Sistema global de comunicaciones móviles GSM.

Sistema global de comunicaciones móviles GSM.

La telefonía es el servicio más utilizado de los que ofrecen los sistemas de comunicaciones móviles. Todos los sistemas tienen la función de telefonía incorporada. Si bien la telefonía móvil empezó siendo analógica, en la actualidad todo el servicio es digital. Esta telefonía móvil digital.

Las comunicaciones móviles se dan cuando tanto el emisor como el receptor están, o pueden estar, en movimiento. La movilidad de estos dos elementos que se encuentran en los extremos de la comunicación hace que no sea factible la utilización de hilos (cables) para realizar la comunicación en dichos extremos. Por lo tanto utilizan básicamente la comunicación vía radio.

 

                                                 Primera generación 1G

Los primeros sistemas 1G aparecieron en el mercado en 1979. Su expasión no fue, sin embargo, muy uniforme. Este primer estándar se identifica como telefonía analógica y dedicada exclusivamente a la voz.

La tecnología predominante de esta generación fue denominada AMPS (Advanced Mobile Phone System) en Estados Unidos, conviertiéndose en el primer estándar de telefonía móvil. En Japón se implementaron múltiples sistemas; tres estándares, TZ-801, TZ-802, TZ-803, desarrollados por NTT, con un sistema de competencia operado por DDI usando el estándar JTACS.

Segunda generación 2G

 

Las limitaciones del sistema de telefonía móvil de primera generación llevaron al desarrollo de un nuevo sistema (segunda generación) que se presentó a principios de la decada de los 90. Este sistema se basó en introducir protocolos de telefonía digital que además de permitir más enlaces simultáneos en un mismo ancho de banda, permitían integrar otros servicios (que anteriormente eran independientes) en la misma señal, como es el caso del envío de mensajes de texto SMS (Short Message Service) y una mayor capacidad de envío de datos desde dispositivos de fax y módem.

Al igual que con la primera generación, inicialmente se desarrollaron varios estándares:

• GSM (Global System for Mobile Communications)
• TDMA (conocido también como TIA/EIA136 o ANSI-136)
• D-AMPS Digital Advanced Mobile Phone System

Sin embargo, ha sido el primero de ellos, GSM, el que pronto se estandarizó a nivel mundial. Se trata de un sistema de telefonía totalmente digital que soporta voz, mensajes de texto, datos (9.6Kbps) y roaming.

GSM es el estándar en telecomunicaciones móviles más extendido en el mundo, con un 82% de los terminales mundiales en uso. GSM cuenta con más de 3000 millones de usuarios en 159 países distintos, siendo el estándar predominante en Europa, América del Sur, Asia y Oceanía, y con gran extensión en América del Norte.

En 1992 las primeras redes europeas de GSM-900 iniciaron su actividad, y el mismo año fueron introducidos al mercado los primeros teléfonos móviles GSM, siendo el primero el Nokia 1011 en noviembre de este año.

En España, Movistar (Telefónica) creó en 1995 la primera red digital móvil. Ese mismo año se concedió licencia para una segunda operadora móvil, conocida como Airtel (actual Vodafona) y ya en 1999 se otorgó la tercera licencia de GSM a Amena (actual Orange). Yoigo, como cuarto operador, inició su actividad en 2005.

 

Tercera generación 3G

 Transmisión de voz y datos a través de telefonía móvil mediante UMTS (Universal Mobile Telecommunications System o servicio universal de telecomunicaciones móviles).

Los servicios asociados con la tercera generación proporcionan la posibilidad de transferir voz y datos no-voz (como la descarga de programas, intercambio de correos electrónicos, y mensajería instantánea).

Existen otros dispositivos como algunos portátiles y tabletas que incorporan el módem integrado en el propio equipo. En todos los casos requieren de una tarjeta SIM para su uso, aunque el uso del número de teléfono móvil asociado a la tarjeta para realizar o recibir llamadas pueda estar bloqueado o estar asociado a un número con contrato 3G.

