Banda ancha

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA

Telecomunicaciones III Ing. Raúl Hinojosa Sánchez

Banda AnchaBanda Ancha


Telecomunicaciones III Ing. Raúl Hinojosa Sánchez22

La Banda AnchaLa Banda Ancha

Qué es ?Qué es ?• Son tecnologSon tecnologías que utilizan cías que utilizan canales anales

de de transmisióntransmisión y equipos de y equipos de conmutaciónconmutación de gran capacidad de gran capacidad (velocidades de Mbps y Gbps)(velocidades de Mbps y Gbps)

• El concepto es más de El concepto es más de marketingmarketing que que un concepto técnico específicoun concepto técnico específico



La Banda AnchaLa Banda Ancha

Porqué ?Porqué ? • Requerimientos actuales del manejo de Requerimientos actuales del manejo de

información: información: Multimedia, gráficos de alta resolución, Multimedia, gráficos de alta resolución,

imágenes en movimiento y en tres imágenes en movimiento y en tres dimensiones, video y voz en tiempo realdimensiones, video y voz en tiempo real

Transferencia de información a grandes Transferencia de información a grandes velocidades entre computadores en velocidades entre computadores en redes diferentes.redes diferentes.

Internet2 Internet2



Banda AnchaBanda Ancha

TransmisiónTransmisión: : • Por cable de cobre con tecnología digital Por cable de cobre con tecnología digital • Por fibra ópticaPor fibra óptica• Por cable coaxial Por cable coaxial • Por ondas electromagnéticas de muy Por ondas electromagnéticas de muy

alta frecuencia alta frecuencia Conmutación:Conmutación:

• Rápida, de paquetesRápida, de paquetes



Tecnologías de banda anchaTecnologías de banda ancha

xDSLxDSL TV por cableTV por cable LMDS (LMCS)LMDS (LMCS) RDSI banda anchaRDSI banda ancha Frame RelayFrame Relay Cell RelayCell Relay

• ATMATM



Tecnología DSLTecnología DSL

El término El término DSLDSL ( (Digital Subscriber LineDigital Subscriber Line) se ) se refiere a la tecnología, no a las líneas refiere a la tecnología, no a las líneas telefónicas que utilizatelefónicas que utiliza• Tecnología digital que permite incrementar la Tecnología digital que permite incrementar la

capacidad de transmisión de la línea de capacidad de transmisión de la línea de abonado, utilizando los pares de cobre ya abonado, utilizando los pares de cobre ya instaladosinstalados

• Provee al usuario una conexión de banda Provee al usuario una conexión de banda ancha a Internet, por la mismas líneas que ancha a Internet, por la mismas líneas que proveen el servicio de vozproveen el servicio de voz



Tecnología DSL ..Tecnología DSL ..

Desarrollada por Desarrollada por BellcoreBellcore inicialmente para proveer servicios inicialmente para proveer servicios de video, compitiendo con TV por de video, compitiendo con TV por cablecable• La demanda por video sobre la línea del La demanda por video sobre la línea del

abonado no se dió, pero sí la demanda abonado no se dió, pero sí la demanda por mayor ancho de banda para por mayor ancho de banda para conexión a Internetconexión a Internet

Es una solución ideal porque ofrece banda Es una solución ideal porque ofrece banda ancha y utiliza la infraestructura existenteancha y utiliza la infraestructura existente



Beneficios de DSLBeneficios de DSL

Conectividad permanenteConectividad permanente• No requiere marcación; Internet No requiere marcación; Internet

siempre disponiblesiempre disponible Velocidad altaVelocidad alta

• 144 Kbps a 8 Mbps y más144 Kbps a 8 Mbps y más Costo mensual fijoCosto mensual fijo ConfiableConfiable

• Es digital; más confiable que modem Es digital; más confiable que modem análogoanálogo



Tipos diferentes de DSLTipos diferentes de DSL

xDSL: x xDSL: x DDigital igital SSubscriber ubscriber LLoopoop Cada tipo tiene su propia tasa de Cada tipo tiene su propia tasa de

transferenciatransferencia El servicio puede ser simétrico o El servicio puede ser simétrico o

asimétrico (asimétrico (downstreamdownstream//upstreamupstream))• por ej. (1.5 Mbps/512 Kbps)por ej. (1.5 Mbps/512 Kbps)• UpstreamUpstream: del cliente al “host”: del cliente al “host”• Simétrico: las tasas de transferencias son Simétrico: las tasas de transferencias son

igualesiguales• Asimétrico: las tasas de transferencia son Asimétrico: las tasas de transferencia son

diferentesdiferentes



Tipos diferentes de DSL..Tipos diferentes de DSL..

• AADSL: asimétrico, sobre un parDSL: asimétrico, sobre un par Es el más comúnEs el más común

• HHDSL: simétrico, sobre dos pares (DSL: simétrico, sobre dos pares (HHighigh)) Utilizado para proveer servicios T1 o Utilizado para proveer servicios T1 o

equivalentesequivalentes Relativamente, es el más robusto, menos Relativamente, es el más robusto, menos

complejo y más económicocomplejo y más económico Equivalente a fibra ópticaEquivalente a fibra óptica

• VVDSL: asimétrico, sobre dos pares (DSL: asimétrico, sobre dos pares (VVery ery HighHigh))

La mLa más rápida, pero de menor alcance (10 ás rápida, pero de menor alcance (10 a 51 Mbps)a 51 Mbps)



Tipos diferentes de DSLTipos diferentes de DSL

• SSDSL: simétrico pero sobre un par (DSL: simétrico pero sobre un par (SSingle ingle lineline))

• RARADSL: asimétrico, un par, adaptivo (DSL: asimétrico, un par, adaptivo (RRate ate AAdaptivedaptive))

Se puede conectar a diferentes Se puede conectar a diferentes velocidadesvelocidades

• SHSHDSL: simétrico,un par (DSL: simétrico,un par (SSingle line, ingle line, HHighigh))• CCDSL (DSL (CConsumeronsumer DSL) 1 Mbps, para DSL) 1 Mbps, para

competir con modems análogos de 56 Kbpscompetir con modems análogos de 56 Kbps



Características de DSLCaracterísticas de DSL

La transmisión es La transmisión es full-duplexfull-duplex, por , por lo generallo general

La La distanciadistancia del suscriptor a la del suscriptor a la oficina central es importanteoficina central es importante• (Ver gráfica siguiente)(Ver gráfica siguiente)



Ancho de banda vs. distancia Ancho de banda vs. distancia en en DDSLSL

Ancho de bandaAncho de banda vs vs.. distanc distanciaia concon UTP UTP-cat 3-cat 3 parapara DSL.DSL.



ImplicacionesImplicaciones

La dependencia del ancho de banda de la La dependencia del ancho de banda de la distancia crea un dilema para las distancia crea un dilema para las compañías telefónicas:compañías telefónicas:

Entre más baja sea la velocidad ofrecida, Entre más baja sea la velocidad ofrecida, más amplio será el radio (cobertura) y más amplio será el radio (cobertura) y podrán abarcar más clientespodrán abarcar más clientes

Pero entre más baja sea la velocidad el Pero entre más baja sea la velocidad el servicio será menos atractivo y será más servicio será menos atractivo y será más reducido el mercadoreducido el mercado



Modulación en DSLModulación en DSL

OperaOperaciónción dede ADSL ADSL concon modula modulacióciónn multitono multitono discreta (DMT)discreta (DMT)



Modulación DMT..Modulación DMT.. Divide el espectro disponible de 1.1 MHz Divide el espectro disponible de 1.1 MHz

en el circuito local en 256 canales en el circuito local en 256 canales independientes de 4312.5 Hz (4 KHz) c/u.independientes de 4312.5 Hz (4 KHz) c/u.• Canal 0 para vozCanal 0 para voz• Canales 1-5 no se usan para evitar Canales 1-5 no se usan para evitar

interferenciainterferencia• De 250 canales restantes:De 250 canales restantes:

1 para control del flujo 1 para control del flujo ascendenteascendente y 1 para y 1 para control del flujo control del flujo descendentedescendente

El resto para datos del usuario (248 canales El resto para datos del usuario (248 canales ~ 1MHz)~ 1MHz)



Modulación DMT Modulación DMT

El estándar ADSL permite velocidades hasta 8 El estándar ADSL permite velocidades hasta 8 Mbps (desc.) y 1 Mbps (asc.)Mbps (desc.) y 1 Mbps (asc.)

La alta velocidad se debe a la técnica de La alta velocidad se debe a la técnica de modulación, que utiliza 15 bits por baudiomodulación, que utiliza 15 bits por baudio

• Pocos proveedores ofrecen ésta velocidadPocos proveedores ofrecen ésta velocidad Queda a cargo del proveedor determinar Queda a cargo del proveedor determinar

cuántos para el flujo ascendente y cuántos para el flujo ascendente y cuántos para el flujo descendentecuántos para el flujo descendente

Típico 80 – 90% para flujo descendenteTípico 80 – 90% para flujo descendente En USA es común 512/64 (servicio En USA es común 512/64 (servicio

estándar) y 1000/256 (servicio premium)estándar) y 1000/256 (servicio premium)



InstalaciónInstalaciónSitio del clienteSitio del cliente

La compañía telefónica debe instalar La compañía telefónica debe instalar un dispositivo de interfaz de red un dispositivo de interfaz de red (NID) en el sitio del cliente(NID) en el sitio del cliente

Este se conecta a un divisor (Este se conecta a un divisor (splittersplitter) ) que separa la banda de 0-4000 Hz que separa la banda de 0-4000 Hz utilizada por la voz de los datosutilizada por la voz de los datos

La señal de datos se enruta a un La señal de datos se enruta a un modem ADSLmodem ADSL



Modem ADSLModem ADSL

El modem ADSL actualmente es El modem ADSL actualmente es • externo y externo y • opera como un procesador de señales opera como un procesador de señales

digitales configurado para funcionar digitales configurado para funcionar como 250 modems QAM operando en como 250 modems QAM operando en paralelo a diferentes frecuenciasparalelo a diferentes frecuencias

El computador se conecta a El computador se conecta a velocidad altavelocidad alta• Ethernet o puerto USBEthernet o puerto USB



ConexionesConexiones

A typical ADSL equipment A typical ADSL equipment configuration.configuration.



