Investigación de informática y convergencia tecnológica grupo 22

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APRENDIENDO CON MICROSOFT WORD] Aplicando referencias automáticas de Microsoft Office Word 2007. Segundo Corte correspondiente a la asignatura Informática y Convergencia Tecnológica, primer semestre del Programa Ingeniería de Sistemas por ciclos propedéuticos. 2011 Autor: Jorge David Castillo Espejo Dirigido a: Ing. Nicolás Penagos

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[APRENDIENDO CON MICROSOFT WORD]Aplicando referencias automáticas de Microsoft Office Word 2007. Segundo Corte correspondiente a la asignatura Informática y Convergencia Tecnológica, primer semestre del Programa Ingeniería de Sistemas por ciclos propedéuticos.

2011

Autor: Jorge David Castillo Espejo

Dirigido a: Ing. Nicolás Penagos

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Tabla de contenido

TOPOLOGÍAS DE LA RED LAN........................................................................3

CARACTERÍSTICAS DE LAS REDES LOCALES.............................................3

¿QUÉ ES TOPOLOGÍA?....................................................................................4

TIPOS DE TOPOLOGÍA DE LA RED LOCAL....................................................5

TOPOLOGÍA EN ESTRELLA...................................................................................5TOPOLOGÍA EN BUS............................................................................................6TOPOLOGÍA EN ANILLO........................................................................................6TOPOLOGÍAS HÍBRIDAS........................................................................................7TOPOLOGÍA EN ÁRBOL.........................................................................................7

VENTAJAS E INCONVENIENTES DE CADA TOPOLOGÍA.............................8

EN ESTRELLA.....................................................................................................8EN BUS..............................................................................................................8EN ANILLO..........................................................................................................9EN ÁRBOL...........................................................................................................9

FRECUENCIA RADIOELÉCTRICA..................................................................10

LA TELEFONÍA MÓVIL....................................................................................12

TIPOS DE REDES PARA LA TELEFONÍA MÓVIL..........................................13

RED ANALÓGICA............................................................................................13

RED DIGITAL....................................................................................................15

TECNOLOGÍA CDMA...........................................................................................16TECNOLOGÍA TDMA...........................................................................................16TECNOLOGÍA GSM.............................................................................................17

GENERACIONES DE LA TELEFONÍA MÓVIL................................................18

LOS INICIOS (0G)..............................................................................................18PRIMERA GENERACIÓN (1G)..............................................................................19SEGUNDA GENERACIÓN (2G).............................................................................19GENERACIÓN 2.5G............................................................................................20

GPRS...........................................................................................................20EDGE...........................................................................................................21

TERCERA GENERACIÓN (3G).................................................................................21UMTS...........................................................................................................22

CUARTA GENERACIÓN (4G)...................................................................................22

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TOPOLOGÍAS DE LA RED LAN

LAN es el acrónimo inglés de Local Área Network, es decir, red de área local.

Podemos encontrar definiciones de red local como: “un sistema de transmisión de datos que permite compartir recursos e información por medio de ordenadores o redes de ordenadores”, “un sistema de comunicaciones capaz de facilitar el intercambio de datos informáticos, voz, multimedia, facsímile, vídeo conferencias, difusión de vídeo, telemetría y cualquier otra forma de comunicación electrónica”. El Comité IEEE1 (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802 ofrece una definición oficial de red local: una red local es un sistema de comunicaciones que permite que un número de dispositivos independientes se comuniquen entre sí.

Las redes locales surgieron de la necesidad de compartir de manera eficaz datos y servicios entre usuarios de una misma área de trabajo. Las primeras redes locales comerciales se comenzaron a instalar a finales de los años setenta, aunque de forma restringida, y su uso comenzó a crecer de manera importante a mediados de los ochenta. Originalmente, estas redes variaban según los vendedores, no había modelos estándar; esto comenzó a cambiar en 1980 con un proyecto del IEEE, denominado 802, que incluye una serie de normas de estandarización de redes locales.

CARACTERÍSTICAS DE LAS REDES LOCALES

Las redes locales tienen una extensión geográfica reducida, como el propio nombre “local” indica. Esta extensión suele ser inferior a los cinco kilómetros, pudiendo así abarcar desde una oficina o una empresa, hasta una universidad o un complejo industrial de varios edificios. Estas redes suelen utilizar la tecnología de broadcast, es decir, que todas las estaciones (una estación está formada por un computador terminal y una tarjeta de red) están conectadas al mismo cable, lo que permite que todos los dispositivos se comuniquen con el resto y compartan información y programas. Topología de redes LAN

Derivado de su pequeño tamaño, estas redes alcanzan habitualmente la velocidad de transmisión máxima que soportan las “estaciones” de la red (100 2Mbps). La velocidad de transmisión debe ser muy elevada para poder adaptarse a las necesidades de los usuarios y del equipo.

1 Es un estudio de estándares elaborado por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos que actúa sobre Redes de Ordenadores.

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El índice de errores en las redes locales es muy bajo, por lo que éstas resultan un sistema muy fiable, que además posee su propio sistema de detección y corrección de errores de transmisión. Este es también un sistema flexible, puesto que es el usuario quien lo administra y lo controla.

¿QUÉ ES TOPOLOGÍA?

