Universidad de Costa Rica. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Eléctrica

Tamaño: px
Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "Universidad de Costa Rica. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Eléctrica"

Transcripción

1 Universidad de Costa Rica Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Eléctrica Servicios de contenido en redes de Banda Ancha Móvil LTE en Costa Rica Por: Gerson Antonio Rodríguez Paniagua Gustavo Adolfo Montero Ramírez Jimmy Anthony Rodríguez Ordoñez Ciudad Universitaria Rodrigo Facio Diciembre del 2013.

2 Servicios de contenido en redes de Banda Ancha Móvil LTE en Costa Rica Por: Gerson Antonio Rodríguez Paniagua Gustavo Adolfo Montero Ramírez Jimmy Anthony Rodríguez Ordoñez Sometido a la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Costa Rica como requisito parcial para optar por el grado de: LICENCIADO EN INGENIERÍA ELÉCTRICA Aprobado por el Tribunal: Ing. Geovanny Delgado Cascante Director, Escuela de Ingeniería Eléctrica (Representante) Ing. Guillermo Rivero González. Director, Comité Asesor Ing. Roberto Alfaro Toribio. Miembro, Comité Asesor Ing. Elías Porras Umaña. Miembro, Comité Asesor Ing. Jorge Sánchez Monge. Miembro del Tribunal ii

3 DEDICATORIA En memoria de tres mujeres que fueron ejemplos de grandeza humana y cuyos lazos familiares me enorgullecen profundamente. Las primeras dos fueron las Tías de mi Papá: Josefina Rodríguez Quesada ( ) y Aurora Rodríguez Quesada ( ). Y la tercera fue mi amada Abuela Luz Marina Salas Quesada ( ), quién alguna vez, sentada en el corredor de su casa me dijo: Gersiton, las cosas no son del que las tiene sino del que las necesita. Gerson Antonio Rodríguez Paniagua. A Jocelyn, Alfredo y Moraima por aceptarme y apoyarme en todo momento durante un ya largo tiempo, ustedes son mi inspiración y mi fuerza. Gustavo Montero Ramírez. A mi madre Leida y tía Arelis por siempre brindarme su ayuda e inspirarme a seguir adelante pese a cualquier problema. A Sharon por acompañarme en esas noches de estudio y hacerme una mejor persona. Con todo mi amor esta tesis se las dedico a ustedes. Jimmy Rodríguez Ordóñez. iii

4 RECONOCIMIENTOS Al Profesor Guillermo Rivero por habernos propuesto este tema para el Seminario y por todo su valiosísimo e indispensable apoyo a lo largo del trabajo. A los Profesores Elías Porras y Roberto Alfaro Toribio por haber aceptado ser nuestros Profesores Lectores y por sus muy apreciados consejos. Un reconocimiento especial al Sr. Glenn Fallas, Director de Calidad de la Sutel, su ayuda y asesoría fueron imprescindibles en el desarrollo de nuestra investigación. Al Ing. Eduardo Delgado Cruz por sus muy atinadas observaciones, al Sr. José Manuel Peralta del Micitt, lo mismo que a Adrián Navarro de la empresa Huawei por sus significativos aportes. iv

5 ÍNDICE GENERAL ÍNDICE DE FIGURAS... vi ÍNDICE DE TABLAS... viii NOMENCLATURA... ix RESUMEN CAPÍTULO 1: Introducción Objetivos Objetivo general Objetivos específicos Metodología CAPÍTULO 2: El mundo de LTE Evolución de los sistemas móviles en las comunicaciones El 3GPP Características generales de LTE Especificaciones LTE (3GPP Release 8) LTE (3GPP Release 9) LTE Advanced (3GPP Release 10) Arquitectura LTE (Rel-8) Equipo de usuario (UE: User Equipment) Red de Acceso Radio Evolucionada (E-UTRAN) Núcleo de Paquetes Evolucionado o Evolved Packet Core (EPC) Protocolos de radio LTE/SAE Capa i

6 2.7.1 Protocolo de la Convergencia de Datos (PDCP: Packet Data Convergence Protocol) Control del Enlace de Radio (RLC: Radio Link Control) Control de acceso a los medios (MAC: Media Access Control) Control de los Recursos de Radio (RRC: Radio Resource Control) Sin-Acceso de Estrato (NAS: Non-Access Stratum) Técnicas LTE / SAE Servicio de Portadora EPS Control de recursos de energía Soporte para una movilidad sin problemas HARQ Modulación y Codificación Adaptativa (AMC) Políticas de Control y Cargo o Policy and Charging Control (PCC) Modelo de Portadora Accesos de radio y duplexación en LTE Técnicas de Duplexación en LTE Modulación en LTE Acceso OFDMA (Downlink) Acceso SC-FDMA (Uplink) Comparación entre OFDMA y SC-FDMA CAPÍTULO 3: El espectro radioeléctrico y su importancia en las comunicaciones móviles Bandas de frecuencia LTE para FDD y TDD Atribuciones de bandas de frecuencias LTE para FDD Atribuciones de bandas de frecuencias LTE para TDD Futuras consideraciones para el espectro IMT Eficiencia espectral con LTE ii

7 3.3 Situación de las redes LTE a nivel internacional Situación de las redes LTE en Latinoamérica CAPÍTULO 4: Situación de LTE en Costa Rica Consideraciones sobre la segmentación de bandas de frecuencia de acuerdo con los estándares internacionales Parámetros de calidad de los servicios de transferencia de datos en Costa Rica Niveles máximos de calidad locales e internacionales CAPÍTULO 5: Transmisión de video sobre una red móvil Incremento en el uso de redes móviles para transmisión de video Tipos de video transmitidos comúnmente sobre red móvil Ancho de banda garantizado Problemas para la transmisión de video en redes móviles Eficiencia espectral de redes 3G/4G y su impacto en transmisión de video Latencia en transmisiones móviles aéreas y su impacto en transmisión de video Impacto de la radio interferencia en la transmisión de video Impacto de la movilidad en el rendimiento de redes móviles celulares Handovers y su impacto en la transmisión de video Retransmisiones y su impacto en transmisión de video Mecanismos para la asignación del recurso disponible Impacto de la señalización en la vida útil de la batería Métricas para caracterizar la calidad de la experiencia de usuario en video Canales con mínimo ancho de banda CAPÍTULO 6: Sub sistema Multimedia IP IMS (IP Multimedia Subsystem) Arquitectura IMS Servidor de control de llamada o Call Session Control Server (IMS CSCF) Breakout Gateway Control Function (BGCF) Media Gateway Control Function (MGCF) iii

8 6.1.4 Media Server Function Control (MSCF) SIP Application Server (SIP-AS) Beneficios de una estructura de red IMS Algunos servicios de valor añadido en el IMS: Pulsa Para Hablar o Push to Talk over Cellular (PoC o PTT) CAPÍTULO 7: Nuevos desarrollos para LTE: Despliegues VoLTE Servicio de voz en LTE Fases para el despliegue de LTE Clasificación de terminales Resumen de la red de acceso Servicios en la nube o Cloud computing Backend as a Service (Baas) Ciencia en la nube: Acelerando los descubrimientos en el siglo XXI Dropbox Adobe Creative Cloud Controversias del Cloud computing Posibles aplicaciones de LTE: Monitoreo en tiempo real de cámaras en carros (dashcams) Desarrollo de VoLTE a nivel mundial Los requisitos de las aplicaciones VoLTE y VoIP VoIP del operador de súper aplicaciones (super-app) Conclusiones y recomendaciones Conclusiones Recomendaciones BIBLIOGRAFÍA Documentos Sitios web iv

9 A. APÉNDICES A.1 APENDICE 1. Cronograma de actividades ANEXOS v

10 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Versiones del proyecto 3GPP Figura 2. Topología básica de red LTE Figura 3. Arquitectura de red LTE Figura 4. Red de Acceso Radio Evolucionada Figura 5. Separación funcional entre enb y MME/GW Figura 6. Protocolos del plano de usuario Figura 7. Pila de protocolos del plano de control Figura 8. Estructura Capa 2 para Downlink Figura 9. Estructura Capa 2 para Uplink Figura 10. Servicio de portadora EPS para QoS Figura 11. Transición de estados en el UE Figura 12. Handover entre enbs Figura 13. Modulación adaptativa LTE Figura 14. Arquitectura de Policy and Charging Control Figura 15. La capacidad de transmisión total entre suscriptores móviles y las redes externas es limitada Figura 16. Esquemas de duplexación utilizados en LTE Figura 17. Modulación OFDM en el dominio del tiempo y de frecuencia Figura 18. Comparación entre OFDMA y SC-FDMA Figura 19. Las ondas electromagnéticas se dividen en luz visible, infrarroja, ultravioleta, rayos X, rayos gama, radiofrecuencia y microondas Figura 20. Relación de rendimiento respecto al ancho de banda de canal Figura 21. Desempeño LTE, Downlink (simulaciones 3GPP, 2008) Figura 22. Costo mínimo mensual de servicio LTE con distintos canales Figura 23. Diferencia entre el área de cobertura de la frecuencia de 700 MHz y el de la frecuencia de 2,6 GHz Figura 24. Numero de radio bases y área de cobertura según sea la frecuencia Figura 25. Factores que determinan la eficiencia espectral de una red móvil Figura 26. Operadores con LTE en Latinoamérica y bandas en las que operan vi