InstalaciónInstalaciónOficina centralOficina central

En la oficina central se instala un En la oficina central se instala un divisor (splitter) correspondientedivisor (splitter) correspondiente• Filtra la porción de voz de la señal y la Filtra la porción de voz de la señal y la

envía al conmutador de vozenvía al conmutador de voz• Señales por arriba de 26 kHz se enrutan Señales por arriba de 26 kHz se enrutan

a un Multiplexor de Acceso de DSL o a un Multiplexor de Acceso de DSL o DSLAMDSLAM ( (DSL Access MultiplexorDSL Access Multiplexor))

• DSLAM extrae flujo de bits, elabora DSLAM extrae flujo de bits, elabora paquetes y envía al ISPpaquetes y envía al ISP



Facilidad para telefónicaFacilidad para telefónica

Esta completa separación entre el Esta completa separación entre el sistema de voz y ADSL facilita sistema de voz y ADSL facilita relativamente a la compañía relativamente a la compañía telefónica el despliege de ADSLtelefónica el despliege de ADSL• Sólo tiene que comprar un DSLAM y un Sólo tiene que comprar un DSLAM y un

splittersplitter y conectar a los suscriptores y conectar a los suscriptores ADSL al divisorADSL al divisor

• Otros servicios de ancho de banda alto Otros servicios de ancho de banda alto requieren cambios mucho más requieren cambios mucho más significativossignificativos

P.ej. RDSIP.ej. RDSI



Desventajas para el clienteDesventajas para el cliente

La instalación del NID y del splitter La instalación del NID y del splitter en el sitio del cliente requieren un en el sitio del cliente requieren un técnico de la telefónicatécnico de la telefónica• G.liteG.lite es una versión más económica es una versión más económica

que puede instalar el cliente (es que puede instalar el cliente (es estándar de la ITU)estándar de la ITU)



Línea de abonado digitalLínea de abonado digital

Unbundling:Unbundling: • Las empresas telefónicas tratan la Las empresas telefónicas tratan la

línea de abonado como componente línea de abonado como componente separado para alquilar las líneas a separado para alquilar las líneas a empresas competidoras en xDSLempresas competidoras en xDSL



Ventajas y desventajas de Ventajas y desventajas de xDSLxDSL

Ventajas:Ventajas:• Medio existente, muy difundidoMedio existente, muy difundido• Canal dedicado (Canal dedicado (permanente, no es compartidopermanente, no es compartido))• Buena calidad y capacidadBuena calidad y capacidad• Incluye el canal telefónico de vozIncluye el canal telefónico de voz

Desventajas:Desventajas:• Disponibilidad de servicio Disponibilidad de servicio depende de distancia depende de distancia

a oficina centrala oficina central• Afectado por calidad de la línea Afectado por calidad de la línea • Su instalación requiere soporte técnicoSu instalación requiere soporte técnico



Sistema de TV por Cable ..Sistema de TV por Cable ..

Es competencia de los sistemas Es competencia de los sistemas xDSL y RDSI banda angostaxDSL y RDSI banda angosta

Utiliza red de televisión por cable Utiliza red de televisión por cable para transmisión de datospara transmisión de datos• Red usa cable coaxial y fibra ópticaRed usa cable coaxial y fibra óptica• CablemodemCablemodem• Transmisión de TV es Transmisión de TV es simplexsimplex



Sistema de TV por CableSistema de TV por Cable

Medio es compartido por todos los Medio es compartido por todos los usuarios y capacidad real depende usuarios y capacidad real depende de número de usuarios de número de usuarios concurrentesconcurrentes• Puede congestionarsePuede congestionarse• Hay consideraciones de seguridadHay consideraciones de seguridad



Televisión por cableTelevisión por cable

Televisión por antena comunalTelevisión por antena comunal Internet Internet a través de cablea través de cable Asignación del espectroAsignación del espectro Módems de cable (Módems de cable (Cable Cable

ModemsModems)) ADSL vsADSL vs.. Cable Cable

Temas



Televisión por antena comunalTelevisión por antena comunal

Sistema de TV por cable antiguoSistema de TV por cable antiguoAmplificador de señal

1940s



Internet Internet a través de cable (a)a través de cable (a)

Sistema HFC para Sistema HFC para televisitelevisióónn por cablepor cable

(Nodos de fibra)



HFCHFC

HFCHFC – – Hybrid Fiber CableHybrid Fiber Cable• Red híbrida de fibra óptica y cable Red híbrida de fibra óptica y cable

coaxialcoaxial Fibra óptica para largas distanciasFibra óptica para largas distancias Cable coaxial para las casasCable coaxial para las casas

Los operadores de Cable han entrado Los operadores de Cable han entrado al negocio de acceso a Internetal negocio de acceso a Internet• Todos los amplificadores de una vía del Todos los amplificadores de una vía del

sistema de cable tienen que ser sistema de cable tienen que ser reemplazados por amplificadores de dos reemplazados por amplificadores de dos víasvías



Internet over Cable (Internet over Cable (bb))

El sistema telefónico fijoEl sistema telefónico fijo



Diferencia entre HFC y sistema Diferencia entre HFC y sistema telefónicotelefónico

En HFC, muchos suscriptores comparten el En HFC, muchos suscriptores comparten el mismo cablemismo cable• Entre más usuarios, más competencia por el Entre más usuarios, más competencia por el

ancho de bandaancho de banda• TV e Internet coexisten en el mismo cableTV e Internet coexisten en el mismo cable

En el sistema telefónico cada suscriptor tiene su En el sistema telefónico cada suscriptor tiene su propio circuito local privadopropio circuito local privado• Con ADSL, los suscriptores son independientesCon ADSL, los suscriptores son independientes



Asignación del espectroAsignación del espectro

Asignación de frecuencia en un sistema Asignación de frecuencia en un sistema típico de cable por TV utilizado para típico de cable por TV utilizado para

acceso a Internetacceso a Internet



Cable ModemsCable Modems

El modem de cable es el dispositivo El modem de cable es el dispositivo especial requerido para conectar al especial requerido para conectar al suscriptor a la red suscriptor a la red

Usualmente es propiedad de la compañía Usualmente es propiedad de la compañía pero existe un estándar abierto pero existe un estándar abierto (DOCSIS)(DOCSIS)



ADSL vs. CableADSL vs. Cable Los dos sistemas utilizan fibra óptica en la red Los dos sistemas utilizan fibra óptica en la red

dorsal, pero difieren en el extremodorsal, pero difieren en el extremo Cable: Cable:

• cable coaxialcable coaxial• Disponibilidad de ancho de banda es inciertoDisponibilidad de ancho de banda es incierto• Distancia no es problema críticoDistancia no es problema crítico• Transmisión es por difusión y hay Transmisión es por difusión y hay

consideraciones de seguridadconsideraciones de seguridad Requiere encripción de los datos en ambas Requiere encripción de los datos en ambas

direccionesdirecciones• Menos tolerante a fallas de energíaMenos tolerante a fallas de energía• Operador no ofrece ISPOperador no ofrece ISP



ADSL vs. CableADSL vs. Cable

ADSL: ADSL: • par trenzado (UTP-3)par trenzado (UTP-3)• Disponibilidad de ancho de banda es efectiva y Disponibilidad de ancho de banda es efectiva y

ciertacierta• Distancia es una limitaciónDistancia es una limitación• Transmisión es punto a punto y más seguroTransmisión es punto a punto y más seguro• Tolerante a fallas de energíaTolerante a fallas de energía• Usualmente operador ofrece servicio ISPUsualmente operador ofrece servicio ISP• Incluye canal de vozIncluye canal de voz



Transmisión por fibra ópticaTransmisión por fibra óptica

Dos estandaresDos estandares::• SONETSONET ( (Synchronous Optical Synchronous Optical

NetworkNetwork), en USA (ANSI, 1989) ), en USA (ANSI, 1989)

• SDHSDH ( (Synchronous Digital HierarchySynchronous Digital Hierarchy), ), en Europa (UIT)en Europa (UIT)




Transmisión Transmisión sincronizadasincronizada• Toda la red está sincronizada (sus “times Toda la red está sincronizada (sus “times

slots” coinciden)slots” coinciden) El emisor y el receptor están controlados El emisor y el receptor están controlados

por un reloj maestro de alta precisión (1 por un reloj maestro de alta precisión (1 parte por 10parte por 1099))

• La sincronización es importante para la La sincronización es importante para la multiplexiónmultiplexión

• Desarrollados para fibra ópticaDesarrollados para fibra óptica SONET/SDH facilita la comunicación entre las SONET/SDH facilita la comunicación entre las

telefónicas del mundotelefónicas del mundo



Objetivos de diseñoObjetivos de diseño

SONET/SDH se desarrollaron para SONET/SDH se desarrollaron para reemplazar las jerarquías digitales reemplazar las jerarquías digitales plesiócronas T1, E1plesiócronas T1, E1• Resuelve las incompatibilidades entre Resuelve las incompatibilidades entre

estas jerarquías yestas jerarquías y• Provee compatibilidad hacia atrásProvee compatibilidad hacia atrás• Alta escalabilidadAlta escalabilidad




Ambos trabajan a Ambos trabajan a 8.000 frames/seg 8.000 frames/seg que es la que es la tasa de muestreo de los canales PCMtasa de muestreo de los canales PCM

La diferencia está en el número de bytes por La diferencia está en el número de bytes por framesframes• P.ej. la trama de SONET es un bloque de 810 P.ej. la trama de SONET es un bloque de 810

bytes que se emite cada 125 bytes que se emite cada 125 µµsegseg• Como el sistema es sincrono, las tramas se Como el sistema es sincrono, las tramas se

emiten haya o no datos útiles para enviaremiten haya o no datos útiles para enviar



Tramas de SONETTramas de SONET Los 810 bytes de cada trama equivalen a una Los 810 bytes de cada trama equivalen a una

matriz de 9 x 90 matriz de 9 x 90 8 bits/byte x 810 bytes = 6480 bits que se 8 bits/byte x 810 bytes = 6480 bits que se

transmiten 8000 veces por segundo, que transmiten 8000 veces por segundo, que corresponde a 51.84 Mbpscorresponde a 51.84 Mbps