El término “topología” se emplea para referirse a la disposición geométrica de las estaciones de una red y los cables que las conectan, y al trayecto seguido por las señales a través de la conexión física. La topología de la red es pues, la disposición de los diferentes componentes de una red y la forma que adopta el flujo de información.

Las topologías fueron ideadas para establecer un orden que evitase el caos que se produciría si las estaciones de una red fuesen colocadas de forma aleatoria. La topología tiene por objetivo hallar cómo todos los usuarios pueden conectarse a todos los recursos de red de la manera más económica y eficaz; al mismo tiempo, capacita a la red para satisfacer las demandas de los usuarios con un tiempo de espera lo más reducido posible. Para determinar qué topología resulta más adecuada para una red concreta se tienen en cuenta numerosos parámetros y variables, como el número de máquinas que se van a interconectar, el tipo de acceso al medio físico deseado, etc.

Dentro del concepto de topología se pueden diferenciar dos aspectos: topología física y topología lógica. Topología de redes LAN o La topología física se refiere a la disposición física de las máquinas, los dispositivos de red y el cableado. Así, dentro de la topología física se pueden diferenciar dos tipos de conexiones: punto a punto y multipunto.

En las conexiones punto a punto existen varias conexiones entre parejas de estaciones adyacentes, sin estaciones intermedias.

Las conexiones multipunto cuentan con un único canal de transmisión, compartido por todas las estaciones de la red. Cualquier dato o conjunto de datos que envíe una estación es recibido por todas las demás estaciones.

La topología lógica se refiere al trayecto seguido por las señales a través de la topología física, es decir, la manera en que las estaciones se comunican a través del medio físico. Las estaciones se pueden comunicar entre sí directa o

2 Un megabit por segundo es una unidad que se usa para cuantificar un caudal de datos equivalente a 1000 kilobits por segundo o 1000000 bits por segundo.

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indirectamente, siguiendo un trayecto que viene determinado por las condiciones de cada momento.

TIPOS DE TOPOLOGÍA DE LA RED LOCAL:

La topología de una red local es la distribución física en la cual se encuentran dispuestos los ordenadores que la componen. Hay que tener en cuenta un número de factores para determinar qué topología es la más apropiada para una situación dada. Existen varios tipos: en estrella, en bus, en anillo y topologías híbridas.

Topología en estrella:

La topología en estrella es uno de los tipos más antiguos de topologías. Se caracteriza porque en ella existe un nodo central al cual se conectan todos los equipos, de modo similar al radio de una rueda. En esta topología, cada estación tiene una conexión directa a un acoplador (conmutador) central. Una manera de construir esta topología es con conmutadores telefónicos que usan la técnica de conmutación de circuitos.

Otra forma de esta topología es una estación que tiene dos conexiones directas al acoplador de la estrella (nodo3 central), una de entrada y otra de salida (la cual lógicamente opera como un bus). Cuando una transmisión llega al nodo central, este la retransmite por todas las líneas de salida.

Según su función, los acopladores se catalogan en:

Acoplador pasivo: cualquier transmisión en una línea de entrada al acoplador es físicamente trasladada a todas las líneas de salida.

Acoplador activo: existe una lógica digital en el acoplador que lo hace actuar como repetidor. Si llegan bits en cualquier línea de entrada, son automáticamente regenerados y repetidos en todas las líneas de salida. Si

3 Punto de intersección o unión de varios elementos que confluyen en el mismo lugar

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llegan simultáneamente varias señales de entrada, una señal de colisión es transmitida en todas las líneas de salida.

Topología en Bus

Al contrario que en la topología en estrella no existe un nodo central, sino que todos los nodos que componen la red quedan unidos entre sí linealmente, uno a continuación del otro. Es necesario incluir en ambos extremos del bus unos dispositivos denominados terminadores, que evitan posibles rebotes de la señal. Esta topología permite que todas las estaciones reciban la información que se transmite, una estación transmite y todas las restantes escuchan. Consiste en un cable con un terminador en cada extremo del que se cuelgan todos los elementos de una red. Todos los nodos de la red están unidos a este cable: el cual recibe el nombre de "Backbone Cable". Tanto Ethernet4 como Local Talk pueden utilizar esta topología.

El bus es pasivo, no se produce regeneración de las señales en cada nodo. Los nodos en una red de "bus" transmiten la información y esperan que ésta no vaya a chocar con otra información transmitida por otro de los nodos. Si esto ocurre, cada nodo espera una pequeña cantidad de tiempo al azar, después intenta retransmitir la información.

Topología en anillo:

En esta topología, las estaciones están unidas unas con otras formando un círculo por medio de un cable común. El último nodo de la cadena se conecta al primero cerrando el anillo. Las señales circulan en un solo sentido alrededor del círculo, regenerándose en cada nodo. Con esta metodología, cada nodo examina la información que es enviada a través del anillo. Si la información no está dirigida al nodo que la examina, la pasa al siguiente en el anillo. La desventaja del anillo es que si se rompe una conexión, se cae la red completa. El cableado es el más complejo de todos, debido, en parte, al mayor coste del cable, así como a la necesidad de emplear dispositivos MAU (Unidades de Acceso Multiestación) para implementar físicamente el anillo.