11 Figura 27. Evolución de las líneas LTE en el mundo desde el segundo trimestre del 2011 hasta el cuarto trimestre del Figura 28. Disponibilidad del espectro para servicios móviles Figura 29. Pronostico de suscriptores para LTE en Latinoamérica (en millones de usuarios) para los próximos 3 años Figura 30. Traslape en frecuencias de las bandas de 850 MHz y 900 MHz Figura 31. Traslape en frecuencias de las bandas de Europeas y Americanas Figura 32. Espectro IMT concesionado (asignado) por operador de servicios IMT Figura 33. Distribución porcentual de espectro por banda IMT, a partir de un total de 750 MHz Figura 34. Eficiencia espectral de LTE como función del ancho de banda del sistema. 76 Figura 35. Arquitectura HetNet Figura 36. Señalización y su impacto en el uso de la batería. Carga relativa de la red (eje x) y consumo relativo de la batería (eje y) Figura 37. Arquitectura general de IMS Figura 38. Uso de recursos en PoC frente a las llamadas de voz tradicionales Figura 39. VoLTE y VoLGA Figura 40. Estructura de la red de acceso Figura 41. Calidad del servicio (QoS) garantizada en VoLTE Figura 42. Baja latencia. La latencia OTT de extremo a extremo es tres veces mayor en VoIP que en VoLTE Figura 43. Aproximaciones de aplicaciones incrustadas vs. Aproximaciones de aplicaciones OTT Figura 44. Aplicaciones nativas integradas Figura 45. Efecto del Time Interleaving Figura 46. Propuesta de Qualcomm para celdas pequeñas en vecindarios Figura 47. Posibles escenarios para el manejo de la movilidad en NSC Figura 48. Caso de confusión PCI Figura 49. Escenarios de handovers frecuentes en despliegues NSC Figura 50. Regiones piloto contaminadas vii

12 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Especificaciones de red LTE Tabla 2. Velocidades de transmisión para diferentes configuraciones de antena Tabla 3. Comparación de expectativas de QoS y requisitos de rendimiento por tipo de servicio Tabla 4. Atributos de QCI estandarizados por el 3GPP Tabla 5. Bandas de frecuencia asignadas a LTE-FDD Tabla 6. Frecuencias LTE para TDD Tabla 7. Lanzamientos comerciales de LTE TDD Tabla 8. Eficiencia espectral por tecnología de telefonía móvil Tabla 9. Concesión Tabla 10. Concesión Tabla 11. Concesión Tabla 12. Espectro IMT realmente habilitado en Costa Rica (750 MHz) Tabla 13. Niveles máximos de calidad a nivel local Tabla 14. Niveles máximos de calidad a nivel internacional Tabla 15. Consumo de datos por tipo de aplicación Tabla 16. Comparación de tecnologías móviles Tabla 17. Versiones del IMS Tabla 18. Fases de despliegue VoLTE Tabla 19. Terminales VoLTE Tabla 20. Terminales no VoLTE Tabla 21. Modos de acceso Tabla 22. Opciones para aplicaciones móviles viii

13 NOMENCLATURA 3GPP ADSL AMR-WB ANDSF API ARQ AT&T ATM Baas BAM BST CCI CDMA CS CSA CSCF CSFB DECT DMB DPSK DQPSK DVB DVB-H DVB-T enb EPC EPS EUTRAN esrvcc FDD FDMA FTP GAM GBR GFSK GPRS GSM GSMA GW HARQ Third Generation Partnership Project Asymmetric Digital Subscriber Line Adaptive Multi Rate Wideband Access Network Discovery Application Programming Interface Automatic Repeat Request American Telephone & Telegraph Asynchronous Transfer Mode Backend as a service Banda Ancha Móvil Band Segmented Transmission Cloud Computing Initiative Code Division Multiple Access Circuit Switched Cloud Security Alliance Call State Control Function/Call Session Control Server Circuit Switched Fallback Digital European Cordless Telephone Digital Multimedia Broadcasting Differential Phase Shift Keying Differential Quadrature Phase Shift Keying Digital Video Broadcasting Digital Video Broadcast Handheld Digital Video Broadcasting Terrestrial Evolved Node B Evolved Packet Core Evolved Packet System Evolved UTRAN enhanced Single Radio Voice Call Continuity Frequency Division Duplexing Frequency Division Multiple Access File Transfer Protocol Gran Área Metropolitana Guaranteed Bit Rate Gaussian Frequency Shift Keying General Packet Radio Service Global System for Mobile communications GSM Association Gateway Hybrid Automatic Repeat Request ix

14 HD High Definition HE-AAC High Efficiency Advanced Audio Coding HSDPA High Speed Downlink Packet Access HSDPA+ Evolved High Speed Downlink Packet Access HSPA High Speed Packet Access HSPA+ Evolved High Speed Packet Access HSS Home Subscriber Server HTTP Hyper Text Transfer Protocol ICE Instituto Costarricense de Electricidad ICS IMS Centralized Services IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers IMS IP Multimedia Subsystem IMT International Mobile Telecommunications IPv4 Internet Protocol Version 4 IPv6 Internet Protocol Version 6 ISDB Integrated Services Digital Broadcasting ISDB-T Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial ISDB-TB International System for Digital Broadcast, Terrestrial, Brazilian version ISDN Integrated Services Digital Network LSTI LTE/SAE Trial Initiative LTE Long Term Evolution MAC Medium Access Control magcf Mobile Access Gateway Control Function MBaaS Mobile Backend as a Service MGCF Media Gateway Control Function MIMO Multiple Input Multiple Output MME Mobility Management Entity MPE-FEC Multiprotocol Encaptulation Forward Error Correction MPEG Moving Picture Experts Group MPEG L2 MPEG Layer 2 MPEG-2 Moving Picture Experts Group 2 (H.222/H.262) MPEG-4 Moving Picture Experts Group 4 (ISO / IEC JTC1 / SC29/WG11) MRF Multimedia Resource Function MSC Mobile Switching Centre MSCF Media Server Function Control MTC Ministerio de Transportes y Comunicaciones (de Perú) NAS Non Access Stratum NGN Next Generation Network NLM Network Listening Module NMT Nordic Mobile Telephone NSC Neighborhood Small Cells OEM Original Equipment Manufacturer OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access x

15 OpEx Operating Expenses OSIPTEL Organismo Supervisor de Inversión Privada en Telecomunicaciones (de Perú) OTT Over the Top PCI Physical Channel Identifier PDCP Packet Data Convergence Protocol PDN Packet Data Network PGW Packet data Network Gateway PNAF Plan Nacional de Atribución de frecuencias (de Costa Rica) PoC Push to Talk over Cellular POTS Plain Old Telephone Service PS Packet Switched QAM Quadrature Amplitude Modulation QCI QoS Class Indicator QoE Quality of Experience QoS Quality of Service QPSK Quadrature Phase Shift Keying RCS Rich Communication Suite RLC Radio Link Control RNC Radio Network Controller ROHC Robust Header Compression RRC Radio Resource Control RRM Radio Resource Management RSRP Reference Signal Recieved Power RTCP Real Time Control Protocol RTP Real Time Transport Protocol RTSP Real Time Streaming Protocol SAE System Architecture Evolution SDK Software Development Kit SGSN Serving GPRS Support Node SGW Serving Gateway SON Self Organizing Networks SIMO Single Input Multiple Outputs SINR Signal to Interference plus Noise Ratio SIP Session Initation Protocol SMS Short Message Service SRVCC Single Radio Voice Call Continuity SUTEL Superintendencia de Telecomunicaciones de Costa Rica TAC Tracking Area Code TCP Transmission Control Protocol TDD Time Division Duplexing TDMA Time Division Multiple Access TD-SCDMA Time Division Synchronous Code Division Multiple Access TDT Televisión Digital Terrestre xi

16 UDP UE UIT UMTS URI UTRA UTRAN VANC VoIP VoLGA VoLTE WCDMA Wi-Fi WiMAX WMAN User Datagram Protocol User's Equipment Unión Internacional de Telecomunicaciones Universal Mobile Telecommunications System Universal Resource Identifier Universal Terrestrial Radio Access Universal Terrestrial Radio Access Network VoLGA Access Network Controller Voice over Internet Protocol Voice over LTE via Generic Access Voice over LTE Wideband Code Division Multiple Access Wireless Fidelity Worldwide Interoperability for Microwave Access Wireless Metropolitan Acces Network xii

17 RESUMEN Este seminario de graduación es un estudio teórico actualizado que trata varios aspectos relacionados con la nueva tecnología móvil LTE o Long Term Evolution en la cual este país está planeando involucrarse desde hace algunos años. Como lo indica el título, se le da un mayor énfasis a la parte de los servicios, sus características y otras consideraciones de importancia. El mercado de las telecomunicaciones experimenta cambios a grandes revoluciones, los nuevos terminales y servicios de contenido son el mejor reflejo de ello. A raíz de un reciente crecimiento exponencial en la demanda de datos, las tecnologías móviles 3G han quedado cortas considerando las expectativas de muchos clientes en diferentes partes del mundo. Partiendo de los orígenes de LTE, es decir lo que fue la propuesta (y sus posteriores versiones o releases) del 3GPP, se estudian las características de la tecnología tales como sus modos de acceso, técnicas de modulación, especificaciones de ciertos servicios, la arquitectura de una red LTE, así como la importancia de cada uno de los elementos de dicha red, entre otros aspectos. Meses antes de comenzar este trabajo, se supo del gran inconveniente que para varios compañeros universitarios significó, en la elaboración de sus proyectos, en particular el asunto de la confidencialidad de la información por parte de los diferentes operadores de telefonía móvil que hay en el país. Anteriormente el ICE era muy proclive a dar asistencia con fines académicos, no obstante, todo cambió radicalmente al estar ahora en competencia abierta con otros proveedores de servicios. Fue precisamente por esa razón que se decidió hacer este seminario enfocándose en la parte de los servicios. Tampoco es ningún secreto para nadie que hoy en día Costa Rica se encuentra rezagada en esta parte, razón por la cual es mucho más fácil ver cómo andan otros países líderes y, a partir de eso, darse a la tarea de marcar un posible y deseable escenario para la adopción de una nueva tecnología en el país. Básicamente se identifican cuáles son los servicios más factibles de implementar con LTE. Dado que las aplicaciones de streaming de video se proyectan con mayor crecimiento, fue necesario dedicar todo un capítulo al tema de transmisión de video 1

