores de errores en cada re-transmisión, incrementando la posibilidad de una decodificación correcta en cada intento.
La implementación de EDGE por un operador GSM/GPRS es simple debido que al ser una mejora solo cambia algunos elementos. El NSS no se modifica, y el cambio principal corresponde a la interfaz de radio. Para esto sólo se debe agregar una Unidad Tranceptora (TRU, Tranceiver Unit) a cada Estación Base. Además se debe actualizar al terminal móvil a uno que soporte la codificación 8-PSK.
La combinación de redes GSM y EDGE es conocida como GERAN (GSM EDGE Radio Access Network), ha sido aceptada por la ITU como parte de la familia de estándares 3G llamada IMT-2000, aunque algunos autores la consideran como 2,75G. Ofrece a los operadores la posibilidad de avanzar en la evolución hacia 3G propiamente tal, implementando cambios en modulación necesarios para la implementación del siguiente paso evolutivo UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), debido a que son tecnologías complementarias que en conjunto posibilitarán a un operador brindar capacidad 3G con cobertura nacional.
3.2 Transmisión de datos sobre redes inalámbricas locales. WiFi es el nombre por el cual se conocen un conjunto de estándares para redes inalambricas basados en las especificaciones IEEE 802.11. Fue creado para ser utilizado en redes locales inalámbricas WLAN (Wireless LAN), sin embargo en la actualidad también es utilizado para acceder a Internet.
Nació como una forma de asegurar que dispositivos de distintos fabricantes fueran compatibles entre sí. Es una marca de la Wi-Fi Alliance, la organización comercial que prueba y certifica que los equipos cumplen los estándares IEEE 802.11x.
Hay tres tipos de Wi-Fi, IEEE 802.11a, 802.11b y 802.11g. Un cuarto estándar, el 802.11n, está siendo elaborado y se espera su aprobación final para la segunda mitad del año 2007. Otros estándares de esta familia (c–f, h–j) son mejoras de servicio y extensiones o correcciones a especificaciones anteriores. Una de las características principales es que a excepción de 802.11a, todos sus protocolos utilizan la banda de 2.4 GHz, espectro radioeléctrico que no requiere licencia para su utilización.
Una persona con un dispositivo capaz de conectarse a redes Wi-Fi, como un PC, PDA o teléfono móvil, puede conectarse a Internet cuando está cerca de un access point, cuyo radio de cobertura es aproximadamente 100 mts. La zona de alcance de uno o más access points es llamada hotspot. Un hotspot puede abarcar desde una habitación hasta kilómetros, utilizando varios hotspots en forma traslapada.
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Wi-Fi también permite una conexión peer-to-peer, es decir entre dos dispositivos directamente, sin necesitar un access point. Este enlace es llamado ad-hoc y se utiliza principalmente en juegos.
Otro uso de esta tecnología consiste en conectar router inalámbrico a una conexión de banda ancha, el cual distribuye el acceso a Internet a PC clientes mediante LAN convencional, es decir utilizando cables, y también a dispositivos WiFi. De esta forma es posible tener acceso inalámbrico dentro de toda la casa.
Las principales características de los protocolos WiFi se muestran en la Tabla 3.3.
Protocolo Año Frec. de Operación
Velocidad promedio
Velocidad máxima
Cobertura (Indoor)
Cobertura (Outdoor)
Legacy 1997 2.4GHz 1 Mbps 2 Mbps - -
802.11a 1999 5 GHz 25 Mbps 54 Mbps 25 mts. 75 mts.
802.11b 1999 2.4GHz 6.5 Mbps 11 Mbps 35 mts. 100 mts.
802.11g 2003 2.4GHz 25 Mbps 54 Mbps 25 mts. 75 mts.
802.11n 2007 (aún no
aprobado)
2.4GHz o 5GHz
200 Mbps 540 Mbps 50 mts. 125 mts.
Tabla 3.3 Protocolos WiFi
Dado que la banda de 2.4 Ghz tiene gran uso (pues es la misma banda usada por los teléfonos inalámbricos y los hornos de microondas, entre otros aparatos), el utilizar la banda de 5 GHz representa una ventaja del estándar 802.11a, dado que se presentan menos interferencias. Sin embargo, la utilización de esta banda también tiene sus desventajas, dado que restringe el uso de los equipos 802.11a a únicamente puntos en línea de vista, con lo que se hace necesario la instalación de un mayor número de puntos de acceso. Este estándar no tuvo gran aceptación y no se desarrollaron muchos dispositivos. El primer estándar que tuvo una gran aceptación fue el 802.11b. El más usado en la actualidad es el 802.11g, aunque la mayoría de los dispositivos actuales son compatibles con los protocolos a y b. Los dispositivos más modernos ofrecen acceso al protocolo 802.11n draft, pero su uso no se ha masificado debido a que aún es aprobado en su totalidad por el IEEE. Una de las principales mejoras sobre sus antecesores es que brinda una conexión más segura.
3.3 VoIP en redes de telefonía móvil. Existen diversas formas de implementar aplicaciones en las que se puede o podría en un futuro cercano realizar comunicaciones de voz sobre las redes de telefonía móvil.
3.3.1 VoIP directamente sobre redes móviles
Esta es la manera más intuitiva de establecer comunicaciones de voz sobre Internet en la red de telefonía móvil. Si bien el ancho de banda de EDGE debería ser suficiente para soportar aplicaciones VoIP como Skype, la red de paquetes de datos móvil no está diseñada para ofrecer comunicaciones en tiempo real debido a que comparte el espectro con las llamadas GSM tradicionales y estas tienen prioridad sobre los recursos.
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Pruebas realizadas utilizando un PC convencional utilizando el móvil como Modem, el cual utiliza la tecnología EDGE para conectarse a Internet, muestran que se puede navegar y realizar variadas funciones típicas a velocidades bastante aceptables.
Sin embargo una comunicación de VoIP no se puede realizar de manera fluida, al menos con las aplicaciones comerciales como Skype, ya que si bien se puede recibir voz de manera aceptable, al enviarla se produce retardo de varios segundos, esto debido a que la capacidad del enlace de subida o uplink, de la tecnología por paquetes EDGE no alcanza los niveles de ancho de banda requeridos.
De esta forma, aplicaciones como Skype Mobile, actualmente disponible para los sistemas operativos Pocket PC y Windows Mobile, tampoco pueden funcionar de manera adecuada en redes GPRS/EDGE.
Sin embargo, la misma prueba realizada utilizando la tecnología de paquetes de datos móviles 3G UMTS, entrega resultados mucho mejores, y demuestra que es posible hacer llamadas de VoIP utilizando Skype en redes UMTS, siempre que la red no presente problemas de congestión o esté siendo utilizada por muchos usuarios a la vez.
Fuente: University of Würzburg
Figura 3.3 Configuración de prueba para VoIP sobre UMTS
3.3.2 Llamadas activadas desde la web
Este servicio es brindado por algunas compañías como Jajah, donde un usuario indica en el portal web, ya sea desde un PC o el móvil, el número desde el que desea llamar, y el destino de la llamada. Luego la compañía llama al número de origen de la llamada y luego que el usuario contesta, Jajah llama al número de destino y luego que contestan, interconecta ambas llamadas y se logra la comunicación deseada. Este servicio ofrece llamadas gratuitas en algunos países,
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principalmente de Europa, y en el resto del mundo, como es el caso de Chile, ofrece tarifas generalmente inferiores a la de una llamada tradicional.
Servicios como Nimbuzz o Talkster ofrecen la posibilidad de llamar a contactos conectados mediante aplicaciones de mensajería instantánea como Google Talk o MSN Messenger ubicados en cualquier parte del mundo a precios de llamada local.
3.3.3 UMA (Unlicensed Mobile Access)
Esta tecnología provee el acceso a servicios móviles GSM y GPRS a través de redes inalámbricas que utilizan espectro no licenciado como Bluetooth y WiFi. Ofrece de la posibilidad de roaming y handoff entre redes de telefonía móvil y redes WiFi de manera transparente para el usuario, utilizando terminales duales.
En abril de 2005, fue adoptada por el 3GPP y pasó a llamarse Generic Access Network (GAN), sin embargo etse término no se ha hecho muy conocido por lo que se le sigue llamando UMA como término comercial.
Las principales características de UMA:
- Íntegra transmisión de servicios de voz y datos de telefonía móvil sobre redes de espectro no licenciado.
- Accede a ambas redes de acceso utilizando la misma identidad.
- Seguridad equivalente a la de las actuales redes GSM.
Fuente: www.umatechnology.org
Figura 3.4 Funcionamiento de la tecnología UMA
La Figura 3.4 muestra el la arquitectura que utiliza esta tecnología. Se define un nuevo elemento de red, el controlador de red UMA (UNC), denominado Generic Access Network Controller (GANC) en las especificaciones del 3GPP, el cual se conecta al NSS en forma similar a la BSS, a través de las interfaces A y Gb.
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3.4 Evolución futura de las redes móviles.
3.4.1 Sistemas móviles de Tercera Generación 3G
El término 3G se refiere a sistemas de comunicación con capacidad de transmitir datos y voz a alta velocidad. La necesidad de tecnologías de mayor velocidad se hizo evidente con el aumento de la demanda por parte de los usuarios hacia aplicaciones multimedia como streaming de audio y video, envío de imágenes y videoclips, y acceso a Internet móvil de alta velocidad.
La Unión Internacional de Telecomunicaciones ITU, estableció ciertos requerimientos y normas que debían cumplir las tecnologías de Tercera Generación. Entre las cuales destacan:
- Alto grado e uniformidad de diseño a escala mundial.
- Seguridad y calidad de voz comparable con la PSTN.
- Pequeños terminales que brinden la posibilidad de roaming mundial.
- Capacidad para soportar una amplia gama de aplicaciones multimedia.
- Mejor eficiencia espectral con respecto a sistemas 2G.
Existen cinco sistemas de tecnologías 3G aprobados por la ITU son:
- IMT-DS (Direct Sequense). Conocido ampliamente como UTRA FDD (UMTS Terrestrial Radio Access FDD), y más comúnmente conocido como WCDMA.
- IMT-MC (Multicarrier). Este sistema es la versión 3G del sistema IS-95 (también llamado CDMA One), y es ampliamente conocido como CDMA 2000.
- IMT-TC (Time Code). Este sistema es el modo UTRA que utiliza múltiplexación por división en el tiempo. Es conocido como UTRA TDD.
- IMT-SC (Single Carrier). Conocido como EDGE, aunque fue aprobado por la IMT-2000. puede ser considerada como una tecnología 2.75G.
- IMT-FT (Frequency Time). Es conocido como DECT (Digital Enhanced Cordless Telecomunicactions).
3.4.2 3rd Generation Partnership Project (3GPP)
Debates conducidos en el instituto europeo de Normas de Telecomunicaciones (ETSI) sobre como superar los desafíos de los servicios 3G en las redes móviles Europeas, las cuales son prácticamente 100% GSM. Se formó una alianza de colaboración con organismos de normas de telecomunicaciones de otros continentes, y el respaldo de proveedores y operadores móviles.
De esta forma en 1998 se estableció el 3GPP, reuniendo al ETSI (Europa), ARIB/TTC (Japón), CCSA (China), ATIS (América del Norte) y TTA (Corea del Sur). Los primeros resultados de este esfuerzo conjunto se hicieron públicos en 1999. Éstos pasaron a como la versión Release 99 de UMTS, y presentaron la definición de los estándares de la evolución de GSM hacia 3G.
Existe un grupo llamado 3GPP2, que especifica los estándares para tecnologías 3G basadas en IS-95 (CDMA) utilizada principalmente en EE.UU. y Asia.
Desde Rel´99, el 3GPP ha seguido estableciendo nuevos estándares o releases y mejoras de UMTS, en la actualidad está compuesto por más de 400 miembros, incluyendo operadores y proveedores en todo el mundo. A continuación se muestran los aspectos generales de cada Release 3GPP.
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Especificaciones 3GPP versión Release 99:
Fue publicada en el primer trimestre de 2000, y define un camino de evolución para redes GSM/GPRS/EDGE que posibilita una mayor eficiencia espectral y un mayor desempeño en servicios de voz y datos a través de la introducción de la tecnología UMTS (Universal Mobile Telecomunications System). Define los modos FDD y TDD, además introduce una nueva interfaz de radio UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Acces Network), que se basa en el modo de transferencia asíncrono ATM.