4 Ethernet es un estándar de redes de computadoras de área local con acceso al medio por contienda CSMA/CD ("Acceso Múltiple por Detección de Portadora con Detección de Colisiones"), La Ethernet se tomó como base para la redacción del estándar internacional IEEE 802.3.

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Cuando existen fallos o averías, es posible derivar partes de la red mediante los MAUs, aislando las partes defectuosas del resto de la red mientras se determina el problema.

Así, un fallo en una parte del cableado no detiene la red en su totalidad. Cuando se quieren añadir nuevas estaciones de trabajo se emplean también los MAUs, de modo que el proceso no posee una complicación excesiva.

Topologías híbridas:

Son las más frecuentes y se derivan de las tres anteriores, conocidas como topologías puras. Las más frecuentes son la topología en árbol y la topología estrella-anillo.

Topología en Árbol

Es una variante de la topología en bus. Esta topología comienza en un punto denominado cabezal o raíz (headend). Uno o más cables pueden salir de este punto y cada uno de ellos puede tener ramificaciones en cualquier otro punto. Una ramificación puede volver a ramificarse. En una topología en árbol no se deben formar ciclos.

Una red como ésta representa una red completamente distribuida en la que computadoras alimentan de información a otras computadoras, que a su vez alimentan a otras. Las computadoras que se utilizan como dispositivos remotos pueden tener recursos de procesamientos independientes y recurren a los recursos en niveles superiores o inferiores conforme se requiera.

VENTAJAS E INCONVENIENTES DE CADA TOPOLOGÍA:

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Hay varios factores a considerar cuando se determina qué topología cubre las necesidades de una organización. La tabla siguiente nos muestra algunos de estos factores para dicha elección.

En estrella

Ventajas:

* El fallo de un nodo no causa problemas de funcionamiento al resto de la red.

* La detección y localización de averías es sencilla.

* Es posible conectar terminales no inteligentes, ya que el nodo central tiene

capacidad de proceso.

Inconvenientes:

* La avería del nodo central supone la inutilización de la red.

* Se necesitan longitudes grandes de cableado, ya que dos estaciones cercanas entre sí, pero distantes del nodo central, requieren cada una un cable que las una a éste.

* Poseen limitaciones en cuanto a expansión (incremento de nodos), dado que cada canal requiere una línea y una interfaz al nodo principal.

* La carga de red es muy elevada en el nodo central, por lo cual éste no se puede utilizar más que como servidor o controlador.

* No soporta cargas de tráfico elevadas por sobrecarga del nodo central.

En bus

Ventajas:

* Simplicidad en el cableado, ya que no se acumulan montones de cables en torno al nodo Topología de redes LAN.

* Hay una gran facilidad de ampliación, y se pueden agregar fácilmente nuevas estaciones o ampliar la red añadiendo una nueva línea conectada mediante un repetidor.

* Existe una interconexión total entre los equipos que integran la LAN.

Inconvenientes:

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* Un fallo en una parte del cableado detendría el sistema, total o parcialmente, en función del lugar en que se produzca. Además, es muy difícil localizar las averías en esta topología. Sin embargo, una vez localizado el fallo, al desconectar de la red la parte averiada ya no interferirá en la instalación.

* Todos los nodos han de ser inteligentes, ya que han de manejar el medio de comunicación compartido.

* Debido a que la información recorre el bus bidireccionalmente hasta encontrar su destino, la posibilidad de que sea interceptada por usuarios no autorizados es superior a la existente en una red de estrella.

En anillo

Ventajas:

* Es posible realizar el enlace mediante fibra óptica por sus características de unidireccionalidad, con las ventajas de su alta velocidad y fiabilidad.

Inconvenientes:

* La caída de un nodo supone la paralización de la red.

* Es difícil localizar los fallos.

* La reconfiguración de la red es complicada, puesto que incluir un ordenador más en la red implica variar el nodo anterior y posterior de varios nodos de la red.

En árbol

Ventajas:

* Tiene una gran facilidad de expansión, siendo la colocación de nuevos nodos o ramas sencilla.

* La detección de problemas es relativamente sencilla, ya que se pueden desconectar estaciones o ramas completas hasta localizar la avería.

Inconvenientes:

* Hay una dependencia de la línea principal, y los fallos en una rama provocan la caída de todos nodos que cuelgan de la rama o sub ramas.

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* Existen problemas de atenuación de la señal por las distancias, y pueden necesitarse repetidores5.

FRECUENCIA RADIOELÉCTRICA

La frecuencia radioeléctrica es una parte del espectro electromagnético, el cual comprende y clasifica las ondas electromagnéticas (naturales o artificiales) que "circulan" entre nosotros. En particular, el espectro radioeléctrico comprende solamente a las ondas electromagnéticas que se utilizan para las comunicaciones (radio, teléfono, televisión, internet etc.), también denominadas de radiofrecuencia6. El espectro radioeléctrico, que ocupa una parte relativamente pequeña del espectro electromagnético, está fijado en la frecuencia entre los 10 Khz y los 3.000 Ghz. Aunque parezca un rango muy grande, cada tecnología usa unos anchos considerables, y en la era de las telecomunicaciones son cada vez más las tecnologías que lo ambicionan. 