18 sobre una red móvil. De esta forma se repasan los requisitos básicos de ancho de banda, velocidades de transmisión uplink y downlink, así como características de retardo (latencia), QoS y otras. Ante dicho escenario los operadores pretenderán administrar los recursos limitados de la red de la forma más inteligente posible y es aquí en donde entran en juego las políticas de control como una práctica justa (fair usage) para todos los abonados y para un cobro tarifado por cada uno de los respetivos servicios brindados. En LTE el nuevo sistema de identificadores de calidad hará posible que los operadores ofrezcan nuevos planes para los usuarios con un mínimo ancho de banda garantizado. En ese sentido, también es importante considerar lo establecido en el Reglamento de Prestación y Calidad de Servicios de la Sutel (RPCS) sobre las condiciones mínimas de calidad de los servicios de telecomunicaciones disponibles al público en general por parte de los operadores. Lo importante aquí del RPCS es que establece umbrales de retardo y pérdida de paquetes óptimos para un funcionamiento adecuado de los diferentes tipos de servicios de LTE de acuerdo con las especificaciones del 3GPP. Se citaran otros servicios complementarios tales como las cámaras de carros (Dashcams) y las llamadas aplicaciones en la nube (cloud computing) que están de moda últimamente, Dropbox es un claro referente de servicios de alojamiento de archivos multiplataforma en la nube. También se advertirá sobre las controversias existentes en el tema de seguridad de datos derivadas de dichas aplicaciones cloud. Se hace una importante mención a la cuestión del espectro radioeléctrico, tema de una relevancia intrínseca para lo que será un eventual despliegue de redes LTE. En resumen, se averigua la forma en la cual otros países se están dirigiendo en esta área y de acuerdo con lo observado, actualmente, en Costa Rica que pertenece a la región 2 (América) establecida por la UIT, se propondrán las siguientes bandas para implementar LTE: 1800 MHz, 2600 MHz (banda 7), 800 MHz (banda 20) y AWS (banda 4). Además de las políticas de neutralidad seguidas por este país, con el fin de fomentar una eficiente distribución del espectro (que es un bien público), es de suma importancia el fomento de las nuevas tecnologías, ya que conllevan a una notable mejora en la eficiencia espectral. 2

19 Se estudia uno de los más recientes desarrollos para LTE, a saber la aplicación VoLTE (voz sobre una red LTE) y cuyo objetivo es proporcionar la capacidad de utilizar la red LTE para gestionar llamadas de voz, inicialmente no incluido en los planes de la nueva tecnología. Esto no solamente significa una mejora en la calidad de audio, además al utilizar una estructura IMS se proporciona una serie de funciones (genéricas en su estructura e implementación) reutilizadas por todos los servicios de la red, dando al operador una significativa reducción de costos de la red. Se conocerá los terminales LTE, estos clasificables en terminales VoLTE y no VoLTE, al ser clara la ventaja de momento para los terminales no VoLTE, pues se apoyan en las redes 2G/3G existentes para dar servicios de voz, lo cual le ofrece una mayor movilidad a los usuarios. Además se detallarán cuáles son los pasos (fases) a seguir por parte de los operadores para el despliegue final de redes LTE. Con este documento no se pretende simplemente elaborar una guía base para los lectores interesados en saber cuáles serán los servicios de contenido por implementar o mejorar vía LTE, también se analiza cómo se encuentra la realidad nacional ante un tema tan amplio, innovador y que de momento no hay igual en este país como el LTE, este es el principal aporte del trabajo. 3

20 1. CAPÍTULO 1: Introducción Pese a hacer énfasis en la parte de servicios, el presente trabajo también plantea, de manera integral, un conjunto de temas relacionados con lo que será (en un futuro muy cercano) la entrada al país de la tecnología LTE, inicialmente en sus despliegues de Release 8 o 9. De momento es muy difícil poder hablar sobre un eventual ingreso del Release 10 de LTE al mercado nacional, dicho estándar llamado LTE Advanced fue definido oficialmente por el grupo de trabajo de radiocomunicaciones de la UIT Sector Radio o UIT-R (al igual que el WiMAX m) como la primera versión de IMT Advanced que, en la jerga popular, se le llama con el nombre de 4G. Las tecnologías móviles compiten actualmente (y al mismo tiempo se complementan) con las fijas, al ofrecer la ventaja de que muchas veces llegan a lugares remotos en donde no han llegado las estructuras de cableado de las diferentes empresas (estatales o privadas), pero sí los enlaces de transmisión. De la misma manera las suscripciones por BAM superan considerablemente a las de Banda Ancha Fija, al erradicar la brecha digital (demanda insatisfecha). Es así como se materializan algunos principios fundamentales para el desarrollo de cualquier nación como por ejemplo el principio de la universalidad de los servicios de telecomunicaciones que se garantiza en la Ley General de Telecomunicaciones al crear FONATEL como fuente para la implementación del servicio universal. Al ser tan reciente su desarrollo, la tecnología LTE se encuentra aun en evolución. Se menciona cuáles son los diferentes lanzamientos o releases del 3GPP, así como su arquitectura y sus diferentes características. Se hablará de la forma en la cual otros países la han podido implementar desde hace varios años y se reseñará la situación actual del mercado nacional de las telecomunicaciones y parte del escenario Latinoamericano contemporáneo, probablemente ambos ya cambiantes para cuando este trabajo se haya concluido. Se estudia la cuestión del espectro radioeléctrico, cuáles son las bandas propuestas a nivel mundial para implementar LTE así como cuáles son las ventajas o desventajas de emplear la una o la otra, aunque de momento ya hay una marcada preferencia a nivel mundial sobre ciertos segmentos. 4

21 A continuación se verá más a fondo cuáles son las nuevas tendencias en la parte de servicios móviles los cuales marcarán el paso para lo que viene en LTE. Serán de gran envergadura los servicios relacionados con la transmisión de video sobre redes móviles en esta plataforma, ya que se trata justamente de uno de los mayores atractivos de la nueva tecnología. Más que todo, se analizarán los servicios más factibles de implementar con LTE. De esta forma, se compararán los servicios OTT proveídos por terceros y las más recientes aplicaciones a nivel de operador conocidas como aplicaciones incrustadas o Embedded Applications, mismas que representan en sí un conjunto notable de mejoras de calidad del servicio en voz y datos. 5

22 1.1 Objetivos Objetivo general Realizar un estudio sobre los servicios de contenido en redes de Banda Ancha Móvil (BAM) que se implementarían en el ámbito nacional con la tecnología LTE Objetivos específicos 1. Explorar cuáles son las nuevas tendencias en servicios de contenido (aplicaciones) de los usuarios móviles, sus características y la forma en que mejoran mediante LTE. 2. Realizar una descripción teórica general sobre la arquitectura y características (tales como velocidad, esquemas de modulación, modos de acceso, entre otras) de una red móvil LTE. 3. Enunciar los requerimientos técnicos para una transmisión de video sobre redes móviles LTE en cuanto a mejoras y obstáculos derivados de la propia naturaleza del servicio. 4. Mencionar cual es la situación actual del mercado nacional de las telecomunicaciones en materia de regulación del espectro ante la eventual entrada de la tecnología LTE al país (Release 8). 5. Comparar el desarrollo presentado en redes LTE en otros países con respecto al que se podría tener en este país. 6

23 1.2 Metodología Para realizar este trabajo se ha hecho una investigación en diversas fuentes de información. Las principales fuentes se han extraído de Internet, de la consulta a sitios web con valiosa información tales como páginas de proveedores de equipos de telecomunicaciones (Ericcson, Huawei, Qualcomm), organismos internacionales (IEEE, UIT, ETSI, 4G Americas) o medios de prensa en general. Una de las mayores ventajas de Internet es que cuenta con información muy actualizada referente a los temas de interés: la parte de servicios y el avance más reciente de otros países en materia de redes LTE. También se ha apoyado la investigación con libros de teoría de radio, de comunicaciones móviles y con publicaciones de revistas de firmas consultoras (Convergencialatina). También han contribuido de manera muy significativa algunas reuniones, charlas por teléfono o correos electrónicos ya sea de consultas o intercambio de información a partir del personal de la Sutel, el ICE, Telefónica, el Ministerio de Ciencia y Tecnología y de empresas como Ericsson y Huawei. 7