Especificaciones 3GPP versión Release 4:
Publicada en el segundo trimestre de 2001, define una nueva versión de los modos TDD y FDD. Entre las nuevas funcionalidades que incluye, destaca la introducción de la llamada all-IP Core Network.
Especificaciones 3GPP versión Release 5:
Fue publicada en el a mediados de 2002 y ofrece principalmente tres nuevas funcionalidades. La primera es HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), una nueva tecnología de acceso de radio, que ofrece un mayor throughput, llegando a un máximo teórico de 14 Mbps, lo que posibilita ofrecer nuevos servicios multimedia, ya sea en tiempo real o no. La segunda nueva característica introducida por Rel’5 es una arquitectura llamada IMS (IP Multimedia Subsystem) que brinda a los operadores la capacidad de ofrecer aplicaciones a través de múltiples tecnologías de acceso inalámbrico o incluso a través de redes fijas. IMS recomienda la adopción de SIP como protocolo de control. La tercera innovación es la introducción transporte IP en la UTRAN en reemplazo de ATM.
Especificaciones 3GPP versión Release 6:
Publicada a principios de 2005, agrega HSUPA (High Speed Uplink Packet Access). También ofrece la posibilidad de conectividad con redes WLAN usando UMA. Otra novedad es el servicio MBMS (Multimedia Broadcast/Multicast Service) que permite transmitir datos desde una fuente a múltiples receptores. Por último, se especifican varias aplicaciones sobre IMS, entre ellas destaca PoC o Push to talk Over Cellular. Servicio similar al uso de un “walkie talkie”.
3.4.3 UMTS (Universal Mobile Telecomunications System)
Corresponde a uno de los principales sistemas de comunicación móvil de tercera generación. Es la evolución de las redes GSM/GPRS/EDGE, y permite introducir una mayor cantidad de usuarios en la red de voz, además de incrementar la velocidad de transmisión de datos hasta 2 Mbps. Si bien esta tecnología ya está implementada en varios países en el mundo, y tiene 98 millones de usuarios, aún no se implementa en Chile ni en el resto de Latinoamérica por lo que se ha incluido como una evolución futura en las redes móviles.
3.4.3.1 Interfaz de Radio
UMTS comprende una nueva interfaz de aire, denominada UTRA (UMTS Terrestrial Radio Access). Dicha interfaz está basada en una tecnología llamada W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access), la cual puede operar en dos modos:
- El modo FDD es un esquema basado en DS-CDMA (Direct Sequence CDMA), donde se utilizan frecuencias portadoras separadas por 5 MHz y soporta velocidades para usuario
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de hasta 384 kbps. Se emplea principalmente en ambientes exteriores y células de gran tamaño.
- El modo TDD utiliza TD-SCDMA (Time Division- Synchronous CDMA) y opera en portadoras con espaciamiento de 1.6 MHZ. Permite alcanzar tasas de usuario final de hasta 2 Mbps en condiciones óptimas. Está pensado para edificios, oficinas u otras zonas donde se requiera ofrecer servicio a altas densidades de usuario.
3.4.3.2 Arquitectura de una red UMTS Rel’99
La versión Rel’99 de la red UMTS consiste en dos subsistemas independientes conectados a través de una interfaz estándar.
- Red de telecomunicaciones, encargada de sustentar el traspaso de información entre los extremos de una conexión.
- Red de Gestión, encargada de la provisión de medios para la facturación y tarificación de los abonados, además del registro y definición de los perfiles de servicio, y la gestión y seguridad en el manejo de sus datos. También es la encargada de la operación de los elementos de red.
Una red UMTS se compone de los siguientes elementos:
- Núcleo de Red
- Red de acceso a radio
- Terminales móviles.
Á continuación se describe las principales características de cada uno de estos elementos.
Núcleo de Red (CN: Core Network)
Equivalente al NSS de la red GSM/GPRS. Incorpora funciones de transporte y de inteligencia de la red. Soporta el transporte de la información de tráfico y señalización, incluida la conmutación. El enrutamiento, además de la lógica, el control de algunos servicios y la gestión de la movilidad corresponden a las funciones de inteligencia. UMTS se pensó como un núcleo de red universal, por esta razón, a través del núcleo de red, se puede gestionar distintos tipos de red de acceso de radio y redes de acceso fijas, de forma que resulte posible la comunicación no sólo entre usuarios UMTS.
En la primera fase de UMTS, el núcleo de red se dividió en dos dominios; el de conmutación de circuitos o CS (Circuit Switch) y el de conmutación de paquetes o PS (Packet Switch). A través del modo CS, el cual es una evolución del NSS con la función de transcodificación traspasada del BSS a la red de núcleo, se encaminan los tráficos de voz y datos en modo circuito. El modo PS, que corresponde a la evolución de GPRS SGSN/GGSN con una división más optimizada entre la red UTRAN y la red de núcleo, encamina el tráfico de datos en forma de paquetes. Esta separación de los dominios de circuitos y paquetes es necesaria debido a la evolución de las redes, aunque la tendencia es hacia una única red troncal de convergencia IP, como se ha especificado en Rel’4 (all IP Core) y Rel’5 (UTRAN IP).
El núcleo de red está compuesto por elementos de conmutación de circuitos tales como MSC, VLR y GMSC, elementos de conmutación de paquetes como el SGSN y GGSN, y elementos que soportan ambos tipos de conmutación, tales como el EIR, HLR y AuC.
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Red de Acceso de Radio UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network)
La red de acceso de radio proporciona la conexión entre los terminales móviles y el núcleo de red. En UMTS la red de acceso es denominada UTRAN, y ésta contiene múltiples Sistemas de Red de Radio llamados RNS, y cada RNS es controlado por un RNC, el cual conecta uno o más nodos B o estaciones bases, cada uno de las cuales puede proveer servicio a múltiples celdas.
- RNC (Radio Network Controller): Encargado de controlar a uno o varios Nodos B bajo su cargo. Posee funciones equivalentes a la función del BSC en redes GSM/GPRS. Provee el control centralizado de los nodos B en su área de cobertura, maneja los intercambios de los protocolos en las diferentes interfaces de la UTRAN (lu, lur y lub) y se encarga de la multiplexación de la información proveniente de los dominios de paquetes y de circuitos desde las interfaces lu-PS y lu-CS para que pueda ser transmitida sobre las interfaces lu, lub y Uu hacia y desde los terminales móviles. Es decir se encarga del manejo de los recursos de radio, utilizando la interfaz lur para comunicarse con otros RNCs. Entre otras funciones del RNC se incluyen el control de la admisión, la asignación del canal, el control de handoff, la segmentación y reensamble, la señalización de broadcast y el control de potencia.
- Nodos B: elementos de la redque realizan funciones equivalentes a la función de la BTS de la red GSM/GPRS. Depende directamente del RNC y provee a éste de recursos lógicos, correspondientes a los recursos de una o más celdas. Es responsable de la transmisión y recepción de radio en las celdas que controla. Se conecta con el equipo de usuario (UE) a través de la interfaz de radio Uu utilizando W-CDMA y soportando los modos FDD y TDD simultáneamente. La principal función del nodo B es la conversión de unidades de datos en la interfaz Uu. Esta función incluye la corrección de errores y la adaptación a la tasa de datos en la interfaz de radio, el monitoreo de la calidad, la potencia de la conexión y el calculo de la tasa de errores.
Las interfaces utilizadas en la UTRAN para comunicar los distintos elementos que la componen se muestran en la Tabla 3.4
Interfaz de aire Elementos que conecta
Iu-CS RNC con MSC /VLR
Iu-PS RNC con SGSN
Iur RNC con RNC
Iub RNC y Nodo B
Uu Nodo B y Terminal Móvil
Tabla 3.4 Interfaces de aire de la UTRAN
Terminales Móviles (UE: User Equipment)
Es el equivalente al MS en GSM. Este electo está integrado por el equipo móvil y el USIM (UMTS Suscriber Identity Module) similar a la tarjeta SIM de GSM.
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3.4.4 HSDPA y HSUPA
La tecnología HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) es la optimización de la tecnología espectral UMTS/WCDMA, incluida en las especificaciones de 3GPP release 5 y consiste en un nuevo canal compartido en el enlace descendente (downlink) que mejora significativamente la capacidad máxima de transferencia de información hasta alcanzar tasas de 14 Mbps teóricos. Soporta tasas de throughput promedio cercanas a 1 Mbps.
Es la evolución de la tercera generación (3G) de tecnología móvil, llamada 3.5G, y es totalmente compatible en sentido inverso con WCDMA y aplicaciones ricas en multimedia desarrolladas para WCDMA funcionan con HSDPA. Actualmente 94 operadores en el mundo ofrecen HSDPA en 52 países, de los cuales 38 operadores ofrecen 3.6 Mbps.
En Chile, Entel PCS fue el primer operador de Latinoamérica en ofrecer esta tecnología, lanzándola en diciembre de 2006, con una cobertura inicial en las comunas de Providencia, Vitacura y Las Condes en la Región Metropolitana. Además este operador sólo ofrece tarjetas de datos para PC.
High-Speed Uplink Packet Access (HSUPA) (Acceso ascendente de paquetes a alta velocidad) es un protocolo con alta tasa de transferencia de subida (de hasta 5.76 Mbit/s). Calificado como generación 3.75 (3.75G), es una evolución de HSDPA. La solución HSUPA potenciará inicialmente la conexión de subida UMTS/WCDMA (3G). Actualmente se encuentra en un estado prematuro y se espera que este año comiencen a ofrecer este servicio algunos operadores principalmente de Europa.
3.4.5 IMS
IMS es el acrónimo pa IP Multimedia Subsystem, que engloba una visión del futuro de las telecomunicaciones. Es un concepto abstracto que comenzó en como un estándar de tecnología del 3GPP, pero que se ha expandido a las redes inalámbricas de próxima generación, convirtiéndose en pieza fundamental para la convergencia de sistemas de telefonía fija, móvil y servicio de banda ancha.
Figura 3.5 Arquitectura IMS
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Las principales características de IMS son:
- Acceso independiente: está diseñado para trabajar sobre cualquier tipo de red, fija o móvil como GPRS, UMTS, CDMA2000, WiFi, Wimax o xDSL.
- Independencia de la arquitectura: no se discrimina como llega el servicio a mano de los usuarios. Los proveedores de servicios y operadores pueden utilikzar las redes que estimen conveniente.
- Movilidad de terminal y usuario: provista en primer caso por el terminal móvil y por el protocolo SIP. El hecho que la red sea capaz de localizar a un usuario e identificar el tipo de dispositivo que utilice en un momento determinado, permite ofrecer servicios de gran valor agregado que aseguran que las llamadas o transacciones llegan al destino deseado.
- Uso extensivo de servicios IP. Esta arquitectura All-IP permite la integración de servicios como videoconferencia, VoIP, streaming, mensajería instantánea, etc. Permitiendo al operador 3G ofrecer servicios combinados.
3.4.6 WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Acc ess)
Corresponde al estándar 802.16 del IEEE, que está orientado al desarrollo de redes inalámbricas que permitan el acceso de última milla a bajo costo. Existen distintas versiones bajo el nombre Wimax, estas son:
- 802.16: Define conexiones punto – multipunto, con antenas direccionales y sin movilidad. Se especificó para bandas de frecuencia entre 10 y 66 GHz.
- 802.16a: Utiliza un rango de frecuencias entre 2 y 11 GHz. En esta banda existen frecuencias que no requieren licencia de operación. Permite enlaces sin línea de vista, lo que resulta muy apropiado para desplegar acceso de última milla.
- 802.16e: Incorpora aspectos de movilidad, permitiendo realizar comunicaciones desde puntos que se desplazan a velocidades de hasta 120 km/h.
Las tasas de transferencia alcanzan hasta 75Mbps, con un eficiente uso espectral, con un rango de cobertura de hasta 50 Km.
Recientemente la compañía Telmex Chile anunció que a finales de 2007 entregará cobertura Wimax a más del 90% del territorio nacional.
