Comunicaciones Mviles

Introduccin y breve historia

Desde el principio de las telecomunicaciones dos han sido las opciones principales para llevar a cabo una comunicacin: con o sin hilos, por cable o por el aire. En realidad ambas pueden participar en un mismo proceso comunicativo. Por ejemplo la transmisin de un evento deportivo por televisin, en el que una cmara recoge la seal y la transmite, generalmente por cable, a una unidad mvil encargada de comunicarse va 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 televisin. De todas formas, en este caso se trata fundamentalmente de una transmisin va radio, pues es as como se distribuye la seal que previamente ha producido la emisora (captar la seal con la cmara, llevarla al centro emisor y procesarla).

Este documento se centrar en las comunicaciones mviles, en las que emisor o receptor estn en movimiento. La movilidad de los extremos de la comunicacin excluye casi por completo la utilizacin de cables para alcanzar dichos extremos. Por tanto utiliza bsicamente la comunicacin va radio. Esta se convierte en una de las mayores ventajas de la comunicacin va radio: la movilidad de los extremos de la conexin. Otras bondades de las redes inalmbricas son el ancho de banda que proporcionan, el rpido despliegue que conllevan al no tener que llevar a cabo obra civil,...

Sin embargo el cable es ms inmune a amenazas externas, como el ruido o las escuchas no autorizadas, y no tiene que competir con otras fuentes por el espacio radioelctrico, bien comn ms bien escaso. Dos, tres y ms 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 direccin. Resultado: un ms que probable caos.

Histricamente la comunicacin va radio se reservaba a transmisiones uno a muchos, con grandes distancias a cubrir. Tambin era til en situaciones en las que la orografa dificultase en exceso el despliegue de cables. Fundamentalmente se utilizaba para transmitir radio y TV. Por el contrario, las comunicaciones telefnicas utilizaban cables. Todo esto nos lleva a la actual situacin, en la que ya no est tan claro cuando es mejor una u otra opcin.

En cuanto a las comunicaciones mviles, no aparecen a nivel comercial hasta finales del siglo XX. Los pases nrdicos, por su especial orografa y demografa, fueron los primeros en disponer de sistemas de telefona mvil, eso s, con un tamao y unos precios no muy populares. Radiobsquedas, redes mviles privadas o Trunking, y sistemas de telefona mvil mejorados fueron el siguiente paso. Despus lleg la telefona mvil digital, las agendas personales, miniordenadores, laptops y un sinfn de dispositivos dispuestos a conectarse va radio con otros dispositivos o redes. Y finalmente la unin entre comunicaciones mviles e Internet, el verdadero punto de inflexin tanto para uno como para otro.

Servicios de comunicaciones mviles

Los ms extendidos son la telefona mvil terrestre, la comunicacin mvil por satlite, las redes mviles privadas, la radiomensajera, la radiolocalizacin GPS, las comunicaciones inalmbricas y el acceso a Internet mvil. De todos ellos hablaremos a continuacin, con ms o menos profundidad.

Telefona mvil terrestre

La telefona mvil terrestre utiliza estaciones terrestres. stas se encargan de monitorizar la posicin de cada terminal encendido, pasar el control de una llamada en curso a otra estacin, enviar una llamada a un terminal suyo,... Cada estacin tiene un rea de cobertura, zona dentro de la cul la comunicacin entre un terminal y sta se puede hacer en buenas condiciones. Las zonas de cobertura tericamente son hexgonos regulares o celdas. En la prctica, toman muy distintas formas, debido a la presencia de obstculos y a la orografa cambiante de la celda. Adems se solapan unas con otras. Es por esto, que cuando un mvil est cerca del lmite entre dos celdas, puede pasar de una a otra, en funcin de cual de las dos le ofrezca ms nivel de seal, y esto puede suceder incluso durante el transcurso de una llamada sin que apenas se perciba nada.