24 2. CAPÍTULO 2: El mundo de LTE. [3 y 11] 2.1 Evolución de los sistemas móviles en las comunicaciones. [10] En el año 1946, AT&T obtuvo los permisos necesarios de la Comisión Federal de Comunicaciones de los Estados Unidos para comercializar el servicio celular en automóviles. En esta ocasión también se introdujo el concepto de reutilizar las radiofrecuencias que se convertiría en pieza fundamental para las subsecuentes tecnologías de comunicación móvil. Un gran avance se dio cuando se expandió el servicio celular a nivel internacional. Los primeros sistemas de este tipo fueron el sistema móvil nórdico de telefonía (NMT) establecido en 1981 en los países nórdicos y el servicio avanzado de telefonía móvil en Norteamérica. En esta etapa aun se ofrecía el servicio celular solamente en automóviles debido al alto consumo energético de estos aparatos. Con la aparición de los sistemas móviles celulares surgió el concepto de itinerancia o roaming que consiste en dar servicio a usuarios fuera de la red de su operador local. Esto amplió más el mercado convirtiéndose en una opción muy atractiva para nuevas compañías. Los sistemas analógicos comúnmente encontrados en los años 80 soportaban servicios telefónicos tradicionales que consistían solo en voz junto con otros servicios suplementarios. No fue sino con el advenimiento de la tecnología digital que surgió una segunda generación de servicios de comunicación móviles. En esta segunda generación se mejoró considerablemente la capacidad de los sistemas para dar una más consistente calidad del servicio y desarrollar más atractivos dispositivos móviles. Varios estándares fueron desarrollados en distintas partes del mundo, todos adoptaron el sistema TDMA como base. Los servicios iniciales en estas redes TDMA fueron enfocados en aplicaciones de ancho de banda estrecho como el servicio de voz. Tanto en TDMA como en GSM los mensajes de texto (SMS) se transmiten utilizando como vector un canal de señalización que, aun cuando es digital, no es por paquetes. La velocidad de transmisión inicial en 2G fue de 9.6 kbps. 8

25 Con el despliegue y la aparición de redes 3G y, gracias a su mayor ancho de banda, fue posible consolidar servicios que solo había sido posible planear, pero no implementar en 2G. El desarrollo de la tecnología 3G se remonta a los años 90, sin embargo la iniciativa fue liderada luego por el proyecto 3GPP en años posteriores. Esto se dio gracias a la necesidad de una estandarización, pues una coordinación a escala mundial iba a presentar un panorama global para el desarrollo y comercialización de los servicios. El desarrollo de los estándares 3G se remonta a los años 80 cuando en ese entonces se definía un plan para el futuro de las comunicaciones móviles. Lo primero por definir fue un marco de servicios, arquitecturas de red, el espectro a utilizar y la metodología de evaluación. Se definieron componentes para comunicaciones terrestres y satelitales. En sus inicios se definió una velocidad esperada máxima de 2 Mbps una vez se hubieran implementado las primeras redes 3G, aunque hoy en día se alcanzan velocidades muy superiores. En 1998 el proyecto 3GPP tomó el liderato en la tarea de realizar un estándar para tecnologías celulares de tercera generación. En este proyecto colaboraron institutos y entidades de muchos países con el afán de una mutua colaboración y de eliminar el desarrollo paralelo de esfuerzos que solo llevarían a una pérdida de recursos. El proceso de estandarización no se puede hacer una sola vez y que perdure en el tiempo, es decir se debe actualizar continuamente en base con los requerimientos y especificaciones conforme evolucione la tecnología. Básicamente el proceso de estandarización incluye las siguientes cuatro fases: 1. Requisitos en donde se decide que se va a lograr con el estándar. 2. Arquitectura, en donde se definen los principales bloques funcionales e interfaces. 3. Especificaciones detalladas en donde se explica en detalle cada interfaz. 4. Pruebas y verificación en donde las especificaciones son probadas con aparatos y tecnología existente en la vida real. Todas estas fases se caracterizan por ser iterativas y por ocurrir al mismo tiempo, por ejemplo puede darse el caso en el cual las especificaciones técnicas tengan que cambiarse debido a problemas encontrados durante la fase de pruebas y verificación. 9

26 En la primera fase se define cuál será el alcance del estándar. Esto es decidido generalmente por un concejo u organización encargada de liderar la estandarización. En la fase de arquitectura se definen los puntos de referencia y las interfaces. Esta es, por lo general, una fase muy larga y conlleva a cambios en los requisitos. Luego de definir las interfaces requeridas y los bloques funcionales en la etapa de arquitectura, en la siguiente etapa se detallan las especificaciones requeridas para cada interfaz, durante esta etapa es posible encontrar problemas los cuales requieran cambios en la arquitectura. Finalmente, en la etapa de pruebas, desarrollada en paralelo por diferentes proveedores, se asegura que el sistema sea estable y se definen las pruebas necesarias que deben cumplir los dispositivos para formar parte del estándar. 2.2 El 3GPP (Proyecto Asociación de Tercera Generación o Third Generation Partnership Project). [10] Es un proyecto combinado formado por varios grupos de especificación técnica de varios países. El propósito inicial del proyecto 3GPP fue definir un estándar para los sistemas móviles de tercera generación basados en la evolución de las redes GSM. Figura 1. Versiones del proyecto 3GPP. [30] 10

27 Los documentos aportados por el 3GPP se dividen en publicaciones o versiones. Cada una adhiriendo nueva información sobre la versión anterior. Por razones históricas la primera versión se nombra por el año en cual fue lanzada (1999) y las siguientes se nombran numéricamente a partir de la versión cuatro. 2.3 Características generales de LTE. [3, 11] El sistema LTE o Long Term Evolution es una colección de tecnologías que inserta a las comunicaciones móviles en una red simplificada de alto rendimiento. Dentro de los avances que entrega LTE se encuentra el aumento de las velocidades de transmisión de datos en la interfaz aérea, esto gracias a la implementación de nuevos tipos de accesos tanto en el uplink como en el downlink, junto con la incorporación de la técnica de acceso con múltiples antenas en el receptor y transmisor (MIMO, es decir Múltiples Entradas y Múltiples Salidas o Multiple Input Multiple Output). La arquitectura simplificada de LTE permite el flujo de datos y voz a través de un mismo sistema de paquetes, basado totalmente en el protocolo IP. En lo que respecta al espectro, LTE provee flexibilidad y escalabilidad entre bandas de frecuencia. Además es capaz de operar en múltiples bandas, incluso las ocupadas por 2G y 3G. LTE tiene la capacidad de solucionar los problemas de la red de forma autónoma, ya que posee un sistema de auto optimización y auto reparación mediante el seguimiento de indicadores en la red junto con la medición de los datos en los terminales. También tiene configuración automática Plug and play 1 al momento de incorporar nuevos elementos a la red, al lograr una fácil actualización de hardware en el sistema. El comportamiento autónomo de la red baja los costos de mantenimiento y actualización. Otra de las mejoras que entrega LTE es el ahorro de energía. LTE incorpora una nueva configuración para el control de recursos de energía denominado Radio Control de Recursos o Radio Resource Control (RRC), el cual permite en estados de inactividad o Idle del terminal reducir el flujo de información pero manteniendo la movilidad. De esta forma se reduce el consumo energético del terminal móvil, estaciones base y en el núcleo de la red. 1 Plug and play: Del inglés enchufar y usar, se refiere a cualquier tecnología que permita a un dispositivo ser conectado a una computadora sin tener que configurar previamente un software específico. 11

28 2.4 Especificaciones. [3, 6, 9, 12] El 3GPP marcó requerimientos exigentes a las tecnologías de acceso con el principal objetivo de que estas evolucionaran, por esta razón lanza especificaciones (Releases) donde se muestran las capacidades que deben tener las redes LTE (3GPP Release 8). [3, 6, 9, 11, 12] En el año 2008 el 3GPP lanzó la especificación número 8 (Release 8), las capacidades se resumen en la Tabla 1. El ancho de banda ocupado en LTE puede estar entre los 1.25 MHz y 20 MHz, esto genera mayor flexibilidad en el proceso de selección del ancho de banda utilizando distintos tipos de acceso radio en los enlaces ascendente y descendente. Tabla 1. Especificaciones de red LTE. [3, 6, 9 y 12] Ancho de Banda 1,25 MHz 20 MHz Modos de transmission FDD, TDD, Half Duplex FDD Movilidad Optimizado Velocidades bajas (0-15 Km/h) Alto rendimiento Velocidades de hasta 120 Km/h Mantiene enlace Velocidades de hasta 350 Km/h Acceso radio Downlink OFDMA Uplink SC-FDMA MIMO Downlink 2x2, 4x2, 4x4 Uplink 1x2, 1x4 Velocidad de 173 Mbps 2x2, Downlink transmisión a 20 MHz 326 Mbps 4x4 Uplink 86 Mbps 1x2 Modulación Adaptativa QPSK, 16-QAM, 64-QAM Latencia Menor a 10 ms 12

