Qué es y cómo funciona telefonia movil

4,901 views

Published on

Published in: Sports, Business
1 Comment
1 Like
Statistics
Notes
  • me podrias enviar una copia de esta presentacion 'que es y como funciona telefonia movil' a johcasal@hotmail.com. Gracias por anticipado.
       Reply 
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here
No Downloads
Views
Total views
4,901
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
3
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
1
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Qué es y cómo funciona telefonia movil

  1. 1. 26 ELECTRONICA y servicio TELEFONIA CELULAR TELEFONIA CELULAR Oscar Montoya Figueroa La telefonía celular es uno de los servicios de la tecnología moderna que más rápidamente se han extendido en el mundo, ya que a partir de su introducción a principios de los años 80’s, el número de usuarios de este servicio se ha ido incrementando hasta llegar a las decenas de millones de usuarios, y no hay muestras de que esta tendencia disminuya. En este artículo hablaremos de manera general de qué son y cómo funcionan estos sistemas de comunicación. Introducción La red telefónica es uno de los sistemas auto- máticos más grandes del mundo. Queda al ser- vicio del usuario con sólo levantar el auricular y marcar un número, estableciendo de manera instantánea la comunicación con personas de cualquier continente. Esta red, además, es utili- zada por otros sistemas que amplían las posibi- lidades de comunicación, como el facsímil y el Internet. Se calcula que existen más de 400 mi- llones de teléfonos en todo el mundo, aunque la red telefónica no se ha desarrollado al máximo. Pero además de la telefonía alámbrica, existe una moderna infraestructura de telefonía celu- lar, la cual ofrece los mismos servicios básicos (conferencias, Internet y facsímil), más otros adicionales (mensajes escritos, por ejemplo). El concepto de red de radio celular fue inven- tado en los laboratorios Bell, en Estados Unidos, en 1947. Pero fue después de 35 años que la tec- nología permitió implementar el concepto de “célula” o “celda”, al montar la primera red ana- lógica que se intercomunicaba mediante cables conductores de cobre y al fabricar los primeros equipos. La tecnología celular con sistema inalámbrico fue desarrollada por la compañía AT&T, con el propósito de lograr una mayor capacidad con
  2. 2. 27ELECTRONICA y servicio celdas pequeñas de baja potencia y permitir que bandas de radiofrecuencia fueran reutilizadas. Otras ventajas que pronto se desa- rrollarían, incluyeron la posibilidad de teléfonos portátiles y terminales de bajo precio. Cuando los primeros sistemas en Chicago y Washington/Baltimore entraron en funciona- miento en 1983, algunas predicciones optimis- tas calcularon que habría cerca de un millón de usuarios en Estados Unidos para el año 2000; sin embargo, tan sólo en 1995 ya se habían al- canzado los 30 millones de usuarios. El principio básico de la telefonía celular El teléfono celular es un medio de comunicación electrónico similar al teléfono convencional, con la diferencia de que no requiere cables de co- nexión, sino que es inalámbrico. El enlace tele- fónico se lleva a cabo por medio de señales elec- tromagnéticas de alta frecuencia, permitiendo al usuario la comunicación desde cualquier punto de la zona de cobertura sin importar si se en- cuentra en movimiento o en algún sitio específi- co (figura 1). El concepto de telefonía celular, se deriva de que en estos sistemas de comunicación el terri- torio de cobertura se divide en áreas llamadas celdas o células. En cada celda existe una esta- ción base con antenas encargada de recibir las llamadas y enviarlas hacia los teléfonos celula- res que se mueven dentro de su zona. Cada es- tación base puede cubrir una área de entre 1.5 y 28 Km, dependiendo de la topografía y de los obstáculos de la zona (figura 2). Una de las ventajas de esta división de una zona en células, es la posibilidad de utilizar una porción muy pequeña del espectro electromag- nético para proporcionar el servicio de telefo- nía. Veamos por qué. Para que dos estaciones transmisoras-recep- toras anexas no se interfieran entre sí, es indis Figura 1 Figura 2 Líneas Líneas Líneas Tx Rx Tx Rx Tx Rx Tx Rx Terminal celular computarizada Central telefónica 1.5 a 28 Km Estación base Celda, área de cobertura donde se considera óptima la recepción en la estación base.
