Sistemas de telefonía.
Sistemas de Telefonía.
Telefonía móvil y celular.
Las bandas VHF baja y alta, la III y la UHF baja, son las utilizadas por los sistemas de Radiotelefonía Privada (PMR).
BIII: reservada en exclusiva para los sistemas “trunking”.
UHF alta: telefonía inalámbrica y TMA.
1,2 GHz: UMTS, DECT, DCS 1800 y móviles celulares.
La estructura celular, facilita el estudio de esa reutilización, asignación de canales por célula y dimensionamiento geográfico de las estaciones.
Como consecuencia de la estructura celular, aparece la sectorización, que consiste en que con la misma estación base y usando antenas directivas, se logra triplicar el nº de canales que soporta el sistema.
Se usa una estructura hexagonal porque en el retículo que se forma, la relación entre el perímetro y la superficie es mínima, lo que disminuye el nº de handovers que se producen en los desplazamientos.
Por otra parte, se ha considerado que la relación óptima es que las antenas emitan con un haz concentrado en un sector de 60º, siendo necesarias 6 antenas por estación base, que viene a cubrir una célula.
En la práctica, de lo que se trata es de evitar que existan zonas de sombra, debido a las irregularidades del terreno o ciudad.
- Gran capacidad de usuarios.
- Utilización eficiente del espectro.
- Amplia cobertura.
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.
- Los teléfonos portátiles, enlazan vía radio con las estaciones base a lo largo y ancho del territorio en el que se quiere ofrecer el servicio.
- Los teléfonos se sintonizan automáticamente, a la estación base más cercana. Al desplazarse irán saltando de una a otra estación.
- Las estaciones base, están conectadas a su vez, a la red telefónica básica, haciendo posible la comunicación entre los portátiles y el resto de terminales fijos.
- Para ofrecer este servicio, hay que instalar un determinado nº de estaciones base, de forma que el territorio quede cubierto.
- Cada estación contiende con sus adyacentes en orden a establecer su área de influencia.
- El territorio a cubrir, puede considerarse como un conjunto de zonas de cobertura o celdas.
- El nº de estaciones necesario, viene dado por la extensión del territorio, la orografía del mismo y el nº de usuarios a atender.
- Los sistemas celulares TMA, tienen información puntual sobre la posición aproximada de los portátiles. Conoce en cada momento hacia qué estación base debe dirigir una llamada para establecer la comunicación con él.
- Roaming. Es la capacidad de seguimiento de la posición de los portátiles.
- Independientemente del punto en el que se haya originado / recibido la llamada, facilita al usuario su movilidad por la red o redes, y a la operadora su facturación.
- Los sistemas deben ser capaces de cubrir porciones de territorio muy extensas, sobre todo para ofrecer el servicio en los vehículos.
- Los sistemas celulares TMA, son capaces de mantener el enlace entre el terminal y la red cuando éste pasa de una célula a otra (handover). La red identifica la posición del móvil, realizando su seguimiento.
- El handover es el proceso por el cual se transfiere una comunicación de un canal de una célula a un nuevo canal, en la misma célula o en otra. Según como se realice dicha transferencia podemos tener:
- Handover blando: cuando se mantiene el móvil conectado a dos canales simultáneamente, hasta que se desconecta del anterior, por mejor recepción en la estación nueva.
- Handover duro: el salto de un canal a otro se produce en un momento determinado sin que exista período de transición.
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 interconexión entre estaciones móviles localizadas en distintas áreas geográficas de la red móvil.
- Envío de datos hasta 9,6Kbps a través de una tarjeta PCMCIA y el envío de FAX G3.
- Posibilita la creación de redes privadas virtuales.
- Es compatible con la RDSI.
- Permite la identificación de un abonado bajo 2 nºs distintos.
- Servicio de SMS, de hasta 160 caracteres.
- Desvío de llamadas.
- Restricción de llamadas.
- Retención de llamadas (llamada en espera).
- Multiconferencia.
- Identificación u ocultación del nº llamante.
- Nºs de marcación fija.
- Fijación del consumo máximo, etc.
- Capacidad total de seguimiento.
- Gran capacidad de tráfico con una utilización óptima del espectro.
- Mejoras en la calidad del servicio y mayores facilidades.
- 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.
- Banda de recepción: 925-960MHz. Descendente.
- Banda de transmisión: 880-915MHz. Ascendente.
- Canales por portadora: 8 full rate ó 16 half rate.