29 LTE tiene un buen desempeño al establecer una comunicación en movimiento, el sistema fue diseñado para operar de forma óptima a velocidades de 15 km/h, sin embargo el sistema es capaz de operar a velocidades de hasta 350 km/h. Se incorpora el método de acceso MIMO para lograr el aumento de la velocidad de transferencia dependiendo de la cantidad de antenas agregadas. Es importante señalar que para el enlace ascendente (uplink) el sistema siempre ocupa una configuración SIMO (única entrada múltiples salidas, del inglés Single Input Multiple Outputs), es decir que el terminal móvil transmite por una sola antena varios canales y la estación base recibe la información de varios canales por varias antenas. La Tabla 2 muestra las velocidades de transmisión para LTE (FDD) en el uplink y downlink para las diferentes configuraciones de antena. Tabla 2. Velocidades de transmisión para diferentes configuraciones de antena. [3] LTE downlink Configuración antena 1x1 2x2 4x4 con 64-QAM Velocidad máxima 100 Mbps 172,8 Mbps 326,4 Mbps LTE uplink Tipo de modulación QPSK 16-QAM 64-QAM con SISO Velocidad máxima 50 Mbps 57,6 Mbps 86,4 Mbps El sistema LTE permite velocidades máximas de descarga de datos a 326 Mbps con una configuración MIMO 4x4 (i.e 4 antenas para transmitir señales y 4 antenas que reciben esas señales) para un ancho de banda de 20 MHz. En el enlace ascendente la velocidad máxima alcanza los 86 Mbps para un ancho de banda de 20 MHz. Además de las mejoras de la velocidad máxima de transmisión, el sistema LTE ofrece de dos a cuatro veces mayor eficiencia del espectro en las celdas en relación con la tecnología UMTS, esta mejora es reflejada en rendimiento (throughput) 2. En cuanto a la latencia, la interfaz de radio de LTE proporciona retardos menores a los 10 ms para la transmisión de un paquete de la red al terminal móvil (muy por debajo de los 50 ms de HSPA+). Al permitir una experiencia de usuario con mayor capacidad de 2 El throughput corresponde al volumen de información o tráfico que fluye a través de las redes de datos como las de BAM. Es un índice que indica los niveles de eficiencia de las redes. En particular, el throughput corresponde a la relación que hay entre la cantidad de paquetes que pasa por un punto y la que se ha transmitido con éxito, es decir, es una relación entre el tráfico efectivo y el tráfico total (que incluye las retransmisiones por errores o interferencias). 13

30 respuesta se promueve el desarrollo de servicios interactivos y en tiempo real, como por ejemplo videoconferencias o juegos de video en línea. LTE también entrega mayores áreas de cobertura en comparación a su sistema predecesor. Una celda LTE ofrece un rendimiento óptimo para un radio de hasta 5 km, un rendimiento efectivo para un radio de hasta 30 km y un rendimiento limitado en torno a los 100 km. Debido a este aumento de las capacidades de cobertura la planificación de las redes es mucho más flexible y de menor costo, ya que requiere una menor cantidad de estaciones base para cubrir un área LTE (3GPP Release 9). [11] En el año 2009 se lanzó la especificación número 9, trajo algunas mejoras a las características introducidas en el Release 8. Sin embargo, en este Release se introdujeron conceptos importantes como: Introducción a las femtoceldas o Home enodeb (HeNB). Características de redes auto organizadas o Self Organizing Network (SON). Servicios de localización o Location Services (LCS) para determinar con precisión la ubicación de un terminal móvil LTE Advanced (3GPP Release 10). [11] El Release 10 trajo una gran mejora al sistema LTE. Se mejoró el desempeño para los dispositivos móviles localizados a cierta distancia de la radio base. Entre sus características más notables aparecen: Velocidad de datos máxima de 1 Gbps para el enlace descendente (DL) y de 500 Mbps para el enlace ascendente. Añadidura de portadoras, lo que permite la combinación de hasta cinco portadoras independientes para contar con anchos de banda de hasta 100 MHz. Configuraciones de orden superior para MIMO de hasta 8x8 de bajada y 4x4 de subida. Nodos de retransmisión para apoyar Redes Heterogéneas o Heterogeneous Networks (HetNest), que contienen una amplia variedad de tamaños de celda. 14

31 El sistema debe soportar una eficiencia espectral pico de hasta 30 bps/hz en el enlace descendente y de 15 bps/hz en el enlace ascendente, con una configuración de antena de 8x8 o menos en downlink y de 4x4 o menos en uplink. 2.5 Arquitectura LTE (Rel-8). [5, 11] En LTE se propone la introducción de EUTRAN, en donde la diferencia más significativa con UTRAN es la eliminación de los RNCs al incorporar nodos B evolucionados (enb) a los cuales se les añaden las funcionalidades que hasta ahora realizaban estos. De esta forma el control de los recursos de radio y la comunicación entre enb cercanas es mucho más directa. Figura 2. Topología básica de red LTE. [5] Dichos enbs se conectarán a través de la interfaz S1 al Núcleo de Paquetes evolucionado o EPC, mientras tanto mediante la interfaz X2 se interconectan con otros enbs adyacentes para permitir los traspasos intercelulares o inter handover. 15

32 Desde el punto de vista del Núcleo de Red, si bien las redes precedentes al desarrollo de LTE son híbridas al disponer de los dominios de conmutación de circuitos y de conmutación de paquetes, una de las novedades que presenta LTE consiste en que la convergencia de los servicios de voz y datos proporciona el transporte de todo tipo de tráfico mediante una arquitectura basada en IP, esto supone la eliminación del dominio de circuitos e incorpora el concepto de Red Plana. Lo anterior se muestra en la figura 2. En la figura 3 se representa a los elementos funcionales e interfaces que forman parte del EPS y su relación con otras redes de acceso, estos se describen a continuación. Figura 3. Arquitectura de red LTE. [5] Equipo de usuario (UE: User Equipment). [5, 11] El equipo de usuario en esta tecnología es más sofisticado, permite servicios más completos y soporta mayores velocidades de transferencia. Además cuando se encuentra 16

33 sin uso pasa a un estado inactivo o Idle, el cual permite el ahorro de energía en el terminal sin perder la movilidad Red de Acceso Radio Evolucionada (E-UTRAN). [5, 11] Para LTE la Red de Acceso Radio Evolucionada consta de un único elemento, el enb que actúa de interfaz con el terminal del usuario. Entre sus funciones se encuentran las de gestionar los recursos radio, encriptación/desencriptación de la información de los planos de usuario y control, así como la compresión/ descompresión de las cabeceras de paquetes en los enlaces descendente/ascendente en el plano de usuario. Figura 4. Red de Acceso Radio Evolucionada. [11] Núcleo de Paquetes Evolucionado o Evolved Packet Core (EPC). [5, 11] Las entidades básicas para soportar la movilidad son tres: la Entidad de gestión de movilidad o Mobility Management Entity (MME), el Serving Gateway y el Packet Data Network Gateway (PDN Gateway). Mientras tanto, la MME es responsable de la señalización, los dos Gateways se emplean para los datos del usuario. 17

34 Por medio de la interfaz S1 la red de acceso radio se interconecta con el núcleo de la red o EPC. Dicha interfaz consta del plano de control S1-MME entre el enb y el MME, y del plano de usuario S1u entre el enb y el Serving Gateway. La relación múltiple de la interfaz S1 proporciona redundancia y reparto de carga, ya que se conecta cada enb a varios MMEs y SGWs. 3.a) SAE Gateway (System Architecture Evolution). [5, 11] Está formada por dos entidades lógicas del plano de usuario, el Serving Gateway y el PDN Gateway, al servir de interfaz entre la red de acceso y las diferentes redes de paquetes. En la práctica y en función de los escenarios desplegados, ambos Gateways se pueden implementar como un único elemento de red. Esta separación entrega un mayor control de los datos y una mejor calidad de tráfico cuando la red está congestionada. El Serving GW se encarga entre otras de las siguientes funciones: Interviene de forma activa en el proceso de movilidad cuando se produce un traspaso (handover) entre enbs. Mediante la interfaz S4, basado en protocolo GTP (GPRS Tunneling Protocol) es la entidad involucrada con el tráfico de usuario en caso de movilidad entre LTE y otra tecnología 3GPP. En caso de ser necesario, disponer de información del tráfico de usuario ante un requerimiento judicial, se encarga de replicar dicha información. Por su parte, el PDN-GW se considera el punto de entrada/salida del tráfico hacia/desde el usuario, proporcionando conectividad hacia el resto de redes externas y destacan las siguientes tareas: A través de la interfaz S7 se realiza la transferencia de las políticas de calidad de servicio y tarificación aplicadas al tráfico de usuario entre las Políticas de Control y Cobro PCRF (Policy and Charging Rule Function) y el PDN GW. Facilita la movilidad transparente y la continuidad en las sesiones de usuario cuando éste se desplaza entre redes de acceso tecnológicamente heterogéneas, es decir desde una red alineada con el 3GPP (GSM, UMTS, HSPA) a otra red no alineadas con el 3GPP (WiMAX o Wi-Fi), o viceversa. 18

35 3.b) Entidad de gestión de movilidad o Mobility Management Entity (MME). [5, 11] Constituye una entidad del plano de control, encargada únicamente de la señalización, por lo tanto por ella no transitan los paquetes con tráfico de datos de los usuarios. Mediante la interfaz S3 basada en el protocolo GTP, al igual que la interfaz S4 se realiza el control de señalización para la movilidad con redes 3GGP e interactúa con el Servidor de Suscriptores Abonados o Home Suscriber Server (HSS) a través de la interfaz S6a, basada en el protocolo Diameter 3 como responsable de realizar el proceso de autenticación. Disponer de un elemento de red dedicado a la señalización y separado funcionalmente de los Gateways, aporta a los operadores la ventaja de poder crecer la capacidad de señalización de forma independiente del tráfico de usuario. Gracias a la flexibilidad de la arquitectura es posible el empleo de un único nodo para implementar el SGSN y la MME, al disponer de una red con un núcleo de paquetes común para múltiples tecnologías como GSM, UMTS/HSPA y LTE. Figura 5. Separación funcional entre enb y MME/GW. [11] 3 Diameter es un protocolo de red para la autenticación de los usuarios conectados remotamente a Internet. 19

