Unidad v. Radiocomunicaciones Móviles UNEFA

Unidad V. SISTEMA DE RADIO TELEFONIA MOVIL CELULAR. Sistemas de Comunicaciones I Prof. Ing. Julié A. Malaver M. SISTEMA DE RADIO TELEFONIA MOVIL CELULAR La telefonía móvil, también llamada telefonía celular, está formada por dos grandes partes: una red de comunicaciones (o red de telefonía móvil) y los terminales (o teléfonos móviles) que permiten el acceso a dicha red. La telefonía móvil consiste en la combinación de una red de estaciones transmisoras-receptoras de radio (repetidores, estaciones base o BTS) y una serie de centrales telefónicas de conmutación de 1er y 5º nivel (MSC y BSC respectivamente), que posibilita la comunicación entre terminales telefónicos portátiles (teléfonos móviles) o entre terminales portátiles y teléfonos de la red fija tradicional. Existen generaciones dentro de la telefonía móvil, a continuación definiremos las más importantes: Segunda generación (2G): GSM GSM (Sistema Global para Comunicaciones Móviles) es una tecnología orientada principalmente a la transmisión de voz aunque también permite la transmisión de datos a muy baja velocidad (9,6 kbit/s). Se basa en la conmutación de circuitos, es decir, se establece un circuito que conecta físicamente los dos puntos que intervienen en el proceso de comunicación. Por ello, la facturación se realiza según el tiempo durante el que está establecida la conexión, aunque no se haga uso de ella. Algunas de las ventajas que ofrece esta tecnología son las siguientes: 

Capacidad total de seguimiento.



Gran capacidad de tráfico con una utilización óptima del espectro.



Mejoras en la calidad del servicio y mayores facilidades.

Unidad V. SISTEMA DE RADIO TELEFONIA MOVIL CELULAR. Sistemas de Comunicaciones I Prof. Ing. Julié A. Malaver M. 

Posibilidad de coexistencia con los sistemas analógicos.



Posibilidad de interconexión con la RDSI.



Utilización de terminales de usuario de reducido tamaño.



Terminales personalizables.



Mejoras en la seguridad de las transmisiones.



Mayor eficacia de las baterías.



Utilización de los sistemas de señalización avanzados.

Esta tecnología tiene como arquitectura lo siguientes bloques 

MSC

(Centro

de

conmutación

de

servicios

móviles).

Interconecta usuarios de la red fija con los de la móvil o a éstos entre sí. 

HLR (registro de localización local). Almacena los datos estáticos relativos al abonado móvil.



VLR (Registro de posiciones de visitantes). Almacena la información del abonado móvil que entra temporalmente en su zona de cobertura.



OMC (Centro de operación y mantenimiento). Realiza las funciones de operación y mantenimiento propias del sistema.



MS (Estación móvil). Terminal móvil de usuario.



BTS (estación transceptora base). Contiene los transmisores y receptores para la cobertura de una determinada zona (una o varias celdas).



BSC (controlador de estación base). Coordina la transferencia entre distintas BTS’s. Genera el interfaz de señalización cc nº7.



AuC (centro de autentificación). Protege la comunicación contra la intrusión y el fraude.

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EIR (registro de identificación de equipo). Controla el acceso a la red de equipos móviles no autorizados.

 Segunda generación y media (2,5G): GPRS GPRS (Servicios de Radiotransmisión de Paquetes de Datos Generales) es una rama de GSM y se basa en la conmutación de paquetes de datos a velocidades bajas y medias. El modo de trasmisión es asimétrico, más adaptado al tipo de tráfico de navegación HTML o WML. La velocidad de acceso que puede se puede experimentar en la práctica es de unos 40 kbit/s descendentes y 9,6 kbit/s ascendientes aunque puede experimentar velocidades máximas en teoría mucho mayores. Tercera generación (3G): UMTS UMTS (Servicios Universales de Telecomunicaciones Móviles) forma parte

de

la

tercera

telecomunicaciones

generación

de

móviles.

