Introducción Telefonía Celular

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Introducción Telefonía Celular
OVERVIEW TELEFONÍA
CELULAR
1
La progresión del conocimiento
ƒ Use matemáticas para resolver
problemas.
ƒ Use la física para interpretar los
resultados.
ƒ Use experimentos para contrastar los
comportamientos.
ƒ Use gráficas para enfatizar puntos
importantes.
2
1
Sistema Celular
Inicial - G1
ƒ La norma que dio base al sistema es la
CMS8800, que originó el sistema AMPS
(Advanced Mobile Phone System)
ƒ Los sistemas digitales son:
TDMA D-AMPS (Time Division Mpx Acc)
TDMA GSM (Global System Mobile)
CDMA IS95 (Code Division Mpx Access)
3
Cómo comparto un canal?
La línea es llena
Es un canal analógico y ocupa la transmisión todo el tiempo
4
2
Llamada 2
Llamada 1
Aquí lo vemos
tiempo
Llamada 3
Divido el tiempo para que accedan muchos
5
Trabaja así – Es el D-AMPS
Divido el tiempo para que accedan muchos
6
3
TECNOLOGÍAS ACTUALES de
ACCESO
GPRS
GSM
TDMA
D-AMPS
IS-136++
(NO APTA PARA
PCS)
Analógica
C.D.M.A.
IS-95 (JS008)
7
Distribución Mundial de
Tecnologías
RESTO
8%
CDMA
13%
GSM
69%
DAMPS
10%
8
4
Cantidad de prestadores
Prestadores Existentes
Celular
Nuevo
PCS
Movicom
Banda
A
Personal
Banda
B
CTI
PCS
Personal
PCS
CTI
Nuevo
PCS
Unifón
9
Prestadores Celulares en Argentina Banda 800 Mhz
Banda A
25 Mhz
Banda B
25 Mhz
25 Mhz
25 Mhz
25 Mhz
25 Mhz
NORTE
AMBA
SUR
AMBA: Area multiple Bs.As
10
5
1999: Se adjudican las licencias PCS
Banda 1900 Mhz.
20 Mhz
20Mhz
40 Mhz
40 Mhz
20 Mhz
30 Mhz
30 Mhz
40 Mhz
20 Mhz
20Mhz
40 Mhz
40 Mhz
NORTE
AMBA
SUR
PCS : Personal Comunicatión System
11
FRECUENCIAS USADAS
ƒ Se estableció 800 MHz por las severas
limitaciones del espectro.
ƒ Las frecuencias se dividieron en dos
grupos de 10 MHz cada uno, llamados
Banda A y Banda B.
ƒ Primero se asigna una banda a un
prestador y luego se le asigna la otra
banda al prestador de telefonía básica.
12
6
ƒ Banda A
ƒ Móvil 824-835MHz y 845-846,5 MHz
ƒ Base 869-880MHz y 890-891,5 MHz
ƒ Banda B
ƒ Móvil 835-845MHz y 846,5-849 MHz
ƒ Base 880-890MHz y 891,5-894 MHz
» Cada canal 30 KHz
13
Cuantas frecuencias??
ƒ Si existen 20 MHz y la separación de
canales es 30KHz, tendremos disponibles
666 canales únicamente para todo el
servicio.
ƒ Como se divide en dos prestadoras, cada
una tendrá 333 canales disponibles,
aplicable en cualquier lugar del mundo.
ƒ La TX y la RX están separadas 45 MHz
ƒ Luego se dieron 66 canales más a cada
banda.
14
7
GRUPOS DE FRECUENCIAS
A´´
B
A
890
880
870
A´
B´
891.5
894
869
Transmisión
15
Frecuencias de Recepción
A´´
825
B
A
835
A´
845
824
B´
846.5
849
Recepción
16
8
Un sistema celular básico
VLR
Canales de voz a
la RTPN
HLR
d
al
s
ato
ed
z
Vo
de
n
Ca
les
na
Ca
SWITCH
MSC (mtso)
RBS
RBS
17
CALL CENTER
CENTRO DE
COMPUTOS
SISTEMA DE TASACION y
FACTURACION
CENTRAL
TELEFONICA
HLR
R.E.
SUPERVISION
DE LA RED
PLATAFORMA DE
VOZ Y DATOS
MSC
R.E.
R.E.
R.E.
R.E.
TELECOM
TELEFONO HM
RBS
MOVICOM
TELEFONIA
FIJA
CTI
UNIFON
RBS
R.E.
RBS
TELEFONO HM
18
9
MSC
1,80 mts.
