Comunicaciones Móviles
Introducción y breve historia
Desde el principio de las telecomunicaciones dos han sido las opciones
principales para llevar a cabo una comunicación: con o sin hilos, por cable o
por el aire. En realidad ambas pueden participar en un mismo proceso
comunicativo. Por ejemplo la transmisión de un evento deportivo por televisión,
en el que una cámara recoge la señal y la transmite, generalmente por cable, a
una unidad móvil encargada de comunicarse vía radio con el centro emisor, que
a su vez se comunica por cable con una antena emisora que la distribuye por el
aire a la zona que cubra la cadena de televisión. De todas formas, en este caso
se trata fundamentalmente de una transmisión vía radio, pues es así como se
distribuye la señal que previamente ha producido la emisora (captar la señal
con la cámara, llevarla al centro emisor y procesarla).
Este documento se centrará en las comunicaciones móviles, en las que emisor o
receptor están en movimiento. La movilidad de los extremos de la comunicación
excluye casi por completo la utilización de cables para alcanzar dichos
extremos. Por tanto utiliza básicamente la comunicación vía radio. Esta se
convierte en una de las mayores ventajas de la comunicación vía radio: la
movilidad de los extremos de la conexión. Otras bondades de las redes inalámbricas
son el ancho de banda que proporcionan, el rápido despliegue que conllevan al
no tener que llevar a cabo obra civil,...
Sin embargo el cable es más inmune a amenazas externas, como el ruido o las
escuchas no autorizadas, y no tiene que competir con otras fuentes por el
espacio radioeléctrico, bien común más bien escaso. Dos, tres y más cables
pueden ser tendidos a lo largo de la misma zanja, y tomando las medidas
adecuadas, no han de producirse interferencias. Imaginar cuatro o cinco antenas
apuntando en la misma dirección. Resultado: un más que probable caos.
Históricamente la comunicación vía radio se reservaba a transmisiones uno a
muchos, con grandes distancias a cubrir. También era útil en situaciones en
las que la orografía dificultase en exceso el despliegue de cables.
Fundamentalmente se utilizaba para transmitir radio y TV. Por el contrario, las
comunicaciones telefónicas utilizaban cables. Todo esto nos lleva a la actual
situación, en la que ya no está tan claro cuando es mejor una u otra opción.
En cuanto a las comunicaciones móviles, no aparecen a nivel comercial hasta
finales del siglo XX. Los países nórdicos, por su especial orografía y
demografía, fueron los primeros en disponer de sistemas de telefonía móvil,
eso sí, con un tamaño y unos precios no muy populares. Radiobúsquedas, redes
móviles privadas o Trunking, y sistemas de telefonía móvil mejorados fueron
el siguiente paso. Después llegó la telefonía móvil digital, las agendas
personales, miniordenadores, laptops y un sinfín de dispositivos dispuestos a
conectarse vía radio con otros dispositivos o redes. Y finalmente la unión
entre comunicaciones móviles e Internet, el verdadero punto de inflexión tanto
para uno como para otro.
Servicios de comunicaciones móviles
Los más extendidos son la telefonía móvil terrestre, la comunicación móvil
por satélite, las redes móviles privadas, la radiomensajería, la
radiolocalización GPS, las comunicaciones inalámbricas y el acceso a Internet
móvil. De todos ellos hablaremos a continuación, con más o menos profundidad.
Telefonía móvil terrestre
La telefonía móvil terrestre utiliza estaciones terrestres. Éstas se encargan
de monitorizar la posición de cada terminal encendido, pasar el control de una
llamada en curso a otra estación, enviar una llamada a un terminal suyo,...
Cada estación tiene un área de cobertura, zona dentro de la cuál la
comunicación entre un terminal y ésta se puede hacer en buenas condiciones.
Las zonas de cobertura teóricamente son hexágonos regulares o celdas. En la práctica,
toman muy distintas formas, debido a la presencia de obstáculos y a la orografía
cambiante de la celda. Además se solapan unas con otras. Es por esto, que
cuando un móvil está cerca del límite entre dos celdas, puede pasar de una a
otra, en función de cual de las dos le ofrezca más nivel de señal, y esto
puede suceder incluso durante el transcurso de una llamada sin que apenas se
perciba nada.
Los primeros sistemas de telefonía móvil terrestre, TACS, AMPS, NMT, TMA,
NAMT,... o de primera generación, eran analógicos. Los terminales eran
bastante voluminosos, la cobertura se limitaba a grandes ciudades y carreteras
principales, y sólo transmitían voz. La compatibilidad entre terminales y
redes de diferentes países no estaba muy extendida. NMT se utiliza en los países
nórdicos, AMPS y TACS en EEUU, y NAMT en Japón.