Este es el canal básico de SONET y se llama Este es el canal básico de SONET y se llama STS-STS-11

SDH es 3 veces mayor (2.430 bytes)SDH es 3 veces mayor (2.430 bytes)



Cada Cada frameframe (SDH o SONET) tiene: (SDH o SONET) tiene: • OverheadOverhead : bits de control: bits de control• Carga útilCarga útil ((PayloadPayload)) : bits de : bits de

información:información: Ejemplo: en STM1, de los 155 Mbps, 5 Mbps Ejemplo: en STM1, de los 155 Mbps, 5 Mbps

son de control y 150 Mbps de carga útil son de control y 150 Mbps de carga útil

SONET/SDHSONET/SDH

Overheado

bits de controlInformación de usuario

Payload o carga útil

FRAME



Tramas de SONETTramas de SONET

2 tramas de SONET2 tramas de SONET

Synchronous Payload Envelop



Capas fCapas físicasísicas

Ruta

Ruta Ruta

Línea Línea

Sección Sección

Fotónica Fotónica

Sección SecciónSección

Línea Línea

DestinoOrigen Mux Repetidor



Transmisión SONET/SDHTransmisión SONET/SDH

EstándarEstándar PropuestPropuesto poro por

Nro. Nro. tramas/ tramas/ segundosegundo

Nro. Nro. bytesbytes

por por tramatrama

CapacidaCapacidad Mbpsd Mbps

SDHSDHETSIETSI

UITUIT 8.0008.000 2.4302.430155,52155,52(8000x2340x(8000x2340x

8)8)

SONETSONET ANSIANSI 8.0008.000 810810 51,8451,84(8000x810x8)(8000x810x8)

NOTA: SDH = SONET x 3



OC1OC1 = = 51.8451.84 Mbps (Canal básico SONET= Mbps (Canal básico SONET=STS1STS1))OC2OC2 = 103.68 Mbps = 103.68 Mbps OC3OC3 = = 155.52155.52 Mbps (Canal básico SDH = Mbps (Canal básico SDH =

STM1STM1))OC4OC4 = 207.36 Mbps = 207.36 MbpsOC5OC5 = 259.20 Mbps = 259.20 Mbps OC6OC6 = 311.04 Mbps ( = 311.04 Mbps (STS6STS6 o o STM2STM2))OC20OC20 = 1,036 Mbps o 1 Gbps (aprox.) = 1,036 Mbps o 1 Gbps (aprox.)OC48OC48 = 2,488.32 Mbps = 2,488.32 Mbps ≈≈ 2.49 Gbps ( 2.49 Gbps (STS48STS48 o o

STM16STM16))OC768OC768 = 39,813.12 Mbps = 39,813.12 Mbps ≈≈ 40 Gbps 40 Gbps

Canales para fibra ópticaOC=Optical Carrier



OC es el canal óptico y están definidos OC es el canal óptico y están definidos desde = OCdesde = OC11 hasta OC hasta OC768768• OC1 es el canal básico de SONET, STS1OC1 es el canal básico de SONET, STS1

Los canales SONET se denominan Los canales SONET se denominan STS STS ((Synchronous Transport SignalSynchronous Transport Signal) y ) y corresponden a los canales ópticos OCcorresponden a los canales ópticos OC

Los canales SDH se denominan Los canales SDH se denominan STMSTM ((Synchronous Transmision ModuleSynchronous Transmision Module) )

SONET/SDHSONET/SDH



TTasas de multiplexión en asas de multiplexión en SONET y SDHSONET y SDH

Jerarquía de multiplexiónJerarquía de multiplexión

Bruto



MultiplexaciónMultiplexación

En canales E0, E1, ..., y T0, T1, ...En canales E0, E1, ..., y T0, T1, ... • La multiplexación y demultiplexación se La multiplexación y demultiplexación se

hace desincronizadamente (cada tramo hace desincronizadamente (cada tramo tiene su “timing”).tiene su “timing”).

• Cada nivel de multiplexación requiere el Cada nivel de multiplexación requiere el mismo nivel de demultiplexaciónmismo nivel de demultiplexación

En canales SDH/SONETEn canales SDH/SONET• Todos los tramos están Todos los tramos están sincronizadossincronizados• En cualquier MUX ( Add/Drop MUX) se En cualquier MUX ( Add/Drop MUX) se

pueden ingresar o sacar subcanales a pueden ingresar o sacar subcanales a cualquiera de las velocidades OC cualquiera de las velocidades OC establecidasestablecidas



Extracción de un nivel inferior Extracción de un nivel inferior en PDHen PDH

Problema de la desmult iplexión

Trama E1

Tramas E2

Slot 25

Bit de justif icación

• En principio, los slots #25 siempre están 125 µs distantes

• Pero esta relación se daña al introducir bits de justificación en el caudal (stream)

• Lo cual hace implosible desmultiplexar cualquier slot con base en el sincronismo

• Es necesario desmultiplexar toda la estructura



Para velocidades inferiores a OC1, SDH/SONET Para velocidades inferiores a OC1, SDH/SONET cuenta con dos dispositivos especiales:cuenta con dos dispositivos especiales:• Tributarios virtuales:Tributarios virtuales:

secciones de la carga útilsecciones de la carga útil• PointersPointers (apuntadores) (apuntadores)

Sirven para compenzar por variaciones Sirven para compenzar por variaciones en frecuencia y faseen frecuencia y fase

Indican donde comienza el tributarioIndican donde comienza el tributario• Permiten incluir o extraer un canal de Permiten incluir o extraer un canal de

menor velocidad en cualquier multiplexormenor velocidad en cualquier multiplexor





Pointer

T R I B U T A R I O S V I R T U A L E S

FRAME SONET

OV

ER

HE

AD

PAYLOAD

Por ejemplo en SONET: se divide el payload en 7 tributarios de 810 bytes.En cada tributario se puede enviar una de las siguientes combinaciones• Un canal T2 • 2 canales de 3 Mbps• 3 canales E1• 4 canales T1

1 2 3 4 5 6 7



WDM y DWDMWDM y DWDM

WDMWDM: : Wavelength Division MultiplexingWavelength Division Multiplexing• Se divide un canal de fibra óptica en varios Se divide un canal de fibra óptica en varios

subcanales de diferente longitud de ondasubcanales de diferente longitud de onda• Es una multiplexación por división de Es una multiplexación por división de

frecuenciasfrecuencias DWDMDWDM: : Dense WDMDense WDM

• Centenares de subcanales en una fibraCentenares de subcanales en una fibra Multiplexores Add/DropMultiplexores Add/Drop: OWADM : OWADM ((Optical Optical

Wave Add/Drop MultiplexorWave Add/Drop Multiplexor))



Multiplexión por división de Multiplexión por división de λλ(para fibra óptica)(para fibra óptica)

WDM

(Wavelength Division

Multiplexing)



Transmisión inalámbrica en Transmisión inalámbrica en Banda AnchaBanda Ancha

• LMDS (Local Multipoint Distribution Service) – Servicio local de distribución multipunto

LMCS (Local Multipoint Communication System)- Altísimas frecuencias: banda de 25 a 40 GHz- Celdas de 2 a 5 Km.

• Con antenas omnidireccionales• Requieren línea de vista• Se afecta por fenómenos atmosféricos y otros obstáculos



Operación LMDSOperación LMDS

Asigna el ancho de banda de manera Asigna el ancho de banda de manera asimétrica, dando prioridad al canal asimétrica, dando prioridad al canal descendentedescendente

Cada antena define un sector Cada antena define un sector independiente de los demásindependiente de los demás

Cada sector puede contar con 36 Gbps de Cada sector puede contar con 36 Gbps de flujo descendente y 1 Mbps de flujo flujo descendente y 1 Mbps de flujo ascendente, compartidos por todos los ascendente, compartidos por todos los usuarios del sectorusuarios del sector



LMDSLMDS

Con tráfico de Internet moderado, con cuatro Con tráfico de Internet moderado, con cuatro sectores como en la figura siguiente, se sectores como en la figura siguiente, se puede dar servicio a 80,000 usuarios dentro puede dar servicio a 80,000 usuarios dentro de un radio de 5 kmde un radio de 5 km

La IEEE ha publicado el estándar 802.16, La IEEE ha publicado el estándar 802.16, MAN inalámbrica, en abril de 2002MAN inalámbrica, en abril de 2002• Diseñado para telefonía digital, acceso a Diseñado para telefonía digital, acceso a

Internet, conexión de LANs remotas, Internet, conexión de LANs remotas, difusión de TV y radio, entre otros usosdifusión de TV y radio, entre otros usos



Arquitectura de un sistema Arquitectura de un sistema LMDSLMDS



Transmisión inalámbrica en Transmisión inalámbrica en Banda AnchaBanda Ancha

• LMDS/LMCS• Reglamentado por Decreto 868 de 1.999• Distribución de servicios que requieren gran ancho de banda e interacción • Puede ofrecer servicios similares a los de fibra

óptica



Sistema LMDSSistema LMDS

Figure01.gif



LMDS - resumenLMDS - resumen

Tecnología inalámbrica Tecnología inalámbrica fijafija Opera en la banda de 28 GHzOpera en la banda de 28 GHz Cobertura de 3 a 5 km, con línea visualCobertura de 3 a 5 km, con línea visual Puede ofrecer servicios de datos y telefonía a Puede ofrecer servicios de datos y telefonía a

80,000 usuarios desde un solo nodo80,000 usuarios desde un solo nodo Servicio de banda ancha, para Servicio de banda ancha, para última millaúltima milla, ,

en áreas donde no hay cable o fibra ópticaen áreas donde no hay cable o fibra óptica Transferencia de datos hasta 1.5 a 2 Gbps Transferencia de datos hasta 1.5 a 2 Gbps

(más probable es un promedio de 38 Mbps, (más probable es un promedio de 38 Mbps, downstreamdownstream))



Conmutación en Banda Conmutación en Banda AnchaAncha



Conmutación en banda anchaConmutación en banda ancha

Nuevas características en telemática: Nuevas características en telemática: • Mensajes más largosMensajes más largos• Información empaquetada contiene voz, Información empaquetada contiene voz,

video y datos y requiere mayor ancho de video y datos y requiere mayor ancho de bandabanda