En función de la gama de frecuencias, éstas se dividen en diferentes bandas cuyo uso va destinado a diversos servicios de telecomunicaciones, televisión, radiodifusión, seguridad y defensa, emergencias, transporte e investigación científica. Debido a que es un recurso natural de carácter limitado, se considera un bien de dominio público que es gestionado por los correspondientes Estados. No hay que olvidar que es profusamente usado para multitud de funciones: la radio, la televisión, los mandos a distancia, los teléfonos móviles o las redes wifi son sólo algunos de sus ocupantes, sin contar los usos militares o científicos.A continuación, se detallan algunos de los usos más frecuentes de estas ondas: 

RFID: Las etiquetas de radio-identificación de baja frecuencia, como por ejemplo los chips que se les pone a los animales domésticos para tenerlos identificados, funcionan con ondas de muy baja energía, que comunican a cortas distancias. En concreto, entre 125 Khz7 y los 148.5 Khz. 

5 Un repetidor es un dispositivo electrónico que recibe una señal débil o de bajo nivel y la retransmite a una potencia o nivel más alto, de tal modo que se puedan cubrir distancias más largas sin degradación o con una degradación tolerable.

6 también denominado espectro de radiofrecuencia o RF, se aplica a la porción menos energética del espectro electromagnético, situada entre unos 3 Hz y unos 300 GHz.

7 El hertzio, hercio o hertz es la unidad de frecuencia del Sistema Internacional de Unidades. Un hercio representa un ciclo por cada segundo, entendiendo ciclo como la repetición de un suceso.

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NFC: Hay algunas etiquetas que portan algo más de información y trabajan en frecuencias más altas, como los 13.56 Mhz. Son las llamadas comunicaciones de proximidad, de gran uso en países como Japón o Corea. 

Radio comercial: La radio comercial local más usada, hasta la llegada de Internet, es la frecuencia modulada o FM. Las emisoras que trabajan en FM, más del 90%, utilizan la parte del espectro que va de los 87 Mhz a los 107 Mhz. 

Televisión analógica: La televisión que nos abandonó recientemente, trabajaba en dos rangos de frecuencias. El primero era el llamado VHF (acrónimo de "Very High Frecuency"), que se movía entre los 30 Mhz y los 300 Mhz. UHF (acrónimo de "Ultra High Frecuency") trabajaba entre los 300 Mhz y los tres Ghz. 

Televisión digital: La TDT emplea el rango UHF para emitir, pero lo aprovecha mucho mejor que la televisión analógica, ya que por cada canal analógico pueden emitir cuatro canales digitales. 

Telefonía móvil: Los teléfonos móviles se mueven en frecuencias más altas. El servicio GSM emplea el rango de los 900 Mhz, mientras que el 3G (más moderno y capaz de transportar datos además de voz) trabaja en los 1,8 Ghz. 

Wifi: Los estándares más modernos para los routers wifi8 usan el rango de los 2,4 Ghz, que permiten un ancho de banda mayor, ideal para Internet. Sin embargo, hay otros aparatos domésticos que operan en frecuencias similares y que generan interferencias. Es por ello que continuamente se trabaja en la búsqueda de nuevos estándares wifi que utilizan frecuencias menos saturadas. 

Bluetooth9: La tecnología reina de trasmisión de datos por vía inalámbrica también trabaja 2,4 Ghz. 

Hornos microondas: Emplean los 2,45 Ghz y son una causa de interferencia en las redes wifi. 

Telefonía fija inalámbrica: Los teléfonos inalámbricos más modernos trabajan en el rango de los 5,8 Ghz, pero todavía hay muchos que usan

8 Es una marca de la Wi-Fi Alliance (anteriormente la WECA: Wireless Ethernet Compatibility Alliance), la organización comercial que adopta, prueba y certifica que los equipos cumplen los estándares 802.11 relacionados a redes inalámbricas de área local.

9 Es una especificación industrial para Redes Inalámbricas de Área Personal (WPANs) que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia en la banda ISM de los 2,4 GHz.

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la franja de los 2,4 Ghz, por lo que también son a veces incompatibles con las redes wifi. 

Mandos a distancia: Los mandos que controlan a distancia el televisor, las videoconsolas y los home cinemas utilizan un rango cercano al infrarrojo, es decir sobre 390 Thz, o lo que es lo mismo los 390 billones de hercios. Este rango es cercano a la luz visible, y aunque el ojo humano no lo ve, las cámaras fotográficas sí captan los rayos de los mandos.

No todas las frecuencias disponen de las mismas capacidades de cobertura y de comportamiento frente al ruido y las interferencias, lo que hace que algunas sean más solicitadas para determinados negocios que otras. Además, los diferentes tipos de servicios requieren distintos márgenes (bandas de frecuencia) específicos. Por tanto, es necesario un marco regulatorio con normativas que minimicen los posibles conflictos que se puedan producir entre los usos y servicios en una misma banda de frecuencias. Este rango de normativas, de carácter técnico, comprende desde el tipo de emisión hasta los niveles de exposición. Los diferentes Estados son los encargados de elaborar y establecer las políticas de utilización, reglamentación y control del uso del espectro a nivel nacional. En España, el Ministerio de Industria, a través de la Secretaría de Estado para las Telecomunicaciones y la Sociedad de la Información, es la encargada del ordenamiento del espectro. Para ello, cuenta con el Cuadro Nacional de Atribución de Frecuencias (CNAF).