19
Hardware HLR
1,80mts
20
10
Elementos
ƒ MS - Unidades móviles
ƒ Sitio Celular : Interfase entre MTSO y MS
ƒ MTSO: la MSC ; el interfaz entre la red y
la RTPN, contiene los procesadores y
tarifa.
ƒ Enlaces: son los vínculos con todos los
subsistemas. Pueden ser MW , FO o
satélites.
ƒ El corazón es el MSC
21
TORRE
Ésta es la antena
!!
Estructura
autosoportada = torre
22
11
MÁSTIL
Ésta es la antena o grupo de antenas
Riendas
Estructura sostenida por
soportes llamados
RIENDAS
23
24
12
Monoposte
25
Co-localización de Mástil y Torre
Mástil
Torre
26
13
Instalación Antenas
27
ANTENAS OMNI
RX
RX
TX
28
14
SHELTER Y MÁSTIL
29
LA CELDA
•División de un área de llamadas en
áreas más pequeñas
• Pocos Kilómetros
•de diámetro (0,1 Km.
• hasta 20 Km. ).
•Forma irregular.
•Contiene:
•Antena
•Transmisor
•Radio Receptor
30
15
Cobertura
Outdoor
31
COBERTURA
AREA
INDOOR
AREA INCAR
AREA OUTDOOR
32
16
Celda Omnidireccional
Emite un solo canal
de control
Superficie donde
todas las llamadas
serán de esta celda
33
Superposición de celdas
Zona de
superposición
obligatoria
para Hand Off
Cada celda emite
continuamente una
frecuencia llamada
Canal de Control
34
17
Forma real que tendrán las celdas
35
La celda sectorizada
Celda anterior
omnidireccional
Celda
A3
Emiten 3 canales de
control.
Uno cada celda
Celda
A1
Celda
A2
36
18
publico
PABX
residencial
RTPN
oficina
RTPN
RTPN
PABX
GSM
Celdas Pequeñas
Celdas Medianas
Celdas Grandes
37
Estación Radio Base Móvil
38
19
Sector
1
120°
120°
Sector
3
Sector
1
60°
120°
Sector
2
N=7
Celda de 3 sectores
Sector
6
Sector
2
Sector
5
Sector
3
Sector
4
N=4
Celda de 6 sectores
39
La microcelda
Zona de
superposición
obligatoria
para Hand Off
Es una celda
pequeña dentro
de otra celda
40
20
RX
TX/RX
ANTENAS DE MICROCELDAS
41
QUE HACE INGENIERÍA
Cubre la mayor área posible con el mínimo de celdas.
Decidir cuantos canales irán por celda para manejar el
tráfico de cada región en H.P.
Estudiar los problemas de interferencia (cocanal y
adyacente) y solucionarlos.
Estudiar la posibilidad de bloqueo de cada llamada en cada
celda y minimizar.
42
21
Forma teórica de las celdas
G1
F1
F3
F2
Α1
G3 G2 B1
Α1 B3 B2
Α2
Α3
E1 Α2 Α3
C1
E3 E2 D1 C3 C2
D3
Sólo 21
Canales de
Control
D2
Α1
Α1
Α2
Α2
Α3
Α3
43
Criterio de Performance
ƒ 1) Calidad de voz. Es solamente la satisfacción del usuario. En comunicaciones
militares el usuario no puede elegir.
ƒ Se mide en CM (Circuit Merits) y va de 5 a 1
ƒ 2)Calidad del servicio. Se mide por la cobertura, la probable congestión y el número de
llamadas caídas. Si de Q llamadas, una cae, la
caída es dada por 1/Q.
44
22
30 a 100m
El medio de transmisión
Ra
yo
r
Ra
yo
efl
e
jad
di r
ect
o
o
M
M
2 Km o más
45
Una gráfica típica de fading
%
99,99
63
9
1
0,1
+10dB
0dB
-10dB
-30dB
seg
0
0,5
1
1,5
46
23
CONFIGURACION DE SITIOS
ƒ Todos los sitios se configuran con 30W
ƒ La cantidad de RBS la da el tráfico y la
altura de la antena.
47
COMPARACIÓN A/D
ƒƒ AMPS
AMPS
ƒƒ TDMATDMA- D-AMPS
D-AMPS
ƒƒ En
Encada
cadacanal
canalhay
hayun
unsolo
solocanal
canal
de
voz
y
es
analógico.
de voz y es analógico.
ƒƒ Es
Esfácilmente
fácilmenteclonable
clonableyyescuescuchable.
chable.
ƒƒ Es
Esmás
mássensible
sensibleaainterferencias.
interferencias.