• Mayor velocidad o capacidad de Mayor velocidad o capacidad de conmutación de los nodosconmutación de los nodos

• Líneas digitales con mejor BERLíneas digitales con mejor BER Con Con X.25X.25 la conmutación es demasiado la conmutación es demasiado

lentalenta



Conmutación en banda anchaConmutación en banda ancha

Dos nuevas tecnologíasDos nuevas tecnologías::• Frame RelayFrame Relay

Retransmisión de tramasRetransmisión de tramas

• Cell RelayCell Relay Retransmisión de celdasRetransmisión de celdas



Frame RelayFrame Relay

En la década de 1980, las redes X.25 En la década de 1980, las redes X.25 fueron reemplazadas ampliamente por un fueron reemplazadas ampliamente por un nuevo tipo de red llamada nuevo tipo de red llamada Frame RelayFrame Relay

Frame RelayFrame Relay es una red: es una red:• orientada a la conexiónorientada a la conexión (OAC), (OAC),• sin control de errores,sin control de errores,• sin control de flujo,sin control de flujo,• entrega paquetes en orden (cuando los entrega entrega paquetes en orden (cuando los entrega

todos)todos)



Conmutación en redes punto a Conmutación en redes punto a puntopunto

Las redes de conmutación, también llamadas Las redes de conmutación, también llamadas redes punto a punto, utilizan una de las redes punto a punto, utilizan una de las siguientes técnicas de conmutación: siguientes técnicas de conmutación: • Conmutación de circuitosConmutación de circuitos• Conmutación de paquetesConmutación de paquetes

(Ver capítulo 6 para descripción y (Ver capítulo 6 para descripción y comparación)comparación)

La conmutación de paquetes puede ser con La conmutación de paquetes puede ser con • DatagramasDatagramas• Circuitos virtualesCircuitos virtuales

Esta es la técnica utilizada por Esta es la técnica utilizada por Frame Frame RelayRelay y y Cell RelayCell Relay



Transmisión de paquetes ..Transmisión de paquetes .. La transmisión de paquetes utilizando la técnica La transmisión de paquetes utilizando la técnica

de almacenamiento y envío* (de almacenamiento y envío* (store-and-forwardstore-and-forward) ) no es instantáneano es instantánea• Conmutar paquetes en un nodo requiere Conmutar paquetes en un nodo requiere

decenas de microsegundos hasta varios decenas de microsegundos hasta varios milisegundosmilisegundos

Los retardos son aditivos (aumentan al Los retardos son aditivos (aumentan al pasar de nodo a nodo)pasar de nodo a nodo)

• Para llegar a su destino un paquete puede Para llegar a su destino un paquete puede fácilmente usar 200 o más milisegundos fácilmente usar 200 o más milisegundos (Internet)(Internet)

* * Utilizado por datagramas o X.25Utilizado por datagramas o X.25



Transmisión de paquetesTransmisión de paquetes

Retardos de ésta magnitud son inaceptables Retardos de ésta magnitud son inaceptables para aplicaciones como telefonía, u otras en para aplicaciones como telefonía, u otras en “tiempo real”“tiempo real”

• P.ejemplo, los retardos deben ser menores P.ejemplo, los retardos deben ser menores a 50 millisegundos para sostener una a 50 millisegundos para sostener una conversación sin interferenciaconversación sin interferencia

• Esto limita seriamente la utilización de Esto limita seriamente la utilización de conmutación de paquetes para tráfico en conmutación de paquetes para tráfico en tiempo realtiempo real



Retransmisión de tramas o Retransmisión de tramas o Frame RelayFrame Relay

Es una técnica de conmutación que agrega Es una técnica de conmutación que agrega algunas de las ventajas de conmutación de algunas de las ventajas de conmutación de circuitos a redes de conmutación de paquetescircuitos a redes de conmutación de paquetes

Básicamente, reduce los retardos conmutando las Básicamente, reduce los retardos conmutando las tramas en los nodos sin almacenarlos y sin tramas en los nodos sin almacenarlos y sin demorademora• Apenas examina algunos bits de la trama; no Apenas examina algunos bits de la trama; no

controla errorescontrola errores• Asume que la probabilidad de error en la red Asume que la probabilidad de error en la red

es muy baja debido a calidad de los medios de es muy baja debido a calidad de los medios de transmisióntransmisión




Es Es OACOAC (orientado a conexión) (orientado a conexión) • conexiones lógicas, no físicasconexiones lógicas, no físicas• Establece Establece circuito virtualcircuito virtual

Fue concebido como un mecanismo de Fue concebido como un mecanismo de conmutación para RDSI Banda Angosta, conmutación para RDSI Banda Angosta, pero ha tenido amplia aceptación y se pero ha tenido amplia aceptación y se utiliza en redes fuera de RDSIutiliza en redes fuera de RDSI




Tramas (Tramas (framesframes) ) variablesvariables• máximo 4.096 bytes; promedio 1500 bytesmáximo 4.096 bytes; promedio 1500 bytes• X.25 utiliza 128 bytes por paqueteX.25 utiliza 128 bytes por paquete

Conexiones típicas: Conexiones típicas: • de 2 a 45 Mbps de 2 a 45 Mbps • X.25: 56Kbps, X.25: 56Kbps,

en Perú: 9.600 bps aprox. ( 2002)en Perú: 9.600 bps aprox. ( 2002)



HOST

Empacar paquete

Des-empacar paquete

Enrutar

Nivel de Red

Nivel Físico

Enrutar Enrutar

GuardarGuardarGuardarControl de error

Control de error

Des-empacar trama

Empacar trama

Empacar trama

Des-empacar trama

Nivel de Enlace Lógico

USUARIO

Conmutación de paquetes X.25



Conmutación de paquetes con Frame Conmutación de paquetes con Frame RelayRelay

LAN HOST

Empacar la trama

Des-empacar la trama

Enrutar EnrutarEnrutar

Nivel de Enlace Lógico

Nivel Físico



Términos utilizados en FR y ATMTérminos utilizados en FR y ATM

CBR - CBR - Constant bit rateConstant bit rate• Es una clase de servicio en la cual la Es una clase de servicio en la cual la

velocidad de transmisión de las tramas velocidad de transmisión de las tramas o celdas tiene un valor fijo o constante, o celdas tiene un valor fijo o constante, especificado en el contrato de conexión especificado en el contrato de conexión y reservado por la redy reservado por la red

VBR – Variable bit rateVBR – Variable bit rate• La tasa de transferencia tiene valor La tasa de transferencia tiene valor

variable, según contratovariable, según contrato



Términos utilizados en FR y ATMTérminos utilizados en FR y ATM

ABR – Available bit rateABR – Available bit rate• La tasa máxima de transferencia está La tasa máxima de transferencia está

determinada por la reddeterminada por la red UBR – Unconstrained bit rateUBR – Unconstrained bit rate

• La tasa de transferencia puede variar La tasa de transferencia puede variar arbitrariamentearbitrariamente

CIR - CIR - Committed Information RateCommitted Information Rate• Tasa de flujo de información garantizada para Tasa de flujo de información garantizada para

la transmisiónla transmisión• Se contrata cuando se transporta información Se contrata cuando se transporta información

CBRCBR



Frame RelayFrame Relay

CLASES DE SERVICIOSCLASES DE SERVICIOS• A: tiempo real, CBR, OACA: tiempo real, CBR, OAC

Por ejemplo video en vivoPor ejemplo video en vivo

• B: tiempo real, VBR (B: tiempo real, VBR (Variable Bit RateVariable Bit Rate), ), OACOAC

• C: no tiempo real, VBR, pero OAC C: no tiempo real, VBR, pero OAC • D: servicio NOACD: servicio NOAC



ATMATM

Niveles de Servicios en ATM:Niveles de Servicios en ATM:• CBR: CBR: garantiza tasa de transferencia garantiza tasa de transferencia

uniformeuniforme

• VBR: VBR: tambien garantiza tasa pero no tambien garantiza tasa pero no uniformeuniforme

• UBR: UBR: no se garantiza tasano se garantiza tasa

• ABR: ABR: se garantiza un mínimo pero, si se garantiza un mínimo pero, si hay hay más, se da másmás, se da más



ATMATM

ATM: ATM: Asynchronous Transfer Asynchronous Transfer ModeMode

Se concibió en el desarrollo de Se concibió en el desarrollo de B-B-ISDN ISDN (RDSI banda ancha)(RDSI banda ancha)• Es “asíncrona” porque las celdas son Es “asíncrona” porque las celdas son

independientes y no requieren un independientes y no requieren un mecanismo de sincronizaciónmecanismo de sincronización



Cell RelayCell RelayATMATM

Conmutación de paquetes de Conmutación de paquetes de • tamaño fijo (tamaño fijo (CellsCells) y ) y • pequeño (pequeño (53 bytes53 bytes) ) • a gran velocidad (millones y gigas de a gran velocidad (millones y gigas de

““célulascélulas” por segundo)” por segundo) Por la rapidez de la conmutación y Por la rapidez de la conmutación y

tamaño de los “paquetes” (pequeños) tamaño de los “paquetes” (pequeños) casi no hay demora en los nodos. casi no hay demora en los nodos. • Se utiliza con cualquier tipo de informaciónSe utiliza con cualquier tipo de información

La tecnología de ésta tipo es La tecnología de ésta tipo es ATMATM



ATMATM

Hace conmutación rápida de “células” y Hace conmutación rápida de “células” y multiplexación con multiplexación con asignación dinámicaasignación dinámica del ancho de banda del ancho de banda • Así es Así es NOACNOAC

Para información CBR, utiliza un enlace Para información CBR, utiliza un enlace virtual virtual VPVP “ “Virtual PathVirtual Path” que puede ” que puede asignar asignar canales virtuales dinámicamentecanales virtuales dinámicamente para para darle prioridad a la información.darle prioridad a la información.• Asi trabajaAsi trabaja OACOAC



ATMATMC

anal

esvi

rtu

ales

Enlace virtual

• Se garantiza que las células llegan a su destino en el mismo orden en el que fueron transmitidas



ATMATM

La celda de La celda de 53 bytes53 bytes tiene tiene • un un encabezado encabezado dede 5 bytes5 bytes usado para usado para

enrutar,conmutar y multiplexar y enrutar,conmutar y multiplexar y • 48 bytes48 bytes dede datos datos ( (payloadpayload))

Buena parte de su operación es por Buena parte de su operación es por hardwarehardware

Si un mensaje es más grande, se Si un mensaje es más grande, se divide en varias celdas.divide en varias celdas.