36 En la figura 5 se muestra la separación funcional entre el E-UTRAN y el EPC. Los cuadros amarillos representan los bloques de la red, los blancos las funciones de cada bloque en el plano de control y en color azul se muestra la capa de protocolos de radio. 2.6 Protocolos de radio LTE/SAE. [12] Para realizar las funciones de cada bloque de la red y así obtener una correcta transferencia de datos de control y de usuario en la interfaz aérea, se requiere de una capa de protocolos en los bloques de la red. En las figuras 6 y 7 se muestra la arquitectura de protocolos de radio para cada plano. Figura 6. Protocolos del plano de usuario. [12] Figura 7. Pila de protocolos del plano de control. [12] 20

37 La pila de protocolos en el plano de usuario (figura 6) permite la transferencia en la interfaz aérea entre el terminal UE y la estación base enb. Además el protocolo IP permite la asignación de la dirección IP al UE desde el PGW. Para el plano de control (figura 7) la transferencia de datos ocupa los mismos protocolos con respeto al plano de usuario. Además agrega el protocolo de control de recursos de radio (RRC) que gestiona los recursos energéticos, la movilidad del UE y el protocolo NAS a través de una comunicación directa entre el enb y MME. 2.7 Capa 2. [11] Los protocolos permitidos por el enlace en el uplink y downlink son: El Protocolo de convergencia de datos en paquetes o Packet Data Convergence Protocol (PDCP), Control de Radioenlace o Radio Link Control (RLC) y el Control de Acceso al Medio o Medium Access Control (MAC). A estos tres protocolos se les denomina capa 2. Figura 8. Estructura Capa 2 para Downlink. [11] 21

38 Figura 9. Estructura Capa 2 para Uplink. [11] Para el enlace descendente (downlink) el orden de los protocolos desde el terminal hacia el enb es MAC, RLC y PDCP. En el enlace ascendente (uplink) el orden de los protocolos desde el enb hacia el UE es PDCP, RLC y MAC. Las funciones de cada protocolo se resumen a continuación Protocolo de la Convergencia de Datos (PDCP: Packet Data Convergence Protocol). [5, 11] Para el plano de usuario las principales funciones de la subcapa PDCP son: Compresión y descompresión de datos de cabecera mediante el protocolo ROHC (Robust Header Compression). Transferencia de datos de usuario en la interfaz aérea. Entrega en secuencia de las unidades de paquetes de datos. Cifrado y descifrado. 22

39 Detección de paquetes duplicados en el handover. En el plano de control realiza las siguientes funciones: Cifrado y protección de los paquetes. Transmisión de datos Control del Enlace de Radio (RLC: Radio Link Control). [5, 11] El RLC puede estar configurado en modo confirmación (AM) o en modo sin confirmación (UM) para la transferencia en secuencia de los paquetes de datos. El modo UM puede ser usado para portadoras de radio las cuales toleran un valor determinado de pérdidas. Los principales servicios y funciones que entrega esta subcapa son: La transferencia de paquetes de datos sin pérdidas a la capa siguiente. Corrección de errores a través del ARQ, solo en transferencia AM. Concatenación, segmentación y reensamble de paquetes de datos. Detección de errores, paquetes duplicados y recuperación de datos Control de acceso al medio (MAC: Media Access Control). [5, 11] El protocolo MAC se encarga de controlar el acceso a la red en el enlace ascendente y descendente. Esta subcapa entrega los siguientes servicios: Asignación de los canales lógicos (canales de control y usuario) y canales de transporte. Multiplexación y demultiplexación de las unidades de paquetes de datos de la subcapa superior RLC. Reportes de la organización de los paquetes. Corrección de errores a través del protocolo HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request) permite corregir los errores en la trasmisión de paquetes entre la estación base y el UE. La información del usuario es transmitida varias veces usando diferente codificación; cuando un paquete defectuoso es recibido, el dispositivo lo almacena y luego lo combina con las retransmisiones para así recuperar el paquete libre de errores. 23

40 Selección del formato de transporte. Relleno de información (Padding). Los protocolos RRC y NAS de control no están involucrados en la transferencia en la interfaz aérea, pero permiten entregar movilidad al UE. En las siguientes secciones se muestran sus funciones Control de los Recursos de Radio (RRC: Radio Resource Control). [5, 11] Este protocolo que gestiona los recursos de radio realiza las siguientes funciones: Establecimiento, configuración, mantenimiento y liberación de una conexión RRC entre el UE y el acceso de radio. Establecimiento, configuración, mantenimiento y liberación de una portadora de radio broadcast (permite realizar broadcast, concepto está en la sección 2.8.2). Funciones de movilidad para localización (paging). Funciones de seguridad incluida la de gestión de claves. Reporte de informaciones de medición y control del UE. Funciones de gestión de calidad de servicio Sin Acceso de Estrato (NAS: Non Access Stratum). [5, 11] Este protocolo del plano de control entre el UE y la MME en la interfaz de radio, permite el soporte de la movilidad de los UE y la gestión de sesiones para establecer y mantener la conectividad IP entre el UE y el PGW. Realiza varias de las funciones específicas de la MME tales como: Gestión de Portadoras EPS. Autentificación (con el HSS). Control de seguridad. Manejo de la movilidad en el estado inactivo Idle. Paging originados en estado Idle. 24

41 2.8 Técnicas LTE / SAE. [11] En los bloques de la arquitectura LTE se han incorporado técnicas las cuales permiten la correcta transferencia de cualquier servicio, ahorro en recursos energéticos y mayor movilidad. Los sistemas que entregan estas mejoras son: Servicio de Portadoras EPS. Control de recursos de energía. Sistema de soporte de movilidad. HARQ. Modulación y codificación adaptativa Servicio de Portadora EPS. [11] Aplicaciones tales como voz, navegación web, videoconferencia y streaming de video tienen necesidades especiales de QoS (del inglés Quality of Service que significa Calidad de Servicio). Estas necesidades deben considerarse sobre todo para redes basadas totalmente en transmisión de paquetes IP. Por ejemplo, para aplicaciones como voz es necesario entregar prioridad de tráfico para recuperar la información transmitida de forma fiel, por este motivo LTE posee un sistema que entrega prioridad a servicios especiales, rediciendo los retardos en la comunicación y otorgándole así una buena experiencia al usuario. 25

42 Figura 10. Servicio de portadora EPS para QoS. [11] En el Evolved PS (EPS), los flujos de paquetes para las aplicaciones con QoS específicos (flujos QoS) son llamados portadoras EPS y se establecen entre el UE y el PGW, como se muestra en la Figura 10. Para lograr la transmisión de los flujos de QoS en la interfaz aérea se ocupa una portadora de radio. Es decir, la portadora de radio transporta los paquetes de una portadora EPS entre el enb y el UE. Mayores detalles con respecto al QoS de los servicios se brindan en la sección Control de recursos de energía. [12] La Capa de Control de Recursos de Radio o Radio Resource Control (RRC) es el sistema que baja los niveles de consumo en el UE. El RRC permite que el terminal móvil opere en dos estados; RRC-I (de Inactivo o Idle) cuando está inactivo y el RRC-C (de Connected o conectado), cuando está recibiendo un servicio. Justo antes de iniciar un servicio en el terminal móvil el protocolo RRC pasa del estado inactivo al conectado y cuando termina de realizar el servicio vuelve al estado inactivo (Figura 11). 26

43 Figura 11. Transición de estados en el UE. [12] En el estado RRC-I, el UE recibe los datos a través de comunicaciones broadcast o multicast 4. En este estado, el terminal es capaz de obtener la información del sistema a través de mediciones entre celdas vecinas. El ahorro de energía se logra por medio de la activación de un ciclo de recepción discontinua, es decir, que cada cierto intervalo de tiempo se realiza las mediciones. De esta forma, el UE no pierde la movilidad y consume menos energía. En el estado RRC-C, además de la transferencia de forma broadcast y multicast al UE hay comunicación punto a punto (unicast) hacia y desde el UE. El unicast permite el enlace entre las llamadas o la comunicación mutua con una celda. En este estado el UE realiza las mediciones con las celdas vecinas durante la comunicación, pero las envía a la red para que controlen su movilidad Soporte para una movilidad sin problemas. [12] Otra característica importante de las redes LTE es el apoyo a la movilidad sin desconexiones cuando el usuario se encuentra en movimiento, como por ejemplo en un carro, esto permite tener sistemas de BAM más robustos y con comunicación continúa. Además tener handover rápidos y sin problemas es muy importante para los servicios sensibles al retardo (como la voz en videoconferencias). En LTE el handover se produce con mayor frecuencia entre enbs que a través del núcleo EPC. Esto se debe a que el área cubierta por una MME/GW sirve para un gran número de enbs que es 4 La transmisión multicast es el envío de información de la red a un grupo de receptores específicos simultáneamente, mientras que la transmisión broadcast es una transmisión desde la red a todos los terminales que están conectados sin saber quien la recibe. 27

