Comunicaciones Mviles Un nuevo entorno tecnolgico Agenda 1

Comunicaciones Móviles Un nuevo entorno tecnológico

Agenda 1. Definiendo las Nuevas Redes Móviles 2. Armonización (Espectro & Nuevas tecnologías) 3. Evolución Tecnológica (2. 5/3 G) 4. Terminales y Servicios en 2. 5/3 G 5. Acceso Inalámbrico 3/8/2021 2

Agenda 1. Definiendo las Nuevas Redes Móviles 3/8/2021 3

Las 3 Generaciones W-CDMA 2000 AMPS - USA NMT - Suecia TACS - Inglaterra GSM Cdma One D-AMPS PDC Sistemas Servicios Datos baja vel. 1980: s 1990: s 1 a Redes Generación ANÁLOGA Japón 1979 3/8/2021 VOZ + SMS + Telefonía Movil Básica - TMB 2 a Generación DIGITAL MULTIMEDIA 2000: s 3 a Generación BANDA ANCHA 4

Tecnologías • NTT: Nippon telephone and Telegraph, Japón, 1979 • AMPS: Advanced Mobile Phone Service (Laboratorios Bell USA, decada de los 70 s) • TACS: Total Access Communication System (Inglaterra) • NMT: Nordic Mobile Telephone (Suecia) • TDMA: Time Division Multiple Access, IS 54, IS 136 • CDMA: Code Division Multiple Access, Qualcomm, IS 95 1992 • DECT: Digital Europeans Cordless Telecommunicatios, ETSI 1992 • PHS: Personal Handy Phone Services, Japón, 1, 9 Ghz • GSM: Global System for Mobile Communications • PCN: Personal Communications Networks 1, 8 GHz, Reino Unido • PCS: Personal Communication System, FCC • UMTS: Universal Mobile Communications System, Europa • IMT-2000: International Mobile Telecommunications, ITU 3/8/2021 5

Parámetros Iniciales • Número de usuarios, inicial y proyectado. • Crecimiento del número de usuarios en el tiempo. • Densidad deusuarios Km 2. • Tráfico esperado por usuario en el tiempo (horas, días, temporadas, etc. ) • Area total de Cobertura, puntos clave (hot spots) y características geográficas. • Espectro disponible • Grado de Servicio. 3/8/2021 6

Espectro celular AMPS Enlace ascendente Bandas pareadas 824 835 825 849 846. 5 Frecuencia, MHz 870 869 880 894 891. 5 Enlace ascendente (“path inverso”) Enlace descendente (“path hacia adelante”) n n La telefonía celular ofrece comunicaciones “dúplex” • la conversación bidireccional simultánea requiere trayectos de voz simultáneos en ambas direcciones • La banda de frecuencias de 25 MHz se usa para la transmisión del teléfono celular móvil (“enlace ascendente”) • La banda de frecuencias de 25 MHz se usa para la transmisión de estación base celular (“enlace descendente”) Las bandas celulares se dividen equitativamente entre dos operadores en competencia • Operador A (que “no es por cables”) • Operador B (“por cables”) (en EE. UU. , originalmente sólo eran elegibles los telcos) 3/8/2021 7

Espectro celular de 800 MHz Bandas pareadas 824 835 825 Enlace ascendente (“trayecto inverso”) A” 9911023 n n n 845 849 Frequencia, MHz 869 846. 5 880 333 334 Números de canales 890 894 891. 5 Enlace descendente (“trayecto hacia adelante”) B (alámbrico) A (no alámbrico) 1 870 666 A’ 716 B’ 799 Las bandas de enlace ascendente y de enlace descendente son imágenes idénticas entre sí n Cada canal celular incluye dos frecuencias, un enlace ascendente y un enlace descendente n Los canales tienen un espacio entre sí de 30 k. Hz. La asignación original de espectro de FCC incluía sólo los canales 1 -666 n Bloque A (c. 1 -333) y bloque B (c. 334 -666) Más tarde, el “espectro expandido” agregó los canales 667 -799 y 991 -1023 n (bloques A’, B’, y A”) 3/8/2021 8

PCS: la visión Servicios de Comunicaciones Personales Servidor( es) de PCS DB En público En tránsito Trabajo Hogar Recreación Ubicación y Servicios PCS independientes de la red con accesos convencionales o inalámbricas 3/8/2021 9