Esta normativa se considera una pieza básica para el ordenamiento del espectro y contiene información de carácter técnico sobre la utilización del espectro en diferentes bandas de frecuencias en España. Para la gestión del espectro radioeléctrico, hay una serie de normas fijadas a nivel internacional por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT). Este organismo con sede en Ginebra (Suiza) es el encargado de organizar el uso de las frecuencias radioeléctricas y de promover una serie de normativas para que la gestión del espectro se haga de manera uniforme y eficiente, sin que un uso perjudique o interfiera sobre otros.

LA TELEFONÍA MÒVIL

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Es el Sistema de telefonía que no requiere de un enlace fijo, por ejemplo vía cable telefónico, para la transmisión y recepción. Utiliza la radiotransmisión mediante ondas hercianas, como la radio convencional, por lo que el terminal emitirá y recibirá las señales con una antena hacia y desde el repetidor más próximo (antenas repetidoras de telefonía móvil) o vía satélite. Las primeras emisiones de telefonía móvil se remontan al uso de radiotransmisores instalados en vehículos, de uso militar o institucional; como referencia se cita la primera utilización por parte de la policía de Detroit en 1921. Los radioteléfonos propiamente dichos se introdujeron en 1946 en Estados Unidos; al siguiente año, la Bell Telephone desarrolló la tecnología celular, base de los modernos sistemas de telefonía móvil propiamente dicha. Con todo, no se vieron desarrollos civiles hasta 1956, cuando se instaló en Suecia un terminal para automóviles, de 40 kg, que se alimentaba de la batería del vehículo. En Japón se puso en marcha el primer sistema de telefonía móvil celular en 1979; le siguió el Reino Unido, en 1983.

La telefonía móvil celular se basa en un sistema de áreas de transmisión, células, que abarcan áreas comprendidas entre 1,5 y 5 km, dentro de las cuales existen una o varias estaciones repetidoras, que trabajan con una determinada frecuencia, que debe ser diferente de las células circundantes. El teléfono móvil envía la señal, que es recibida por la estación y remitida a través de la red al destinatario; conforme se desplaza el usuario, también se conmuta la célula receptora, variando la frecuencia de la onda herciana que da soporte a la transmisión. Según los sistemas, la señal enviará datos secuencialmente o por paquetes, bien como tales o comprimidos y encriptados.

TIPOS DE REDES PARA TELEFONÍA MÓVIL

RED ANALÓGICA:

Es aquella que hace uso del sistema de transmisión de radio celular, y según su evolución empezaron siendo analógicos sobre los '80, la misma establece la comunicación mediante señales vocales analógicas, tanto en el tramo radioeléctrico como en el tramo terrestre; la primera versión de la misma funcionó en la banda radioeléctrica de los 450 MHz, luego trabajaría en la banda de los 900 MHz, en países como España, esta red fue retirada el 31 de Diciembre de 2003.

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Características

La modalidad TMA-900 tiene 1320 canales dúplex (incluyendo la banda ETACS). Tiene 25 KHz de BW de cada canal. Y hay 45 Mhz de separación entre las frecuencias de emisión y recepción.

La modulación para el transporte de la señal radioeléctrica es por multiplexación por división en frecuencia (FDM) de ancho de banda (BW). Esto significa que la BW disponible se divide en porciones, cada una de las cuales constituye un semicanal, y cada canal completo consta de un semicanal estación base/móvil y de otro móvil/estación base. La eliminación de interferencias entre canales se consigue haciendo que cada estación base utilice un juego de frecuencias diferentes al de su colateral.

Estructura de red de un solo nivel jerárquico.

Centralitas electrónicas automáticas, de control por programa almacenado.

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Interface con la RTB10: con centrales de tránsito, a 4 hilos.

Seguimiento automático.

Limitaciones

Transmisión de datos a velocidades de 1200 bit/s -> 25 KHz de BW (ancho de banda).

Peor calidad frente a sistemas digitales.

No se puede proteger la información.

Terminales demasiado grandes para ser portátiles.

Estructura

En general una red de comunicaciones móviles analógica presenta la siguiente estructura:

ESTACIONES MÓVILES (MS): suministran un servicio concreto a los usuarios en el lugar, instante y formato (voz, datos e imágenes) adecuados. Cada estación móvil puede actuar en modo emisor, receptor o en ambos modos.

ESTACIONES BASE (BTS): Se encargan de mantener el enlace radioeléctrico entre la estación móvil y la estación de control de servicio durante la comunicación. Una estación de base atiende a una o varias estaciones móviles, y según el número de estas y el tipo de servicio, se calcula el número adecuado de ellas para proporcionar una cobertura total de servicio en el área geográfica que se desea cubrir. La reducción de la potencia en las estaciones móviles permite disminuir la interferencia entre las MS asignadas a canales idénticos, así como el tamaño y peso de los circuitos suministradores de energía (baterías), lo que hace del servicio una mejor calidad y comodidad de uso.

ESTACIONES DE CONTROL (RSC): Realiza las funciones de gestión y mantenimiento de servicio. Una tarea de esta consiste en asignar estaciones base de un sector, dentro de un área de cobertura, a las

10 Red Telefónica Básica o Red Telefónica Conmutada, es una red de comunicación diseñada primordialmente para la transmisión de voz.

