|
|
Sistemas Personales de Comunicación Palabras Clave : Comunicación inalámbrica, sistema celular, sistemas de primera, segunda y tercera generación, servicios de banda ancha, servicios multimedia, .
En este trabajo se presenta una revisión de los sistemas personales de comunicación, considerando sus principales características y evolución. En esencia, se han presentado las diversas tecnologías de servicios de comunicación inalámbrica, resaltando dos hechos importantes. Primero, el vertiginoso progreso que la estandarización de algunos sistemas, como los de tercera generación, ha sufrido en la mayor parte del mundo, dada la existencia de un amplio mercado. Segundo, el desafío que enfrenta la arquitectura de los sistemas de tercera generación, dados sus principios básicos de operación: servicio en cualquier lugar y tiempo, de cualquier persona a persona, sin retardo, de cualquier forma y en cualquier medio para una adecuada calidad y seguridad.
Las comunicaciones inalámbricas han capturado la atención y la imaginación del público, siendo claro que se han convertido en el segmento de mayor y más rápido crecimiento dentro del área de las telecomunicaciones. Sus principales ingredientes han sido el deseo de movilidad en la comunicación y la ruptura de las conexiones físicas (alámbricas) a la red. La visión de los beneficios de los sistemas inalámbricos futuros se resume en escenarios que posibilitarán servicios múltiples, que irán desde una simple conversación telefónica, hasta la transferencia de archivos o videoconferencia, sin restricciones de lugar y tiempo. Diversas tecnologías y sistemas han sido propuestos para proveer servicios de comunicación inalámbrica [1], [2]
Desde el comienzo en 1979 de la era de la telefonía celular, las comunicaciones móviles han experimentado un enorme crecimiento. Los sistemas móviles de primera generación, como la Compañía de telefonía y telegrafía de Japón (NTT), el Servicio de Telefonía Móvil Avanzada (AMPS), el Sistema de Comunicaciones de Acceso Total (TACS) y la Compañía Telefónica Nórdica (NMT), caracterizados por la transmisión analógica de servicios de voz, fueron introducidos a principios de los años 80. En los sistemas de segunda generación, Sistema Global para Comunicación Móvil (GSM), Sistema Personal de Comunicaciones Digitales (PDC), los estándares IS-136 e IS-95 se caracterizan por la transmisión digital de voz y datos a tasas bajas y medias de transmisión (hasta 100 kbps). El explosivo crecimiento de la Internet y el continuo incremento en la demanda de servicio, está dando origen a nuevos e innovadores servicios de banda ancha, los cuales son los impulsores de los sistemas de tercera y cuarta generación. En las comunicaciones móviles, también conocidas como sistemas personales de comunicación, la creciente necesidad de introducir aplicaciones adicionales a las de voz, como datos y video, dieron origen a los sistemas de tercera generación, cuyos objetivos van más allá de los que caracterizaban a los sistemas de segunda generación IS-54, GSM o IS-95, en aspectos como [3a] [7a]
En general, el desarrollo de los sistemas celulares, en sus diferentes generaciones, se ha dado como se indica en la Fig. 1 [7b]
figura 1. Desarrollo de los sistemas de comunicaciones móviles. La estandarización de los sistemas de tercera generación ha progresado rápidamente en la mayor parte del mundo. Los estándares de tercera generación se aprobaron por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) en Noviembre de 1999 como Telecomunicaciones Móviles Internacionales 2000 (IMT-2000) y, bajo el Instituto de Estandarización Europea de Telecomunicaciones (ETSI) como Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles (UMTS) para extender los servicios provistos por los sistemas de segunda generación en Europa y Japón, en América el Instituto de Estandarización Americana (ANSI), como se observa en la Tabla 1 [8]
Tabla 1. Estandarización de Sistemas de Tercera Generación [8] [9] La tecnología seleccionada para los sistemas de tercera generación, depende de factores técnicos que involucran el requerimiento de la velocidad de transmisión y desempeño, de factores políticos que involucran los acuerdos alcanzados por los diferentes estándares en distintos países y de su compatibilidad con las tecnologías preexistentes [10] Tanto ETSI, como ANSI e ITU, han reconocido a los sistemas de tercera generación, que involucran la evolución de los sistemas de segunda generación. En Europa la estandarización del sistema UMTS se hizo considerando la evolución del GSM y la red de servicios integrados, con la idea de soportar los nuevos servicios y los provistos por GSM [4]. En estados Unidos la evolución de IS-95, cdma2000, está basada en la utilización de tecnología de banda ancha para garantizar los requerimientos impuestos por IMT-2000, proveyendo una transición suave de los sistemas de segunda generación hacia los de tercera. [11] 3. Penetración y Mercado El factor más importante en el éxito de los sistemas inalámbricos de tercera generación, ha sido la existencia de un amplio mercado. El fórum UMTS ha predicho que en el 2010 existirán 1.7 billones de usuarios haciendo uso de los servicios inalámbricos, lo que representa el 20% de la población mundial. También ha estimado que del total de usuarios móviles, el 45% estará inscrito a los servicios de alta velocidad. Sin embargo, es claro que no existe una predicción exacta para el mercado IMT-2000, el cual en el ámbito de los servicios multimedia dependerá de diversos factores. Así, algunos estudios por parte del UMTS han revelado cuatro diferentes escenarios: [3b]