3.5 Requerimientos para soportar VoIP móvil Como se ha mostrado en este capítulo, existen diversas tecnologías de transmisión de datos sobre redes de telefonía móvil. También se ha explicado la necesidad de una conexión con bajos retardos y ancho de banda suficiente para posibilitar la transmisión de una llamada de voz a través de una rede IP. El funcionamiento de una red GSM/GPRS se basa en el uso compartido del espectro por los usuarios conectados a una celda, por lo que se tiene un número máximo de conexiones simultáneas posibles en dicha área. Además el flujo de paquetes de datos utiliza el mismo espectro compartido, teniendo prioridad la transmisión de voz por circuitos. Por todo lo
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anterior una red GPRS/EDGE no permite a los usuarios usar aplicaciones de VoIP sobre la red datos, y sólo permitiría utilizar tecnologías duales como UMA.
Sin embargo la tecnología 3G ofrece mayor throughput, y a la vez una mayor eficiencia espectral, por lo que bajo esta tecnología, sería posible utilizar aplicaciones de VoIP, sin embargo los terminales requieren una gran capacidad de procesamiento para soportar dichas aplicaciones.
Actualmente se está implementando en Movistar Chile la tecnología IP Core Rel’4, es decir, que en el núcleo de la red se utilizan conexiones Ip en lugar de circuitos para transferir la información desde un elemento a otro, por ejemplo una llamada de voz desde un MSC a otro, sin embargo para terminar la llamada se utiliza nuevamente una conexión por circuitos con el receptor.
Sólo cuando esté implementada la tecnología HSDPA/HSUPA, los operadores podrán mover su tráfico de voz a esos canales de alta velocidad usando VoIP. Lo que incrementará la capacidad del servicio de voz, permitirá a los operadores consolidar su infraestructura en una plataforma IP, y posibilitará innovadoras aplicaciones que combinen voz y funciones de datos utilizando conmutación de paquetes. VoIP es posible en Rel’6 pero las mejoras introducidas en Rel’7 harán VoIP más eficiente y a la vez más atractiva para los operadores. Por lo tanto VoIP se implementará en conjunto con IMS.
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Capítulo 4 Estudio Normativo y Económico 4.1 Evolución del Mercado Móvil Nacional
4.1.1 Evolución Tecnológica
La telefonía móvil en Chile se inició el año 1982, en ese entonces la empresa Cidcom introdujo al mercado un sistema de telefonía inalámbrica capaz de comunicar vehículos en movimiento. El sistema utilizaba un número limitado de frecuencia las cuales no eran reutilizables, este sistema operaba en la banda de 450 MHz y se asignó a solicitud de la empresa interesada.
En el año 1989 se introdujo en el país lo que se denominó Sistema de Telefonía Celular siguiendo la tecnología desarrollada algunos años antes en Estados Unidos, para este servicio la norma estableció que solo dos empresas podían operar el sistema por zona geográfica, definiéndose al efecto dos zonas de servicio. La asignación en este caso también se hizo de forma directa por cuanto en ese momento la ley solo establecía el concurso en caso que la cantidad de interesados fuera mayor a la cantidad de bandas disponibles.
La distribución final fue la siguiente:
Zona Santiago y V Región: Cidcom (que luego pasó a llamarse Bellsouth) y Compañía de Teléfonos
Zona Resto del País: Telecom (con participación de Entel) y VTR.
La norma establecía un bloque de 25 MHz para cada operador por zona, ambos bloques de espectro en la banda de 850 MHz. Ambas empresas operaban con tecnología analógica AMPS.
El año 1995, Subtel emitió una nueva norma de Telefonía Móvil destinada a introducir en Chile lo que se conocía como Telefonía Digital PCS, que buscaba modernizar este tipo de comunicaciones. La norma norteamericana destinaba 6 bloques de frecuencias a este servicio, tres de 30 MHz cada uno y otros tres de 10 MHz, todos en la banda de 1900 MHz. La norma chilena solo consideró en esa oportunidad los tres bloques de mayor tamaño y llamó a concurso el año 1997 para optar a tres concesiones de tipo nacional, el criterio de asignación para el concurso era el de cobertura, a mayor cubrimiento geográfico mayor puntaje.
En dicho concurso participaron cuatro empresas, las tres que se adjudicaron fueron Entel PCS, Entel Telefonía Móvil y Chilesat PCS (luego llamada Smartcom). La otra participante que quedó fuera por puntaje fue la Compañía de Teléfonos con su filial Móvil.
Las empresas que utilizaban la banda de 850 MHz comenzaron a digitalizar su red pasando a lo que se conoce actualmente como tecnología TDMA. Por su parte los nuevos operadores introdujeron las tecnologías GSM (Entel PCS y Entel Telefonía Móvil) y CDMA (Smartcom)
En 1997, con el objeto de ser más eficientes en competir con las nuevas empresas del mercado, se sucedió la fusión entre las operaciones de la Compañía de Teléfonos Comunicaciones Móviles y VTR celular, dando origen a la compañía que más tarde pasaría a llamarse Startel y luego Telefónica Móvil, contando a partir de entonces con cobertura nacional, del mismo modo, en 1999 Bellsouth compró la concesión, y por tanto el derecho de uso de la banda de frecuencias que ostentaba Telecom, de forma que también pasó a tener cobertura en todo el país.
El año 2000, la tecnología, eminentemente analógica, que manejaban las empresas Telefónica Móvil y Bellsouth llegó a un punto de saturación que las llevó a solicitar se les asignara de manera directa los 30 MHz que estaban disponibles en la banda PCS de 1900 MHz, a lo que la
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Subsecretaría de Telecomunicaciones respondió con la publicación de una norma que destinaba dichos bloques al Servicio Telefónico Móvil y establecía que serían otorgadas de manera libre, ante este hecho la empresa Smartcom (hoy Claro Chile), realizó una presentación impugnando la nueva norma, argumentando que dichos bloques, debían ser concursados. El requerimiento hecho ante la Honorable Comisión Resolutiva, en ese entonces, derivó en un pronunciamiento de mucha importancia hasta el día de hoy. En primer lugar se obligó a Subtel a realizar un concurso para asignar los 30 MHz disponibles y estableció que en dicho concurso no podían participar empresas, que en conjunto con sus relacionadas, tuvieran más de 60 MHz, dejando fuera por tanto a Entel. El concurso, resuelto por licitación tras un empate en el proceso, terminó en la asignación de 20 MHz a Telefónica Móvil y 10 MHz a Bellsouth. Entre ambas empresas desembolsaron aproximadamente 18 millones de dólares por las tres bandas en concurso. La tercera empresa postulante que quedo eliminada en el proceso de concurso previo a la licitación, fue Smartcom.
Telefónica Móvil escogió la tecnología GSM para desplegar su nueva red y Bellsouth la tecnología CDMA.
El año 2003, tras un proceso de compra internacional, Telefónica Móviles de España adquirió las operaciones en América Latina de la norteamericana Bellsouth, este hecho se tradujo en Chile en una solicitud de pronunciamiento al Tribunal de Defensa de la Libre Competencia con el objeto que se manifestara respecto de una eventual fusión entre ambas empresas, el resultado de esa consulta, en términos generales, fue el siguiente:
- La empresa fusionada debía desprenderse de uno de los bloques de 25 MHz que tenía en la banda de 850 MHz, en una licitación abierta. En un plazo no mayor a 18 meses.
- Si una empresa, tras la licitación, obtenía en conjunto más de 60 MHz, debía desprenderse del excedente mediante el mismo procedimiento.
Tras un proceso de licitación realizado durante el año 2006, el bloque de 25 MHz fue adjudicado a la empresa Smartcom, hoy Claro Chile.
Si bien las tecnología TDMA y CDMA están aún presentes en las operaciones de Telefónica Móviles y Claro Chile, ambas empresas han manifestado su intención de migrar en el futuro hacia una red única GSM.
4.1.2 Evolución de Abonados
La cantidad de usuarios de telefonía móvil se ha incrementado aceleradamente a partir de la implementación de la modalidad Calling Party Pays o el que llama paga, siendo actualmente el país con mayor penetración del servicio a nivel latinoamericano. La Tabla 4.1 muestra el crecimiento del número de abonados de los últimos años.
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Año Mes Abonados a
nivel nacional Crecimiento
anual Penetración
cada 100 hab.
Penetración % de
hogares
2000 Dic 3.401.525 22,09 87,18%
2001 Dic 5.100.783 49,96% 32,76 129,28%
2002 Dic 6.244.310 22,42% 39,66 156,51%
2003 Dic 7.268.281 16,40% 45,66 175,97%
2004 Dic 9.261.385 27,42% 57,55 210,64%
2005 Dic 10.569.572 14,13% 64,97 250,43%
2006 Sep 12.103.915 - 73,66 283,89%
Tabla 4.1 Evolución de abonados de Telefonía Móvil
4.2 Evolución de la introducción de VoIP en el mercado nacional. Actualmente en Chile se han implementado distintos tipos de servicios basados en VoIP. La utilización de aplicaciones de comunicación por Internet que son uso masivo en el país como MSN Messenger, que en principio se limitaban a la mensajería instantánea, y luego ofrecieron el servicio de comunicación por voz a través e los dispositivos de audio del PC, han sido uno de los primeros pasos en la introducción de VoIP .
Empresas de telecomunicaciones que ofrecen servicios de redes de datos y telefonía al segmento corporativo logran optimizar recursos ofreciendo utilizando VoIP. De esta forma hoy en día, gran cantidad de empresas del país utilizan telefonía IP para sus comunicaciones de voz.
De esta forma se comenzó a utilizar para comunicaciones de voz, redes de datos de tarifa plana, en las cuales el costo marginal de realizar una llamada IP es cero.
Sin embargo estas aplicaciones de la tecnología VoIP, no salían de un entorno privado de comunicación, es decir no se interconectaban con servicios públicos de telefonía como la PSTN. La aparición de aplicaciones capaces de efectuar llamadas hacia teléfonos fijos o móviles, como Skype, o incluso capaces de recibir llamadas desde servicios públicos como Redvoiss, han creado un gran impacto en el mercado nacional de las telecomunicaciones debido a que generalmente ofrecen tarifas que los operadores tradicionales de telefonía fija o larga distancia.
El hecho que operadores se servicios de telefonía IP entreguen numeración virtual en la ciudad o país deseado y de está forma las llamadas de larga distancia puedan ser consideradas como locales, y la característica de cobertura mundial que por definición posee la red Internet pone en jaque la pertinencia del concepto de larga distancia. Es por esta razón que los operadores que ofrecen sólo este tipo de servicios se han visto más afectados con la interconexión de VoIP con las redes de telefonía tradicional.
Como se mencionó anteriormente, las llamadas on-net, o llamadas entre dos usuarios de del mismo operador de VoIP, solo utilizan la conexión Internet banda ancha, y por lo tanto tienen costo cero en la mayoría de los operadores. De esta forma, el aumento del número de usuarios de este tipo de servicio, implica una disminución notable en el tráfico facturado por los operadores de telefonía fija y larga distancia.
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Esta disminución en el tráfico ha llevado a empresas que ofrecen telefonía tradicional y además banda ancha, bloqueen los puertos de comunicación a través de Internet que utilizan ciertos operadores o aparatos de VoIP. Este conflicto ha llegado incluso al Tribunal de la Libre Competencia, donde el operador de telefonía IP Redvoiss demandó en 2005 a Telefónica CTC por bloquear sus servicios a través de Speedy banda ancha. Finalmente en octubre de 2006 el tribunal multó por un monto de US$1 millón a Telefonica. La cual interpuso recursos de reclamación en la Corte Suprema, proceso que a 28 de febrero, aún no se encuentra resuelto.
No obstante, aún no está clara la normativa que será establecida en el país. En diciembre de 2006 la Subtel publicó un documento de consulta pública en el cual propone un reglamento para el servicio de voz sobre Internet. Los comentarios de los distintos participantes de la industria se recibieron y publicaron durante el mes de enero de 2007, entre los cuales algunos apoyan y otros están en contra de la regulación propuesta. La discusión sobre la nueva normativa es la etapa actual en el aspecto regulatorio de la introducción de VoIP en Chile.
4.3 Evaluación económica de la introducción de VoIP móvil.
Para que una empresa logre mantener en el tiempo su posición en el mercado debe ser dinámica, es decir, adaptarse rápidamente a los cambios del entorno competitivo y ser capaz de transformar amenazas en oportunidades y debilidades en fortalezas. Para esto es necesario tomar medidas cuando se detectan potenciales condiciones de cambio en el sector, para así cuando estos cambios se materialicen, la empresa esté preparada para adaptarse y competir en las nuevas condiciones, mientras que las empresas que no sean capaces de adaptarse no estarán en condiciones de afrontar la competencia.
