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Act6 radio.enlace2

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Estaciones base de telefonía móvil celular punto a punto y punto a multipunto

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  1. 1. Universidad Fermín Toro Vice rectorado Académico Facultad de ingeniería Escuela de telecomunicaciones Estaciones base de telefonía móvil celular punto a punto y punto a multipunto Integrantes: Jhoan Mota CI: 21459666 Maria Hernandez CI: 24393674 Andrea D´ Angelo CI: 20929067 Profesora: Heddy Lu Gimenez Catedra: Radio enlace
  2. 2. En comunicaciones por radio, una estación base es una instalación fija de radio para la comunicación bidireccional. Se usa para comunicar con una o más radios móviles o portátiles. Las estaciones base normalmente se usan para conectar radios bidireccionales de baja potencia, como por ejemplo la de un telefonía móvil, un teléfono inalámbrico o una computadora portátil con una tarjeta WiFi. La estación base sirve como punto de acceso a una red de comunicación fija (como la Internet o la red telefónica) o para que dos terminales se comuniquen entre sí yendo a través de la estación base. En el área de las redes informáticas inalámbricas (WiFi o WiMAX), una estación base es un transmisor/receptor de radio que sirve como nexo (hub) de la red de área local inalámbrica. También puede servir como pasarela entre las redes inalámbrica y fija. En el contexto de la telefonía móvil, una estación base (Base Transceiver Station (BTS)) dispone de equipos transmisores/receptores de radio, en la banda de frecuencias de uso (900 / 1800 MHz) que son quienes realizan el enlace con el usuario que efectúa o recibe la llamada con un teléfono móvil. Las antenas utilizadas suelen situarse en lo más alto de la torre, de edificios o colinas para dar una mejor cobertura y son tipo dipolo. Normalmente, está compuesta por un mástil al cual están unidas tres grupos de una o varias antenas equidistantes. El uso de varias antenas produce una diversidad de caminos radioeléctricos que permite mejorar la recepción de la información.
  3. 3. En una red telefónica móvil, se tienen los siguientes elementos: • 1. Estaciones Base • 2. Controladores de la red de radio (RNC: Radio Network Controller) • 3. Centros de operación y mantenimiento (OMC: Operation and Maintenance Center) Una antena es un dispositivo pasivo (un arreglo de conductores eléctricos) que convierte potencia RF (radiofrecuencia) en campos electromagnéticos o en su defecto intercepta éstos mismos y los convierte a energía RF. Una antena de telefonía móvil es una estación base, de instalación fija, que se conecta con los teléfonos móviles mediante ondas electromagnéticas de radiofrecuencia, asimismo las antenas se comunican con la central de su propia red.
  4. 4. Los enlaces que interconectan los nodos de una red punto a punto se pueden clasificar en tres tipos según el sentido de las comunicaciones que transportan: – Simplex: la transacción sólo se efectúa en un solo sentido. – Half-duplex: la transacción se realiza en ambos sentidos, pero de forma alternativa, es decir solo uno puede transmitir en un momento dado, no pudiendo transmitir los dos al mismo tiempo. – Full-duplex: la transacción se puede llevar a cabo en ambos sentidos simultáneamente. Cuando la velocidad de los enlaces semi-dúplex y dúplex es la misma en ambos sentidos, se dice que es un enlace simétrico, en caso contrario se dice que es un enlace asimétrico. Punto a punto Cuando hablamos de un enlace punto a punto, nos referimos a uno en el cual toda la comunicación se produce entre dos puntos, y sólo entre éstos. El caso más simple y tal vez el más común es el de la unión de dos equipos mediante un cable. Las redes punto a punto son relativamente fáciles de instalar y operar. A medida que las redes crecen, las relaciones punto a punto se vuelven más difíciles de coordinar y operar. Su eficiencia decrece rápidamente a medida que la cantidad de dispositivos en la red aumenta
  5. 5. Características • Se utiliza en redes de largo alcance (WAN). • Los algoritmos de encaminamiento suelen ser complejos, y el control de errores se realiza en los nodos intermedios además de los extremos. • Las estaciones reciben sólo los mensajes que les entregan los nodos de la red. Estos previamente identifican a la estación receptora a partir de la dirección de destino del mensaje. • La conexión entre los nodos se puede realizar con uno o varios sistemas de transmisión de diferente velocidad, trabajando en paralelo. • Los retardos se deben al tránsito de los mensajes a través de los nodos intermedios. • La conexión extremo a extremo se realiza a través de los nodos intermedios, por lo que depende de su fiabilidad. • La seguridad es inherente a la propia estructura en malla de la red en la que cada nodo se conecta a dos o más nodos. • Los costes del cableado dependen del número de enlaces entre las estaciones. Cada nodo tiene por lo menos dos interfaces.