  3. 3. 28 ELECTRONICA y servicio pensable que ambas utilicen frecuencias dis- tintas de transmisión y recepción; en tal caso, las compañías de telefonía celular tendrían que contratar una gran cantidad de canales de co- municación para cubrir una zona muy extensa, lo que no resulta conveniente ni para las com- pañías ni para el usuario, por el consiguiente aumento en los costos. La solución a la que se llegó fue sumamente ingeniosa: se diseñaron las células de cobertura en forma semejante a un panal de abejas (figura 3), y se utilizaron sólo tres canales de comuni- cación, acomodados de tal forma que nunca se tuvieran dos células de una misma frecuencia juntas. Gracias a este procedimiento, los costos de instalación y mantenimiento se redujeron, logrando tarifas más accesibles para el usuario, al tiempo que se simplificaron los circuitos de recepción (que en vez de estar explorando un gran número de canales, sólo verifican la inten- sidad de los tres utilizados). A su vez, las llamadas desde o hacia los telé- fonos celulares son recibidas en el centro de conmutación que actúa como el cerebro del sis- tema. Cuando una estación base recibe la señal de una llamada desde un teléfono celular, la en- vía al centro de conmutación para que éste ana- lice el número marcado y determine si se está llamando a otro teléfono celular o a un teléfono convencional; si la llamada está dirigida a otro teléfono celular, el centro de conmutación veri- fica cuál es la estación base más cercana al telé- fono celular de destino y la envía allí (figura 4). En resumen, la llamada pasa del teléfono ce- lular origen a la estación base de la celda en la que se encuentra ese usuario. La estación base envía esa llamada al centro de conmutación ce- lular, el cual busca el teléfono celular del usua- rio destino y le envía la llamada a la estación base más cercana. Luego, esa estación le pasa la llamada al teléfono celular destino. Una vez que concluye la llamada, se libera el canal que había sido utilizado, pudiendo ser ocu- pado en cualquier momento por otro usuario que solicite comunicación o entre en la célula en el momento en que está realizando la llamada. La asignación de tal canal es asignada de manera automática por la computadora central. El hecho de que todo canal libre de una célu- la pueda ser ocupado en cualquier momento por uno u otro suscriptor, permite que el espacio radioeléctrico no se desperdicie, lo que sí suce- de con las frecuencias privadas, pues es común que la persona a quien se le ha concesionado la utilice sólo unas cuantas veces al día. F1 F2 F3 F3 F2 F3 F3 F2 F3 F1 F1 F1 F1 Figura 3 Solicitud de llamada Estación base Enlace Teléfono celular Análisis del número y facturación El cerebro del sistema controla el flujo de llamadas, asi como los tiempos para la facturación. Figura 4
  4. 4. 29ELECTRONICA y servicio Comunicación entre teléfonos celulares y teléfonos tradicionales Un aspecto importante que permite la automati- zación de llamadas entre teléfonos celulares y aparatos convencionales, es la estructura tan particular de la infraestructura telefónica. Como recordará, las líneas telefónicas convencionales están divididas en “sub-estaciones”, mismas que controlan todo el flujo telefónico de una zona determinada (figura 5). Estas sub-estaciones se identifican fácilmente por las tres primeras ci- fras de su número telefónico (si tiene curiosi- dad, consulte las primeras páginas del directo- rio telefónico de las grandes ciudades, y encon- trará la sub-estación que corresponde a un nú- mero determinado, guiándose precisamente por sus tres primeras cifras). Pues bien, cuando comenzó a aparecer la te- lefonía celular, las compañías proveedoras del servicio contrataron a la compañía telefónica local una o más sub-estaciones, de modo que todas las comunicaciones de sus usuarios apa- rentaran dirigirse a una zona específica; sin embargo, en realidad lo que se hace es enviar- las al centro de conmutación principal de la empresa, de donde se canaliza hacia las células correspondientes a los usuarios que utilizan el servicio. Es gracias a ello que podemos comuni- carnos con un teléfono celular sin necesidad de marcar números adicionales (como sucedía al principio), consiguiéndose comunicaciones más rápidas y sencillas. Movimiento entre dos celdas Las explicaciones anteriores nos permiten en- tender qué sucede cuando el usuario del teléfo- no celular está en un punto fijo dentro de la in- fluencia de cierta repetidora; pero ¿qué sucede cuando el receptor está en movimiento? Supon- gamos el caso muy común de la persona que va hablando mientras conduce su auto. Para ejemplificar este caso, refiérase a la fi- gura 3. Note que, en su trayectoria, el auto aban- dona una celda en la que se está