Cuarta Generación 4G

En telecomunicaciones, 4G son las siglas utilizadas para referirse a la cuarta generación de tecnologías de telefonía móvil. Es la sucesora de las tecnologías 2G y 3G, y precede a la próxima generación, la 5G.

Las velocidades máximas de transmisión de datos deben estar entre 100 Mbit/s para una movilidad alta y 1 Gbit/s para movilidad baja. De aquí se empezó a estudiar qué tecnología eran las candidatas para llevar la “etiqueta 4G”. Esta tecnología podrá ser usada por módems inalámbricos, móviles inteligentes y otros dispositivos móviles. La principal diferencia con las generaciones predecesoras será la capacidad para proveer velocidades de acceso mayores de 100 Mbit/s en movimiento y 1 Gbit/s en reposo, manteniendo una calidad de servicio (QoS) de punta a punta de alta seguridad que permitirá ofrecer servicios de cualquier clase en cualquier momento, en cualquier lugar, con el mínimo coste posible.

Mobile Station

Las estación móvil se corresponde con el dispositivo móvil en sí, donde nos encontramos la tarjeta SIM. La tarjeta SIM almacena información específica de la red usada para autentificar e identificar al cliente, entre otros parámetros:

• Número IMSI (International Mobile Suscriber Identity), que sirve para identificar al abonado en todo el mundo. Este número es el que permite el roaming.
• Asimismo, nos encontramos con el número ICCID (Integrated Circuit Card ID), que es el número de serie de la tarjeta. Haciendo una analogía con redes TCP/IP, este número sería equivalente a la dirección MAC de una tarjeta de red de un dispositivo.
  
  
  

Sistema GPRS (2.5G)

Las redes GSM tienen ciertas limitaciones para la transmisión de datos:

• Velocidad de transferencia de 9,6 Kbps.
• Pago por tiempo de conexión.
• Problemas para mantener la conectividad en itinerancia (Roaming).

La baja velocidad de transferencia limita la cantidad de servicios que Internet ofrece. Por ejemplo, a 9,6 Kbps no se puede navegar por Internet de una manera satisfactoria. Si tenemos en cuenta que estamos pagando por tiempo de conexión, los costos se disparan.

GPRS son las siglas de Global Packet Radio System. Se trata de una nueva tecnología que comparte el rango de frecuencias de la red GSM utilizando una transmisión de datos por medio de 'paquetes'. Por tanto, GPRS no sustitye a la red original GSM sino que la complementa, para ello que se requiere que añadan nuevos nodos de red denominados SGSN (nodos de soporte GPRS) ubicados en una red de transporte:

• El router SGSN (Nodo de soporte de servicio GPRS) gestiona las direcciones de las terminales de la celda y proporciona la transferencia de la interfaz de paquetes con la pasarela GGSN.
• La pasarela GGSN (Nodo de soporte de pasarela GPRS) se conecta con otras redes de datos (Internet). En particular, GGSN debe proporcionar una dirección IP a las terminales móviles durante toda la conexión.

Arquitectura GSM: 

La interfaz de radio de GSM se ha implementado en diferentes bandas de frecuencia (850, 900, 1800 y 1900), si bien es la banda de los 900 Mhz con la que nació en Europa y es la más extendida.

En todo sistema de emisión con ancho de banda hay que idear técnicas para optimizar el uso de un recurso tan limitado. El sistema GSM basa el reparto del canal o división de acceso en combinar diferentes modelos de reparto del espectro disponible:

TDMA. División del tiempo en emisión y recepción (Time Division Multiple Access). Cada portadora contiene "8 time slots" de 577 microsecungos cada uno, formado así una trama. Se pueden llegar a agrupar hasta 26 tramas en 120 milisegundos.

La arquitectura GSM se componente básicamente de tres elementos:

    MS: Mobile Station.

    BSS: Base Station Sybsystem.

    NSS: Network & Switching Subsystem.

    Elementos de una arquitectura GSM.