  6. 6. • Ventajas de los enlaces punto a punto - Independencia de la existencia de redes terrestre - Portadoras de velocidad programable - Circuitos transparentes - Alta fiabilidad de los enlaces - Coste independiente de la distancia. Los enlaces punto a punto generalmente se usan para conectarse a internet donde dicho acceso no está disponible de otra forma. Uno de los lados del enlace punto a punto estará conectado a internet, mientras que el otro utiliza el enlace para acceder al mismo. Por ejemplo, una universidad puede tener una conexión FrameRealy o una conexión VSAT dentro del campus, pero difícilmente podrá justificar otra conexión de la misma índole o un edificio muy importante fuera del campus. Si el edificio principal tiene una visión libre de obstáculos hacia el lugar remoto, una conexión punto a punto puede ser utilizada para unirlos. Esta puede complementar o incluso remplazar enlaces discados existentes.
  7. 7. Con antenas apropiadas y existiendo línea visual, se pueden hacer enlaces punto a punto seguros de más de treinta kilómetros. Los enlaces punto a punto no necesariamente tienen que estar relacionados con el acceso a internet. Supongamos que debe desplazarse hasta una estación de monitoreo meteorológico alejada, ubicado en lo alto de una colina, para recolectar los datos que ella toma. Podría conectar el lugar con un enlace punto a punto, logrando la recolección y el monitoreo de datos en tiempo real, sin tener que ir hasta el lugar. Las redes inalámbricas pueden proveer suficiente ancho de banda como para transmitir grandes cantidades de datos (incluyendo audio y video) entre dos puntos, aun en ausencia de conexión a internet
  8. 8. • Punto a multipunto Es un término que se utiliza en el ámbito de las telecomunicaciones, que se refiere a la comunicación que se logra a través de un específico y distinto tipo de conexión multipunto, ofreciendo varias rutas desde una única ubicación a varios lugares. Una conferencia puede ser considerada una comunicación punto a multipunto ya que existe solo un orador (transmisor) y múltiples asistentes (receptor). Punto a multipunto es a menudo abreviado como P2MP, PTMP, o PMP. El punto a multipunto de telecomunicaciones es el más típico (2003) utilizado en conexión inalámbrica a Internet y la telefonía IP a través de radiofrecuencias de gigahercios. Los sistemas P2MP han sido diseñados tanto como sistemas únicos como bi-direccionales. Una antena o antenas que reciben las emisiones de varias antenas y el sistema utilizan una forma de multiplexación por división en el tiempo para permitir el regreso de canales de tráfico.
  9. 9. Hay diferentes tipos de conexiones punto a multipunto: • Estrella: Un host conectado a varias terminales remotas. • Bus: Un medio de comunicación común conectado a muchas estaciones remotas. • Anillo: Todas las terminales conectadas a un mismo cable. Si una falla hay problemas con todas. • Malla: Es el tipo de conexión utilizado en las centrales telefónicas. Todas las terminales interconectadas entre sí. En un enlace punto a multipunto, existe un punto central que se comunica con varios otros puntos remotos. Generalmente esto implica que la comunicación es solamente entre el punto central y los remotos, y de éstos hacia el central; no existe comunicación entre los remotos. El modelo punto multipunto es comúnmente usado para compartir una conexión a varios nodos desde un punto central. Un ejemplo típico son las redes WIFI donde varias computadoras se conectan a un solo Acces Point. La siguiente red más comúnmente encontrada es el punto a multipunto donde varios nodos están hablando con un punto de acceso central, esta es una aplicación punto a multipunto. El ejemplo típico de esta disposición es el uso de un punto de acceso inalámbrico que provee conexión a varias computadoras portátiles. Las computadoras portátiles no se comunican directamente unas con otras, pero deben estar en el rango del punto de acceso para poder utilizar la red.