El entorno abarca todos los factores que afectan el funcionamiento del negocio directa o indirectamente. Estos factores pueden ser políticos, económicos, sociales, entre otros y son tan amplios que es imposible que la empresa los tenga controlado en su totalidad. Es por esto que se debe prever cualquier cambio significativo con el fin de adoptar la estrategia adecuada.
Para analizar el efecto de la introducción de VoIP móvil en el esquema de negocios de un operador de telefonía móvil tradicional se utilizará el modelo estratégico de Michael Porter, basado en una visión sistémica de la empresa y consistente en dos modelos, uno para el ambiente interno y otro para el ambiente externo.
4.3.1 Análisis Externo
El análisis externo se utiliza para determinar el atractivo y la dinámica de la industria. Según el modelo de Michael Porter se puede analizar los factores que afectan a un sector directa o indirectamente y determinan su rentabilidad clasificándolos en las llamadas cinco fuerzas de Porter, que son: el poder de negociación de los consumidores, el poder de negociación de los proveedores, la amenaza de los nuevos actores, la amenaza de los productos sustitutos y el nivel de competencia o rivalidad entre competidores.
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CompetidoresEn el Sector
Rivalidad entreempresas
PROVEEDORES
COMPRADORES
ENTRANTESPOTENCIALES
PRODUCTOSSUSTITUTOS
Poder de negociaciónde los proveedores
Poder de negociaciónde los compradores
Amenaza de productossustitutos
Amenaza de nuevosentrantes
CompetidoresEn el Sector
Rivalidad entreempresas
PROVEEDORES
COMPRADORES
ENTRANTESPOTENCIALES
PRODUCTOSSUSTITUTOS
Poder de negociaciónde los proveedores
Poder de negociaciónde los compradores
Amenaza de productossustitutos
Amenaza de nuevosentrantes
Figura 4.1 Las cinco Fuerzas de Porter
A continuación se analiza como cada una de estas fuerzas de presión competitiva se relacionan con el mercado de la telefonía móvil y en particular con la introducción de VoIP.
4.3.1.1 Rivalidad entre competidores
Actualmente en el mercado de la telefonía móvil no hay una marcada competencia por precios, sino que más bien los operadores tratan de captar nuevos clientes y ofrecer servicios complementarios debido a que estos son los que han experimentado un mayor crecimiento en la demanda.
Con el marcado fenómeno de convergencia tanto de voz y datos como de comunicaciones fijas y móviles, cuando la arquitectura IMS esté firmemente establecida y VoIP móvil sea una realidad, la mayoría de los participantes de la industria de las telecomunicaciones serán competidores entre sí. Actores que hoy no son rivales directos probablemente llegarán a serlo, y además entrarán nuevos competidores. VoIP potencialmente reducirá los precios de las comunicaciones de voz por lo que bajo este nuevo modelo de mercado la competencia estará más enfocada a los precios en este aspecto, sin embargo existirán muchos y variados servicios multimedia además de diversas formas de acceso a éstos, por lo que la voz ya no será el principal producto a ofrecer y los distintos competidores deberán buscar la diferenciación en base a brindar servicios y productos adicionales.
Con respecto a VoIP, la relación entre los operadores móviles existentes está ligada a la colaboración, con el objetivo de desarrollar en conjunto estrategias de competencia con el fin de aplacar las ventajas comparativas de los potenciales nuevos participantes.
4.3.1.2 Amenaza de nuevos participantes
Una de las características de VoIP es la disminución de las barreras de entrada para nuevos competidores debido a que no es necesaria una inversión gigantesca en desplegar redes de acceso. De esta forma cambia la tradicional consideración de la telefonía fija como un monopolio natural.
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Es importante destacar que los nuevos actores pueden ser empresas de otros países que gracias al carácter mundial de Internet pueden ofrecer servicios de comunicaciones de voz en el país y en cualquier parte del mundo. Ejemplos de este fenómeno son una realidad en la telefonía fija y hoy empresas como Skype o Vonage a nivel internacional y Redvoiss en Chile ofrecen servicios de telefonía fija a precios inferiores que los operadores tradicionales utilizando la conexión a Internet de los usuarios.
Empresas enfocadas en Internet y que lideran el sector de la mensajería instantánea han ampliado sus servicios ofreciendo VoIP y son quienes han posicionado esta tecnología. En principio sólo eran comunicaciones PC a PC pero ya existen servicios de llamadas hacia la red pública telefónica y sin duda este fenómeno se extenderá hacia las comunicaciones móviles. Gigantes del rubro como Microsoft, Yahoo, Google y AOL entre otros, están ampliando sus áreas de negocios y serán competidores de los operadores tradicionales.
La política de la entidad reguladora de fomentar la competencia a través de la desagregación de redes dará paso a que empresas con posicionamiento y ventajas comparativas en los canales de distribución y de llegada hacia clientes finales puedan rentar canales de acceso de red a los operadores móviles tradicionales y establecer MVNO (Operadores móviles virtuales) obteniendo beneficios por cantidad más que precio. Ejemplos de empresas con tales ventajas son las grandes compañías del retail en Chile como Lider y Falabella.
4.3.1.3 Amenaza de los productos sustitutos
A diferencia de la telefonía fija, actualmente en Chile no existen sustitutos para el servicio de telefonía móvil que sean comparables en cobertura y movilidad. VoIP no aparece como un sustituto debido a la capacidad de los servicios de datos GSM/GPRS, aparte de el hecho de ser comercializados en términos de tráfico cursado (por Kb) y no en base a una tarifa plana como el caso de Internet banda ancha fija, de esta forma se elimina una de las principales ventajas de precios de la telefonía IP sobre la tradicional.
Sin embargo VoIP sobre las redes GSM y su evolución 3G UMTS una vez consolidada y desplegada con mayor capacidad, puede transformarse más en un servicio sustituto que complementario, lo cual es uno de los principales temas de estudio de este trabajo, sobre todo en el caso extremo de un contexto all-IP. Cabe destacar la reciente salida al mercado de terminales móviles con el software Skype incluido en países donde ya existen servicios 3G.
La masificación de los puntos de acceso inalámbrico a Internet a través de WLan (WiFI) que permite utilizar software de VoIP para realizar llamadas constituye otro riesgo de sustitución para la telefonía móvil actual. Esta tecnología ya es bastante popular, sobre todo por que muchas veces el acceso a la red es gratuito (Universidades, Aeropuertos, Restaurantes) y si se considera que gran parte de las llamadas realizadas desde un celular se hacen desde posiciones estáticas, la alternativa gratuita sin duda llevará a una disminución del tráfico sobre las redes móviles tradicionales.
Si se suma la aparición de nuevos equipos duales GSM-WiFi a precios comparables con equipos GSM de alto estándar y la tecnología UMA que permite pasar desde una red móvil GSM a una WiFi y viceversa de manera transparente para el usuario, se está hablando de un sustituto VoIP que no requiere 3G y por lo tanto no pasará mucho tiempo antes que llegue al mercado chileno.
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4.3.1.4 Poder de negociación de los proveedores
La relación de los operadores móviles con los proveedores de equipos no se verá mayormente afectada por la llegada de VoIP debido a la tendencia cada vez más marcada hacia una estandarización y compatibilidad entre equipos de distintos proveedores. De esta forma el costo de cambio es bajo y las empresas que proveen el hardware de red no tienen un poder de negociación excesivo.
Sin embargo los proveedores de servicios de datos o contenidos que hoy requieren asociarse con los operadores para llegar a los clientes, con un modelo all-IP tienen la posibilidad de ofrecer sus productos independientemente de las redes fijas o móviles.
4.3.1.5 Poder de negociación de los compradores
El poder de negociación de los compradores se ve aumentado debido a la disminución del costo de cambio al existir mayor diversidad de formas de acceso a comunicaciones de voz móviles. Además Internet aumenta la información sobre los productos y la realidad del mercado, con VoIP los clientes tienen un acceso más directo hacia los servicios que realmente necesitan y bajo la arquitectura IMS esto resultará aún más potenciado.
4.3.2 Análisis Interno
El análisis interno se basa en la identificación de las ventajas competitivas de la empresa considerando las fortalezas y debilidades. En este punto se verá como son afectados los distintos tramos de la cadena de valor en el servicio de voz y datos de telefonía móvil y que cambios introduce VoIP.
Modelo de Internet Fully-OpenHoy – Conmutación de Circuitos
Web Juegos
Posibilita
Pago Interoperación DRM Gestión de Identidad
« Next Generation Networks» (IP – MLPS)
�Transporte integrado de voz y datos
Móvil(2G, 3G, 4G)
Hibrido(WLAN, WLL)
Fijo(PSTN, ADSL,
FTTH)
Manejo de la capa de transporte
� IMS / SIP / IP v6� OSA - Parley
Aplicaciones
Manejo delTransporte
Transporte
Acceso
Música Video / TVAplicaciones
Plataforma de Servicios
Transporte
Acceso
IN IN
ConmutaciónATM /FR /IP
Llamadas
VASVoz
Gestión del Acceso
PSTN ISDN /ADSL
IN IN
ConmutaciónATM /FR /IP
2G 2.5 G
MóvilFijo
�Juegos�Música�Web
�Juegos�Música�Web
DatosVozDatosVoz
Futuro Potencial –(Este modelo de Internet domina Fijo y Móvil )
� Servicios e industria organizada en silos Verticalmente integrados
� Servicios intrínsecamente ligados al acceso/transporte� Fuerte influencia de la regulación ex-� Ínteroperación entre operadores manejada por
regimenes de interconexión regulados-� Entorno seguro y confiable
� Horizontalización de servicios y estructura de la industria� Servicios cada vez más independientes de la red� Regulación limitada y principalmente dirigida-
a la protección del cliente� Interoperación entre operadores manejada por
acuerdos comerciales.� Entorno inseguro (spam, viruses)
Fuente de: Booz Allen Hamilton Analysis
Llamadas
VASVoz
Gestión del Acceso Plataforma de
Servicios
Modelo de Internet Fully-OpenHoy – Conmutación de Circuitos
Web Juegos
Posibilita
Pago Interoperación DRM Gestión de Identidad
« Next Generation Networks» (IP – MLPS)
�Transporte integrado de voz y datos
Móvil(2G, 3G, 4G)
Hibrido(WLAN, WLL)
Fijo(PSTN, ADSL,
FTTH)
Manejo de la capa de transporte
� IMS / SIP / IP v6� OSA - Parley
Aplicaciones
Manejo delTransporte
Transporte
Acceso
Música Video / TVAplicaciones
Plataforma de Servicios
Transporte
Acceso
IN IN
ConmutaciónATM /FR /IP
Llamadas
VASVoz
Gestión del Acceso
PSTN ISDN /ADSL
IN IN
ConmutaciónATM /FR /IP
2G 2.5 G
MóvilFijo
�Juegos�Música�Web
�Juegos�Música�Web
DatosVozDatosVoz
Futuro Potencial –(Este modelo de Internet domina Fijo y Móvil )
� Servicios e industria organizada en silos Verticalmente integrados
� Servicios intrínsecamente ligados al acceso/transporte� Fuerte influencia de la regulación ex-� Ínteroperación entre operadores manejada por
regimenes de interconexión regulados-� Entorno seguro y confiable
� Horizontalización de servicios y estructura de la industria� Servicios cada vez más independientes de la red� Regulación limitada y principalmente dirigida-
a la protección del cliente� Interoperación entre operadores manejada por
acuerdos comerciales.� Entorno inseguro (spam, viruses)
Fuente de: Booz Allen Hamilton Analysis
Llamadas
VASVoz
Gestión del Acceso Plataforma de
Servicios
Figura 4.2 Desestratificación del transporte y suministro de servicios
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Según el modelo actual los operadores de telefonía móvil controlan prácticamente por completo los distintos eslabones de la cadena de valor, sin embargo con la introducción de VoIP y la adopción de un modelo all IP, este hecho podría cambiar en gran medida.
Una de las implicancias más importantes es la desestratificación del transporte y suministro de servicios ofreciendo a los distintos proveedores de éstos la posibilidad de ofrecer voz o mensajería independientemente de las redes fijas o móviles. Este efecto se muestra en la Figura 4.2.