La celda ATMLa celda ATM

Header

5 Bytes 48 Bytes

Payload

Pequeña Cabecera de 5 Bytes Información de 48 Bytes

Longitud fija Cabecera contiene identificación de los circuitos virtuales Información puede ser voz, video u otros tipos de datos



ATMATM

Bandwidth-on-demandBandwidth-on-demand• La asignación del ancho de banda se La asignación del ancho de banda se

realiza en función de la demanda de realiza en función de la demanda de envío de tráficoenvío de tráfico

Los estándares de ATM son Los estándares de ATM son definidos por la UIT en Europa y definidos por la UIT en Europa y por ANSI en Estados Unidos. por ANSI en Estados Unidos.

Se discuten en el Se discuten en el ATM ForumATM Forum



Multiplexión ATMMultiplexión ATM



Ejemplo ATM Ejemplo ATM switchswitch

Voz Datos Video

Servicios

PBX

f lujo de voz

celdas ATM

paquetes de datos

Servicios ATMDatos

Servicios en modo circuito

Router Servicios en modo paquete

SWITCH

SWITCH

celdas ATM

Nodo ATM

Celdas ATM de otros nodos ATM

flujo de células ATM



Calidad de ServicioCalidad de Servicio

ATM es todavía la única tecnología ATM es todavía la única tecnología que puede garantizar una que puede garantizar una Calidad de Calidad de ServicioServicio predeterminada predeterminada



Calidad de servicios Calidad de servicios QoSQoS

Servicio de conexión, negociado Orientado a conexión (OAC) Conexiones de extremo a extremo,

denominadas canales virtuales Contrato de tráfico



Contrato de tráfico

Conexión Virtual 1 - QoS A

Conexión Virtual 2 - QoS B

Conexión Virtual 3 - QoS C

Servicio de conexión, Servicio de conexión, negociadonegociado

Parámetros Características del

tráfico Peak Cell Rate Sustainable

Cell Rate Calidad del Servicio-QoS

Retardo (latency) Pérdida de células

(loss rate) ancho de banda

(bandwidth)



ATM /IPATM /IP

TTécnicas desarrolladas para écnicas desarrolladas para implementar IP sobre ATMimplementar IP sobre ATM



IPIP

Protocolo de enrutamiento para inter Protocolo de enrutamiento para inter redes (redes (internetworksinternetworks))• Permite el enrutamiento de paquetes Permite el enrutamiento de paquetes

por redes de diferentes tipospor redes de diferentes tipos Opera sobre la capa de redOpera sobre la capa de red



ATMATM

Beneficios:Beneficios:• RapidezRapidez• EscalabilidadEscalabilidad• Capacidad de especificar parámetros de Capacidad de especificar parámetros de

calidad de servicio (calidad de servicio (QoSQoS))



ATM vs IPATM vs IP

Diferencias:Diferencias:• ATM es OACATM es OAC



ATM vs IPATM vs IP

ATM es OACATM es OAC ATM sólo transmite ATM sólo transmite

por circuitos por circuitos virtualesvirtuales

IP es NOACIP es NOAC• es parte de su éxitoes parte de su éxito

IP no requiere IP no requiere establecer establecer conexiones conexiones individualesindividuales• StatelessStateless• Las estacionesLas estaciones

transmiten y se transmiten y se olvidanolvidan

• Muchas aplicaciones de red son orientadas a la sesión - Procesos en dos sistemas mantienen conexión



IP sobre ATMIP sobre ATM

ObjetivosObjetivos• Hallar la mejor forma de integrar IP y Hallar la mejor forma de integrar IP y

ATM, manteniendo las ventajas de IP no ATM, manteniendo las ventajas de IP no orientado a conexión y ATM orientado a orientado a conexión y ATM orientado a conexiónconexión



EstrategiasEstrategias

Las más recientes estrategias incluyen una Las más recientes estrategias incluyen una técnica de conmutación multinivel que técnica de conmutación multinivel que determina si una transmisión es prolongada, determina si una transmisión es prolongada, y utiliza un circuito virtual del nivel 2 para y utiliza un circuito virtual del nivel 2 para transmitir los paquetes a alta velocidadtransmitir los paquetes a alta velocidad• IP switching (Ipsilon)IP switching (Ipsilon)• Layer 3 switchingLayer 3 switching• Multilayer switchingMultilayer switching



RDSI de Banda AnchaRDSI de Banda Ancha

Se basa en la transmisión Se basa en la transmisión SDH/SONETSDH/SONET sobre fibra óptica o sobre fibra óptica o sobre banda ancha inalámbrica y sobre banda ancha inalámbrica y en en switchesswitches ATMATM • Velocidades de 155 Mbps (OC3) a 622 Velocidades de 155 Mbps (OC3) a 622

Mbps (OC12)Mbps (OC12) Sera la Sera la parte central de RDSIparte central de RDSI. .

• La periferia sera en banda angosta La periferia sera en banda angosta para la mayoría de los usuarios.para la mayoría de los usuarios.



La red inteligenteLa red inteligente

La red telefónica pública puede ofrecer La red telefónica pública puede ofrecer servicios adicionales gracias al ancho de servicios adicionales gracias al ancho de banda disponible y a la inteligencia de los banda disponible y a la inteligencia de los switchesswitches

Algunos servicios son : Algunos servicios son : • Acceso a Bases de Datos, Acceso a Bases de Datos, • correo de voz, correo de voz, • dar el ndar el núúmero de quien llama, mero de quien llama, • llamada de regreso, llamada de regreso, • sígueme,etcsígueme,etc



Nuevas redes públicas digitalesNuevas redes públicas digitales

RTPC……….RDSI………….RDSI de Banda RTPC……….RDSI………….RDSI de Banda AnchaAncha

• Evolución gradual a redes de nueva Evolución gradual a redes de nueva generación,con complejidad de la generación,con complejidad de la convergencia. convergencia.

• Uso de fibra óptica y paquetes pequeños Uso de fibra óptica y paquetes pequeños para altas capacidades de transmisión y para altas capacidades de transmisión y conmutación.conmutación.

• Gran esfuerzo en Gran esfuerzo en QoSQoS (Quality of (Quality of Service) y seguridad de información.Service) y seguridad de información.



� Introducción a la Telefonía CelularIntroducción a la Telefonía Celular. . � GSM. GSM. Aspectos relevantes.Aspectos relevantes.� GSM. Especificaciones básicas.GSM. Especificaciones básicas.� GSM. Estructura.GSM. Estructura.

Interfaces.Interfaces.Arquitectura funcional.Arquitectura funcional.

� Canales.Canales.

Lógicos.Lógicos.

Físicos.Físicos.� Arquitectura de protocolos. Arquitectura de protocolos. � Procedimientos Procedimientos

Handover.Handover.

Gestión de la movilidad. Localización.Gestión de la movilidad. Localización.

Gestión de la conexión. Llamadas.Gestión de la conexión. Llamadas.� Servicios de telecomunicación.Servicios de telecomunicación.

CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS. GSM.CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS. GSM.



JUSTIFICACIÓN DE LA ESTRUCTURA CELULARJUSTIFICACIÓN DE LA ESTRUCTURA CELULAR

Las comunicaciones móviles tradicionales tratan de maximizar la zona de Las comunicaciones móviles tradicionales tratan de maximizar la zona de cobertura con una sola estación base utilizando transmisores de alta potencia cobertura con una sola estación base utilizando transmisores de alta potencia en puntos altos de un área geográfica.en puntos altos de un área geográfica.La eficiencia en términos de número de canales por unidad de superficie es La eficiencia en términos de número de canales por unidad de superficie es pequeña.pequeña.

cobertura) de zona la de e(superfici S

N Eficiencia =η

Cada móvil necesita un canal de subida y otro de bajada. Por tanto el sistema funciona Cada móvil necesita un canal de subida y otro de bajada. Por tanto el sistema funciona bien siempre y cuando la demanda sea pequeña.bien siempre y cuando la demanda sea pequeña.Si el número de usuarios es elevado se hace necesario un ancho de banda muy grande.Si el número de usuarios es elevado se hace necesario un ancho de banda muy grande.

canal) del (BandaB

sistema) del totalbanda de (Ancho BN canales de Número

C

T=

TELEFONÍA MÓVIL CELULAR



R

Solución: Solución: Filosofía celularFilosofía celular

Instalar un buen número de transmisores en zonas geográficamente Instalar un buen número de transmisores en zonas geográficamente diferentes y reducir la potencia de emisión de cada uno de ellos de diferentes y reducir la potencia de emisión de cada uno de ellos de forma que cada uno cubre una pequeña porción de superficie, forma que cada uno cubre una pequeña porción de superficie, CELDACELDA..

En teoríaEn teoría al reducir las áreas de cobertura, creando un gran número de al reducir las áreas de cobertura, creando un gran número de celdas pequeñas, parece factible reusar las mismas frecuencias en celdas pequeñas, parece factible reusar las mismas frecuencias en celdas diferentes. celdas diferentes. Los N canales ubicables en una única celda de gran cobertura pueden Los N canales ubicables en una única celda de gran cobertura pueden

reutilizarse en n celdas disjuntas proporcionando n*N canales.reutilizarse en n celdas disjuntas proporcionando n*N canales.

Sistema celular

Introducción a la telefonía móvil celularIntroducción a la telefonía móvil celular.



Sin embargo hay algunas limitaciones prácticas:

•No pueden usarse las mismas frecuencias en todas las celdas debido a la INTERFERENCIA COCANAL (interferencia entre canales operando sobre la misma frecuencia) que aparece debido a la propagación de las señales.

Es preciso saltar varias celdas antes de reusar la misma frecuencia y determinar la distancia de reuso conveniente en función de las condiciones de propagación y del nivel de relación señal útil/señal interferente, CIR, mínima requerida por el sistema.