  10. 10. Estos enlaces son útiles y posibles en muchas circunstancias, pero no cometamos el clásico error de instalar una torre de radio de gran potencia en el medio de un pueblo esperando ser capaces de servir a miles de clientes, como podría hacerlo con una estación de radio FM. Como veremos, las redes de datos se comportan de forma muy diferente a las emisoras de radiodifusión. • QUE ES WIMAX? Basado en el estándar IEEE 802.16 o WIMAX (WorldwideInteroperabilityforMicrowave Access), es una potente solución a las necesidades de redes de acceso inalámbricas de banda ancha, de amplia cobertura y elevadas prestaciones. Ofrece una gran capacidad (hasta 75 Mbps por cada canal de 20 MHz), e incorpora mecanismos para la gestión de la calidad de servicio (QoS). WIMAX permite amplias coberturas tanto con línea de visión entre los puntos a conectar (LOS) como sin línea de visión (NLOS) en bandas de frecuencias de uso común o licenciadas. WIMAX asegura la interoperabilidad con el estándar para redes de área metropolitana inalámbrica o WMAN desarrollado por la ETSI (European Telecommunications Standards Institute) y conocido como HiperMAN (High Performance Radio Metropolitan Area Network), de objetivos muy similares a WIMAX. En junio de 2001 se constituyó el llamado WIMAX Forum promovido por fabricantes de equipos de la industria inalámbrica y de comunicaciones con el objetivo de definir y promover el estándar IEEE 802.16, Esta organización sin ánimo de lucro busca dar soporte a los grupos de trabajo del IEEE 802.16, certificar y asegurar la interoperabilidad entre los equipos de distintos fabricantes.
  11. 11. Las aplicaciones típicas de la tecnología WIMAX son el backhaul inalámbrico de otras redes (como puede ser el caso de las estaciones base de telefonía móvil o los hot spots), la “última milla” de la red de acceso a Internet alta velocidad tanto en segmento doméstico como en el profesional (especialmente indicado en aquellas zonas sin cobertura de banda ancha) y soluciones nómadas, que en conexión con otras redes permiten lo que se ha venido a llamar como “AlwayBestConnected”, esto es, la conexión a un WISP (Wireless Internet ServiceProvider) a través de la red óptima en cada momento.
  12. 12. • Arquitectura Punto-Multipunto (PMP). En las configuraciones punto-multipunto (PMP) un enlace WiMAX se realiza a partir de una estación base (BS) central con antenas sectoriales, que consisten en un conjunto de antenas direccionales distribuidas alrededor de un mástil central. En estas redes pueden haber estaciones con 2 sectores (a 180º), 4 sectores (a 90º) u 8 sectores (a 45º) todo depende del tipo de antena que se utilice y de la zona que se pretende dar cobertura. Dentro de un sector y para una determinada frecuencia (canal) todas las estaciones (BS) reciben la misma potencia o partes de la misma. Cada antena define un sector, un área donde la frecuencia puede ser rehusada. Los sectores también pueden ser desarrollados en base a arrays de antenas, donde un conjunto de dipolos son combinados y se consiguen lóbulos direccionales para variar las relaciones de fase de las señales de cada una de las antenas. Las relaciones de fase son modificadas electrónicamente y, en el caso de antenas adaptativas, el sistema es capaz de ajustar la anchura y dirección del lóbulo para facilitar la mejor conexión con un determinado usuario. Son las conocidas antenas inteligentes.