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estaciones móviles que se desplazan por el sector. Otra función es controlar el handover que se produce al cambiar de célula, cambiando el canal ocupado por la estación móvil en la BTS anterior por otro libre en la BTS próxima. Y por último también controla la localización de una estación móvil fuera de su sector habitual. Y esto implica que en cada estación base deben conocerse las estaciones móviles residentes y las visitantes. para que las estaciones de control puedan determinar su posición en cualquier instante. Centro de conmutación (MSC): permiten la conexión entre las redes públicas y privadas con las redes de comunicaciones móviles, así como la interconexión entre estaciones móviles localizadas en distintas áreas geográficas de la red móvil. La tendencia futura es establecer un único Servicio Móvil Universal, que englobe los sistemas y servicios actuales (celulares, radio búsqueda, teléfono sin cordón, centralitas sin hilos, etc.) en todos los sectores del mercado.

RED DIGITAL

La comunicación se lleva a cabo mediante señales digitales, esto nos permite optimizar los aprovechamientos de las bandas de radiofrecuencia como la calidad de la transmisión de las señales. El exponente más significativo que esta red posee actualmente es el GSM y su tercera generación UMTS, ambos funcionan en las bandas de 850/900 MHz, en el 2004, llegó a alcanzar los 100 millones de usuarios.

Existe en América Latina otro estándar digital conocido como CDMA. En el cambio de servicios de emergencias como los bomberos, la policía, y el servicio de ambulancias los estándares son Terrestrial Trunked Radio y Tetrapol, las mismas funcionan en diferentes bandas de frecuencia.

Tecnología CDMA

Después de digitalizar la información, la transmite a través de todo el ancho de banda disponible. Varias llamadas son sobrepuestas en el canal, y cada una tiene un código de secuencia único. Usando a la tecnología CDMA, es posible comprimir entre 8 y 10 llamadas digitales para que estas ocupen el mismo espacio que ocuparía una llamada en el sistema analógico.

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Con CDMA, los únicos códigos digitales, en lugar de separado Frecuencias de RF o cauces, se usa para diferenciar a los subscriptores. Los códigos son compartido por ambos la estación móvil (el teléfono celular) y la estación baja, y se llama" pseudo - las Sucesiones de Código de Azar." Todos los usuarios comparten el mismo rango de espectro de la radio.

Aunque la aplicación de CDMA en la telefonía celular es relativamente nuevo, no es una nueva tecnología. CDMA se ha usado en muchos las aplicaciones militares, como el anti - bloqueando (debido al signo del cobertor, es difícil de bloquear o interferir con un signo de CDMA), yendo (midiendo la distancia de la transmisión para saber cuando se recibirá), y las comunicaciones seguras (el signo de espectro de cobertor es muy duro para descubrir).

Tecnología TDMA

La multiplexación por división de tiempo (TDM) es una técnica que permite la transmisión de señales digitales y cuya idea consiste en ocupar un canal (normalmente de gran capacidad) de trasmisión a partir de distintas fuentes, de esta manera se logra un mejor aprovechamiento del medio de trasmisión. El Acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) es una de las técnicas de TDM 11más difundidas.

comprime las conversaciones (digitales), y las envía cada una utilizando la señal de radio por un tercio de tiempo solamente. La compresión de la señal de voz es posible debido a que la información digital puede ser reducida de tamaño por ser información binaria (unos y ceros). Debido a esta compresión, la tecnología TDMA tiene tres veces la capacidad de un sistema analógico que utilice el mismo número de canales.

11 La multiplexación por división de tiempo, es una técnica que permite la transmisión de señales digitales.

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Mediante el uso de TDMA se divide un único canal de frecuencia de radio en varias ranuras de tiempo (seis en D-AMPS12 y PCS13, ocho en GSM). A cada persona que hace una llamada se le asigna una ranura de tiempo específica para la transmisión, lo que hace posible que varios usuarios utilicen un mismo canal simultáneamente sin interferir entre sí.

Tecnología GSM

(Group Special Mobile). Especificación de telefonía móvil digital que busca consolidarse como el estándar europeo de telefonía celular, de forma que se pueda utilizar un mismo teléfono en cualquier país del continente.Global System Mobile of Comunication, se usa para la telefonia en Europa para la mejor transmisión de datos (video, voz), dado que la tecnología es muy avanzada en lo que es el GSM en casi todo el mundo se usa como una buena telecomunicación.GSM es un sistema digital de telefonía móvil que provee un estándar común para los usuarios, permitiendo el roaming internacional y la capacidad de ofrecer a alta velocidad servicios avanzados de transmisión de voz, datos y video, y otros servicios de valor agregado.

GENERACIONES DE LA TELEFONÍA

MÓVIL

LOS INICIOS (0G)

Los primeros sistemas de telefonía móvil civil empiezan a desarrollarse a partir de finales de los años 40 en los Estados Unidos. Eran sistemas de radio analógicos que utilizaban en el primer momento modulación en amplitud (AM) y posteriormente modulación en frecuencia (FM). Se popularizó el uso de

12 Sistema Telefónico Móvil Avanzado, es un sistema de telefonía móvil de primera generación, desarrollado por los laboratorios Bell.