Este

sistema

de

incluye los servicios ofrecidos por las distintas

tecnologías y redes actuales, como GSM, RDSI (Red Digital de Servicios Integrados) e Internet utilizando cualquier tipo de terminal (ya sea un teléfono fijo, inalámbrico o celular), ofreciendo una mayor calidad y siendo posibles la personalización por el usuario y los servicios multimedia móviles en tiempo real. La velocidad de transferencia de datos va desde los 144 kbit/s sobre vehículos a gran velocidad hasta los 2 Mbit/s sobre terminales en interiores de edificios, pasando por los 384 kbit/s para usuarios móviles en el extrarradio, o vehículos a baja velocidad. Podemos resumir entonces que la generación 3G ofrece:

Unidad V. SISTEMA DE RADIO TELEFONIA MOVIL CELULAR. Sistemas de Comunicaciones I Prof. Ing. Julié A. Malaver M. 

Transmisión simétrica/asimétrica de alta fiabilidad.



Hasta 384 kbit/s en espacios abiertos y 2Mbit/s con baja movilidad, uso de ancho de banda dinámico, en función de la aplicación.



Soporte tanto de conmutación de paquetes como de circuitos, acceso a Internet (navegación WWW), comercio electrónico, y vídeo y audio en tiempo real.



Diferentes servicios simultáneos en una sola conexión.



Calidad de voz como en la red fija.



Personalización de los servicios, según perfil de usuario.



Servicios dependientes de la posición.



Incorporación gradual en coexistencia con los sistemas actuales de 2G.



Cobertura mundial, con servicios terrestres y por satélite.

Sistemas de telefonía sin hilos (Cordless). Están destinados a suministrar el acceso a las redes fijas de usuarios en movimiento con cortos desplazamientos. Se distinguen los siguientes tipos: 

Uso residencial: 1ª generación. Destinados a permitir al usuario efectuar llamadas desde cualquier punto dentro de su casa.



Uso público, telepunto o cabina inalámbrica: 2ª generación. Permite la utilización de teléfonos portátiles en la vía pública, siempre que se encuentre en el área de cobertura de una estación base. No permite la recepción de llamada pues no es posible la localización del usuario (handoff).

Unidad V. SISTEMA DE RADIO TELEFONIA MOVIL CELULAR. Sistemas de Comunicaciones I Prof. Ing. Julié A. Malaver M. 

Centralitas inalámbricas: 3ª generación. Se dispone de un teléfono portátil de bolsillo, que proporciona todas las facilidades de una extensión fija de la centralita de un centro de trabajo.

1. Los sistemas celulares.

Un sistema celular se forma al dividir el territorio en células, atendido por una estación de radio que restringe su zona de cobertura a la misma. Así el espectro radioeléctrico puede ser reutilizado en cada nueva célula, de esta manera, se puede aumentar el nº de usuarios al no requerirse una frecuencia exclusiva para cada uno de ellos. Cuantas más pequeñas sean las células, mayor será el nº de canales que soporte el sistema. En la práctica, de lo que se trata es de evitar que existan zonas de sombra, debido a las irregularidades del terreno o ciudad.

1.1.

Características de un sistema celular.



Gran capacidad de usuarios.



Utilización eficiente del espectro.



Amplia cobertura.

2. Telefonía móvil automática (TMA).

Es una red o servicio de comunicaciones móviles, con una infraestructura común, y que presta servicio a flotas, usuarios individuales o a todo el que lo requiera, conforme a un estándar. Las bandas de frecuencias que utiliza esta red son varias: 450 (en desuso), 900, 1800, 1900 y 2000MHz.

Unidad V. SISTEMA DE RADIO TELEFONIA MOVIL CELULAR. Sistemas de Comunicaciones I Prof. Ing. Julié A. Malaver M. Este servicio puede ser considerado como una extensión del servicio básico telefónico. Por consiguiente, el abonado TMA puede realizar y recibir llamadas a y desde cualquier abonado, fijo o móvil, nacional o internacional, dentro de la zona de cobertura del sistema.

2.1.

Estructura de una red de telefonía móvil.

