TEMA 1 Introducción a las Redes Móviles e

TEMA 1: Introducción a las Redes Móviles e Inalámbricas Profesora María Elena Villapol mvillap@strix. ciens. ucv. ve

Definiciones u u Telecomunicación: toda emisión, transmisión y recepción de signos, señales, escritos, imágenes, sonidos e información de cualquier naturaleza por cable, ondas de radio, medios ópticos u otros sistema electromagnéticos [MOYA]. Red de Comunicación: incluye una serie de dispositivos interconectados para soportar la transmisión de información. Red Inalámbrica: conjunto de dispositivos conectados por enlaces inalámbricos tales como radio. Red móvil: es una red de comunicación conformada por dispositivos que pueden cambiar su localización de un momento a otro (usuarios nómadas).

Reflexiones [MOYA] sugiere que las redes móviles ofrecen los mismo servicios que las redes fijas, discuta esta afirmación. u Toda red móvil es inalámbrica y toda red inalámbrica es móvil. Discuta esta afirmación. u

Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas u u La evolución de las redes móviles esta estrechamente ligado a la evolución de las redes fijas. La evolución de las redes fijas, el de las redes móviles, aunque en una mayor escala, esta impulsado por las aplicaciones de voz.

Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas u Hacia 1840 invento del telégrafo por Samuel Morse.

Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas u La telefonía fija definitivamente nace con el invento del teléfono en 1876 por Alexander Graham Bell, en Boston, Massachussets

Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas u u Aunque S. Morse no pudo lograr la transmisión de información vía el espacio, si realizó algunas experiencias prácticas en la transmisión vía el agua. En lo años siguientes a estas experiencias varios investigadores, muchos de ellos basados en estas experiencias de Morse, estudiaron las transmisión de ondas electromagnéticas vía el espacio (J. C. Maxwell, H. Hertz). No fue sino hacia 1894 que el italiano Guglielmo Marconi basado en previas experiencias y descubrimientos, logró realizar una transmisión telegráfica inalámbrica a una distancia de 250 mts. Posteriormente, en 1901 llevo a cabo una comunicación telegráfica a través del Atlántico.

Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas u u u Durante la centuria pasada se desarrollaron diversos sistemas para la comunicación de voz inalámbrica entre los que destacan: • Radioaficionados • Banda Ciudadana • Redes de Radio Móviles Privadas • Redes de Radio Semipúblicas. Sin embargo, la telefonía móvil publica tiene sus antecedentes en la Red Móvil Pública (PLMN, Public Land Mobile Network), por AT&T y Southwestern Bell hacia 1945 [moya]. Este sistema fue instalado en la ciudad de San Luís, Missouri, Estados Unidos y utilizaban una antena de alta potencia que usaba la técnica de modulación por frecuencia (FM) y que proporcionaba una gran cobertura al área metropolitana.

Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas u u En 1947, D. H Ring de los Laboratorios Bell propusieron el concepto de celda que permitía la reutilización de las frecuencias. Sin embargo, no fue sino hasta 30 años después que este sistema se desarrollara. Se creo el primer sistema de telefonía móvil bidireccional (IMTS, Improved Mobile Telephone System)( no celular). El primer sistema de telefonía móvil se le atribuye a los europeos, quienes hacia los años 40 crearon un sistema en Estocolmo a través L. M. Ericsson.

Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas: Sistemas Celulares u u No fue sino hasta 1969, más de 20 años después que Ring introdujo el concepto de celdas, que los Laboratorios Bell emplean el concepto de reuso de las frecuencias en un servicio comercial, en un tren que viajaba entre Nueva York y Washington. Sin embargo, no fue sino hasta 1978, que entra en funcionamiento el primer sistema celular funcional. Aparentemente el primer sistema celular fue a operar comercialmente en Arabia Saudita a través de la operadora Bahrain Telephone Company (Batelco) en Mayo, 1978 [privaline][moya]. El sistema tenía 2 celdas y 250 abonados, 20 canales en la banda de los 400 MHz.

1 G AMPS TACS NTT GSM IS-95 2 G 2. 5 G IS-95 B HSCSD Otros IS-136 y PDC GPRS EDGE 3 G CDMA 2000 -1 XRTT CDMA 2000 -3 XRTT CDMA 2000 -1 XEV, DO 3 GPP 2 W-CDMA TD-SCDMA 3 GPP