Cada estación trabaja con un rango de frecuencias, que delimita el número máximo
de llamadas simultáneas que puede soportar, puesto que a cada llamada se le
asigna un par de frecuencias diferente: una para cada sentido de la comunicación.
Esto se denomina FDM, o multiplexación por división en la frecuencia. Las
celdas colindantes no pueden utilizar las mismas frecuencias, para que no se
produzcan interferencias. Pero las celdas que están algo más alejadas si que
podrían reutilizar estas frecuencias. Y esto es lo que se hace. Se parte de una
determinada cantidad de frecuencias disponibles. Luego, teniendo en cuenta la
densidad estimada de llamadas por área, tanto el tamaño de la celda, como las
frecuencias por celda y la reutilización de frecuencias serán determinadas.
Una alternativa para incrementar el número de llamadas servidas es la
sectorización, método por el cuál se instalan varias antenas por estación,
cada una de las cuáles cubre un sector. Por ejemplo, si instalamos tres
antenas, cada una se ocuparía de un sector de 120º.
Después aparecen los sistemas de segunda generación, GSM, CDMA, TDMA, NADC,
PDC,... que son digitales. El tamaño de los terminales se hace cada vez más
pequeño, las coberturas se extienden, y se empiezan a transmitir datos, aunque
a velocidades muy pequeñas. Introduce el envío de mensajes SMS, hoy tan de
moda. La compatibilidad entre las distintas redes nacionales empieza a mejorar.
GSM se implanta en Europa y en otros países del resto del mundo. TDMA y CDMA en
EEUU, mientras que PDC en Japón.
En GSM, cada frecuencia puede transmitir varias conversaciones. Esto se consigue
mediante la TDM, o multiplexación por división en el tiempo. El tiempo de
transmisión se divide en pequeños intervalos de tiempo. Cada intervalo puede
ser utilizado por una conversación distinta. Además, una misma conversación
se lleva a cabo en intervalos de distintas frecuencias, con lo que no se puede
asociar una llamada a una frecuencia. De este modo, si una frecuencia se ve
afectada por una interferencia, una conversación que utilice esta frecuencia, sólo
observará problemas en los intervalos pertenecientes a dicha frecuencia. Esto
se denomina TDMA.
En los sistemas CDMA, acceso con multiplexación por división de código, lo
que se hace es que cada llamada utiliza un código que le diferencia de las demás.
Esto permite aumentar el número de llamadas simultáneas o la velocidad de
transmisión, lo que se hace necesario ante los crecientes requerimientos de la
telefonía móvil.
En la actualidad, se están empezando a desplegar sistemas de lo que se ha
denominado generación 2,5 (HSCSD, GPRS, EDGE) que harán de puente entre los de
segunda generación y la telefonía móvil de tercera generación (la UMTS).
Esta última responde a un intento de estandarizar las comunicaciones móviles a
nivel mundial, aunque ya están empezando a surgir pequeñas diferencias entre
EEUU y el resto. Ofrecerá grandes velocidades de conexión, por lo que se
espera que se convierta en la forma más habitual de acceso a Internet. Permitirá
la transmisión de todo tipo de comunicaciones: voz, datos, imágenes, vídeo,
radio,...
Algunos sistemas 2,5 (GPRS, EDGE) introducen la conmutación de paquetes en la
telefonía móvil, es decir, la comunicación se produce al "estilo"
Internet. La información se divide en trozos o paquetes, que siguen caminos
diferentes hasta alcanzar el destino. GPRS alcanzará los 115 Kbps, mientras que
EDGE los 384 Kbps. Además, EDGE permitirá a los operadores de GSM y TDMA
integrar en sus redes actuales este nuevo sistema.
Hasta que la tercera generación se extienda, para lo que aún pueden quedar
varios años, los sistemas 2,5 supondrán un puente entre los de segunda
generación y la UMTS. En Europa, los operadores se están gastando auténticas
barbaridades en adquirir las licencias UMTS, con la esperanza de que será la
tecnología que haga explotar las comunicaciones. Pero mientras esto ocurre, los
que poseen sistemas 2G ya piensan en evolucionar a GPRS o EDGE.
Telefonía móvil vía satélite
En este caso las estaciones están en los satélites. Estos suelen ser de órbita
baja. Su cobertura prácticamente cubre todo el planeta. Esta es la principal
ventaja que presentan frente a la telefonía móvil terrestre. Las desventajas
son de mucho peso: mayor volumen del terminal a utilizar y precio de las
llamadas y terminales. Dos son los operadores que ofrecen este servicio a nivel
mundial: Iridium y GlobalStar. El primero está a punto de comenzar el derribo
de sus satélites, debido a las astronómicas deudas que ha contraído.