13 Servicio de Comunicación Personal, por sus siglas en inglés es el nombre dado para los servicios de telefonía móvil digital en varios países y que operan en las bandas de radio de 1800 o 1900 MHz.

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sistemas FM gracias a su superior calidad de audio y resistencia a las interferencias. El servicio se daba en las bandas de HF y VHF.Los primeros equipos eran enormes y pesados, por lo que estaban destinados casi exclusivamente a su uso a bordo de vehículos. Generalmente se instalaba el equipo de radio en el maletero y se pasaba un cable con el teléfono hasta el salpicadero del coche. Una de las compañías pioneras que se dedicaron a la explotación de este servicio fue la americana Bell. Su servicio móvil fue llamado Bell System Service. No era un servicio popular porque era extremadamente caro, pero estuvo operando (con actualizaciones tecnológicas, por supuesto) desde 1946 hasta 1985. 0G representa a la telefonía móvil previa a la era celular. Estos teléfonos móviles eran usualmente colocados en autos o camiones, aunque modelos en portafolios también eran realizados. Por lo general, el transmisor (Transmisor-Receptor) era montado en la parte trasera del vehículo y unido al resto del equipo (el dial y el tubo) colocado cerca del asiento del conductor. Eran vendidos a través de WCCs (Empresas Telefónicas alámbricas), RCCs (Empresas Radio Telefónicas), y proveedores de servicios de radio doble vía. El mercado estaba compuesto principalmente por constructores, celebridades, etc. Esta tecnología, conocida como Autoradiopuhelin (ARP), fue lanzada en 1971 en Finlandia; conocido ahora como el país con la primera red comercial de telefonía móvil.

PRIMERA GENERACIÓN (1G)

La 1G de la telefonia móvil hizo su aparición en 1979 y se caracterizó por se analógica y estrictamente para voz. La calidad de los enlaces era muy baja, tenían baja velocidad (2400 bauds). En cuanto a la transferencia entre celdas, era muy imprecisa ya que contaban con una baja capacidad (Basadas en FDMA, Frequency Division Multiple Access) y, además, la seguridad no existía. La tecnología predominante de esta generación es AMPS (Advanced Mobile Phone System).

Con respecto a la seguridad, las medidas preventivas no formaban parte de esta primitiva telefonía celular. La tecnología predominante de esta generación es AMPS (Advanced Mobile Phone System), desarrollada principalmente por Bell. Si bien fue introducida inicialmente en los Estados Unidos, fue usada en otros países en forma extensiva. Otro sistema conocido como Sistema de Comunicación de Acceso Total (TACS) fue introducido en el Reino Unido y muchos otros países.

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SEGUNDA GENERACIÓN (2G)

La 2G arribó hasta 1990 y a diferencia de la primera se caracterizó por ser digital. EL sistema 2G utiliza protocolos de codificación más sofisticados y se emplea en los sistemas de telefonía celular actuales. Las tecnologías predominantes son: GSM (Global System por Mobile Communications); IS-136 (conocido también como TIA/EIA136 o ANSI-136) y CDMA (Code Division Multiple Access) y PDC (Personal Digital Communications), éste último utilizado en Japón.

Los protocolos empleados en los sistemas 2G soportan velocidades de información más altas por voz, pero limitados en comunicación de datos. Se pueden ofrecer servicios auxiliares, como datos, fax y SMS (Short Message Service). La mayoría de los protocolos de 2G ofrecen diferentes niveles de encripción. En Estados Unidos y otros países se le conoce a 2G como PCS (Personal Communication Services).

La generación se caracterizó por circuitos digitales de datos conmutados por circuito y la introducción de la telefonía rápida y avanzada a las redes. Usó a su vez acceso múltiple de tiempo dividido (TDMA) para permitir que hasta ocho usuarios utilizaran los canales separados por 200MHz. Los sistemas básicos usaron frecuencias de banda de 900MHz, mientras otros de 1800 y 1900MHz. Nuevas bandas de 850MHz fueron agregadas en forma posterior. El rango de frecuencia utilizado por los sistemas 2G coincidió con algunas de las bandas utilizadas por los sistemas 1G (como a 900Hz en Europa), desplazándolos rápidamente.

GENERACIÓN 2.5G

Muchos de los proveedores de servicios de

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telecomunicaciones se moverán a las redes 2.5G antes de entrar masivamente a la 3. La tecnología 2.5G es más rápida, y más económica para actualizar a 3G. La generación 2.5G ofrece características extendidas, ya que cuenta con más capacidades adicionales que los sistemas 2G, como: GPRS (General Packet Radio System), HSCSD (High Speed Circuit Switched), EDGE (Enhanced Data Rates for Global Evolution), IS-136B e IS-95Bm entre otros. Los carriers europeos y estadounidenses se moverán a 2.5G en el 2001. Mientras que Japón irá directo de 2G a 3G también en el 2001.

GPRS

El General Packet Radio Service (GPRS) desarrollado para el sistema GSM fue de los primeros en ser visto. Hasta este momento, todos los circuitos eran dedicados en forma exclusiva a cada usuario. Este enfoque es conocido como "Circuit Switched", donde por ejemplo un circuito es establecido para cada usuario del sistema. Esto era ineficiente cuando un canal transfería información sólo en un pequeño porcentaje. El nuevo sistema permitía a los usuarios compartir un mismo canal, dirigiendo los paquetes de información desde el emisor al receptor. Esto permite el uso más eficiente de los canales de comunicación, lo que habilita a las compañías proveedoras de servicios a cobrar menos por ellos.