ƒƒ No
Notiene
tienemensajes
mensajesen
enpantalla
pantalla
ƒƒ No
tiene
mensajes
cortos
No tiene mensajes cortosni
niWIN
WIN
ƒƒ El
N-AMPS
tiene
3
ch
x
frec.,
El N-AMPS tiene 3 ch x frec.,
pero
peroson
sonanalógicos.
analógicos.
ƒƒ Tiene
Tienereuso
reusode
defrecuencias
frecuenciasfijo
fijo
ƒƒ Se
consiguen
MS
Se consiguen MSde
debajo
bajoprecio
precio
yyde
devarias
variasmarcas
marcas
ƒƒ La
batería
La bateríadura
durapoco
poco
ƒƒ Ocupa
Ocupaun
uncanal
canalde
devoz
voztodo
todoelel
tiempo.
tiempo.
ƒƒ Por
Porc/canal
c/canalhay
hay33canales
canalesde
devoz
voz
digitales.
digitales.
ƒƒ Es
Es++difícil
difícilde
declonar
clonaryy escuchar
escuchar
ƒƒ Es
Esmenos
menossensible
sensibleaainterferencias
interferencias
ƒƒ Tiene
Tiene mensajes
mensajesen
enpantalla
pantalla
ƒƒ Permite
WIN
y
otras
Permite WIN y otrasfacilidades
facilidades
ƒƒ Puede
Puedetrabajar
trabajarcomo
comobeeper
beeper(SMS)
(SMS)
yyrecibir
hasta
192
caracteres
recibir hasta 192 caracteres
ƒƒ Permite
Permiteaplicación
aplicaciónACA(Automatic
ACA(Automatic
Channel
Allocation)
Channel Allocation)yyHCS
HCS
ƒƒ Los
LosMS
MScuestan
cuestanun
unpoco
pocomás
máshasta
hasta
equilibrar
costo
de
escala.
equilibrar costo de escala.
ƒƒ La
Labatería
bateríadura
duraeleldoble.
doble.
ƒƒ En
Enlos
losmicrointervalos
microintervalosde
devoz
voz
puede
puedeefectuar
efectuarotras
otrasoperaciones.
operaciones.
48
24
UN CANAL CELULAR AMPS
S.A.T.
SIGNALING en FSK
AUDIO 300 Hz a
3800 Hz
en FM
f
300Hz
4khZ
6 khZ
10 khZ
49
PROGRAMACIÓN NUEVAS
REDES
Intelligent
Roaming
Data
Base
IRDB
AMIGOS
SID
SOC
BAND ORDER
ENEMIGOS
Varios SID
A,b,ABCDEF
50
25
La convergencia de Tecnologías
en el nuevo escenario mundial de
las comunicaciones
51
Tamaño del mercado
Convergencia Inalámbrico-Internet
Internet
Inalámbrica
300 millones de
suscriptores
1000 millones de
suscriptores
Wireless
Internet
1998
200 millones de
suscriptores
2005
52
26
PANORAMA APARENTE
ƒ Hoy en este negocio, no se pueden aplicar paradigmas
empleados hace poco tiempo. Se apunta a Banda Ancha,
velocidad, convergencia de Vídeo, Voz y Datos. Los
prestadores con redes nacionales o provinciales buscarán
ventas de diferentes “combos” en economía de escala,
los prestadores de prestadores (carriers´carrier) y los
proveedores de Internet Inalámbrica (con padres en Wall
Street) buscarán el nicho más rentable empleando
tecnologías y estrategias de marketing muy variadas. Los
usuarios serán los que digan quien va a permanecer.
53
MEDIOS
Movilidad
Servicios de
Alta velocidad
COMPUTACIÓN
-acceso a Internet
-correo electrónico
-imágenes en tiempo real
-multimedia
-computación móvil
IP
-Video on demand
-Video Interactivo
-TV/Radio/Datos contribución
y distribución
Movilidad
Servicios especializados
Movilidad
Servicios de banda ancha
TELECOMUNICACIONES
-servicios ISDN
-video teléfono
-servicios de datos
de banda ancha
Convergencia en la Industria
54
27
Algunas conclusiones
ƒ La Internet inalámbrica es una de las
expresiones de la Convergencia, junto con las
nuevas redes de banda ancha.
ƒ La Banda Ancha, alámbrica o inalámbrica, es la
forma de comunicación que prosperará.
ƒ Los componentes base de la Convergencia ya
están funcionando.
ƒ Cambia el modo en que el mundo se comunica.
55
Qué es Tercera Generación?