44 generalmente mucho mayor con respecto al área cubierta por solamente un enb. La señalización en la interfaz X2 entre enbs es usada para la preparación del handover. Como ya se mencionó el SGW actúa como anclaje al handover con el enb. Para hacer el handover, las redes LTE se basan en la detección de celdas vecinas que conoce el UE y, por lo tanto, no se ocupa la información desde la red. Para la búsqueda y medición de celdas de frecuencias contiguas, se ocupa como indicador la frecuencia de la portadora. Un ejemplo de handover activo en estado conectado (RRC-C) se muestra en la Figura 12, donde el UE se mueve de la zona de cobertura del enb de origen (enb1) a la zona de cobertura del enb de destino (enb2). Figura 12. Handover entre enbs. [12] En estado RRC-C el UE envía un informe sobre las mediciones de radio a la fuente enb1 que indican que la calidad de la señal en enb2 es mejor con respecto a la calidad de la señal en enb1. Como preparación para el salto, el enb1 envía al enb2 la información de enganche y la solicitud del UE para hacer handover. Con la información de EPS y QoS recibida, el enb2 puede llevar a cabo el control de admisión, que consiste en configurar los recursos necesarios de acuerdo con el tipo de servicio (con la información de QoS), realizar reserva del identificador temporal de celda (C-RNTI) y 28

45 asignar un canal de acceso de radio. En el momento en que enb2 puede enviar señales al enb1 se encuentra listo para realizar el handover. El enb1 envía el comando handover al UE para cambiar la portadora de radio al enb2. El UE recibe la orden de handover con los parámetros necesarios (es decir, nuevo C-RNTI) y es comandado por el enb1 para realizar el handover. Después de recibir el comando handover, el UE realiza la sincronización con el enb2 y accede a la celda. La red responde con la asignación de recursos para el enlace ascendente. Cuando el UE ha logrado acceder a la nueva celda, envía el mensaje de confirmación de handover, junto con un informe de estado del buffer del enlace descendente indicando que el procedimiento de entrega está completo. Después de recibir el mensaje de confirmación de handover, el enb2 envía un mensaje de conmutación (switch message) a la MME para informar que el móvil cambió de celda. La MME envía una actualización al SGW. El SGW cambia la ruta de datos para el downlink al enb2, envía un mensaje de liberación (end marker) al enb1 y luego libera todos los recursos del plano de usuario del enb1. Entonces el SGW envía la actualización del plano de usuario como mensaje de respuesta a la MME. La MME confirma el mensaje de cambio de la ruta al nuevo enb (enb2) con un switch message de respuesta de cambio de ruta y el enb2 informa del éxito del handover al antiguo enb1 mediante el envío de mensaje de liberación de recursos restantes. 2.9 HARQ. [3 y 12] El protocolo HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request) corrige los errores en la trasmisión de paquetes entre la estación base y el dispositivo móvil. Al realizarse la decodificación en el receptor pueden encontrarse errores en la información recibida, debido normalmente a la interferencia en el espacio radioeléctrico. Cuando ese es el caso, se envía al transmisor una petición de retransmisión de la información, al concepto general de solicitar retransmisión de la información se le llama ARQ (del inglés: Automatic Repeat Request). La información que llegó con errores se recupera de dos maneras, la primera es por la redundancia agregada en la codificación y la segunda (en caso de fallar la decodificación) mediante la retransmisión de la información no recuperada. 29

46 La idea del híbrido (Hybrid ARQ) utiliza no solo la retransmisión para recuperar la señal, sino también combinarla con la información originalmente recibida, para así aumentar la probabilidad de éxito. Es decir, cuando el receptor detecta un error en la decodificación, solicita la retransmisión del bloque, pero a la vez guarda el bloque ya recibido, para combinarlo con el nuevo que arribará y entonces intentar la decodificación. Como resultado HARQ mejora las tasas de transmisión de datos Modulación y Codificación Adaptativa (AMC). [43] La AMC permite adaptar la velocidad de transmisión con respecto a las condiciones del medio, es decir, de acuerdo con la ubicación que tiene el UE con respecto a la estación base enb. Las técnicas de modulación permiten transferir una cantidad de bits por símbolo. A mayor cantidad de bits emitidos por símbolo (bloque) más sensible es al ruido, por lo tanto para distancias cercanas y sin tantos obstáculos se ocupan modulaciones que permitan altas tasas de transferencia y para distancias alejadas se pueden ocupar sistemas de bajas tasas de bits (Figura 13). LTE utiliza los sistemas de modulación QPSK, 16-QAM y 64-QAM; en donde las tasas de bits por símbolo son de 2, 4 y 6 bits respectivamente. Figura 13. Modulación adaptativa LTE. [43] Por otra parte para contrarrestar los desvanecimientos e interferencias también se ocupa un sistema de codificación dinámico adaptado a las condiciones del enlace, permitiendo 30

47 agregar redundancia a la información transmitida, tal que recupere la señal original a través de la información extra que se envía. El nivel de redundancia constituye la tasa de codificación. A mayor distancia entre el UE y enb y mientras más alta la tasa de transmisión, mayor tendrá que ser la tasa de codificación o redundancia. LTE incorpora una técnica de codificación turbo que logra triplicar la redundancia en los paquetes, al obtener una correcta transferencia para enlaces a distancia Políticas de Control y Cargo o Policy and Charging Control (PCC). [50, 34] Los sistemas celulares cuentan con recursos finitos. El espectro y los recursos de transporte (backhaul) son limitados, caros y además compartidos por muchos servicios y usuarios. Las redes de BAM deben soportar aplicaciones multiuso de voz, video y datos sobre una infraestructura basada en IP. Dicho conjunto de servicios tiene un manejo único de tráfico y de requisitos de calidad de experiencia (de las iniciales en inglés QoE). Tales temas no pueden ser resueltos económicamente saturando la red. Una experiencia positiva por parte del usuario debe obtenerse a través de una partición eficiente de los recursos disponibles de la red inalámbrica. Los desarrollos de los estándares UMTS y LTE del 3GPP han elaborado una compleja infraestructura de políticas de control, cobro y de QoS para dirigir este problema. Las Políticas de Control y Cobro o Policy and Charging Control (PCC) se ubican en la parte alta de la capa de sesión o session layer (esta es la portadora EPS o EPS bearers) de la arquitectura de LTE (conocida como Evolved Packet Core o EPC) y asegura al usuario cierto QoE para una suscripción y un tipo de servicio en particular. Un control desmenuzado de la calidad del servicio es crítico para que los operadores establezcan nuevos modelos de negocios y monitoreen sus servicios. Esto les permitirá emplear políticas de uso más justas las cuales limiten a los suscriptores que abusan de los servicios, por ejemplo acaparadores de ancho de banda como los de compartición de archivos (file sharing) y mantiene estable el rendimiento de la red durante horas pico de tráfico. La arquitectura PCC se muestra en seguida. En el nivel básico la Política de Función de Aplicación o Policy Enforcement Function (PCEF) interactúa con la Política del Servidor o Policy Server (PCRF) para proveer una cierta clase de servicio al suscriptor. 31

48 Figura 14. Arquitectura de Policy and Charging Control. [34] Usualmente la PCEF está localizada en el PGW 5, a saber es el dispositivo que conecta a la red móvil con las redes de paquetes externos. Esto convierte al PGW en el elemento lógico que lleva a cabo las funciones del manejo de tráfico tales como la inspección profunda de paquetes o Deep Packet Inspection, lo cual lo hace ser un elemento estratégico de la red. Aun donde los servicios corren en EPS bearers por defecto (por ejemplo Internet de mejor esfuerzo) el PGW es capaz de procesar y manejar ese tráfico. Así por ejemplo, podría contar o darle forma al tráfico y compartir información con políticas de capas más altas y con sistemas de cobro. La complejidad en la integración del sistema, se multiplica cuando se incluyen aspectos comerciales y de mercado para crear servicios de usuarios finales. Por esta razón, los operadores tomarán una etapa de aproximaciones para introducir políticas en sus redes, empezando con el manejo del congestionamiento (por ejemplo, trafico peer to peer) y luego moviéndose hacia políticas más sofisticadas por suscriptor. 5 Esta es una de las posibilidades. Algunos operadores implementan un nodo independiente, para poder utilizar las funcionalidades en otras redes también. 32

49 Las redes de BAM de hoy en día transmiten múltiples servicios que comparten acceso radio y recursos de la red (core). Adicionalmente para servicios de mejor esfuerzo, las redes inalámbricas deben soportar la sensibilidad de retardos para servicios en tiempo real. Cada servicio tiene diferentes requisitos de QoS en términos de tolerancia de retardo de paquetes, índices aceptables de pérdida de paquetes y requiere de mínimos índices de bit (bit rates). Conforme las redes móviles evolucionan hacia altas velocidades e infraestructura basada en IP, la industria inalámbrica se asegura de servicios de alta calidad mediante el desarrollo de técnicas de manejo de QoS. Estas técnicas de manejo son diseñadas para asegurar una calidad en las aplicaciones, permiten a los operadores ofrecer servicios diferenciados para los usuarios, manejo en la congestión de la red y recuperar las sustanciales sumas invertidas para construir las nuevas redes. Líneas de transmisión adicionales, canales más amplios y eficiencias mejoradas son la respuesta común ante la congestión en las redes. Sin embargo, esta estrategia funciona mejor para redes de cable que para redes inalámbricas. Incrementar la capacidad con espectro adicional y mejorar la eficiencia espectral son pasos importantes para el manejo del crecimiento sustancial de tráfico de datos. Pero las mejoras en capacidad por si solas no resolverán este complejo desafío. Aun si los operadores incrementasen significativamente la capacidad, aplicaciones acaparadoras de ancho de banda tales como las peer to peer (P2P) o los servicios de video, irán eventualmente consumiendo cualquier excedente de capacidad. Dar un servicio de alta calidad por esta vía dejará a cualquier operador en desventaja competitiva con proveedores que ofrecen la misma QoS a un costo más bajo. En cambio una sólida estrategia en las políticas de control mantendrá equilibrado el rendimiento de la red durante horas pico de demanda, al salvar al operador de hacerle frente a una capacidad excesiva. 33