CDMA: espectro de dispersión FDMA Potencia Tie mp o n ue ec Fr TDMA Potencia Tie mp o Fre cia n ue c CDMA He aquí una comparación de CDMA con otras tecnologías de acceso que hemos analizado: • FDMA Acceso Múltiple por División de Frecuencia – cada usuario en una frecuencia diferente – un canal está en una frecuencia • TDMA Acceso Múltiple por División de Tiempo – cada usuario utiliza un período diferente de la ventana de tiempo (“intervalo de tiempo”) – un canal es un intervalo de tiempo en una frecuencia específica • CDMA Acceso Múltiple por División de Códigos – cada usuario usa la misma frecuencia todo el tiempo, pero mezclada con diferentes patrones de código que los identifica – un canal es un patrón de código exclusivo Potencia Tie mp o 3/8/2021 c fre n ue 10

• Soportan: Definiendo las Nuevas Redes Móviles BANDA ANCHA MOVIL + CONMUTACION POR PAQUETES • Ofrecen: “AMPLIO RANGO DE SERVICIOS, INCLUYENDO TELEFONIA CLASICA, MENSAJERIA, Tx de DATOS Y MULTIMEDIA” • Constan de: “INTERFACES DE RADIO DE BANDA ANCHA CONECTADAS A UN NUCLEO DE RED FLEXIBLE CUMPLIENDO LA MAYORIA DE ESPECIFICACIONES 3/8/2021 IMT-2000” 11

Requerimientos de “IMT-2000” n SERVICIOS DE COMUNICACION DE ALTA VELOCIDAD: n 144 Kbps - MOVILIDAD ALTA (VEHICULOS) n 384 Kbps - MOVILIDAD MEDIA (CAMINANDO) n 2 Mbps - MOVILIDAD BAJA (INTERIOR) n TRANSMISION SIMETRICA/ASIMETRICA n USO DINAMICO DEL ANCHO DE BANDA n ROAMING GLOBAL (NACIONAL E INTERNACIONAL) 3/8/2021 12

Requerimientos de “IMT-2000” • DIFERENTES SERVICIOS SIMULTANEOS, UNA SOLA CONEXION • SOPORTE DE AMBOS, CONMUTACION DE PAQUETES Y CONMUTACION DE CIRCUITOS • CALIDAD DE VOZ Y SEGURIDAD COMO EN LA PSTN/ISDN • ALTA COBERTURA Y EFICIENCIA ESPECTRAL 3/8/2021 13

Agenda 1. Definiendo las Nuevas Redes 2. Armonización (Espectro & Nuevas Tecnologías) 3/8/2021 14

Frecuencias para IMT-2000 1850 1950 2000 1885 MHz ITU Allocations 2050 2025 MHz 2100 2250 2110 MHz IMT 2000 1900 2150 IMT 2000 2010 MHz Europe UMTS GSM 1800 DECT 1880 MHz 1980 MHz 1850 MHz WLL China UMTS MSS 2170 MHz WLL IMT 2000 1885 MHz MSS IMT 2000 MSS 1980 MHz PHS IMT 2000 MSS 1895 MHz 2160 MHz PCS A 1850 3/8/2021 IMT 2000 1885 MHz 1918 MHz Japan / Korea USA-Americas MSS O B E F C 1900 A O B 1950 E F C M MSS 2000 Reserve D S 2050 2100 2150 2200 2250 15

Mercados de PCS en América Licencias de PCS en banda de 1900 Argentina Bolivia Chile Costa Rica El Salvador Guatemala Haiti Honduras Mexico Paraguay Peru Puerto Rico Rep. Dominicana Uruguay Brasil Licencias de WLL en 1900 Brazil (WLL) Colombia (WLL) **Proceso PCS en Colombia 3/8/2021 16

Bandas Adicionales 3 G/UMTS 806 -960 MHz 2500 -2690 MHz IMT 2000 Europe GSM 1800 IMT 2000 GSM 1800 Japan USA GSM 1800 1750 3/8/2021 GSM 1800 1850 1900 GSM 1900 1700 UMTS PCS FCC ? Brazil IMT 2000 1900 FCC? GSM 1900 UMTS 1950 1900 ITU UMTS 2000 2050 2100 2150 17

Agenda 1. Definiendo las Nuevas Redes 2. Armonización (Espectro & Tecnologia) 3. Evolución Tecnológica (2. 5/3 G) 3/8/2021 19

Distribución de usuarios por tecnologías a nivel mundial Mayo 2003 *Fuente: www. gsmworld. com 3/8/2021 20

Evolución Sistemas Tecnología 1 G *D-AMPS Analógicos 2 G GSM UWCC TDMA* (IS-136) X GPRS Cdma. One 2. 5 G Cdma 2000 1 X EDGE X 3 G W-CDMA 3/8/2021 UWC-136 Cdma 2000 1 XEV 3 X DO/VD 21

3 GPP - Evolución GSM - GPRS - EDGE - WCDMA EDGE/WCDMA(UMTS) Layered Network Architecture GSM/GPRS 3/8/2021 Common IP Transport for All Traffic IP Multimedia (All-IP) 22