Sistemas analógicos

Sistemas digitales

dBCIR 18teinterferen Señal

útil Señal >=

dBCIR 10>

7

2

1

3

4

5

6

7

2

1

3

4

5

6

7

2

1

3

4

5

6

7

2

1

3

4

5

6D

D= distancia de reuso



•El sistema ha de garantizar la continuidad de la comunicación cuando una conversación telefónica es sostenida por un vehículo en movimiento que atraviesa varias celdas. En caso de que haya interrupciones estas deben ser prácticamente inapreciables para los interlocutoresPara solucionar el problema se traspasa la conversación del canal de una celda a otro canal en una de las celdas vecinas (traspaso de llamada o HANDOVER).

Mediante continuas medidas de los niveles de señal recibidos en los receptores del móvil y de la red, el sistema debe ser capaz de:

-Determinar cuando un vehículo con una llamada en curso pasa de una celda a otra.-Conmutar la llamada del canal de la primera celda a un canal libre en la segunda.

Se requieren:

-Métodos para determinar a cual de las posibles celdas vecinas el móvil ha ido.-Métodos rápidos de liberación de canales y restablecimiento de llamadas.

Introducción a la telefonía móvil celular.Introducción a la telefonía móvil celular.



Fragmentación celular

Permite al sistema adaptarse a crecimientos en el número de abonados.

Cuando el tráfico alcanza cotas de servicio insatisfactorias, la celda o celdas afectadas

pueden subdividirse en celdas más pequeñas con potencias de transmisión más

reducidas. El reuso de frecuencias puede repetirse a escala reducida.

Podemos tener entornos macro, micro o picocelulares en función del volumen de tráfico

que deba cursarse.

Celdas pequeñas para áreas de alta densidad de tráfico

Celdas grandes para áreas poco pobladas




ANOMALIAS EN RADIOCANALES MÓVILES

•Ruido.

Ruido térmico de los dispositivos.

•Interferencias.

Cocanal. Debidas a las señales procedentes de otras estaciones base que tienen asignada la misma frecuencia.

Canal Adyacente. Debidas a comunicaciones que tienen asignada una frecuente contigua en el espectro. Interesa evitar el uso de frecuencias adyacentes dentro de una misma celda

•Atenuación por propagación.

Lenta: Debida a la distancia

Bloqueo o sombras.Las señales son bloqueadas por grandes estructuras .Distribución lognormal de la amplitud de la señal.

−==

omulticaminn propagaciócon 43

abierto espacioen 2 γα γr

PP atransmitid

recibida




Rápida: Propagación multicamino (desvanecimientos Rayleigh).

Debido a reflexiones de la señal en los edificios y obstáculos en general la

señal viaja desde el transmisor al receptor por caminos diversos de diferentes

longitudes.

Cuando un extremo del canal de comunicación se mueve las fases de las

señales que llegan por varios caminos son favorables en determinadas

posiciones (señales constructivas, se suman) mientras que en otras son

destructivas. A medida que el terminal se mueve la señal recibida varía de

forma errática e impredecible en un rango de 20 o 30dB.

Cuando la frecuencia de emisión es alta y la velocidad del móvil relativamente

alta estos desvanecimientos tiene lugar de forma rápida.

Distribución Rayleigh de la amplitud de la señal.




7

2

13

45

6

7

2

13

45

6

7

2

13

45

6

7

2

13

45

6D

D= distancia de reuso

GEOMETRÍA CELULAR

Necesidad de geometrías celulares homogéneas que faciliten la planificación frecuencial y la adaptación del sistema a futuros incrementos de tráfico.Modelos de celdas: hexágonos, cuadrados o triángulos equiláteros ( se desecha la geometría circular porque hace que aparezcan áreas no cubiertas o en caso contrario áreas atendidas por más de una célula).

Objetivo: coger una determinada frecuencia y reutilizarla al máximo a una determinada distancia. Una vez determinadas todas las células cocanales más próximas se trata de repetir la misma configuración para otra celda (frecuencia).

CLUSTER : agrupación de celdas en las que se utilizan frecuencias diferentes.

Distancia entre clusters. Distancia de reuso. Distancia entre dos celdas que tienen asignadas la misma frecuencia o grupo de frecuencias.




El número de celdas del cluster determina la calidad del sistema. A mayor número de celdas por cluster mayor CIR, pero también mayor distancia de reuso, lo que se traduce en menor eficiencia espectral. COMPROMISO

Se puede aumentar la calidad (CIR) utilizando antenas directivas. Cada celda se divide en 3 o 6 sectores. La SECTORIZACIÓN aumenta la eficiencia pero también el número de traspasos.

A

B

C

2

13

45

6

72

13

45

6

72

13

45

6

72

13

45

6

71

45

6

56

45

72

3

Sectorización 120º

2

13

45

6

72

13

45

6

72

13

45

6

72

13

45

6

71

45

6

56

45

72

3

Antenas omnidireccionales




SISTEMAS MÓVILESSISTEMAS MÓVILES

1ª Generación. Analógicos

AMPS Advanced Mobile Phone Source.TACS Total Access Communication Systems.NMT Nordic Mobile Telephone.NTT Nipon Telephone and Telecommunications.

2ª Generación. Digitales

GSM Global System for Mobile Communications

3ª Generación. Digitales + integración de servicios.

UMTS Universal Mobile Telecomunication System

SISTEMAS MÓVILESSISTEMAS MÓVILES



SISTEMA GSM (Global System for Mobile Communications)SISTEMA GSM (Global System for Mobile Communications)

ASPECTOS RELEVANTES:ASPECTOS RELEVANTES:

La tecnología digital permite:

- Transmisión de datos con distintas velocidades binarias.

- Posibilidad de interconexión con RDSI.

- Implantación de sistemas criptográficos que mejoran la seguridad de la

transmisión de la voz

- Implantación de técnicas de acceso múltiple que permiten aumentar

considerablemente el número de canales disponibles para las mismas

frecuencias asignadas que en el caso analógico.

- Mejoras en la calidad de servicio al incorporar códigos para control de

errores y técnicas de ecualización.

GSM. GSM. ASPECTOS RELEVANTESASPECTOS RELEVANTES



- Mayor calidad en presencia de interferencias. Ello redunda en una

reducción de la distancia de reuso y en consecuencia en una mayor

capacidad del sistema entendida como tráfico por unidad de superficie.

- Mayor eficacia de las baterías de los portátiles. Reducción del volumen

y consumo de los terminales.

- Capacidad de seguimiento automático, tanto nacional como

internacional.

- Mayores facilidades que los sistemas anteriores.

- Utilización de los sistemas de señalización avanzados.

- Coste para el usuario no superiores a los sistemas anteriores.

- Posibilidad de coexistencia con la primera generación de sistemas

móviles, utilizando los mismo emplazamientos de estaciones base.

GSM. GSM. ASPECTOS RELEVANTESASPECTOS RELEVANTES



ESPECIFICACIONES BÁSICAS

•Estructura celular sectorizada.•Bandas de frecuencia:Canal ascendente ( móvil-base) de 890-915 MhzCanal descendente (base-móvil) de 935-960 Mhz

•Transmisión duplex: La transmisión y recepción se efectúa a través de dos canales separados en frecuencia 45MHz.

•Separación entre portadoras 200 KHz. Por tanto el sistema cuenta con 124 parejas de portadoras (Transmisión/Recepción).

•Acceso múltiple TDMA sobre cada portadora. Cada portadora sustenta una trama, constituida por 8 intervalos de tiempo (slots). La duración de cada intervalo es de 0.577ms.

GSM. GSM. ESPECIFICACIONES BÁSICASESPECIFICACIONES BÁSICAS



GSM.GSM. ESPECIFICACIONES BÁSICASESPECIFICACIONES BÁSICAS

Modulación GMSK

Canales de tráfico: Se establecen canales para tráfico de voz y datos.

Canales de voz: A 13kbps Canales de datos: a 2.4, 4.8 y 9.6 Kbps.

Señalización entre las estaciones base y la MSC similar a la de RDSI. Sistema de señalización SS7.

Seguridad Cifrado de las comunicaciones de voz y datos y un complejo sistema de autenticación para el acceso al sistema por parte de los terminales.



ESTRUCTURA GSM

El sistema GSM es estructura en: Entidades funcionales.Interfaces.

La arquitectura funcional define las entidades que tienen a su cargo la ejecución de funciones definidas del sistema.Los interfaces establecen fronteras de repartición funcional.

Se han definido dos interfaces básicos:

•Interfaz de línea – interfaz A. Separa el centro de conmutación (MSC) del Sistema de Estación Base (BSS). Hay un interfaz adicional entre el controlador de estación base (BSC) y el transceptor de estación base (BTS) denominado interfaz A-bis Ambas entidades funcionales pueden estar físicamente separadas.

El interfaz A separa las funciones relativas a los aspectos de red y conmutación (asociadas al MSC, VLR y HLR) y las relacionadas con los aspectos radioeléctricos (BSS).

Las funciones básicas relativas a los aspectos de red son:

-Autentificación. Localización.-Radiobúsqueda (paging).-Interfuncionamiento con redes asociadas (RTC-Red Telefónica Pública Conmutada y RDSI-Red Digital de Servicios Integrados).

•Interfaz radio. Delimita la frontera entre la estación base y las estaciones móviles.



BTS

BTS

BTS

Interface Um

Interface Abis

BSC

BSS

Interface A

GMSC

RTC RDSI

VLR

HLR AUC

Estructura GSM

OMC

MSC

MSC

VLR

VLR

GSM. GSM. ESTRUCTURAESTRUCTURA



La arquitectura funcional

•MS+BSS → MÓVIL Y ESTACIÓN BASE •NSS → CENTRAL DE CONMUTACIÓN Y BASE DE DATOS•OSS → MANTENIMIENTO DEL SISTEMA

*ME (Mobile Equipment)

- Puede proporcionar un inter<faz con el usuario humano (micrófono, auricular, pantalla y teclado para gestionar llamadas con transmisión de voz), ofrecer un interfaz con otros equipos terminales (fax, ordenadores personales, etc) o ambas.