A continuación se describen los aspectos más importantes que afectarían el control de la cadena de valor. Se definen las condiciones que necesitarían terceros para lograr ventajas competitivas y las incertidumbres actuales sobre como evolucionará la industria. Para esto se divide la cadena en las siguientes actividades o capas:
4.3.2.1 Red de acceso
Corresponde al medio físico mediante el cual los usuarios tienen acceso a los servicios de telecomunicaciones.
Requerimientos:
Poder comprar capacidad de red de acceso al por mayor para ofrecer servicios de integración fijo-móvil u otros.
Posibilidad de influir en la aparición de alternativas tecnológicas para no tener que usar las redes de los operadores móviles tradicionales
Incertidumbres:
No está claro si la regulación permitirá que los proveedores de servicios convergentes puedan acceder a estas ventajas competitivas.
4.3.2.2 Interoperabilidad
Es la forma en que una red trabaja o se relaciona con otras de manera transparente para el cliente.
Requerimientos:
Posibilidad de terceros para interoperar con los operadores móviles bajo acuerdos financieros atractivos.
Interoperabilidad no basada en diferencias de precios por QoS o tipos de aplicaciones.
Incertidumbres:
Los acuerdos de interoperación IP estarán regulados según el SMP (Significant Market Power) o se mantendrán como contratos comerciales.
No está definido la magnitud en que el IP Interworking migrará hacia acuerdos del tipo bill & keep o peering.
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4.3.2.3 Administración de red
Es la capacidad que tiene un operador o proveedor de servicios de realizar transmisiones a través de la red para que el cliente reciba sus servicios.
Requerimientos:
Mejoras significativas en la calidad y capacidad de las redes y una latencia mucho menor para aplicaciones sensibles a los retardos como comunicaciones de voz.
Establecimiento de redes móviles all-IP con un funciones avanzadas en la administración de identidades y tráfico tales como IMS.
Acceso a funcionalidades para administrar las redes en particular a través de la implementación del protocolo SIP.
Incertidumbres:
No es posible determinar con certeza qué tan rápido migrarán los operadores hacia la tecnología all IP.
Aún no está definida en que medida la arquitectura que prevalezca proveerá control sobre la administración de las redes a los OSPs.
Qué tanto control podrán ganar los OSPs sobre los identificadores de clientes.
4.3.2.4 Terminal y Plataforma de Servicio
Requerimientos:
Avances significativos en las funcionalidades ofrecidas por los terminales (Mayor capacidad de proceso, duración de batería y memoria) y una mayor penetración de smartphones.
Capacidad de terceros para instalar aplicaciones cliente en los equipos (por ejemplo clientes de mensajería), para esto se necesita la combinación de una mayor estandarización en los equipos y la ausencia de mecanismos para certificación de software.
Ausencia de bloqueo de tráfico y mecanismos de diferenciación de QoS para las distintas aplicaciones como es el caso de VoIP
Incertidumbres:
En que medida los OSPs podrán descargar software en los equipos eludiendo la intervención de los MNOs. Podrán triunfar las barreras estructurales tales como la baja estandarización de los equipos y el control de los MNO sobre las especificaciones de éstos. Emergerá un monopolio como Wintel en la telefonía móvil.
4.3.2.5 Servicios
Requerimientos:
Los proveedores de servicios online deberán ser capaces de crear servicios con grandes ventajas en relación a los MNO.
La fijación de precios de los MNO crea significantes oportunidades de arbitraje para las OSPs.
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Incertidumbres:
Con que rapidez y en que magnitud podrá la reducción de precios y costos permitir servicios de mayor importancia tales como voz y SMS.
Los servicios prestados por los OSPs tienen ventajas que les permitan permanecer en el tiempo.
En que medida pueden los MNOs replicar las mismas funcionalidades de valor agregado.
4.4 Estado actual del proceso regulatorio sobre VoIP en Chile
4.4.1 Regulación Propuesta por la entidad reguladora para VoIP
La propuesta para la regulación de servicios de VoIP ha sido publicada en el sitio web de la SUBTEL, entidad reguladora perteneciente al poder ejecutivo, en diciembre de 2006. Se publicó en forma de borrador sujeto a consulta pública, dando espacio para que los participantes sector envíen sus comentarios. Estos comentarios fueron enviados durante enero de 2006 y publicados en el mismo sitio web.
Esta propuesta finalmente, luego de los cambios considerados por la entidad reguladora, pasará a ser, por decreto supremo, el nuevo Reglamento del Servicio Público de Transmisión de Voz sobre Internet. A continuación se indican los principales puntos de dicho documento.
4.4.1.1 Objetivos de política y Principios Regulatorios
- Interés del estado en promover las condiciones que favorezcan la introducción de avances tecnológicos necesarios para que los consumidores puedan disponer de más y mejores servicios de telecomunicaciones.
- Desarrollo y fortalecimiento de la infraestructura de redes y servicios de telecomunicaciones, para optimizar su utilización en beneficio de la comunidad en general.
- Las regulaciones que se establezcan deben estar orientadas a minimizar las distorsiones que puedan existir en el mercado, sin perjuicio de los mayores grados de eficiencia que se puedan obtener con el mayor volumen de competencia que podría introducirse.
- Maximizar el bienestar de la sociedad en términos de la calidad, precio y cobertura de los servicios que se ofrecen.
- La regulación debe establecer un conjunto de garantías mínimas que den resguardo a los consumidores respecto de las empresas en presencia de relaciones asimétricas.
- La regulación debe establecer las condiciones adecuadas para permitir el cambio tecnológico, la innovación y en ese contexto, favorecer la inversión. Un ambiente estable y con regulaciones claras, disminuye la incertidumbre e impulsa la inversión y el desarrollo.
4.4.1.2 Disposiciones Generales
- Se define el nuevo Servicio Público de Telecomunicaciones de Voz sobre Banda Ancha, como un servicio público de telecomunicaciones que permite la prestación de comunicaciones de voz a sus usuarios utilizando el protocolo IP, u otro semejante, para permitir su transporte dentro de la red Internet y hacia o desde la red pública telefónica.
53
- Para la instalación, operación y explotación del Servicio Público de Voz sobre Internet, se requerirá de una concesión de servicio público de telecomunicaciones otorgada por decreto supremo.
- En materia de ejecución de resoluciones judiciales que ordenen la interceptación y grabación de comunicaciones, las concesionarias se ajustarán a lo dispuesto en dichas resoluciones y al Reglamento Sobre Interceptación y Grabación de Comunicaciones Telefónicas y Otras Formas de Telecomunicación.
4.4.1.3 Operación del Servicio
- Los sistemas del Servicio Público de Voz sobre Internet se estructurarán libremente en base a los siguientes elementos físicos y lógicos: Conexión de Internet propia del usuario, hardware y software para recibir y enviar el tráfico vía Internet; dispositivo para interconexión con la red pública telefónica y central o nodo de conmutación. La conexión a Internet del usuario no constituye parte de la concesión de Servicio Público de Voz sobre Internet.
- Las concesionarias no podrán iniciar servicios, sin que sus obras e instalaciones hayan sido previamente autorizadas por la Subsecretaría de Telecomunicaciones.
- La zona de servicio de las concesionarias abarcará todo el territorio nacional. Las concesionarias prestarán el Servicio a sus usuarios, cualquiera sea la ubicación física desde la cual éstos accedan a la red Internet en cada comunicación, sin que puedan establecerse discriminaciones ni distinciones de ninguna especie en consideración a esta circunstancia.
- Las comunicaciones que se realicen entre usuarios del Servicio con otros usuarios de Internet, se establecerán libremente, conforme con el tratamiento de cualquier aplicación de Internet. Las comunicaciones que se realicen entre usuarios del Servicio y suscriptores de la red pública telefónica, o viceversa, se establecerán conforme con este reglamento y la normativa que les sea aplicable, según la naturaleza del servicio.
- Los sistemas de la concesionaria deberán permitir al suscriptor, y en su caso al usuario asociado, que en el respectivo contrato o por convención posterior, opte por hacer uso del Sistema Multiportador Discado o Contratado, la selección del portador en cualquiera de sus llamadas, y/o la preselección contratada de un portador, sean tales llamadas de larga distancia internacional o nacional, y marcando para ello, en su caso, el código indicativo del portador de su preferencia que se haya interconectado con la concesionaria, de acuerdo a los dígitos asignados por la Subsecretaría y a los procedimientos de marcación señalados en las normas vigentes para los servicios de larga distancia.
- Las concesionarias establecerán las interconexiones con la red pública telefónica, asimismo, las redes de concesionarias de Servicio Público de Voz sobre Internet deberán interconectarse entre sí, según las normas técnicas, procedimientos y plazos que establezca la Subsecretaría. También estarán obligadas a ofrecer a los portadores las facilidades necesarias que permitan cumplir con lo indicado en el artículo precedente.
- Las redes de las concesionarias podrán interconectarse directa o indirectamente con las redes de las compañías telefónicas en uno o más de los puntos de terminación de red de cada compañía telefónica. Es responsabilidad de la concesionaria garantizar que los usuarios puedan comunicarse con cualquier usuario del servicio público telefónico o de voz sobre Internet en el territorio nacional. Los costos de las interconexiones deberán ser asumidas completamente por la Concesionaria de Servicio Público de Voz sobre Internet.
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4.4.1.4 De los Suscriptores y Usuarios
- Todos los actos relativos al proceso de solicitud, suscripción, modificación y términos del contrato de suministro del Servicio Público de Voz sobre Internet, podrán realizarse a través de técnicas y medios electrónicos, siempre que se encuentre debidamente garantizada la autoría, integridad y no repudio de los actos en los términos previstos en la Ley Nº 19.799 sobre documentos electrónicos, firma electrónica y servicios de certificación de dicha firma.
- La responsabilidad y obligaciones derivadas de la provisión del servicio público de Voz sobre Internet a los usuarios, será exclusivamente de la concesionaria de dicho servicio y no afectará ni comprometerá directa ni indirectamente al proveedor del servicio de acceso de banda ancha ni al ISP que provee el acceso a Internet. Por su parte, para ser suscriptor del Servicio Público de Voz sobre Internet, el solicitante deberá contratar o proveerse bajo su responsabilidad el Servicio de Acceso a Internet. Por tanto, la relación jurídico-comercial concerniente a dicho acceso y todas las responsabilidades que de ella deriven, se circunscribirán al suscriptor y al suministrador del acceso referido.
- Los suscriptores del Servicio Público de Voz sobre Internet, tendrán en particular, el derecho de acceder a los servicios complementarios conectados a las concesionarias del servicio público telefónico. Y las concesionarias del Servicio Público de Voz sobre Internet estarán obligadas a proporcionar tal acceso.
- Las concesionarias deberán informar oportuna y adecuadamente al público respecto a la calidad de servicio que son capaces de entregar y las condiciones de prestación óptima para ello. En todo caso, los contratos de suscripción que las concesionarias celebren, deberán establecer exhaustivamente las condiciones de calidad con que se obligan a prestar el servicio.
- Las concesionarias estarán obligadas a dar acceso gratuito a sus suscriptores y/o usuarios, a los servicios de emergencia conectados a los concesionarios del Servicio Público Telefónico y en la ubicación en la cual se encuentra el usuario, de acuerdo a lo preceptuado para esta categoría de servicios en el Plan Técnico Fundamental de Numeración Telefónica, salvo cuando concurran causales que revistan carácter de hecho fortuito o fuerza mayor o sean imputables al suscriptor y/o usuario.
- Las concesionarias no tendrán obligación de emitir y entregar una guía o directorio de suscriptores. Sin perjuicio de lo anterior, deberán mantener actualizada mensualmente en su sitio web una nómina con la individualización de sus suscriptores, haciendo mención de su nombre, y número asignado para recibir comunicaciones, excluidos aquellos que expresamente soliciten que sus datos no sean informados.
4.4.1.5 De la Numeración
- La Subsecretaría de Telecomunicaciones asignará la numeración correspondiente, para asegurar que los usuarios de las concesionarias del Servicio Público de Voz sobre Internet y los usuarios de las concesionarias del servicio público telefónico puedan comunicarse entre sí, dentro y fuera del territorio nacional, conforme con la naturaleza de aquel servicio. Una vez establecida la numeración respectiva, la concesionaria tendrá un plazo
55
máximo de 6 meses para ajustarse completamente a dicha normativa, considerando para tal efecto a los eventuales clientes que pudiera tener a esa fecha.