Evolución de GSM >>> GPRS - General Packet Radio Services (2. 5 G) l Servicios avanzados de Conmutación por paquetes l Velocidades de hasta 115 kbit/s (Agrupación TS) l Tarificación flexible l “Always connected, always online” l Basado en Interfaces estándares 3/8/2021 23

GPRS - Arquitectura Lógica Abis A BSC BTS MSC/VLR HLR PXM Gr (MAP) Gb Frame Relay Gs Gi (IP) Gd (MAP) SMS-GMSC SMS-IWMSC BGw 3/8/2021 SGSN Gn BG GGSN External IP Network (Internet, Corporate LAN) Gn IP-Backbone Network Gp Other PLMN new HW new SW 24

Evolución a EDGE - Más velocidad EDGE - Enhanced Data rates for Global Evolution n 384 kb/s E-GPRS (Enhanced-GPRS) Nueva modulación para mayor eficiencia espectral (8 PSK) Técnicas de control de calidad del enlace (Link quality control) 57. 6 9. 6 -14. 4 kb/s CS 3/8/2021 kb/s HSCSD 115 kb/s EDGE GPRS 25

Modificaciones en la red para introducir EDGE BTS A’’ BSC A Gb MSC/VLR Gr (MAP) HLR SOG Gs Gi (IP) SGSN GGSN IP Network MS Gn BGW New HW 3/8/2021 Gn Backbone Network IP New SW 27

Evolución a WCDMA (UMTS/IMT 2000) l Acceso por códigos l Velocidades hasta 2 Mbps t c 5 c 4 c 3 Códigos c 2 c 1 tiempo l Banda ancha (5 MHz carrier) l Verdaderos servicios multimedia con múltiples conexiones por circuitos o paquetes desde un único terminal 3/8/2021 fw frecuencia 28

La nueva Arquitectura de red Alinear GSM/EDGE y UMTS en: Aplicaciones, Servidores y API estándarizados “Service Network” • Servicios (Tiempo real) Basado en tecnología de paquetes • Conexión al núcleo de red (Iu) “Core Network” GERAN GSM GPRS EDGE WCDMA Cdma. One CDMA 2000 “Radio Access Network” 3/8/2021 30

All IP Architecture Gestión y Seguridad a nivel IP IP Applications OSA IP Mobility IP Multimedia IP Connectivity Calidad de servicio End-to-End 3/8/2021 31

Posible estrategia de migración de un operador Año 1 Año 2 GPRS 3/8/2021 GPRS+EDGE Año 3 Año 6 GPRS+EDGE+WCDMA 32

Evolución de Cdma. One cdma. One IS-95 A IS-95 B Voice Packet Data 9. 6/14. 4 Kbps Voice Packet Data 64 Kbps Commercial by 1995 Commercial by 1998 - 1999 3/8/2021 CDMA 2000 1 X 2*Voice Capacity Packet Core Net Average 144 Kbps Peak 600 Kbps Commercial by 2000 - 2001 CDMA 2000 1 x. EV Phase 1: DO CDMA 2000 1 x. EV Data Only Overlay Average: 600 Kbps Peak: 2 Mbps Commercial by 2001 - 2002 CDMA 2000 1 x. EV Phase 2: DV 2* Voice Capacity Multi-service Average: 600 Kbps Peak: 2 Mbps 3 G+ All-IP Commercial by 2002 - 2003 33

Cdma. One >>> CDMA 2000 l CDMA 2000 1 X è Velocidades de 144 Kbps è~Duplica la capacidad en voz de cdma. One èCompatible con Cdma. One è 1 X = 1. 25 Mhz, 3 X = 4. 75 Mhz, . . . l CDMA 2000 1 x. EV l. CDMA 2000 1 x. EV-DO (Data Only): è 1 portadora solo para datos, velocidades pico de 2 Mbps (best effort) l. CDMA 2000 1 x. EV-DV (Data & Voice): è 1 portadora para voz+datos alta velocidad, serv. de paquetes en tiempo real 3/8/2021 34

Canales de tráfico CDMA 2000 (Mayor velocidad) n n Fundamental Channel (FCH) n Canal para Voz y Datos similar al definido en IS-95 B n Soporta dos niveles de velocidad: 9600 bps y 14400 bps Supplemental Channel (SCH) n Un canal para tráfico de datos en modo circuito o paquete n Soporta un amplio rango de velocidades • Un “supplemental channel” por usuario M * 14. 4 kbps donde M = 1, 2, 4, 8, 16 Máximo 230 kbps por usuario o M * 9. 6 kbps donde M = 1, 2, 4, 8, 16 Máximo 153 kbps por usuario Fundamental Traffic Channel Supplemental Traffic Channel 1 2 Supplemental Traffic Channel 3 • Promedio 144 kbps 3/8/2021 35