En Europa, por ejemplo, la base del mercado UMTS/IMT-2000 es un mercado de alrededor de 70 millones de usuarios inscritos al sistema GSM, que abarca GSM1800 y GSM1900 [3]. En la Tabla 2 se muestra el estimado de usuarios en Europa para el 2005. En Japón el mercado de suscriptores al sistema celular ha crecido de 2 a 30 millones de usuarios en los últimos años. [12]
Tabla 2. Penetración de ususarios multimedia en Europa en el año 2005. 4. Arquitectura de los Sistemas de Tercera Generación En los sistemas de tercera generación, el servicio en cualquier lugar y tiempo representa una parte fundamental de la funcionalidad. A ésta puede añadirse la necesidad de ampliar el área de servicio, unificar diversas tecnologías, integrar redes fijas y móviles, etcétera. Se puede esperar, entonces, que la diversidad de servicios que ofrecen los sistemas de tercera generación, represente un desafío para la arquitectura de los sistemas regulados por ITU. Ningún sistema en el pasado había pretendido proveer tan amplia gama de servicios de operación global y tan elevado nivel de capacidad y desempeño. En la Fig. 2 se simplifican los alcances de los sistemas de tercera generación, donde se pueden ver distintos sistemas operando simultáneamente, desde un ambiente de alta capacidad en picoceldas y servicios de voz, hasta un ambiente de cobertura satelital y servicios multimedia [13][14].
figura 2. Red Multifuncional. ITU ha progresado en la estandarización de los sistemas de tercera generación, en una primera y segunda fases del IMT-2000, las cuales consideran conmutación de datos en circuitos y paquetes a velocidades que superan incluso los 20 Mbps, incluyendo servicios de audio, video, voz, datos, multimedia, servicios suplementarios de búsqueda, ambientes virtuales, voceo y seguridad, en configuraciones punto a punto, punto multipunto con terminales fijas o móviles. En la Tabla 3 se listan las principales características de los sistemas de tercera generación y las diferencias con los de segunda generación.
Tabla 3. Comparación de Sistemas de Segunda y tercera generaciones [15]
5. Características Operacionales La causa principal del desarrollo de los sistemas de tercera generación, ha sido la implementación de servicios a elevadas tasas de bits. Los sistemas de tercera generación deben ser capaces de ofrecer al menos 144 kbps. Las elevadas tasas de datos de la tecnología de tercera generación, juegan un papel muy importante en el establecimiento de diversos servicios, de los cuales los más genéricos se mencionan a continuación: servicios de voz, básicos y mejorados, que incluyen aplicaciones como audio conferencias y correo de voz; servicios de tasa de bits baja, que soportan correo de mensajes, correo electrónico y facsímile, entre otros; servicios de tasa de bits media, los cuales soportan transferencia de archivos y acceso a Internet, a velocidades del orden de los 64-144 kbps, y servicios de tasa de bits alta, que soportan transmisión de datos por conmutación de circuitos o en paquetes, a una alta velocidad, video conferencia y aplicaciones de cómputo en la red, a velocidades que van de los 64 kbps a los 2 Mbps. Adicionalmente a estos servicios, los sistemas de tercera generación proporcionarán servicios multimedia, mediante los cuales se soportarán aplicaciones interactivas de voz, datos y video, para distintos requerimientos de calidad de servicio [3c] [7c] [11]
El desarrollo de los sistemas de tercera generación UMTS/IMT-2000, el cual involucra un servicio de comunicación de cualquier persona a cualquier persona, en cualquier lugar y tiempo sin retardo, de cualquier forma y en cualquier medio para un nivel adecuado de calidad y seguridad, se ha convertido en el principal objetivo de los sistemas de comunicaciones actuales. En este contexto los sistemas de tercera generación han permitido extender los servicios de los sistemas de segunda generación, esto, a áreas de cobertura más amplias y altas tasas de transmisión. La evolución de los servicios provistos por los sistemas de segunda generación, implica la consideración de técnicas de control de acceso al medio y señalización más sofisticadas, que permiten sustentar servicios de transmisión de datos a altas velocidades, no sólo en aplicaciones de banda ancha (voz, video datos y multimedia), sino que ésta considera la eficiencia y flexibilidad requeridas, para orientar la infraestructura del sistema celular a la aplicación en diversos ambientes de radio.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
[ Este número ] |
|
|
|
Dirección General de Servicios de Cómputo
Académico-UNAM |