- El presente reglamento entrará en vigor 6 meses después de su publicación en el Diario Oficial. Dentro de ese plazo, los actuales operadores de servicios de voz sobre Internet que pasarán a regirse por aquél, deberán ajustarse a lo indicado en el mismo.
4.4.2 Comentarios al documento de consulta pública.
Como era de esperarse, las repuestas a la propuesta de regulación de VoIP por parte de las empresas son radicalmente opuestas en algunos casos.
La mayoría de los operadores tradicionales, de telefonía fija y movil, concuerda en que el Servicio Público de Voz sobre Internet, debiera cumplir con los mismos requerimientos que se le exigen a los operadores de servicios públicos de telefonía, de acuerdo al principio de neutralidad tecnológica. Entre estos requerimientos se encuentran el acceso a servicios de emergencia en la zona correspondiente, intercepción de llamadas por orden judicial, permitir la elección del portador de larga distancia a través del código identificador, entre otras obligaciones.
Además están de acuerdo respecto a la interconexión a la red pública de los concesionarios de Voz sobre Internet, la cual se debe establecer como responsabilidad del nuevo concesionario, y no sólo concurrir a todas las zonas primarias estableciendo un punto de acceso, sino que debe acceder a su propio costo a los PTR o PIR de las compañías existentes, de acuerdo al principio de preexistencia.
VTR agrega que si se estima conveniente eliminar o flexibilizar la aplicación del sistema multiportador respecto del servicio de Voz sobre Internet, la implementación de esta definición debería hacerse en forma conjunta con las adecuaciones normativas pertinentes para el servicio público telefónico. Además se debería extender la obligación de disponer de una nómina web y vía telefónica de suscriptores a las concesionarias de servicio público telefónico, local y móvil.
Al contrario, Redvoiss como mayor operador de VoIP en el país, se basa principalmente, en el criterio regulación mínima y promoción de la competencia, mencionados en la sentencia del TLC. que califica su servicio como una actividad no regulada, para argumentar que solo debiera cumplir con ciertas normas técnicas y no un reglamento completo como el documento en cuestión. Además agrega que con este reglamento se pretende modificar la Ley general de Telecomunicaciones, lo que jurídicamente le corresponde al congreso y no al poder ejecutivo.
Telefónica considera que la sentencia del TLC no debiera ser considerada para este proceso debido a que no se encuentra ejecutoriada por encontrarse pendientes en la Corte Suprema, los recursos de reclamación interpuestos por Telmex y la misma Telefónica.
Redvoiss afirma que esta es la oportunidad de modificar la LGT, que fue dictada hace 25 años y no se puede aplicar coherentemente en relación a las tecnologías actuales. Propone clasificar Internet como una red pública y regular su acceso, antes de regular aplicaciones basadas en esta tecnología. Además propone que no se debiera diferenciar regulatoriamente, el servicio de VoIP que se interrelaciona bidireccionalmente con la red pública telefónica, con servicios como Skype que solo realizan llamadas hacia la PSTN. Asimismo, la regulación debería ser neutral, no discriminando negativamente respecto de las empresas de telefonía por Internet basadas en Chile
56
en relación a aquéllas con sede en el extranjero y que, dada la naturaleza ageográfica de la Internet, quedan fuera de la jurisdicción del regulador chileno pero prestan o podrían prestar el mismo servicio prestado por las empresas locales. Esto debido a que se generan asimetrías en la competencia.
Entel PCS se centra en remarcar la capacidad limitada de las redes móviles, debido que sus recursos son de uso compartido y que el espectro es un bien escaso. Por lo anterior las redes de telefonía móvil no están capacitadas para soportar comunicaciones de voz sobre paquetes de datos, y hace notar la necesidad de que la SUBTEL llame a concurso público para obtener concesiones 3G, con la cual se tendrían más recursos para soportar VoIP sin interferir con el funcionamiento normal de las llamadas de los móviles tradicionales. De esta forma Entel PCS concluye que, mientras no exista relativa certeza acerca de los desarrollos tecnológicos actualmente en curso y futuros sobre este tipo de redes, una eventual regulación del servicio de Telefonía de Voz sobre IP debería excluir a la Telefonía Móvil.
Además este operador móvil concuerda con los demás operadores tradicionales en que el servicio de voz sobre IP no puede tener un tratamiento regulatorio diferente al servicio público de telefonía local, con quien comparte la naturaleza y cuya diferencia radica exclusivamente en la tecnología de acceso, pero sin que de lugar a un servicio diferente.
Movistar concuerda con quienes consideran el servicio de voz sobre Internet como un servicio público, y agrega que como tal, resulta relevante incluir este tipo de comunicaciones en todo proceso de fijación de tarifas por los servicios prestados a través de las interconexiones. Además de menciona que hasta la fecha no existen “actuales operadores de servicios de voz sobre Internet”, ya que las empresas que están operando dicho servicio lo están efectuando al margen de la ley y de la normativa de telecomunicaciones, sin contar con ninguna concesión, y sin pagar por el uso de la infraestructura del servicio público telefónico y de la banda ancha, infraestructura de propiedad de terceras empresas.
Por otra parte, Redvoiss acusa un aumento injustificado de costos e inversiones la obligación de interconectarse a todas las zonas primarias existentes en el país para prestar exactamente el mismo servicio que en la actualidad presta con su propio modelo de negocio. En contrapartida a este tipo de interconexión, que significaría probablemente adaptarse al modelo seguido por CTC, esto es, el Sistema de Señalización 7 (SS7) que pronto quedará obsoleto, Redvoiss propone un nuevo medelo de Red Pública basado en IP, en que todos los operadores estarían conectados.
Finalmente sostiene que el Reglamento no se basa en experiencias internacionales ni en estudios técnicos y/o económicos que demuestren la necesidad de protección al consumidor para normar la VoIP en el sentido que se está regulando.
4.5 Regulación tarifaria en un contexto IP abierto en redes móviles.
4.5.1 Principales implicancias en la evolución de la regulación
Una de los aspectos fundamentales en el desarrollo de IP en las redes y servicios de telecomunicaciones es la creciente convergencia entre servicios (voz y datos) y redes (fija y móvil). Esta convergencia puede tener tres potenciales consecuencias, a veces contradictorias, para la evolución de las regulaciones:
57
- Alineamiento de las disposiciones regulatorias para móvil con las imperantes para servicios de datos fijos. Esto podría llevar por ejemplo, a adoptar menores obligaciones para la protección del consumidor, intercepción legal de llamadas, servicios de emergencia e intervenciones regulatorias enfocadas a solucionar fallas en lugar de regulaciones ex-ante.
- Intervención regulatoria más fuerte para manejar los crecientes conflictos de competencia entre operadores de red y proveedores de servicio de Internet. Es decir, regulaciones destinadas a asegurar que la naturaleza abierta del modelo de Internet para otros servicios se mantenga, en especial con servicios de VoIP (como Skype o Vonage).
- Mayor intervención regulatoria para servicios móviles de datos (como SMS o conectividad de datos). Al contrario de los servicios fijos de datos o móviles de voz, los móviles de datos han estado libres de intervención regulatoria en esta etapa. Como estos servicios han adquirido una creciente importancia y son objeto de un mayor activismo regulatorio proveniente de proveedores de servicio externos, las autoridades regulatorias pueden estar bajo presión para aplicar regulaciones más estrictas (por ejemplo regulaciones ex-ante)
4.5.2 Discusiones regulatorias emergentes.
La revisión de las tendencias y de incertidumbres regulatorias conducen a cuatro tipos de disposiciones que están dando lugar a importantes debates:
- Administración de recursos escasos. Con la introducción de nuevas tecnologías inalámbricas de acceso a redes (e.g.: WiFi, Wimax), la asignación y administración del espectro se convertirá en un área de especial atención, del mismo modo será relevante el modo en que las agencias reguladoras atribuyen espectro en bandas licenciadas y no licenciadas. También constituye un tema emergente la administración de la numeración en cuanto a la característica dinámica de los servicios de Internet y la necesidad de autentificación para nuevos servicios.
- Administración de cuellos de botella en competitividad. Ocurrirán importantes cambios en este tema y este punto es uno de los que genera mayores incertidumbres. Especial enfoque debiera darse en la presión generada sobre los organismos reguladores para extender una regulación ex-ante a servicios como roaming, SMS, conectividad de datos e incluso para los acuerdos con MVNO. Además se estima un aumento de la competencia entre operadores de red y proveedores de servicios en línea.
- Protección del Consumidor. Las principales discusiones regulatorias en este punto tienen relación con la obligación o no para los operadores VoIP de garantizar el acceso a los servicios de emergencia, con la necesaria protección para los usuarios contra el spam, así como el control que debería realizarse para el acceso de menores a contenidos inapropiados.
- Contribución del operador con los intereses nacionales y servicio universal. Es importante recalcar la discusión presentada respecto de si recaen o no sobre operadores de VoIP obligaciones de contribuir a los fondos de servicio universal así como si aplica sobre ellos las obligaciones de intercepción legal de llamadas.
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4.5.3 Selección y Evaluación de los temas regulatorios de mayor impacto.
De acuerdo al análisis de las implicancias y discusiones regulatorias emergentes vistas anteriormente , los temas regulatorios con mayor impacto potencial en la rentabilidad de los operadores que participan del mercado móvil son:
- Aplicación del principio de neutralidad de red.
- Interconexión IP.
- Ampliación de la regulación ex-ante hacia otros servicios tales como SMS o conectividad de datos.
- Acuerdos de MVNOs orientados al costo, en especial al cargo adicional por el acceso a capacidad de red.
Aplicación del principio de neutralidad de red
La neutralidad de red se refiere a una serie de principios que aseguran la dominancia de la naturaleza abierta del modelo de Internet y, específicamente, evitan que los operadores de redes entorpezcan la posibilidad de los consumidores de acceder a servicios prestados por terceros como VoIP. La FCC en una declaración que data de febrero de 2004, define neutralidad de red a través de cuatro “libertades” para los clientes de Internet: libertad en el acceso a contenidos, a usar aplicaciones, a conectar dispositivos periféricos y a obtener información sobre su plan de servicio.
Principio Definición
Libertad de acceso a contenidos Consumidores deben tener acceso al contenido legal que ellos escojan.
Los operadores de red pueden, sin embargo, establecer límites razonables si es requerido para administrar la red o asegurar su calidad.
Libertad para usar aplicaciones Consumidores deben estar habilitados para ejecutar las aplicaciones que ellos escojan
Libertad para conectar dispositivos personales
Consumidores deben estar habilitados para conectar cualquier dispositivo – con la salvedad que dichos dispositivos operen dentro de las limitaciones del respectivo plan, no generen daños a la red y no permitan el robo de servicio
Libertad para obtener información respecto de el plan de servicio
Consumidores deben recibir información significativa respecto de sus planes de servicio
Source: Based on definition by FCC Chairman Michael Powell in a Feb. 2004 public statement
Tabla 4.2 Definición del Principio de Neutralidad de Red (basado en la definición de la FCC)
Hasta la fecha, los principios de neutralidad de red no forman parte de ninguna regulación específica y han sido impuestos a través de la legislación de competencia en contra de comportamientos anti-competitivos.
Con el surgimiento de nuevos servicios IP y bajo la influencia de proveedores de servicio online como MSN o Skype, las entidades regulatorias estarán bajo crecientes presiones para promulgar los principios de neutralidad de red a través de regulaciones específicas.
59
Interconexión IP
Hoy en día, coexisten tres acuerdos alternativos de interconexión para voz, conectividad de datos y servicios en redes fijas y móviles, estos son:
Pago por Interconexión: bajo este modelo se paga por el servicio de interoperabilidad e interconectividad, y generalmente está regulado y se cobra de acuerdo al uso.
Conectividad a Internet: en este caso hay acuerdos comerciales entre ISPs y backbones de Internet para el intercambio de tráfico IP. Pueden ser acuerdos de intercambio gratis, o pagado cuando existen asimetrías importantes en el tráfico de ambas partes.
Interoperación gratis: existen acuerdos para asegurar la interoperabilidad de los servicios, y generalmente no se paga, bajo el actual régimen comercial de Internet.