La UIT define el servicio móvil como “el servicio de radiocomunicaciones que se presta entre estaciones móviles y terrestres o entre estaciones móviles”. La diferencia con respecto al servicio fijo es que al menos uno de los terminales cambia de ubicación con el tiempo, durante el mantenimiento de la conversación telefónica. La estructura de una red de comunicaciones móviles está compuesta por los siguientes elementos:  Estaciones móviles (MS). Son los equipos que prestan el servicio concreto en el lugar, instante y formato (voz, datos o imágenes). Cada estación móvil puede actuar como emisor, receptor o ambos modos.  Estaciones base (BTS). Se encargan de mantener el enlace radioeléctrico entre la estación móvil y la estación de control durante la comunicación. Atiende a una o varias estaciones móviles.  Estaciones de control (BSC). Realiza las funciones de gestión y mantenimiento del servicio. Asigna las estaciones base de un sector, a las estaciones móviles que se desplazan dentro de él.  Centro de conmutación (MSC). Permiten la conexión entre las redes públicas y privadas con la red de comunicaciones móviles y la

Unidad V. SISTEMA DE RADIO TELEFONIA MOVIL CELULAR. Sistemas de Comunicaciones I Prof. Ing. Julié A. Malaver M. interconexión entre estaciones móviles localizadas en distintas áreas geográficas de la red móvil.

3. Telefonía sin hilos.

Estos sistemas están destinados a suministrar el acceso a las redes fijas de usuarios en movimiento con cortos desplazamientos. Se distinguen los siguientes tipos: 

Uso residencial: Destinados a permitir al usuario efectuar llamadas desde cualquier punto dentro de su casa.



Telepunto o cabina inalámbrica: Permite la utilización de teléfonos portátiles en la vía pública, siempre que se encuentre en el área de cobertura de una estación base.



Centralitas inalámbricas: Permite la conexión a la centralita de la empresa por medio de un teléfono portátil de bolsillo.

SISTEMAS TRONCALIZADOS: Los sistemas troncalizados de comunicaciones, son definidos de diferentes maneras según los siguientes organismos: CONATEL: “Es un sistema de radiocomunicaciones de los servicios fijo y móvil terrestre que utiliza múltiples pares de frecuencias, en las que las estaciones establecen comunicación mediante el acceso en forma automática a cualquiera de los canales que estén disponibles” Motorola:

Unidad V. SISTEMA DE RADIO TELEFONIA MOVIL CELULAR. Sistemas de Comunicaciones I Prof. Ing. Julié A. Malaver M. “Es un sistema de radiocomunicaciones que utiliza múltiples pares de frecuencias para establecer comunicaciones mediante el acceso en forma automática a estos canales” CONCLUSIONES Según lo anterior expuesto, se como un sistema computarizado programable de radiocomunicaciones, donde son establecidos grupos de usuarios que comparten frecuencias asignadas (canales disponibles). La finalidad de esto es que el usuario no dependa de un canal determinado, sino que pueda transmitir su mensaje bien sea de voz o de dato, cuando él lo desee. Básicamente se trata de un sistema de radio, que incluye equipos fijos, portátiles y móviles, diferenciándose de los sistemas convencionales por las siguientes características: 

Privacidad



Libre de interferencias



Fiabilidad de funcionamiento El funcionamiento del sistema troncalizado, radica en que cuando el

usuario va a transmitir el mensaje, automáticamente se le es asignado un canal libre. En tal caso que los canales se encuentren ocupados, el usuario quedará en un tiempo de espera programable. Cabe destacar, que todos los parámetros presentes en este tipo de sistemas son programables de acuerdo con las exigencias del usuario. Podemos encontrar diferentes tipos de sistemas troncalizados. Entre ellos tenemos:

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Sistema Trunking LTR

Esta tecnología de Trunking procesa las comunicaciones en forma analógica y utiliza el protocolo LTR (Logic Trunked Radio) que tiene la característica de no ser un protocolo propietario de una Marca de radios. Este hecho permite que existan en el mercado muchos fabricantes de radios que ofrezcan productos compatibles con esta Tecnología de Trunking (Kenwood, ICOM, etc). Esta Tecnología es el primer escalón en la Troncalización de un Sistema Convencional proporcionando grandes ventajas sobre esta última en cuanto a mayor capacidad de tráfico, control de base de usuarios y implementación de llamadas de grupo, individual y telefónica. 