utilizando la frecuencia 1 y entra en otra en la que se emplea la frecuencia 2. En este caso, cuando el receptor detecta que la señal que está recibiendo de la estación de frecuencia 1 se está debilitando, ras- trea en los otros dos canales para localizar si ya está entrando en la zona de influencia de otra repetidora; en caso afirmativo, envía una señal de control a la estación de frecuencia 1, para que dirija la comunicación del usuario hacia la esta- ción de frecuencia 2 detectada, y una vez que se ha realizado esta conmutación, el teléfono de- sactiva el receptor de frecuencia 1 y cambia para recibir la señal de la estación de frecuencia 2. Este proceso se repite todas las veces que el usuario abandone la zona de influencia de una estación para entrar en otra adyacente. Esta Central secundaria 1-1 Central General 1 Central General 2 Central secundaria 1-2 Central secundaria 1-3 Central secundaria 2-1 Central secundaria 2-4 Central secundaria 2-2 Central secundaria 2-3 B A D C Figura 5
  5. 5. 30 ELECTRONICA y servicio transferencia de llamadas se llama hand-off, y normalmente implica una pérdida en la comu- nicación de una fracción de segundo (llega al segundo en casos extremos); pero una pérdida de señal de audio de esa naturaleza en una con- versación telefónica no suele resultar grave; sin embargo, cuando se trata de la transmisión de datos (por ejemplo, para el envío de documen- tos) sí se llegan a presentar problemas. Figura 6. Un caso especial se produce cuando un usua- rio de teléfono celular de una ciudad se despla- za a otra, la cual no está en el área de influencia de su proveedor de servicios de telefonía celu- lar. En este caso, y gracias a convenios entre las empresas de distintas ciudades, una estación base de la localidad en que está el usuario de- tecta su teléfono celular, lo reconoce como de una compañía asociada y envía la señal a su cen- tro de conmutación; desde ese momento, este centro de conmutación lo reconoce como una llamada propia (aunque la facturación la lleva a cabo la empresa original). Este proceso se llama roaming. Las llamadas desde los teléfonos celulares en las que intervienen teléfonos convencionales, pasan por el centro de conmutación de la empre- sa local de telefonía. La llamada viaja del teléfono convencional a la central de conmutación respectiva a través de líneas telefónicas normales, de allí pasa al cen- tro de conmutación de la compañía proveedora del servicio de telefonía celular. Dicha conexión puede ser de varios tipos: satelital, microondas, fibra óptica, etc. Luego, el centro de conmuta- ción de telefonía celular localiza dentro de su red el teléfono celular del destinatario, envía la señal a la estación base más cercana y ésta trans- fiere la llamada al teléfono celular. La nueva “telefonía celular digital” Hasta hace poco, uno de los principales incon- venientes de la comunicación celular convencio- nal, es que no había privacidad total; cualquier persona que deseara intervenir las llamadas de un determinado usuario era capaz de hacerlo con un equipo denominado “escáner de radio”, el cual se consigue fácilmente en tiendas especializa- Estación base Estación base Celda Celda Zona de intercambio de celda nand-off Al cambiar de celda un celular en movimiento el CCM intercambia el control de una estación base a otra. Figura 6 das. Recientemente, se han introducido en nues- tro país los servicios de telefonía celular digital, técnica que permite la codificación de todas las transmisiones que se establecen entre el usua- rio y su estación base, de modo que si alguien trata de intervenir dicha llamada sin conocer el código de encriptación utilizado, tan sólo cap- tará un ruido incomprensible. La telefonía digital también proporciona otras ventajas, por ejemplo: debido a que se puede en- viar una mayor cantidad de datos en forma digital que por transmisiones análogas convencionales, los modernos teléfonos celulares digitales pue- den llevar un control automático del “tiempo aire” que han consumido, para poder calcular fácilmente a cuánto ascenderá su facturación mensual; cuando un usuario recibe una llama- da, puede saber desde qué teléfono proviene la llamada; igualmente, es posible aprovechar la pantalla del teléfono celular para recibir mensa- jes escritos como si fuera un “beeper”, etc. Por último, otra ventaja de la telefonía digital, es que resulta más adecuada para la transmi- sión de datos que la comunicación análoga con- vencional, lo que permitiría a sus usuarios a es- tar conectados a Internet (por ejemplo) sin pre- ocuparse del fenómeno hand-off.

×