EDGE

EDGE es el acrónimo para Enhanced Data rates for GSM of Evolution (Tasas de Datos Mejoradas para la evolución de GSM). También conocida como EGPRS (Enhanced GPRS). Es una tecnología de la telefonía móvil celular, que actúa como puente entre las redes 2G y 3G. EDGE se considera una evolución del GPRS (General Packet Radio Service). Esta tecnología funciona con redes GSM. Aunque EDGE funciona con cualquier GSM que tenga implementado GPRS, el operador debe implementar las actualizaciones necesarias, además no todos los teléfonos móviles soportan esta tecnología.

TERCERA GENERACIÓN (3G)

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La 3G se caracteriza por contener a la convergencia de voz y datos con acceso inalámbrico a Internet; en otras palabras, es apta para aplicaciones multimedia y altas transmisiones de datos.Los protocolos empleados en los sistemas 3G soportan altas velocidades de información y están enfocados para aplicaciones más allá de la voz como audio ( mp3), video en movimiento, videoconferencia y acceso rápido a Internet, sólo por nombrar algunos. Se espera que las redes 3G empiecen a operar en el 2001 en Japón, por NTT14 DoCoMo; en Europa y parte de Asia en el 2002, posteriormente en Estados Unidos y otros países.Asimismo, en un futuro próximo los sistemas 3G alcanzarán velocidades de hasta 384 kbps, permitiendo una movilidad total a usuarios, viajando a 120 kilómetros por hora en ambientes exteriores. También alcanzará una velocidad máxima de 2 Mbps, permitiendo una movilidad limitada a usuarios, caminando a menos de 10 kilómetros por hora en ambientes estacionarios de corto alcance o en interiores.

Existen principalmente tres tecnologías 3G. Para Europa existe UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) usando CDMA de banda ancha (W-CDMA). Este sistema provee transferencia de información de hasta 2Mbps.

UMTS

Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles (Universal Mobile Telecommunications System - UMTS) es una de las tecnologías usadas por los móviles de tercera generación (3G, también llamado W-CDMA), sucesora de GSM, debido a que la tecnología GSM propiamente dicha no podía seguir un camino evolutivo para llegar a brindar servicios considerados de Tercera Generación.

Aunque inicialmente esté pensada para su uso en teléfonos móviles, la red UMTS no está limitada a estos dispositivos, pudiendo ser utilizada por otros.Sus tres grandes características son las capacidades multimedia, una velocidad de acceso a Internet elevada, la cual también le permite transmitir audio y video en tiempo 14 Es una empresa de telecomunicaciones líder en el mercado nipón. Compañía estatal hasta su privatización en 1985.

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real; y una transmisión de voz con calidad equiparable a la de las redes fijas. Además, dispone de una variedad de servicios muy extensa.

CUARTA GENERACIÓN (4G)

La generación 4, o 4G será la evolución tecnológica que ofrecerá al usuario de telefonía móvil un mayor ancho de banda que permitirá, entre muchas otras cosas, la recepción de televisión en Alta Definición.

La 4G estará basada totalmente en protocolo IP siendo un sistema de sistemas y una red de redes, alcanzándose después de la convergencia entre las redes de cables e inalámbricas así como en ordenadores, dispositivos eléctricos y en tecnologías de la información así como con otras convergencias para proveer velocidades de acceso entre 100 Mbps en movimiento y 1 Gbps en reposo, manteniendo una calidad de servicio (QoS) de punta a punta (end-to-end) de alta seguridad para permitir ofrecer servicios de cualquier clase en cualquier momento, en cualquier lugar, con el mínimo costo posible.

La 4G no es una tecnología o estándar definido, sino una colección de tecnologías y protocolos para permitir el máximo rendimiento de procesamiento con la red inalámbrica más barata. El IEEE aún no se ha pronunciado designando a la 4G como “más allá de la 3G”. En Japón ya se está experimentando con las tecnologías de cuarta generación, estando NTT DoCoMo a la vanguardia. Esta empresa realizó las primeras pruebas con un éxito rotundo (alcanzó 100 Mbps en un vehículo a 200 km/h) y espera poder lanzar comercialmente los primeros servicios de 4G en el año 2010. En el resto del mundo se espera una implantación sobre el año 2020.

El concepto de 4G englobado dentro de ‘Beyond 3-G’ incluye técnicas de avanzado rendimiento radio como MIMQ y QDFM. Dos de los términos que definen la evolución de 3G, siguiendo la estandarización del 3GPP, serán LTE (‘Long Term Evolution’) para el acceso radio, y SAE (‘Service Architecture Evolution’) para la parte núcleo de la red. Como características

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principales tenemos: Para el acceso radio abandona el acceso tipo CDMA característico de UMTS. Uso de SDR (Software Defined Radios) para optimizar el acceso radio. La red completa prevista es todo IP. Las tasas de pico máximas previstas son de 100 Mbps en enlace descendente y 50 Mbps en enlace ascendente (con un ancho de banda en ambos sentidos de 20Mhz).

BIBLIOGRAFÍA Y CYBERGRAFÍA

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