Sistema Trunking EDACS

Este Sistema Troncalizado ocupa un lugar privilegiado dentro del mercado de las comunicaciones por su excelencia en prestación y confiabilidad. Es un producto originalmente desarrollado por Ericsson cuyo protocolo es el denominado EDACS que significa Ehanced Digital Access Communications System. Es un Sistema de radio troncalizada de acceso digital que posee canal de control el cual administra todas las comunicaciones que se cursan en el sistema. Esta tecnología permite implementar sistemas con los requisitos más exigentes tales como comunicaciones analógicas, digitales, digitales encriptadas, claves de encriptación en las comunicaciones digitales y comunicación de datos. También incorpora funciones avanzadas como ser reprogramación de terminales por aire, reagrupamiento dinámico por aire, transmisión de datos

Unidad V. SISTEMA DE RADIO TELEFONIA MOVIL CELULAR. Sistemas de Comunicaciones I Prof. Ing. Julié A. Malaver M. multisitio, llamadas de emergencia, prioridades en las comunicaciones, deshabilitar/habilitar por aire radios robadas, etc. 

Sistema Trunking MPT1327

Es un Sistema Troncalizado basado en un protocolo abierto que dedica uno de sus canales a desempeñar funciones de canal de control. Esta configuración permite incorporar prestaciones extras a las ofrecidas por LTR como ser llamadas de Emergencia y Prioridades en las comunicaciones. Si bien las comunicaciones de voz son analógicas, las radios soportan la instalación de opcionales de encriptación de voz con la finalidad de lograr mayor privacidad en las comunicaciones. Las radios soportan interfaces de datos que permiten integrar en el mismo sistema comunicaciones de voz y datos. 

Sistema Trunking TETRA Este sistema troncalizado es totalmente digital y utiliza tecnología

TDMA. Se trata de un sistema de última generación, orientado a sistemas de voz y datos móviles. Tiene un

aprovechamiento espectral óptimo

permitiendo transmitir cuatro canales de voz o datos por cada canal físico de RF. Este sistema se basa en un protocolo abierto ampliamente difundido en Europa existiendo varios fabricantes de equipos aptos para trabajar bajo este protocolo. 

Sistema Trunking Open Sky

Este sistema troncalizado es totalmente digital. Por cada canal se transmiten dos canales virtuales digitales utilizando tecnología TDMA. Se trata de un sistema de última tecnología, orientado a sistemas de voz y datos

Unidad V. SISTEMA DE RADIO TELEFONIA MOVIL CELULAR. Sistemas de Comunicaciones I Prof. Ing. Julié A. Malaver M. móviles. Tiene un muy buen aprovechamiento espectral no solo por el hecho de enviar dos canales de voz por cada canal físico, sino que aprovecha las virtudes de un sistema digital nativo, para entrelazar la información de control con los datos. Este sistema se basa en un protocolo propietario ofreciendo las máximas prestaciones que un sistema de comunicaciones puede contar. Ventajas de los sistemas troncalizados Dentro de las ventajas que encontramos en un sistema troncalizado, tenemos que la llamada puede ser individual o a un grupo mayor, la llamada de emergencia posee una prioridad, las llamadas en tiempo de esperas son registradas, se puede consultar a las bases de datos, entre otros. Como ejemplo del funcionamiento de los sistemas troncalizados, se puede tomar las filas de clientes de los establecimientos bancarios, donde los clientes realizan una sola fila y el primero que se encuentre en ella es atendido por el cajero que quede disponible. Son muchas las aplicaciones de los sistemas troncalizados en la actualidad pues permiten manejar grandes volúmenes de usuarios y un mejor aprovechamiento del espectro radioeléctrico.

Algunas de las

aplicaciones más conocidas de estos sistemas son en radio y satélite, además de las industrias de seguridad y situaciones de emergencia. En Venezuela uno de los usos más frecuentes es el sistema de radio de emergencias 171.