MS (Mobile Station) → TERMINAL + SIM

MT0

MT1

MT1

MT2

TE2

TE2

TA

TE1S

S

R Um

- Puede incluir terminales RDSI conectados a través de los interfaces R o S definidos para esa red, ya sea directamente o a través de adaptadores de terminal.

- Proporciona potencias de nivel 2, 4, 8 y 20W.

Configuraciones del móvil.

GSM. GSM. ESTRUCTURA. ARQUITECTURA FUNCIONALESTRUCTURA. ARQUITECTURA FUNCIONAL



*SIM (Subscriber Identity Module).

- Proporciona una identidad al terminal móvil dentro de la red.- Contiene algoritmos de cifrado, datos de configuración (celda de localización,

frecuencia de la base)- Puede utilizarse la misma SIM en distintos terminales.- Puede almacenar mensajes cortos provenientes de la red.- Para proteger la SIM antes de usarla, los usuarios deben introducir un número

de cuatro dígitos de identificación personal (PIN).

BSS (Base Station Sub-system) → BTS + BSC

*BTS (Base Transceiver Station)

- Es el equivalente de la estación móvil dentro de la red celular. Representa su interfaz con la red.

- Proporciona únicamente funcionalidades radio. Comprende los dispositivos de transmisión y recepción radio.

- Tiene entre uno y 16 transmisores/receptores radio, uno para cada canal de RF.- Se localiza habitualmente en el centro de la celda.- La potencia que transmite determina el tamaño absoluto de la celda.




- Funciones:

Formación del múltiplex GSM.Realiza medidas de las señal radio proveniente del móvil.Establece el enlace radio con el móvil (modulación, demodulación, codificación, igualación,etc).Sincronización.

*BSC (Base Station Controller)

- Monitoriza y controla varias estaciones base. Típicamente varias decenas.- Su función principal es la de gestionar el interfaz radio entre BTS y MS,

asignar y liberar canales y gestionar los procedimientos de traspaso dentro del área de servicio de BSS (HANDOVER INTRA-BSC).

- Supervisa los canales . El móvil mide la calidad del canal de bajada y la BTS el de subida. La información se envía a la BSC que decide el cambio de canal.

- Fija el contenido de los canales de radiodifusión y asigna los mensajes de paging.

- Realiza el control de potencia.- La BSC puede estar situada en el mismo sitio que la BTS, estar sola o en el

mismo sitio que el centro de conmutación móvil (MSC).




*TRAU (Transcoder/Rate Adapter Unit)

- Asociado funcionalmente a la BSS. Adapta la señal de voz específica de interfaz radio GSM (13Kbps) al formato utilizado en la red fija (64Kbps).

- Puede estar localizado en la BTS, BSC o MSC.

BTS TRAU BSC MSC64Kbps

BTS

TRAU BSC

MSC

BTS TRAUBSC MSC

TRAUBSC64Kbps

64Kbps

16Kbps

16Kbps

13Kbps

13Kbps

13Kbps




*GMSC (Gateway Mobile Services Switching Centre)

- Proporciona interfaces de la red móvil celular con la RTC o la RDSI.- Es una central telefónica completa.- Es capaz de enrutar, con ayuda de sus registros (HLR, VLR), las llamadas

provenientes de la red fija , vía BSC y BTS, hacia la estación móvil. Establece también llamadas desde el móvil hacia la red fija y entre móviles.

- Es responsable de la gestión de movilidad (localización y autentificación) en conjunción con HLR y VLR).

- Controla varias BSC y gestiona los procedimientos de traspaso entre distintas BSC.

- Hace uso dela señalización SS7.

Si el tráfico en la red celular requiere más capacidad que la que puede dar la GMSC se hace uso de MSC’s

NSS (Network and Switching Sub-system) → (G) MSC + HLR+VLR




*MSC (Mobile Services Switching Centre)

- Las funciones son esencialmente las mismas que las de GMSC. La diferencia fundamental es que no tiene HLR.

*HLR (Home Location Register) Registro de abonados locales.

- Guarda la identidad y datos de usuario de todos los suscriptores pertenecientes a un área relacionada con una GMSC. Los datos pueden ser permanentes o temporales.

- Datos permanentes: IMSI ( International mobile subscriber number), número telefónico del usuario desde la red pública ( no es el mismo que el IMSI), clave de autentificación, servicios suplementarios permitidos al usuario.

- Datos temporales: Dirección de la VLR que administra en ese momento la estación móvil, el número al que deben ser redireccionadas las llamadas en caso de que dicho servicio esté habilitado, etc.

VLR (Visitor Location Register) Registro de visitantes.

- Contiene datos relevantes de todos los móviles que están en ese momento localizados en la (G)MSC.

- Los datos permanentes son los mismos que los contenidos en el HLR.




- Los datos temporales difieren ligeramente. Por ejemplo: Contiene el TMSI (temporary mobile susbcriber identity), utilizado durante limitados periodos de tiempo para prevenir la transmisión de IMSI vía radio. Dicha sustitución sirve para proteger al usuario de intrusos maliciosos.

- Contiene datos de localización del móvil- El VLR da soporte a la (G) MSC durante el proceso de establecimiento de

llamada, el procedimiento de autentificación y proporciona datos específicos a los usuarios.

- La localización de los datos de usuario tanto en el VLR como en el HLR reduce el tráfico hacia el HLR. Otra razón para duplicar los datos es que cada una de las localizaciones sirve para un propósito distinto. El HLR proporciona al GMSC los datos necesarios acerca del usuario cuando la llamada se ha originado en la red fija. El VLR, sirve para proporcionar al (G)MSC los datos del usuario cuando la llamada se ha originado en el móvil.

Los datos de localización determinan el área de servicio en que se encuentra el abonado.

Cuando se genera una llamada dirigida hacia un móvil, las centrales emiten mensajes de búsqueda (PAGING) en todas las celdas que componen el área de servicio

Si el área de servicio es muy grande el proceso de búsqueda puede ser ineficiente, entonces se divide al área de servicio en áreas más pequeñas ( áreas de localización = A.L). Las celdas de una área de localización deben estar gestionas por una sola MSC.




*AUC (Authentication Centre). Centro de autentificación.

- Relacionado con el HLR.- Proporciona al HLR el conjunto de parámetros necesarios para completar la

autentificación del móvil.- Conoce exactamente que algoritmo se debe utilizar en un usuario específico.

*EIR Equipment Identity Register. Registro de identidad del terminal.

- Se utiliza para impedir que un terminal que ha sido robado o un terminal que no este homologado sea utilizado en la red.

Cuando un móvil cambia de área de localización tiene la obligación de comunicarselo a la red (aunque no exista llamada). PROCEDIMIENTO DE LOCALIZACIÓN.

Si las AL son pequeñas han pocas búsquedas (PAGING) pero un gran número de localizaciones.

COMPROMISO entre PAGING y LOCALIZACIONES

*OMC (Operation and Maintenance Centres) Centro de operación y mantenimiento.

- Ejecuta funciones de supervisión técnica del sistema. Genera también estadísticas de servicio.

OSS (Operation Sub-system)




CANALES LÓGICOSCANALES LÓGICOS

GSM ha de proporcionar varios tipos de canales, que pueden clasificarse en dos grupos:

1) Canales de TRÁFICO. TCH (Traffic Channel). Constituido físicamente por un par de portadoras y de intervalos de tiempo asignados a un móvil para efectuar una comunicación. Puede sustentar la transmisión de información de voz y datos, así como canales especiales de señalización asociada a la llamada que ocupan ciertos intervalos de la trama.

Los canales de tráfico se dividen también de acuerdo a su velocidad en:

Velocidad completa TCH/FS o Bm (Bearer mobile channel).Velocidad mitad TCH/HS o Lm ( Low mobile channel).

2)Canales de SEÑALIZACIÓN. Estos pueden subdividirse en:•Canales de difusión- BCH. (Broadcast)

•BCCH (Broadcasting Control Channel) Es un canal que se transmite permanentemente para permitir la transferencia de parámetros del sistema e información general de la red, de la célula actual y las adyacentes, así como para el envío de ráfagas de sincronización. Permite al MS orientarse en el sistema.

•SCH (Synchronization Channel). Sincronización de trama e identificación de estación base.

•FCCH (Frequency Correction Channel). Información de corrección de frecuencia para sincronización de la portadora en el móvil.

GSM. GSM. CANALES LÓGICOSCANALES LÓGICOS



•Canales comunes-CCCH. Sirven para regular el acceso de los terminales al sistema. Están permanentemente a disposición de los terminales y utilizan un par de portadoras.Se dividen en:

•RACH (Random Access Channel) (up). Por el que se cursan las peticiones del móvil a la red (ej: registro o establecimiento de la llamada- Protocolo ALOHA ranurado).

•PCH (Paging Channel) (down). Donde se notifica a un móvil que está recibiendo una llamada.

•AGCH (Access Grant Channel) (down). Utilizado para asignar al móvil los recursos que previamente había pedido.

•Canales dedicados-DCCH. Son canales dedicados a funciones específicas y se asocian a cada comunicación. Utilizan un par de portadoras y se dividen en:

•SDCCH (Stand Alone Dedicated Control Channel). Canal bidireccional. Se utilizan para efectuar la transferencia de datos de usuario.

•ACCH (Associated Control Channel). Canal bidireccional. Se utilizan siempre en conjunción con un canal dedicado (TCH o SDCCH) y transportan información necesaria para la comunicación. Se subdividen en:

•FACCH (Fast Associated Control Channel). Transferencia de mensajes urgentes.

•SACCH (Slow Associated Control Channel). Señalización durante la llamada. Ajuste de potencia. Medidas de calidad de canal.

GSM. GSM. CANALES LÓGICOSCANALES LÓGICOS



CANALES FÍSICOS

Las bandas de frecuencias asignadas son:•Enlace MS-BS: 890-915 Mhz•Enlace BS-MS: 935-950 Mhz

2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2

2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7

MS RX

MS TX 0 17

2 23 3Monitorizacìón

Las bandas están divididas en 124 pares de portadoras separadas 200KHZ, empezando por el par 890,2/935,2 MHz. Para una variante de GSM, el sistema DCS1800, las bandas de frecuencia son 1710-1785 y 1805-1880MHz.