Los primeros sistemas de telefona mvil terrestre, TACS, AMPS, NMT, TMA, NAMT,... o de primera generacin, eran analgicos. Los terminales eran bastante voluminosos, la cobertura se limitaba a grandes ciudades y carreteras principales, y slo transmitan voz. La compatibilidad entre terminales y redes de diferentes pases no estaba muy extendida. NMT se utiliza en los pases nrdicos, AMPS y TACS en EEUU, y NAMT en Japn.

Cada estacin trabaja con un rango de frecuencias, que delimita el nmero mximo de llamadas simultneas que puede soportar, puesto que a cada llamada se le asigna un par de frecuencias diferente: una para cada sentido de la comunicacin. Esto se denomina FDM, o multiplexacin por divisin en la frecuencia. Las celdas colindantes no pueden utilizar las mismas frecuencias, para que no se produzcan interferencias. Pero las celdas que estn algo ms alejadas si que podran 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 rea, tanto el tamao de la celda, como las frecuencias por celda y la reutilizacin de frecuencias sern determinadas.

Una alternativa para incrementar el nmero de llamadas servidas es la sectorizacin, mtodo por el cul se instalan varias antenas por estacin, cada una de las cules cubre un sector. Por ejemplo, si instalamos tres antenas, cada una se ocupara de un sector de 120.

Despus aparecen los sistemas de segunda generacin, GSM, CDMA, TDMA, NADC, PDC,... que son digitales. El tamao de los terminales se hace cada vez ms pequeo, las coberturas se extienden, y se empiezan a transmitir datos, aunque a velocidades muy pequeas. Introduce el envo 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 pases del resto del mundo. TDMA y CDMA en EEUU, mientras que PDC en Japn.

En GSM, cada frecuencia puede transmitir varias conversaciones. Esto se consigue mediante la TDM, o multiplexacin por divisin en el tiempo. El tiempo de transmisin se divide en pequeos intervalos de tiempo. Cada intervalo puede ser utilizado por una conversacin distinta. Adems, una misma conversacin 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 conversacin que utilice esta frecuencia, slo observar problemas en los intervalos pertenecientes a dicha frecuencia. Esto se denomina TDMA.

En los sistemas CDMA, acceso con multiplexacin por divisin de cdigo, lo que se hace es que cada llamada utiliza un cdigo que le diferencia de las dems. Esto permite aumentar el nmero de llamadas simultneas o la velocidad de transmisin, lo que se hace necesario ante los crecientes requerimientos de la telefona mvil.

En la actualidad, se estn empezando a desplegar sistemas de lo que se ha denominado generacin 2,5 (HSCSD, GPRS, EDGE) que harn de puente entre los de segunda generacin y la telefona mvil de tercera generacin (la UMTS). Esta ltima responde a un intento de estandarizar las comunicaciones mviles a nivel mundial, aunque ya estn empezando a surgir pequeas diferencias entre EEUU y el resto. Ofrecer grandes velocidades de conexin, por lo que se espera que se convierta en la forma ms habitual de acceso a Internet. Permitir la transmisin de todo tipo de comunicaciones: voz, datos, imgenes, vdeo, radio,...

Algunos sistemas 2,5 (GPRS, EDGE) introducen la conmutacin de paquetes en la telefona mvil, es decir, la comunicacin se produce al "estilo" Internet. La informacin se divide en trozos o paquetes, que siguen caminos diferentes hasta alcanzar el destino. GPRS alcanzar los 115 Kbps, mientras que EDGE los 384 Kbps. Adems, EDGE permitir a los operadores de GSM y TDMA integrar en sus redes actuales este nuevo sistema.

Hasta que la tercera generacin se extienda, para lo que an pueden quedar varios aos, los sistemas 2,5 supondrn un puente entre los de segunda generacin y la UMTS. En Europa, los operadores se estn gastando autnticas barbaridades en adquirir las licencias UMTS, con la esperanza de que ser la tecnologa que haga explotar las comunicaciones. Pero mientras esto ocurre, los que poseen sistemas 2G ya piensan en evolucionar a GPRS o EDGE.

Telefona mvil va satlite

En este caso las estaciones estn en los satlites. Estos suelen ser de rbita baja. Su cobertura prcticamente cubre todo el planeta. Esta es la principal ventaja que presentan frente a la telefona mvil 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 est a punto de comenzar el derribo de sus satlites, debido a las astronmicas deudas que ha contrado.