Para voz, el modelo de pago por interconexión está completamente establecido en la mayor parte del mundo, con la excepción de móviles en EE.UU. que han adoptado el modelo bill & keep.
Con el creciente acceso a tráficos VoIP y la aparición de redes NGN, los acuerdos de interconexión de voz pueden evolucionar hacia contratos entre las partes en una estructura similar que para los servicios de datos. Para los operadores de telecomunicaciones, y más especialmente para los MNO’s, el fin del modelo de pagos por interconexión para los servicios de voz tendría un impacto perjudicial en la rentabilidad de la industria y facilitaría a los proveedores externos la obtención del control sobre los servicios finales.
Debates recientes sobre las regulaciones de VoIP han dado lugar a discusiones sobre los futuros modelos de interconexión, hasta ahora, principalmente en Europa.
La ECC (Comité de Comunicaciones Electrónicas) ha publicado un reporte en mayo de 2005 recomendando la migración hacia un modelo bill & keep para servicios de voz. Sus principales argumentos son:
- Facilitar la introducción de nuevos servicios, en especial los provistos por terceros.
- Necesidad de alinear los cargos de interconexión con los precios retail, que actualmente tienden a modelos de tarifa plana, con el objeto de evitar riesgos de arbitraje.
- Reconocer la evolución de la estructura y los drivers de costos. De cómo el costo del backbone se ha convertido en una parte insignificante del costo total y los costos de red se incrementan en función más de su capacidad que de su uso.
- Simplificación de los acuerdos de interconexión entre las diferentes partes.
En respuesta a la posición de la ECC, los operadores fijos de Europa, en particular France Telecom y British Telecom, han argumentado que los acuerdos de interconexión deben ser resultado de negociaciones comerciales y que el modelo bill & keep es aplicable en circunstancias muy específicas. Su principal argumento se basa en la necesidad de interferir el tráfico dentro de las redes NGN para asegurar calidad de servicio (QoS), intercepción legal y localización de procedencia de la llamada para servicios de emergencia.
60
Los puntos clave en su caso son:
- Las redes NGN son muy diferentes de Internet, en particular como éstas están construidas para garantizar los flujos de tráfico y proteger aplicaciones mediante gateways seguros.
- Separación entre conectividad y servicios no tiene sentido en redes NGN.
- Asegurar diferenciación de QoS, intercepciones legales y localización de procedencia para llamadas de emergencia puede lograrse sólo desde el interior de las redes NGN (en lugar de hacerlo a nivel de servicio).
- Tarifa plana no llegará a ser la regla general para la fijación de precios retail, QoS y seguridad jugarán también un rol fundamental.
- Modelos sender keeps all sólo son relevantes en casos específicos, en particular no cuando existen diferencias significativas en costos de red (Ej. Fijo vs. móvil)
Mientras no se decide, la capacidad de los operadores de telecomunicaciones para mantener el actual régimen de interconexión descansara en gran medida en su habilidad de “vender” la necesidad de administrar QoS e impulsar requerimientos regulatorios para intercepción legal y localización de llamadas para servicios de emergencia en llamadas VoIP.
Extensión de Regulaciones Ex-Ante a Otros Servicios
Hoy en día las regulaciones ex-ante en telefonía móvil se aplica solo en las tarifas de terminación fijo-a-móvil en la mayor parte del mundo, no obstante su extensión a los servicios de roaming está actualmente siendo investigada en la Comunidad Europea.
Hay un riesgo importante que las regulaciones ex-ante sean extendidas hacia otros servicios en modalidad de reventa tales como SMS, conectividad de datos u originación de llamadas principalmente.
En el corto plazo, el riesgo más importante para la industria móvil es la extensión de la regulación ex-ante a SMS, en un intento de lograr reducciones en los precios retail. La discusión en curso de la Arcep (entidad reguladora francesa) sobre este tema debería llevarla a aplicar regulaciones ex-ante a SMS, lo que crearía un importante precedente para la industria móvil, con un potencial efecto domino hacia las otras regiones del mundo.
|Acuerdos con MVNO’s orientados a costo
La mayoría, aunque no todas, las autoridades regulatorias en el mundo han expresado políticas en que los acuerdos con MVNO’s deben permanecer siendo acuerdos económicos no regulados. Sin embargo, las autoridades regulatorias pueden reconsiderar sus políticas e intervenir en estos contratos bajo tres circunstancias:
- Ausencia de competencia y clara evidencia de colusión en los precios a cobrar por parte de los operadores móviles.
- Notorias salidas del mercado de MVNO’s como resultado de presiones sobre los márgenes.
61
- Ventajas competitivas injustas para operadores que integran fijo y móvil, ofreciendo servicios convergentes, reduciendo prácticamente en forma completa la posibilidad de que carriers de línea fija alternativos puedan hacer ofertas similares.
Todas estas circunstancias están lejos de ser improbables. Como mínimo, se espera que las entidades regulatorias obliguen a los operadores integrados que ofrecer soluciones convergentes, a proveer capacidad móvil mayorista bajo términos no discriminatorios. En el peor escenario, las entidades reguladoras podrían imponer a los MNO’s la obligación de proveer acceso de radio a la red de manera directa, bajo términos orientados a costo.
62
Capítulo 5 Impacto sobre operadores móviles
5.1 Escenarios posibles ante la introducción de VoIP en el mercado de la telefonía móvil
En base a los análisis de capítulos anteriores, el mercado móvil podría evolucionar hacia cuatro escenarios finales distintos en su evolución hacia un modelo all-IP.
Figura 5.1 Posibles escenarios en la evolución hacia un modelo all-IP
El escenario 1 corresponde al punto de partida actual, por medio del cual los operadores móviles ofrecen al detalle la mayoría de sus servicios. En el escenario 2, los operadores móviles ceden el desarrollo de ciertos servicios a proveedores en línea, pero el control sobre la provisión de los servicios permite a los operadores de red establecer los modelos económicos asociados. En el escenario 3, estos operadores pierden por completo el control sobre la provisión de los servicios y los suministradores de servicios en línea actúan de forma independiente. El escenario 4 es una variante del anterior, en el cual los operadores móviles proveen acceso a la red a gran escala a operadores convergentes y de esta forma se transforman en meros transportadores inalámbricos de datos.
La adopción de un modelo all-IP ejercería una presión tal sobre los ingresos y beneficios de los operadores que podrían llegar a disminuir su EBITDA de un 30-50% actual a un 15-20%, según antecedentes proporcionados por Movistar. Sin embargo en el mercado chileno al igual que en el resto de Latinoamérica estos escenarios se ven más lejanos debido a la lenta penetración de redes y terminales capaces de soportar aplicaciones de datos avanzadas como VoIP.
En nuestro país, hay pocas posibilidades de salir del escenario 1 a corto plazo, debido a la lenta penetración de servicios de datos móviles, en comparación con países desarrollados.
Los operadores sin embargo deben estar atentos a la evolución del mercado por dos razones: en primer lugar los cambios en el modelo en Europa y EE.UU. servirán de base para estructurar el propio camino hacia la evolución. En segundo lugar VoIP puede tener en el corto plazo efectos
����Services
���Handsets / service platforms
��Network management
�Interoperability
Scenario 3 –MNOs asBit Pipes
Scenario 2 –MNOs as Service
Enablers
Scenario 1 –MNOs as Integrated
Service Providers
(�)Radio Access Network
Value Chain Controlled by MNOs
Scenario 4 –MNOs as Access
Network Bit Pipes
����Servicios
���Equipos / plataformas de servicio
��Administración de la red
�Interoperatibilidad
Escenario 3 –MNOs comotúnel de bits
Escenario 2 –MNOspermiten servicios de proveedores externos
Escenario 1 –MNOs Como proveedores
de servicios integrados
(�)Acceso a red a gran escala
Cadena de Valor ControladaPor MNOs
Escenario 4 –MNOs proveen acceso
A las red a gran escala
����Services
���Handsets / service platforms
��Network management
�Interoperability
Scenario 3 –MNOs asBit Pipes
Scenario 2 –MNOs as Service
Enablers
Scenario 1 –MNOs as Integrated
Service Providers
(�)Radio Access Network
Value Chain Controlled by MNOs
Scenario 4 –MNOs as Access
Network Bit Pipes
����Servicios
���Equipos / plataformas de servicio
��Administración de la red
�Interoperatibilidad
Escenario 3 –MNOs comotúnel de bits
Escenario 2 –MNOspermiten servicios de proveedores externos
Escenario 1 –MNOs Como proveedores
de servicios integrados
(�)Acceso a red a gran escala
Cadena de Valor ControladaPor MNOs
Escenario 4 –MNOs proveen acceso
A las red a gran escala
63
negativos en los ingresos provenientes del extranjero debido a una potencial extensión global en la adopción del modelo de interconexión bill & keep.
5.2 Análisis comparativo Internacional La evolución hacia nuevos escenarios en la industria de las telecomunicaciones, y en especial el acceso a servicios de datos móviles y aplicaciones como VoIP, es un fenómeno que se repite en todas partes del mundo, aunque a distinto ritmo de acuerdo al nivel de desarrollo y madurez de los mercados. La Figura 5.2 muestra las etapas en que se encuentran las distintas economías, y hacía que escenario están evolucionado.
2DevelopingCountries
2US
2Japan
Current And Future PositioningAgainst ScenariosRegion
4
ExtentOf MobileIP ImpactScenario 4Scenario 3Scenario 2Scenario 1
Europe
2Países en víasDe desarrollo
2USA
2Japón
Posicionamiento actual y futuroEscenariosRegión
4
Extencióndel Impacto
de Ip móvilEscenario 4Escenario 3Escenario 2Escenario 1
Europa
Voz Datos,Mensajes Tendencias Emergentes
2DevelopingCountries
2US
2Japan
Current And Future PositioningAgainst ScenariosRegion
4
ExtentOf MobileIP ImpactScenario 4Scenario 3Scenario 2Scenario 1
Europe
2Países en víasDe desarrollo
2USA
2Japón
Posicionamiento actual y futuroEscenariosRegión
4
Extencióndel Impacto
de Ip móvilEscenario 4Escenario 3Escenario 2Escenario 1
Europa
Voz Datos,Mensajes Tendencias Emergentes
Figura 5.2 Etapa actual y posible tendencia del mercado móvil por región y tipo de servicio
En Europa es alto el riesgo de migrar al escenario 4, debido a que es el sector con más actividad en el desarrollo de soluciones convergentes fijo-móvil.
En Japón por su parte, por años se han ofrecido servicios de datos provistos por terceros, que hasta el momento han estado bajo el control del operador de red, sin embargo VoIP se ha masificado bastante debido a la gran cantidad de terminales con acceso a redes WiFI, y tarifas convenientes. Esto fomentará la tendencia a migrar al escenario tanto en voz como datos.
En EE.UU. los MNO han administrado la entrega y el modelo económico de los servicios provistos por terceros. Con un afianzamiento de tarifas para servicios de voz, es poco probable
64
que VoIP surja en el corto tiempo. Sin embargo está evolucionando hacia el escenario dos, por el momento, en servicios de datos. Aunque existe un gran riesgo de sustitución por parte de redes de acceso WiFi.
En el resto de Latinoamérica, y los demás países en vías de desarrollo, la situación es similar a la chilena, es poco probable que IP tenga una influencia significativa a corto plazo, debido a la lenta penetración de las nuevas tecnologías tanto en redes como terminales.
5.3 Parámetros tecnológicos clave para los operadores móviles. El aumento del ancho de banda y menor latencia de la tecnología de transmisión de datos móviles emergentes como HSDPA, aumentarán el potencial de servicios IP.
Surgimiento de tecnologías alternativas que utilizan el espectro no licenciado, como WiFi y Wimax, seguramente crearan una competencia importante a nivel de redes de acceso.
Tecnologías capaces de soportar acceso a distintos tipos de redes con handoff transparente al usuario, como UMA, favorece el desarrollo de servicios integrados.
Potencial implementación de IMS, fomentará el desarrollo de nuevos productos, servicios convergentes e integración de redes.
IPv6 e IMS permitirán el tratamiento diferenciado de paquetes (QoS).
Terminales con más memoria, capacidad de proceso y batería favorecen el desarrollo de nuevos servicios.
La variedad de sistemas operativos en terminales tiende a estandarizarse, pudiendo llegar a un solo dominante.