  13. 13. Para esta topología de red, el downlink se maneja mediante una estación base (BS) centralizada y una antena sectorizada que es capaz de manejar varias zonas simultáneamente. Dentro de un canal de frecuencia y un sector de antenas dado, sólo existe una BS transmitiendo, de manera que no se tiene que coordinar con las demás BS, excepto en la multiplexación de tiempo. Las transmisiones en el enlace de bajada ( downlink, DL) suelen ser broadcast, de forma que todas las estaciones de usuario reciben toda la información y escogen la que vaya dirigida a ellos. En el enlace de subida ( uplink , UL) las estaciones de usuario comparten el canal mediante mecanismos de gestión de demanda. En este sentido, un enlace Punto-multipunto, comparte un determinado nodo (en el lado uplink), que se caracteriza por tener una antena onmidireccional (o con varios sectores) y puntos de terminación (o repetidores) con antenas direccionales con una ganancia elevada. Este tipo de red es más sencillo de implementar que las redes punto a punto, ya que el hecho de añadir un subscriptor sólo requiere incorporar equipamiento del lado del cliente, no teniendo que variar nada en la estación base. Aunque, cada sitio remoto debe encontrarse dentro del radio de cobertura de la señal, que en el caso de WiMAX (a diferencia de la tecnología LMDS) no requerirá que se sitúe en puntos con visión directa.
  14. 14. • En síntesis, existe una Estación Base que controla la red, donde: • - Los usuarios se conectan a la Estación Base. • - La transmisión se divide en tramas de uplink y downlink por TDD o FDD • - El downlink es dividido para los usuarios. El uplink se accede por TDMA/TDM. Por otra parte, la capa MAC es orientada a la conexión. Para propósitos de relacionar los servicios a las SS y asociarlos a los diferentes niveles de calidad de servicio (QoS),
  15. 15. todas las comunicaciones de datos están en el contexto de una conexión. El flujo de servicio debe ser suministrado en el momento en el que la SS se instala en el sistema y justo después de que se registra; las conexiones se deben asociar a ese flujo de servicio para tener una referencia al hacer las peticiones de ancho de banda. El flujo de servicio define los parámetros de QoS de los packet data units (PDU) que se intercambian durante la conexión. En adición, el 802.16 provee una tecnología inalámbrica ideal para conectar WLAN’s 802.11 y hotspots comerciales con Internet, como se puede apreciar en la siguiente figura.
  16. 16. La arquitectura Punto - Multipunto representa la arquitectura más extendida que permite al operador de red alcanzar el mayor número de usuarios al menor coste y limita el número de routers y switches necesarios para operar la red. Esta topología ha sido recomendada en ocasiones también para su uso en bandas milimétricas. El problema radica en la topografía de la mayor parte de las ciudades, que podrían ser los principales mercados para este tipo de servicios. Dispositivos usados para establecer una conexion por WiMAX. • Estos son algunos de los dispositivos usados por esta tecnología:
  17. 17. • CPE El CPE (Customer Premises Equipment) es un aparato conectado a nuestro computador (De escritorio o Laptop) que nos permite crear una red WiMAX dentro de nuestra casa. Tambien podemos conectar nuestro teléfono para realizar llamadas VoIP de bajo costo. Al igual que las tarjetas WiMAX este se puede llevar a todas partes que queramos y conectarnos inalámbricamente donde sea a una alta velocidad. Tarjeta WiMAX Tarjeta de red portátil usada para hacer conexiones de red usando el estandar802.16x (WiMAX). Esta es usada en laptops. Solo la conectamos, instalamos el driver y configuramos la conexión de modo que podremos salir a la calle y nuestra conexión WiMAX estará accesible a donde quiera que vayamos sin necesidad de buscar un router o punto de acceso (HotSpot).
  18. 18. • GIGASET SE461 WIMAX • Conexión de la mini-antena • Conexión adaptador de energía • Conexión de Red • RSI: Intensidad de la señal • DATA: Transmisión de datos • LINK: Cable de red conectado • STATUS: Estado • POWER: Indicador de Energía Equipos para Terminales del Abonado:
  19. 19. CARACTERÍSTICAS • Modelo: SWC-P105 • Rango de Frecuencia: 2.570 ~ 2.580 MHz • Frecuencia central: 2.575 MHz • Ancho de banda: 10 MHz • Precisión de la Frecuencia: ± 200 Hz • Dimensión: 124 mm x 54 mm x 13 mm • Peso: 62 g • Salida de Transmisión: 190 mW • Temperatura: - 10 ~ + 50° C • Humedad: 0 ~ 85 % • Velocidad Estándar: DL 1Mbps, UL 512kbps • Rango de Velocidad: DL 4Mbps ~ UL 2Mbps • Consumo de energía: 1.25W + 10dBm TARJETA PCMCIA (802.16e)

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