Cada portadora sustenta una trama de 4,615ms dividida en 8 intervalos de tiempo de 0,577ms. Cada canal físico está formado por un determinado slot en tramas TDMA consecutivas.

El canal ascendente está retrasado tres slots con respecto al descendente. El MS transmite y recibe en instantes diferentes con lo cual no es necesario el uso de duplexores en la antena para separar la transmisión y recepción en el MS.

Además de la recepción y transmisión se requiere la monitorización de las celdas vecinas para, en su caso, solicitar un cambio de celda.



La información se transmite dentro de cada intervalo de tiempo mediante ráfagas de bits de duración 0,546ms, para permitir pequeños desplazamientos de tiempo dentro del slot.

Hay varios tipos de ráfagas:

•Ráfaga de acceso.

Tail 3

Information 58

Training Sequence 26

Information 58

Tail 3

Tail 3

Training sequence 41

Information 36

Tail 3

- Mucho más pequeña que el slot para compensar el retardo y evitar que se salga del slot. Para compensar el retardo se aplica el AVANCE TEMPORAL.

- Motivos del acceso:Respuesta a un PAGING.Localización. Iniciativa del usuario (Attach, Dettach, inicio de una llamada).

- Acceso mediante ALOHA-RANURADO.

•Ráfaga normal de tráfico.

CANALES FÍSICOS



•Ráfaga de sincronización, SCH.

•Ráfaga de corrección de frecuencia, FCCH.

Tail 3

Information 39

Training Sequence 64

Information 39

Tail 3

MULTIPLEXACIÓN DE CANALES LÓGICOS EN FÍSICOS

Se definen distintos tipos de multiplexación:

T T T T T S T

0

T T T T T T T T T T TT T T T T T T

11 12 13 2524

Para la realización de las multiplexaciones se utilizan estructuras multitrama de 26 y 51 tramas, que se combinan en estructuras jerárquicas de mayor nivel.

La multitrama de 26 es utilizada para combinaciones de tráfico y la de 51 para señalización.

•TCH/FS+SACCH

•FCCH+SCH +BCCH+CCCH (PCH o AGCH)

•FCCH+SCH +CCCH+BCCH+SDCCH+SACCH•BCCH+PAGCH•SDCCH+SACCH

•TCH/HS+SACCH

51

....................................

0

BCCH XPAGCHX FCCHX SCH

CANALES FÍSICOS



CANALES FÍSICOSCANALES FÍSICOS

SLOT

0 1 2 3 4 5 6 2042 2043 2044 2045 2046 2047

HIPERTRAMA = 2048 SUPERTRAMAS

0 1 2 3 23 24 25 0 1 2 3 48 49 50

0 1 2 3 4 5 6 7

MULTITRAMA DE 26 TRAMAS MULTITRAMA DE 51 TRAMAS

0 1 2 3 48 49 50

0 1 24 25

1 SUPERTRAMA =51 MULTITRAMAS DE 26 TRAMAS 26 MULTITRAMAS DE 51 TRAMAS

TRAMA

577µs



MTP

Interface Abis

Estación móvil

CM

MM

RR

LAPDm

Capa 1

Interface Um

MSC

CM

MM

BSSMAP/DTAPBSSMAP

SCCPLAPDm

Capa 1

LAPD

Capa 1

RSMRR

Estación BaseBTS

SCCP

MTP

LAPD

Capa 1

DTAPRR

RSM

Interface Interface A

Controlador de Estación Base

BSC

ARQUITECTURA GSMARQUITECTURA GSM

GSM. GSM. ARQUITECTURA DE PROTOCOLOSARQUITECTURA DE PROTOCOLOS



La arquitectura de protocolos de GSM se estructura en tres capas:

•Capa FÍSICA.

Incluye todos aquellos mecanismos que hacen posible la comunicación entre MS y BTS a través del canal radio (modulación, control de potencia, codificación, etc).

•Capa de ENLACE.

Entre MS y BTS se usa el protocolo LAPDm (adaptación de LAPD para entorno radio). Responsable de la transferencia fiable de información entre entidades de nivel 3 sobre el interfaz radio.Funciones:

- Organización de la información de capa 3 en tramas.- Transmisión de señalización entre capas pares.- Establecimiento, mantenimiento y terminación de uno o más enlaces de datos

sobre canales de señalización.- Transmisión y recepción de tramas de información numeradas con

reconocimiento.- Transmisión y recepción de tramas de información no numeradas sin

reconocimiento.

Entre BTS y BSC se utiliza el protocolo LAPD




Capa de RED o SEÑALIZACIÓN GSM.

Contiene todas las funciones necesarias para el establecimiento, mantenimiento y terminación de conexiones móviles para todos los servicios ofrecidos por la red GSM.Se puede dividir en tres subcapas:

•Gestión de recursos radio (RR= Radio Resource Management Sublayer).•Gestión de movilidad (MM= Mobility Management Sublayer).•Gestión de conexiones (CM = Connection Management Sublayer).

Gestión de recursos radio

Responsable de la gestión del espectro de frecuencias, de la reacción de GSM a los cambios en las condiciones del canal radio, y mantenimiento de un canal de comunicaciones adecuado entre el móvil y la red.Procedimientos definidos dentro de esta capa:- Asignación y liberación de canal.- Cambio de canal y procedimientos de handover.- Cambio de frecuencias del canal y saltos de frecuencia ( frequency hopping).- Control de potencia y avance temporal.- Modificación del modo del canal ( voz o datos).- Establecimiento del modo cifrado.




(4) Fin Establecimiento

Orden de handover

SWITCHING POINT

BSC nueva

BSC vieja

(1) Decisión de handover

(2) Establecimiento de

nuevo camino

MS (3) Activación canal radio

(5) Orden de handover

(6) Orden de handover(7) Acceso MS

(8) Acceso MS(9) Liberación Canal

Procedimiento de Handover

- Medidas realizadas para decidir el traspaso:

•Máxima potencia transmitida desde MS, BTS, BTS vecinas.

•Medidas realizadas por MS (calidad del downlink, nivel de señal recibida de la BTS y BTS vecinas, tasa de error).

•Medidas realizadas por la BTS (calidad del uplink, nivel de señal recibida del MS, avance temporal).

•Capacidad de la celda, carga.

- Puede ser:•Intra BSC•Inter BSC •Inter MSC•Subsequent

- Motivos:•Rescate•Confinamiento•Tráfico

- La decisión de handover la toma la BSC.

GSM. GSM. PROCEDIMIENTOS. HANDOVERPROCEDIMIENTOS. HANDOVER



Gestión de movilidadManeja todos los aspectos relacionados con la movilidad de los usuarios, autentificación y seguridad.

Procedimientos:

- Actualización de localización.- Localización periódica.- Autentifización.- IMSI Attach (Registro del móvil).- IMSI Detach.- Reasignación de TMSI

Procedimiento de Localización

MSC/VLR nueva

MSC/VLR vieja

(2)Actualización de localización

(5)Confirma la actualización

MS (6) MS recibe la confirmación

(3) Borrado del MS de la

VLR

(1) MS pide actualización de

localización

(3) Borrado del MS

del registro

HLR

GSM. GSM. GESTIÓN DE MOVILIDAD. LOCALIZACIÓNGESTIÓN DE MOVILIDAD. LOCALIZACIÓN



Gestión de conexión.

Agrupa todas las funciones necesarias para el control de llamadas y gestión de servicios suplementarios.

Procedimientos:

- Establecimiento de llamadas originadas en el móvil (MOC).- Establecimiento de llamadas terminadas en el móvil (MTC).- Restablecimiento de llamadas.

Procedimiento de MTC

Terminal Fijo

GMSCHLR

MSC/VLR

BSC

BTS

BTS Paging

Paging

Paging

RTC RDSI

(2)Procedimiento de interrogación

(3) Routing number(1) MS ISDN

GSM. GSM. GESTIÓN DE CONEXIÓN. PROCEDIMIENTO DE GESTIÓN DE CONEXIÓN. PROCEDIMIENTO DE

MTCMTC



SERVICIOS DE TELECOMUNICACIÓN EN GSM

Se especifican tres clases de servicios:

•Servicios portadores. Se establecen entre las terminaciones de red a ambos lados. Ofrecen al usuario una capacidad de transporte independiente del tipo del contenido de la información, en régimen síncrono/asíncrono, modo de conmutación de circuitos y paquetes y velocidad hasta 9,6Kbps. •Teleservicios. Se prestan entre terminales móviles.

- Telefonía digital con codec a 13Kbps en conmutación de circuitos.- Llamadas de emergencia.- Mensajes cortos. Permite a los usuarios enviar y recibir mensajes

breves a través de un centro de control conectado a la red fija, incluyendo mensajes de difusión a grupos de usuarios. Es decir punto a punto o punto-multipunto.- Facsímil. Conexión entre aparatos de FAX del Grupo 3.- Videotex.- Teletex.

GSM. GSM. SERVICIOS DE TELECOMUNICACIÓNSERVICIOS DE TELECOMUNICACIÓN



•Servicios suplementarios.

- Identificación del abonado llamante.- Redireccionamiento de llamadas.- Llamada en espera.- Terminación de llamadas de usuarios ocupados.- Grupos cerrados de usuarios. Grupos de usuarios con acceso

limitado.- Tarificación (llamadas gratuitas, a cobro revertido, avisos).- Mantenimiento de llamada.- Transferencia de llamadas.- Multiconferencias.- Prohibición de determinadas llamadas desde el terminal.

GSM. GSM. SERVICIOS DE TELECOMUNICACIÓNSERVICIOS DE TELECOMUNICACIÓN



Audio Modem

Audio Modem

RTCGSM

Rate Adapter

RDSI 64Kbps

GSM

Rate Adapter

•Conexión de datos vía RTC y RDSI

•Conexión de un terminal GSM con una red de conmutación de paquetes.GSM

Audio Modem

Audio Modem

RTCPacketHandler

X.32

GSM

Audio Modem

Audio Modem

RTCPAD

X.28 X.25

RDSI 64Kbps

GSM

Rate Adapter

Packet Handler

X.32

GSM. SERVICIOS DE TELECOMUNICACIÓN

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