Durante los ltimos meses ha intentado encontrar un comprador que se hiciera cargo de las deudas, e intentar sacar el negocio a flote, pero no ha encontrado a nadie dispuesto a tomar semejante riesgo. Sigue ofreciendo unos servicios mnimos a sus antiguos clientes, pero ya no realiza ningn tipo de actividad comercial (publicidad, captacin de clientes,...). Adems recomienda a sus clientes que busquen opciones alternativas a sus servicios, porque en cualquier momento dejan de prestarlos. Su constelacin de satlites de rbita baja consta de 66 unidades situadas a 780 Km de la Tierra. Utiliza tanto FDMA como TDMA. Cada satlite dispona de 48 haces o sectores.

Sin embargo, GlobalStar no tiene tantos problemas. La principal razn, sus telfonos se conectan a las redes terrestres si la cobertura de stas lo permite, y si no recurren a los satlites. De este modo, buena parte de las llamadas tienen un coste asequible, mientras que las que se realizan a travs de los satlites se reducen a lo absolutamente imprescindible. Su constelacin cuenta con 48 satlites de rbita baja situados a 1.414 Km de la Tierra. Utiliza CDMA, y cada satlite tiene 16 sectores. Tiene previsto ofrecer comunicaciones de datos y fax a finales de 2000, principios de 2001.

Otros sistemas que estn a punto de empezar a operar, o que anuncian sus servicios para los prximos aos son ICO, Skybridge y Teledesic, que prestarn otros servicios aparte del de telefona, como acceso a Internet a alta velocidad, radiobsqueda,...

Redes mviles privadas

Tambin conocido como radiocomunicaciones en grupo cerrado de usuarios, es un servicio de telefona mvil que slo se presta a un colectivo de personas, en una determinada zona geogrfica (una ciudad, una comarca,...). El funcionamiento es prcticamente idntico al de las redes pblicas, con pequeos matices. Hay dos modalidades del servicio. En la primera cada grupo de usuarios, y slo 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, policas, ambulancias,... Es un sistema muy seguro, capaz de establecer la comunicacin en condiciones muy adversas. Los segundos se denominan sistemas Trunking, y su funcionamiento es muy parecido al de la telefona mvil automtica (TMA), uno de los primeros sistemas analgicos de telefona mvil pblica. La mayor diferencia es que cuando no hay un canal libre para establecer una comunicacin, TMA descarta la llamada y el usuario debe reintentarlo despus, mientras que las redes Trunking gestionan estas llamadas, estableciendo una cola de espera, asignando prioridades diferentes a cada llamada,...

Dos de los sistemas Trunking ms populares son Taunet, que es analgico, y Tetra, que es digital. Este ltimo es el resultado de un estndar europeo, y su equivalente estadounidense es el APCO25. Ofrecen otras posibilidades, aparte de la comunicacin vocal, como envo de mensajes cortos, transmisin de datos, conexin a redes telefnicas pblicas,...

Radiomensajera

Este servicio, tambin denominado radiobsqueda, buscapersonas o paging, permite la localizacin y el envo de mensajes a un determinado usuario que disponga del terminal adecuado, conocido popularmente como "busca" o "beeper". Se trata de una comunicacin unidireccional, desde el que quiere localizar al que ha de ser localizado. Al igual que en la telefona mvil, cada zona est cubierta por una estacin terrestre, que da servicio a los usuarios ubicados dentro de su zona de cobertura.

Los primeros sistemas tan slo emitan un sonido o pitido, que indicaba que alguien estaba intentando decirnos algo. Luego, si as lo decida el portador del busca, estableca una comunicacin telefnica. Es muy til para profesionales, que han de desplazarse y no siempre estn localizables, por ejemplo, mdicos, tcnicos de mantenimiento,.... En una segunda fase, aparecieron sistemas ms perfeccionados, con envo de mensajes, aplicacin de cdigos para mantener seguridad, llamadas a grupos, a todos,...


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