ƒ Datos en banda ancha hasta 2 Mbps
ƒ Roaming mejorado entre las tecnologías GSMTDMA-CDMA
ƒ Eficiencia del uso del espectro, los planes de
tarifa plana congestionan la red, con 3G se
incrementará la calidad, eficiencia y velocidad de
transmisión, ya que voz y datos compartirán los
mismos canales.
ƒ IP puede reducir los costos de la red,
especialmente en non-voice services.
56
28
EVOLUCIÓN TECNOLÓGICA 1°G
1° G
“celulares
Tecnología
AMPS Advanced Mobile Phone Service
NMT Nordic Mobile Telephone
Servicio de voz analógico
No ofrece servicios de datos
57
EVOLUCIÓN TECNOLÓGICA 2°G
2°G
“PCS”
TDMA Time Division Multiple Access
GSM Global System for Mobile
CDMA Code Division Multiple Access
PDC Personal Digital Cellular
Servicio de voz digital
Datos hasta 9,6 Kbps
SVA más avanzados
Conexión dial-up
58
29
EVOLUCIÓN TECNOLÓGICA
2,5°G
2,5° G
“datos móviles”
TDMA+ Con CSD y CDPD
GPRS General Packet Radio Service
CDMA 2000 1X-RTT basado IS-95
Servicio de voz digital
Datos de alta velocidad hasta 144 Kbps
Conexión continua
Acceso móvil a Internet
59
EVOLUCIÓN TECNOLÓGICA 3°G
3°G
“multimedia”
-EDGE Enhanced Data Rate
Generation Revolution
-W-CDMA Wide Band Code Division
Multiple Access
-cdma2000 3XRTT
Calidad de voz superior
Transmisión de datos hasta 2Mbps
Conexión continua
Servicios de banda ancha como
multimedia
Roaming avanzado
60
30
Predicción de tendencias mundiales
2000
Millones de
abonados
Telefonía móvil
Telefonía fija
Internet móvil
1500
1000
Internet fijo
500
1995
2000
2005
Año
2010
61
ROADMAP TECNOLÓGICO
2° G
TDMA
9,6 Kbps
GSM
9,6Kbps
2° G
CDPD
19,2Kbps
HSCSD
64Kbps
CDMA
IS-95A
14,4Kbps
1999
2,5° G
EDGE
384Kbps
3° G
W-CDMA
fijo 2Mbps
móvil 384 Kbps
GPRS
128 Kbps
CDMA
IS-95B
64Kbps
2000
2,5° G
CDMA2000
1XRTT
128Kbps
2001
CDMA
2000
6XRTT
2Mbps
CDMA
2000
3XRTT
384Kbps
2002
2003
62
31
TECNOLOGÍA 2,5 G
ƒ Posible mediante interfases para transmisión de datos
paquetizados.
ƒ Hasta el año 2002 la voz continuará transmitiéndose solo
por conmutación de circuitos.
ƒ Disponible en el mercado, dependiendo de la tecnología.
ƒ Se prevé compatibilidad entre TDMA y GSM a través de
la tecnología EDGE.
ƒ EDGE classic 2,5 MHz espectro a 384 Kbps.
ƒ EDGE slight en países con 1G desplegada, 600 KHz de
espectro a 290 Kbps.
63
EVOLUCIÓN A 3G
Transmite voz y datos sobre redes IP.
Transmisión de altos volúmenes de datos móviles.
Mayor capacidad de transmisión de voz.
Responde a la mayor demanda de voz y datos.
Customización de las terminales mediante software
especializado.
ƒ Herramienta de bloqueo de nuevos entrantes.
ƒ Aparición de Bluetooth que conecta hasta 8 dispositivos
hasta 10 metros en 2,4 GHz.
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
64
32
65
66
33
67
68
34
Evolución de los datos en GSM
UMTS
2Mbps
Servicios GSM/GPRS
hasta 170 Kbps
Servicios GSM HSCSD
hasta 38,4 Kbps (57,6 Kbps)
EDGE
384 Kbps
Servicios GSM CS de datos
hasta 9,6 Kbps
91/92
98
99/00
2002
69
Equipos del usuario
70
35
71
Terminales
Mobile Internet
Wireless data
72
36
Uso de los servicios vs. tiempo de
soporte
UMTS
GPRS
ISDN
RTPN
GSM
foto
reporte
web
foto
E-mail web
videoclip
reporte
videoclip
reporte videoclip
foto
E-mail
web
E-mail
10 seg
foto
web
reporte
videoclip
foto
1 min
reporte
10 min
videoclip
1 hora
73
37

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