- Nº portadoras: 124 x 8 canales = 992 canales dúplex.
- Separación entre portadoras: 200KHz.
- BW por canal de 200KHz.
- BW del canal de radio: 25KHz.
- Potencia nominal de las estaciones: 20, 8, 5, 2 y 0,8W.
- Capacidad: 200 Erlangs/km2 (500 para GSM 1800).
- Técnica de transmisión: TDMA/FDD.
- Modulación: GMSK.
- Voz codificada: RPE-LPT a 13Kbps.
- Velocidad binaria de transmisión: 22,8Kbps.
- Velocidad máx del móvil: 200Km/h.
- 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.
- EIR (registro de identificación de equipo). Controla el acceso a la red de equipos móviles no autorizados.
- Encriptado digital del enlace. Asegura la privacidad de las conversaciones.
- Autentificación de las llamadas. Mediante la tarjeta SIM.
- Comprobación de validación. Idem.
- Uso no autorizado del terminal. Idem.
- Establecimiento de un “alias temporal”. Evita el seguimiento y localización por terceros.
- 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, que proporciona todas las facilidades de una extensión fija de la centralita de un centro de trabajo.
- CT-0 analógica. Método de acceso por división de frecuencias (FDMA). De muy baja calidad. Muy sensible a interferencias. No dispone de protección frente a escuchas.
- CT-1 analógica. Mala calidad. Sin protección contra escuchas. Pueden quedar bloqueados por otros del mismo tipo que se encuentren en su área de cobertura.
- CT-1 plus analógica. Mejora de la CT-1. Menos sujeta a interferencias.
- CT-2 digital. Técnica TDD (dúplex por división en el tiempo). 40 canales.
Maneja sin interferencias un gran número de usuarios.
- Banda de frecuencias: 1880-1900MHz.
- Canales por portadora: 12
- Nº total de portadoras: 10
- BW canal radio: 1,728MHz.
- Técnica de Tx: MC/TDMA/TDD.
- Modulación GFSK.
- Voz codificada: ADPCM a 32bit encriptada.
- Vel bin Tx: 1152Kbps
- Hasta 10.000 Erlangs/Km2.
- Handover imperceptible.
- Selección dinámica de canales.
- 250mW pot máx de pico.
- Estructura pico-celular.
Sirve de base para los sistemas de telefonía celular, tanto para dar servicio de telefonía móvil como para facilitar el servicio a zonas rurales.
Los sistemas de radio en el bucle de abonado, presentan una serie de ventajas frente al cable de cobre, como son:
- Coste independiente de la distancia a cubrir.
- Capacidad para dar servicio en áreas de difícil acceso.
- Servicio y calidad equivalentes a los de la red fija.
- Facilidad y rapidez de implantación.
- Rango y cobertura flexibles.
- Bajo coste de mantenimiento.
Las soluciones radio se puden aplican en tres situaciones diferentes.
Los radioenlaces, filtros, adaptadores y antenas se encuentran en la estación base de radio, una de las partes más importantes del sistema RLL.
El uso del espectro es muy eficiente, lo que lo convierte en un sistema muy adecuado para servir zonas con una alta densidad de usuarios y gran tráfico. La planificación celular es sumamente sencilla, permitiendo la inclusión de nuevos usuarios sin necesidad de tener que rediseñar el sistema.
Pueden darse tres situaciones de uso diferentes:
- RLL fija. Sustitución del hilo de cobre, con una unidad de acceso fija a la que se conecta el teléfono estándar.
- RLL fija con movilidad local. Sustitución del hilo de cobre, con una estación base en la residencia. Los portátiles se pueden conectar entre ellos y tener mejor cobertura.
- RLL fija con movilidad en los alrededores y local. Permite además, la movilidad en los alrededores de la residencia.
La solución RLL es competitiva frente a la tradicional basada en el cable, sobre todo en zonas rurales y suburbanas, en las que la densidad de abonados es relativamente baja, pero el nº total de usuarios a los que se les da el servicio sea alto, y así se reparten los costes.
Por otra parte las soluciones RLL, permiten una rápida expansión de la cobertura de telefonía, con unas inversiones reducidas.
De 68 a 87,5MHz, para policía, cruz roja, radionavegación, etc.
De 146 a 174MHz, para radioaficionados, ayuntamientos taxis y ambulancias.
De 300 a 400MHz, para servicios de emergencia.
De 400 a 470MHz, para distintos servicios públicos, emisoras de radio y tv, compañías eléctricas, RENFE, etc.
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