System Name or Standard Start Date Country of origin or region it operated in AMPS United States, then world wide AURORA-400 Primera Generación de Sistemas Celulares 1979 trial, 1983 commerical 1983 Alberta, Canada C-Netz (external link, in. German) (C-Netz, C 450) Begins '81, upgraded in 1988? Germany, Austria, Portugal, South Africa Comvik (external link) August, 1981 Sweden ETACS (external link) 1987? U. K. , now world wide JTACS (external link) June, 1991 Japan NAMPS (Narrowband Advanced Mobile Phone Service) 1993? United States, Israel, ? NMT 450 (Nordic Mobile Telephone) link dead NMT 900 (Nordic Mobile Telephone) 1981 1986 Sweden, Norway, Denmark, Finland, Oman; NMT now exists in 30 countries NTACS/JTACS (external links infra) NTT (external link) NTT Hi Cap (external link) June, 1991 December, 1979 December, 1988 Japan Radio. Com (Radio. Com 2000) (external link), in French November, 1985 France RTMS (Radio Telephone Mobile System) (external link, in Italian) September, 1985 Italy TACS (Total Acess Communications System) (external link) 1985 United Kingdom, Italy, Spain, Austria, Ireland

Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas: Sistemas Celulares (2 G) u u Groups Special Mobile (GSM) fue formado en 1982 por el Conference Europeenne des Postes et des Telecommnications (CEPT). La idea era formar un sistema celular digital pan-Europeo. En 1989 fue estandarizado por el European Telecommunications Standards Institute (ETSI). Los servicios comerciales se iniciaron en 1991.

Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas: Sistemas Celulares (2 G) u u u u Cdma 2000 Tecnología de espectro disperso. Fue reservada primeramente para uso militar. Code-Division Multiple Access (CDMA) fue aprobado en 1993 por la Telecommunications Industry Association (TIA). Su uso comercial se inicia en 1995. Ahora llamado cdma. One. La primera versión de CDAM fue IS-95 A, luego se libero IS-95 B.

Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas: Sistemas Celulares (2 G) En 1990 selecciona el sistema Time Division Multiple Access (TDMA). como el sucesor digital de AMPS. u El sistema basado en TDMA usado en Japón es el Pacific Digital Cellular (PDC). u

Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas: Sistemas Celulares (1 G y 2 G)

Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas: Sistemas Celulares (3 G) u Es evidente por: • Necesidad de mas capacidad. • Nuevas frecuencias y • Mayores tasas de transmisión. Se deseaba un único estándar (no fue posible). u Dos estándares ahora reconocidos por cuerpos de estandarización (ITU): u

Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas: Sistemas Celulares (3 G) u Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), compuesto por dos modos relacionados: • CDMA-espectro directo o Wideband CDMA o Frequency Division Duplex (FDD). • CDMA-TDD (time-division duplex)

Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas: Sistemas Celulares (3 G) u Cdma 2000: • Una evolución de cdma. One • Se esta trabajando en las siguientes direcciones: Cdma 2000 u 1 x 1 x. EV-DO 1 x. EV-DV

Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas: Sistemas Celulares (4 G) u u u Es impulsada por: Servicios inalámbricos de mayor calidad y velocidad. Revolución tecnológica que combina la naturaleza ubicua de la Internet y la PC. Aunque aun inmadura, incluye conceptos tales como: Innovaciones en: • Arquitecturas. • Reservación del espectro y su utilización. • Comunicaciones de radio • Servicios y aplicaciones. Proporcionan servicios de roaming a través de diferentes tipos de redes.

Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas: Redes Internas (Indoor) u Wireless LANs (WLANs): • No pertenecen a la evolución mostrada anteriormente, pero surgen como una extensión a las LANs. • Relegadas inicialmente a un segundo plano, las WLANs se han desplegado rápidamente. • Sus características se encuentran en ofrecer mayores tasa de accesos que las tecnologías celulares incluso de la 3 G a precios menores.

Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas: Satélites Otras tecnologías inalámbricas que han evolucionado paralelamente son: u La tecnología de satélites cuyo inicios se remontan a la mitad del siglo pasado. u Grandes avances que van desde grandes satélites GEOs hasta pequeños satélites como los LEOS pasando por los MEOs. u

Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas: Venezuela En 1992 nace Movilnet como empresa filial de CANTV. u En 1996 Movilnet migró de la telefonía celular analógica al modo digital, sobre TDMA o Acceso Múltiple por División de Tiempo. u Actualmente se encuentra implementando CDMA 1 x. u

Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas: Venezuela u u Telcel comenzó sus operaciones en noviembre de 1991. Se inicio con la tecnología AMPS. En noviembre de 1998, Telcel introdujo la tecnología digital más avanzada CDMA (Acceso Múltiple por División de Códigos). En el año 2000, se introdujo la tecnología Wap (Wireless Application Protocol), para hacer posible la conexión a Internet a través de un teléfono celular.

Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas: Venezuela u u u En 2001, Telcel introduce el Telcel Fijo En abril de 2001, Telcel se convirtió en la primera empresa en prestar servicios de acceso a Internet a grandes velocidades a través de la tecnología WLL (Wireless Local Loop) conocida como Banda Ancha. A finales del 2002, Telcel introduce la Tercera Generación Celular.

Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas: Venezuela Comienza sus operaciones en Venezuela con la tecnología GSM. u Introduce mensajería de texto en el 2000. u

Indicadores (según CONATEL) TELEFONÍA MÓVIL INDICADORES AÑOS 1997 - 03 CONCEPTO 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003* Suscriptores 1. 102. 948 2. 009. 757 3. 784. 735 5. 447. 172 6. 472. 584 6. 541. 894 7. 015. 735 Población 1/ 22. 839. 679 23. 304. 838 23. 769. 087 24. 238. 894 24. 721. 582 25. 204. 105 25. 686. 154 Penetración 4, 83% 8, 62% 15, 92% 22, 47% 26, 18% 25, 96% 27, 31% 333. 483. 452 576. 215. 912 978. 600. 811 1. 294. 664. 000 1. 097. 881. 324 1. 107. 058. 243 . . . 5. 184. 000 5. 904. 432 6. 478. 207 7. 755. 229 4 5 5 5 Ingresos Operativos (miles de Bs) Tráfico (miles de minutos) . . . Número de Empresas Operativas 2 2 3 . . . Fuente: Observatorio Estadístico. Conatel. * Cifras preliminares basadas en la Encuesta Agregada de los Principales Indicadores del Sector. onatel. C 1/ Se utilizó la población al cuarto trimestre de cada año obtenido de la Encuesta de Hogares por Muestreo. Fuente Instituto Nacional de Estadísticas (. N. E. ). I Para el año 2003 se utilizó la estimación Conatel.

Indicadores (según CONATEL)

Compañías de Telefonía Móvil Digicel, C. A. Corporación Digitel, C. A. Telcel, C. A. Telecomunicaciones Movilnet, C. A. Infonet Redes de Información, C. A.

Clasificación de las Redes Móviles e Inalámbricas Pueden ser clasificadas de acuerdo a diversos criterios. u La siguiente es un intento de clasificación basada en cobertura y tipo de información transportada (en particular voz y datos). u

Clasificación de las Redes Móviles e Inalámbricas WLANs WMANs Voz WPANs IEEE 802. 11 Bluetooth Hiper. LAN 2 Ir. DA IEEE 802. 16 DECT (telefonía sin hilos) WWANs WLL Voz Datos 1 G (AMPS, TACS) GPRS 2 G (GSM, IS-95, PDC, IS-136) CDPD 3 G (cdma 2000, W-CDMA)

Clasificación de las Redes Móviles e Inalámbricas u Redes con Infraestructura. Estación 5 Access Point B Estación 1 Backbone de Alta Velocidad Cableado Estación 2 Estación 8 Access Point A Estación 3 Estación 4 Estación 6 Access Point C Estación 7

Redes Ad hoc. • Colección de nodos móviles que permiten el establecimiento de una comunicación ubicua sin una infraestructura central. • Los enlaces son dinámicas al igual que la configuración. Entre sus retos están: • Seguridad • Enrutamiento • Overhead • Interferencias • Conectividad vs retardo, capacidad y potencia. • Fluctuaciones de la capacidad del enlace y latencia. Clasificación de las Redes Móviles e Inalámbricas u u Estación 2 Estación 1 Estación 4 Estación 3

Modelo de Referencia Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Red Enlace de Datos Física

Arquitectura de Protocolos Aplicaciones WAE WSP TCP/ TCP+(Vegas, tahoe) WTP IP IP Móvil Enrutamiento Ad Hoc WDP Redes Celulares (CDMA TDMA GSM) WLANS (802. 11, Bluetooth) Satélites (LEO, MEO, GEO) WLL

Retos u u u Mejoramiento de la técnicas de señalización. Mejoramiento de las técnicas de acceso al medio (CDMA). Desarrollo o mejoramiento de los protocolos de enrutamiento (sobres redes de infraestructura pero mas aun redes ad hoc). Optimización cross-layer: difuminar limites entre capas. Integración de las diversas tecnologías.

Reflexión u u u Se ha dicho que la redes móviles de hoy son una evolución de las redes de telefonía (orientadas hacia la voz), que características de este tipo de servicio facilitan/complican la implantación de servicios de datos. Discuta que hubiese pasado si la evolución de estas redes se hubiese iniciado a partir de redes de datos en vez de voz. En esta presentación se ha hecho referencia a algunos sistemas móviles/inalámbricos, que otros sistemas existen?

Asignación: Tópico Título u Justificación u Objetivos u Bibliografía u Discutir con Profesora a Finales de Noviembre u