Con el desarrollo de terminales más modernos, redes con mayor throughput, nuevas aplicaciones multimedia y servicios de valor agregado, el acceso a redes de datos móviles se convertirá en una industria de inmensas dimensiones, pudiendo superar los servicios de voz. En este aspecto las rede EDGE/UMTS/HSDPA ofrecen uno de los más robustos sistemas de banda ancha móvil y ofrece un entorno óptimo para aprovechar todo el potencial de este mercado.
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Capítulo 6 Recomendaciones y Conclusiones Luego de analizar las implicancias técnicas, económicas y regulatorias producidas por el surgimiento de esta nueva forma de comunicación de voz a través de IP, se recomienda una estrategia para abordar la inminente introducción de esta nueva modalidad en la industria nacional de telefonía móvil, enfatizando los aspectos que conciernen a los operadores de este servicio.
Cabe destacar que para estudios complementarios a esta memoria, se sugiere realizar un análisis económico de la introducción de VoIP, y estrategias comerciales para abordar este cambio.
6.1 Recomendaciones sobre los temas regulatorios de mayor impacto.
6.1.1 Respecto de la interconexión IP
Las altas tarifas en términos relativos, para los servicios de datos y problemas con la calidad o velocidad de las redes limitan la posibilidad a corto plazo de tener VoIP en móviles. Sin embargo, el resultado de las discusiones sobre interconexión de voz en redes fijas probablemente creará una estricta estructura para la evolución de los modelos de interconexión en la industria móvil. Debido a esto, se recomienda que quienes intervengan en estas decisiones (regulador, operadores móviles, legisladores, etc.) tengan en cuenta los siguientes puntos:
- Que se hace necesaria la participación en grupos de trabajo para asegurar que las perspectivas de cada industria, en particular la móvil, son reconocidas.
- Que se hace necesario considerar las diferencias económicas y estructurales entre redes fijas y móviles (las redes móviles tienen costos mayores y mucho más variables), para que se tenga en cuenta que resoluciones para redes fijas no deben ser traspasadas directamente a móviles.
- Que es conveniente que las autoridades regulatorias transnacionales y nacionales adopten requerimientos similares a los de operadores tradicionales de forma de no distorsionar el mercado y no terminar afectando al consumidor final. Obligaciones como la intercepción legal y el acceso a servicios de emergencia deben permanecer aún en llamadas de VoIP.
6.1.2 Respecto de la Neutralidad de Red
Mantener principios de neutralidad de red puede incentivar la aparición de sistemas de VoIP móvil y, por lo tanto, perjudicar los intereses e inversiones de las compañías móviles, llevándolas obligatoriamente a rediseñar su modelo de negocio. Una estrategia recomendable para abordar la extensión de disposiciones regulatorias de este tipo a hacia la industria móvil se puede basar en lo siguiente:
- No existe la necesidad de explicitar en la legislación criterios absolutos sobre neutralidad de red, debido a que actualmente los consumidores tienen libre acceso a contenidos y servicios de VoIP provistos por terceros, y sólo se debiera actuar ante situaciones evidentes de distorsión.
- No debería ser necesaria una regulación adicional, ya que la ley de competencia actual provee un instrumento efectivo y práctico para abordar potenciales comportamientos anticompetitivos.
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- Desarrollar una regulación sobre neutralidad de red que abarque a todos los servicios y redes implicados requiere de un gran esfuerzo, dado las diferentes restricciones técnicas y operacionales que deben ser consideradas.
- Una legislación “ciega” sobre este tema podría llevar a riesgos significativos para los operadores, consumidores y para autoridades estatales.
- Mayores riesgos de spam, virus y piratería de contenidos.
- Menor capacidad para realizar intercepciones legales.
- Grandes riesgos para la integridad de la red.
- Impide realizar un control de la calidad de servicio para, por ejemplo, garantizar niveles de velocidad de acceso.
- El mercado de Internet móvil debe ser tratado de forma diferente debido a que carece de madurez y no es posible establecer restricciones específicas sobre gestión de la red.
6.1.3 Respecto de la extensión de regulaciones ex ante
En la comunidad europea se ha desarrollado un extenso debate respecto de extender la regulación ex ante aplicable al servicio telefónico, hacia otros servicios prestados a través de la red móvil. En este sentido se considera que esta materia no debe ser considerada aún en Chile por los siguientes argumentos:
- Clara evidencia de fuerte competencia en los servicios de SMS, lo que es demostrado por la creciente demanda por el servicio.
- La terminación SMS ni siquiera es parte de la lista de mercados relevantes para regulaciones ex-ante recomendada por la Comunidad Europea. En particular en Chile, existe la obligación de aceptar interconexiones lo que no requiere de mayor regulación.
- Riesgo significativo de estimular aún más el spam, el cual está actualmente en aumento.
- SMS es un servicio de datos y, como tal, no se le debe aplicar un marco regulatorio similar al de voz.
En el largo plazo la regulación ex-ante podría extenderse a la conectividad de datos y permitir de este modo la entrada de ISP’s por ejemplo, a los negocios de transportes de datos y acceso a contenido SVA.
Es importante tener en cuenta que solo sería aconsejable una intervención de la autoridad reguladora y aplicación de regulaciones ex-ante para conectividad de datos, ante una clara evidencia de:
- Falta de competencia en la venta retail del transporte de datos en la industria móvil.
- Control sobre la fijación de precios por parte de los operadores móviles, adquiriendo ventajas competitivas en la venta retail de mensajería o contenidos.
Por lo tanto es recomendable que se mantenga sin intervención regulatoria la conectividad de datos, y que los acuerdos con proveedores de servicios externos permanezcan como resultado de negociaciones comerciales.
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6.1.4 Respecto de obligación de acuerdos de MVNO orientados al costo
Si los operadores móviles desean evitar regulaciones que impliquen establecer acuerdos con MVNO’s orientados al costo, se recomienda que realicen al menos, las siguientes acciones:
- No desechar la posibilidad de implementación de un MVNO. Un buen análisis del mercado les permitiría lograr acuerdos estratégico con buenos interesados y de gran tamaño.
- Fomentar la posibilidad de acceso a capacidad móvil para operadores alternativos, para que puedan disponer de ofertas convergentes que sean competitivas con el dominante.
6.2 Recomendaciones sobre procesos reguladores actuales en Chile sobre VoIP
Es importante destacar, en esta materia, la incapacidad técnica actual para soportar servicios de VoIP en redes GPRS/EDGE debido al la utilización compartida del espectro asignado entre comunicaciones por circuitos (voz) y por paquetes (datos). Donde se prioriza las comunicaciones de voz, por lo cual la conmutación de paquetes no está diseñada para comunicaciones en tiempo real, como lo debe ser una transmisión de voz. De esta forma, la normativa para el nuevo Servicio Público de Telecomunicaciones de Voz sobre Internet, debería excluir de a las redes de datos móviles.
Además, el servicio de comunicación de voz sobre Internet es un servicio de telefonía que debe ser tratado como servicio público telefónico local de acuerdo al principio de neutralidad tecnológica y sujetarse a todas sus reglas. Entre estas reglas se encuentran el acceso a servicios de emergencia en la zona correspondiente, intercepción de llamadas por orden judicial, permitir la elección del portador de larga distancia a través del código identificador, y capacidad de conectar a sus usuarios en cualquier zona del territorio nacional, entre otras obligaciones.
6.3 Recomendaciones para los Operadores Móviles, sobre la estrategia tecnológica y comercial
Es indudable que en el futuro cada vez habrá más usuarios de aplicaciones de datos que requerirán mayor movilidad. Actualmente la tecnología que ofrece mayor movilidad es la telefonía móvil, y sus principal rival en este campo actualmente es la tecnología WLAN, y la aparición de cada vez más dispositivos portátiles (más pequeños que un Notebook, comparables con un teléfono celular) capaces de conectarse a esta red. Además con la inminente llegada de Wimax en forma comercial, y la introducción de la arquitectura IMS, está situación se ve reforzada. Por esta razón es importante para un operador móvil, tomar las medidas necesarias para ir evolucionando hacia sistemas de datos de mayor capacidad, como UMTS y HSPA (HSDPA y HSUPA), ofreciéndole a los usuarios finales acceso a terminales de última tecnología a precios moderados, con el fin de estar en buena posición para brindar servicios competitivos de datos y aplicaciones VoIP en el entorno IMS, en el cual se podrá usar distintas redes de acceso para los mismos servicios.
Los operadores debieran realizar alianzas estratégicas con marcas relevantes de proveedores de contenidos y servicios de valor agregado. Procurando mantener el control sobre la cadena de valor de dichos servicios, para no transformarse únicamente en un túnel inalámbrico de paquetes. Se recomienda utilizar el modelo en el cual se reparten los ingresos generados por las
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aplicaciones con el proveedor, ya que ha sido el de mejores resultados en el mundo, pues permite a ambos potenciar el negocio en conjunto.
Estudios comprueban que un operador que constantemente ofrece servicios innovadores primero que los demás, aunque no lleguen a ser demasiado masivos, potencian la marca y la posiciona como líder tecnológico de la industria.
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Acrónimos
1XRTT : One Carrier Radio Transmission Technology
2G : Second Generation
3G : Third Generation
3GPP : Third Generation Partnership Project
3GPP2 : Third Generation Partnership Project 2
4G : Fourth Generation
8-PSK : Octagonal Phase Shift Keying
ADSL : Asymmetric Digital Subscriber Line
ARPA : Advanced Research Projects Agency
ARPU : Average Revenue Per User
ASP : Application Service Provider
BSC : Base Station Controller
BTS : Base Transceiving Station
CDMA : Code Division Multiple Access
CSD : Circuit Switched Data
dB : Decibel
DTM : Dual Transfer Mode
ECSD : Enhanced Circuit-Switched Data
EDGE : Enhanced Data Rates for GSM Evolution
EGPRS : Enhanced GPRS
ETSI : European Telecommunications Institute
EV-DO : One Carrier Evolved Data Optimized
EV-DV : One Carrier Evolved Data Voice
FDD : Frequency Division Duplex
FTP : File Transfer Protocol
Gbps : Gigabits per second
GERAN : GSM EDGE Radio Access Network
GGSN : Gateway GPRS Support Node
GMSK : Gaussian Minimum Shift Keying
GPRS : General Packet Radio Services
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GSM : Global System for Mobile communications
GSMA : GSM Association
HLR : Home Location Register
HSCSD : High Speed Circuit Switched Data
HSDPA : High Speed Downlink Packet Access
HSPA : High Speed Packet Access (HSDPA with HSUPA)
HSUPA : High Speed Uplink Packet Access
IETF : Internet Engineering Taskforce
IMS : IP Multimedia Subsystem
IMT-2000 : Standard for 3G
IP : Internet Protocol
ISP : Internet Service Provider
ITU : International Telecommunications Union
Iu : WCDMA interface between UTRAN and CN
kbps : Kilobits Per Second
LAN : Local Area Network
Mbps : Megabits Per Second
MME – Mobile Management Entity
MMSE : Minimum Mean Square Error
MNO : Mobile Network Operator
MSC : Mobile Switching Center
msec : millisecond
MVNO : Mobile Virtual Network Operator
NGN : Next Generation Network
OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing
PCU : Packet Control Unit
PoC : Push-to-talk over Cellular
QAM : Quadrature Amplitude Modulation
QoS : Quality of Service
QPSK : Quadrature Phase Shift Keying
RNC : Radio Network Controller
RTCP : Real Time Control Protocol
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RTSP : Real Time Streaming Protocol
SDP : Session Description Protocol
SGSN : Serving GPRS Support Node
SIP : Session Initiation Protocol
SMS : Short Message Service
TCH : Traffic Channel
TDD : Time Division Duplex
TDMA : Time Division Multiple Access
TD-SCDMA : Time Division Synchronous CDMA
UDP : User Datagram Protocol
UMA : Unlicensed Mobile Access
UMTS : Universal Mobile Telecommunications System
UTRAN : UMTS Terrestrial Radio Access Network
VoIP : Voice over Internet Protocol
VPN : Virtual Private Network
WAN : Wide Area Network
WAP : Wireless Application Protocol
WCDMA : Wideband CDMA
Wi Fi : Wireless Fidelity (Standard IEEE 802.11)
WiMax : Worldwide Interoperability for Microwave Access (IEEE 802.16)
WLAN : Wireless Local Area Network