Packet Core Network en Cdma 2000 Authentication, Accounting and Authorization Home Agent HLR AAA HA PDSN MSC BSC Packet Data Service Node Radio-Packet Interface Radio Access Network 3/8/2021 36

Estrategia de Migración: Cdma. One - CDMA 2000 IS-95 -A/B cell cdma 2000 1 XRTT cell Evolución CDMA 2000 en el espectro existente 3/8/2021 cdma 2000 3 XRTT - 1 X EV cell 37

Agenda 1. Definiendo las Nuevas Redes 2. Armonización (Espectro & Nuevas tecnologías) 3. Evolución Tecnológica (2. 5/3 G) 4. Terminales y Servicios en 2. 5/3 G 3/8/2021 38

Las Aplicaciones y servicios: factor de éxito para 2. 5/3 G Comunicación • Música • Archivos de audio • Fotos/Mapas Información • Imágenes • Video/Web casts • Juegos M-commerce • Navegar Otros 3/8/2021 39

Agenda 1. Definiendo las Nuevas Redes Móviles 2. Armonización (Espectro & Nuevas tecnologías) 3. Evolución Tecnológica (2. 5/3 G) 4. Terminales y Servicios en 2. 5/3 G 5. Acceso Inalámbrico 3/8/2021 40

WLL Acceso Inalámbrico Wireless Local Loop Llamado también RITL (Radio In The Loop) o FRA (Fixed-radio Access), es un sistema que conecta a los subscriptores a la red publica conmutada (PSTN) usando señales de radio como un substituto del cobre para todas o parte de las conexiones entre el cliente y la central. Esto incluye accesos propietarios de radio fijo, sistemas de acceso sin cable y sistemas celulares fijos. En Colombia las bandas D, E y no licenciadas fueron asignadas para acceso inalámbrico fijo exclusivemente. PCS A 3/8/2021 O B E F C A O B E F C 41

WLL Acceso Inalámbrico Implementada a través de 5 categorías: Celular Análogo, Celular Digital, PCN/PCS, Teléfonos sin cables CT-2/ Digital Europeans cordless telecomunications (DECT) 3/8/2021 42

LMDS Local Multipoint Distribution System Es un sistema de banda ancha para transmisión inalámbrica via microondas desde una antena local a hogares y negocios utilizando radios con línea de vista, una solución para la llamada última milla trayendo economía al usuario y altos anchos de banda. Es una alternativa para la instalación de fibra óptica ofreciendo hasta de 1, 5 Gbps downstream y 200 Mbps para upstream desde el usuario. Su velocidad típica son 38 Mbps en downstream. LMDS usa el rango de espectro electromagnetico en la vecindad a 28 GHz 3/8/2021 43

Bluetooth Es una especificación de la industria de las telecomunicaciones y la computación, la cual describe la forma como los teléfonos celulares, computadores y asistentes digitales personales (PDA) pueden facilmente interconectarse entre si, con elementos del hogar, computadores y de la oficina usando una conexión inalambrica de rango corto. Requieren de un transmisor de bajo costo el cual viene incluido en el equipo. El tranceptor transmite y recibe en la banda de frecuencia de 2. 45 GHz. Cada equipo tiene una única dirección de 48 bits según el estandar IEEE 802. Las conexiones pueden ser punto a punto o multipunto. El máximo rango son 10 metros. La velocidad de transmisión esta entre 1 y 2 Mbps. 3/8/2021 44

¡Gracias! 3/8/2021 45

Glosario n n n n n MSC: Mobile Switching Center n PCS: Personal Communications System GSM: Global System For Mobile Communicationsn n TDMA: Time Division Multiple Access n MS: Mobile Statiom n SIM: Subscriber Identity Module n EIR: Equipment Idendtity Register n AUC: Autentication Center n ICCID: Integrated Circuit Card Identification PIN: Personal Identification Number n PUK: Pin Unlocked n PSTN: Public Switched Telephone Network n HLR: Home Location Register ITU: International Telecommunication Union n IN: Intelligent Network n ISDN: Integrated Services Digital Network n PLMN: Public Land Mobile Network 3/8/2021 BTS: Base Transciever Station BSC: Base Station Controller OTA: Over The Air SMSC: Short Message Center VAS: Value Added Service VMS: Voice Mail Service GPRS: General Radio Packet Service MMS: Multimedia Message Service IMEI: International Mobile Equipment Identity UM: Unified Messaging KI: Llave de Autenticacion IMSI: International Mobile Subscriber Identity MSISDN: Mobile Subscriber ISDN Number SGSN: Serving GPRS Support Node GGSN: Gateway GPRS Support Node 46