Durante los últimos meses ha intentado encontrar un comprador que se hiciera
cargo de las deudas, e intentará sacar el negocio a flote, pero no ha
encontrado a nadie dispuesto a tomar semejante riesgo. Sigue ofreciendo unos
servicios mínimos a sus antiguos clientes, pero ya no realiza ningún tipo de
actividad comercial (publicidad, captación de clientes,...). Además recomienda
a sus clientes que busquen opciones alternativas a sus servicios, porque en
cualquier momento dejan de prestarlos. Su constelación de satélites de órbita
baja consta de 66 unidades situadas a 780 Km de la Tierra. Utiliza tanto FDMA
como TDMA. Cada satélite disponía de 48 haces o sectores.
Sin embargo, GlobalStar no tiene tantos problemas. La principal razón, sus teléfonos
se conectan a las redes terrestres si la cobertura de éstas lo permite, y si no
recurren a los satélites. De este modo, buena parte de las llamadas tienen un
coste asequible, mientras que las que se realizan a través de los satélites se
reducen a lo absolutamente imprescindible. Su constelación cuenta con 48 satélites
de órbita baja situados a 1.414 Km de la Tierra. Utiliza CDMA, y cada satélite
tiene 16 sectores. Tiene previsto ofrecer comunicaciones de datos y fax a
finales de 2000, principios de 2001.
Otros sistemas que están a punto de empezar a operar, o que anuncian sus
servicios para los próximos años son ICO, Skybridge y Teledesic, que prestarán
otros servicios aparte del de telefonía, como acceso a Internet a alta
velocidad, radiobúsqueda,...
Redes móviles privadas
También conocido como radiocomunicaciones en grupo cerrado de usuarios, es un
servicio de telefonía móvil que sólo se presta a un colectivo de personas, en
una determinada zona geográfica (una ciudad, una comarca,...). El
funcionamiento es prácticamente idéntico al de las redes públicas, con pequeños
matices. Hay dos modalidades del servicio. En la primera cada grupo de usuarios,
y sólo ellos, utiliza una determinada frecuencia. En la segunda el sistema se
encarga de asignar las frecuencias libres entre los diferentes grupos, por lo
que no hay una correspondencia grupo-frecuencia.
Entre los primeros sistemas podemos destacar EDACS, controlado por un equipo
fabricdo por Ericsson, muy utilizado por bomberos, equipos de salvamento, policías,
ambulancias,... Es un sistema muy seguro, capaz de establecer la comunicación
en condiciones muy adversas. Los segundos se denominan sistemas Trunking, y su
funcionamiento es muy parecido al de la telefonía móvil automática (TMA), uno
de los primeros sistemas analógicos de telefonía móvil pública. La mayor
diferencia es que cuando no hay un canal libre para establecer una comunicación,
TMA descarta la llamada y el usuario debe reintentarlo después, mientras que
las redes Trunking gestionan estas llamadas, estableciendo una cola de espera,
asignando prioridades diferentes a cada llamada,...
Dos de los sistemas Trunking más populares son Taunet, que es analógico, y
Tetra, que es digital. Este último es el resultado de un estándar europeo, y
su equivalente estadounidense es el APCO25. Ofrecen otras posibilidades, aparte
de la comunicación vocal, como envío de mensajes cortos, transmisión de
datos, conexión a redes telefónicas públicas,...
Radiomensajería
Este servicio, también denominado radiobúsqueda, buscapersonas o paging,
permite la localización y el envío de mensajes a un determinado usuario que
disponga del terminal adecuado, conocido popularmente como "busca" o
"beeper". Se trata de una comunicación unidireccional, desde el que
quiere localizar al que ha de ser localizado. Al igual que en la telefonía móvil,
cada zona está cubierta por una estación terrestre, que da servicio a los
usuarios ubicados dentro de su zona de cobertura.
Los primeros sistemas tan sólo emitían un sonido o pitido, que indicaba que
alguien estaba intentando decirnos algo. Luego, si así lo decidía el portador
del busca, establecía una comunicación telefónica. Es muy útil para
profesionales, que han de desplazarse y no siempre están localizables, por
ejemplo, médicos, técnicos de mantenimiento,.... En una segunda fase,
aparecieron sistemas más perfeccionados, con envío de mensajes, aplicación de
códigos para mantener seguridad, llamadas a grupos, a todos,...
Por Jose Antonio Sanchez Ortiz
Ingeniero de Telecomunicaciones
Para Monografias.com
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http://www.quowebit.com