50 Figura 15. La capacidad de transmisión total entre suscriptores móviles y las redes externas es limitada. [50] Con el manejo de políticas proactivas, combinadas con otras estrategias de descargas de la red y de calibración en la demanda, las redes de BAM con recursos finitos satisfacen la demanda de los consumidores para servicios multiuso de una mejor manera. El manejo de políticas diferencia servicios (aplicaciones) y tipos de suscriptores, controlando de esa manera el QoE de cada tipo. La siguiente Tabla demuestra como la expectación de QoS de suscriptores varía según sea el tipo de servicio. También resume como los diferentes servicios tienen diversos atributos de rendimiento los cuales impactan la percepción de calidad del usuario. Hay una distinción significativa entre servicios en tiempo real tales como voz y video conversacional y servicios de mejor esfuerzo tales como la navegación por Internet. Los servicios en tiempo real deben reservar una cantidad mínima de ancho de banda garantizado y son más sensibles a las pérdidas de paquetes, así como a la latencia y al jitter. 34

51 Tabla 3. Comparación de expectativas de QoS y requisitos de rendimiento por tipo de servicio. [50] Servicio QoE esperado Atributos de rendimiento Internet Bajo-mejor esfuerzo -Consumo variable de ancho de banda. -Tolerancia a pérdidas y latencia. Empresas/servicios de negocios Alto-información critica -Alto consumo de ancho de banda. -Alta sensibilidad a latencia. -Alta seguridad. Peer to peer Bajo-mejor esfuerzo -Muy alto consumo de ancho de banda. -Tolerancia a pérdidas y latencia. Voz Alto-baja latencia y jitter -Bajo ancho de banda, de 21 Kbps- 320 Kbps por llamada. -Latencia en una vía<150 ms. Jitter en una vía<30 ms. Video Alto-bajo jitter y pérdidas de paquetes extremadamente bajas -Muy alto consumo de ancho de banda. -Muy sensible a la pérdida de paquetes. Interactividad y juegos Alto en serviciosbajo en pérdida de paquetes -Consumo de ancho de banda variable. -Latencia en una vía<150 ms. -Jitter en una vía<30 ms. Una política de administración permite a los operadores controlar minuciosamente la disponibilidad y la calidad de los diferentes servicios. Primero, estas políticas de administración son usadas para asignar dinámicamente los recursos de red, por ejemplo, un ancho de banda en particular puede ser reservado en la radio base y núcleo de red 35

52 para soportar una conversación de video en tiempo real. Segundo, los reglamentos de las políticas de control regulan la prioridad, el retardo (delay) de los paquetes y el mínimo aceptable de pérdida de paquetes de video para que la red maneje una videollamada de una manera particular. En otros casos, las políticas de control pueden ser usadas para limitar la tasa de tráfico en la red con el fin de reducir el impacto de usuarios que abusan de la red y que podrían afectar negativamente la calidad de otros servicios. Tal y como ya se mencionó, la transferencia de archivos por medio del sistema P2P es un claro ejemplo de una aplicación la cual consume mucho ancho de banda y que no es en tiempo real. Los servicios P2P, si no se controlan, consumen una cantidad desproporcional de recursos de red y afectan negativamente la capacidad de la red para establecer y mantener un servicio en tiempo real de calidad. La meta del 3GPP es definir un método de acceso y un marco de referencia para la política de administración de redes y estandarización del QoS en escenarios donde intervienen múltiples proveedores de servicios, de tal manera que sea posible para los operadores establecer una diferenciación de los servicios y suscriptores. Los estándares 3GPP explican cómo establecer rutas de transmisión entre el equipo de usuario y la red de datos externa con un QoS bien definido. Con este objetivo, el 3GPP ha definido un modelo de portadora muy completo para implementar QoS Modelo de Portadora. [50] Tal y como se mencionó en la sección la portadora es el elemento básico que establece un tratamiento diferente para el tráfico con diferentes requerimientos de QoS. Las portadoras proveen un camino lógico para las transmisiones desde el terminal de usuario hasta la red de datos externa. Cada portadora está asociada con un set de parámetros QoS que describe las propiedades del canal, incluido el bit rate, delay de paquetes, pérdida de paquetes, errores de transmisión y política de programación en la radio base. 36

53 Una portadora puede tener dos o cuatro parámetros de calidad dependiendo de si es un servicio en tiempo real o no, estos son: Indicador de la calidad QCI. Prioridad de asignación y retención (ARP). Bit rate garantizado (GBR): Solo para servicios en tiempo real. Las portadoras con GBR se utilizan en servicios en tiempo real como las videollamadas, una portadora con GBR consume recursos de la radio base, se encuentre en uso o no. Si son implementadas correctamente, los servicios con GBR no deberían experimentar pérdida de paquetes o problemas de congestión en la red. Las portadoras con GBR también son definidas con latencias más bajas que las sin GBR. Ejemplos de servicios GBR son: navegar por Internet, descarga de archivos y correo electrónico. En todos los servicios sin GBR solamente se especifica un máximo bit rate. Máximo bit rate (MBR): Solo para servicios en tiempo real. 1.a) Indicador de calidad de servicio QCI (QCI: Quality Class Identifier). [50] El QCI especifica el tratamiento de los paquetes IP recibidos en una portadora específica. El envío de paquetes a través de una portadora es manejada por cada nodo funcional por ejemplo el enodeb. Los valores de QCI impactan varios parámetros específicos de los nodos como la configuración de la capa y la administración de las líneas. Para los primeros desarrollos de estos sistemas se espera que los operadores ofrezcan las tres clases de servicios básicos: voz, señalización y datos sin GBR. En el futuro, portadoras dedicadas serán introducidas para ofrecer servicios Premium como lo son videollamadas en HD. 37

54 QCI Tabla 4. Atributos de QCI estandarizados por el 3GPP. [50] Tipo de recursos Prioridad Retraso de paquetes Índice de pérdida de error de paquetes Ejemplo de Servicios Videojuegos en ms 10-2 Voz conversacional ms 10-3 Video conversacional (live streaming). 3 GBR 3 50 ms 10-3 tiempo real ms 10-5 conversacional Video no (buffered streaming) ms 10-3 Señalización IMS ms 10-5 Video (buffered streaming) basado en TCP (e.g., www, , chat, FTP P2P, compartir archivos, video progresivo, Sin GBR etc) ms 10-5 Voz, video (live streaming) juegos de video interactivos ms 10-5 Video (buffered streaming) basado en TCP (e.g. chat FTP P2P, compartición de archivos, video progresivo, etc.). 1.b) Prioridad de asignación y retención (ARP). [50] Es usada en el establecimiento de la portadora y puede ser vital para la movilidad en situaciones en donde se da la transferencia a una celda que está muy congestionada. 38

55 1.c) Flujos de servicio de datos (SDF o Service Data Flows). [50] El flujo de servicio de datos es otro concepto fundamental para la política de administración de red. Los SDF representan los paquetes IP relacionados a un servicio (navegar en Internet, , etc.). Los SDF están vinculados a portadoras específicas definidas por el operador de la red. Este enlace ocurre entre el PDN y el terminal usando plantillas de flujo de tráfico (TFT o Traffic Flow Templates). Los TFT contienen información de filtrado de paquetes para identificar y mapear paquetes a portadoras específicas. Estos filtros son configurables por parámetros del operador de la red que son los siguientes: La dirección IP de la fuente. La dirección IP del destino. El número de puerto de la fuente. El número de puerto del destino. El protocolo de identificación. La política y la función de filtrado aplica para paquetes provenientes de fuentes externas como lo son el Internet corporativo o VPN y utilizando TFT Accesos de radio y duplexación en LTE. [3] Los accesos de radio en esta tecnología permiten las altas velocidades de transferencia, mejoras en la latencia y throughput, tanto para el enlace ascendente como descendente. Además aumentan la capacidad de la red (más usuarios conectados). Para estas redes los accesos de radio se basan en sistemas de acceso múltiple. Para el downlink ocupa Acceso Múltiple por División de Frecuencias Ortogonales (OFDMA) (2.13.1) y para el uplink utiliza el esquema de Acceso Múltiple por División de Frecuencia con una Sola Portadora (SC-FDMA) (2.13.2). La razón por la cual no tienen el mismo esquema es que para el enlace ascendente se necesita un acceso para generar bajos niveles de Relación Pico Promedio o Peak to Average (PAR) y OFDMA entrega niveles de PAR altos. Además se ocupa la técnica de Múltiples Entradas Múltiples Salidas o Multiple Input Multiple Output (MIMO) en ambos enlaces. 39

56 Los modos de funcionamiento utilizados en LTE son FDD y TDD. Pero además incorpora semi duplex o half duplex. En los siguientes apartados se describe con más detalle lo anterior Técnicas de Duplexación en LTE. [3] La interfaz aérea de LTE soporta los modos FDD, semi duplex FDD y TDD, cada uno con su propia estructura de trama. 1.a) Duplexación por división de frecuencia o Frecuency Division Duplexing (FDD) y Duplexación por división de tiempo o Time Division Duplexing (TDD). [3] Las técnicas de duplexación identifican los enlaces ascendente y descendente en un sistema celular. A pesar de que son métodos muy distintos, LTE soporta ambas técnicas. En el FDD los enlaces ascendente y descendente están separados, por lo tanto transmiten datos simultáneamente operando en diferentes frecuencias como se muestra en la figura 16. En el FDD la transmisión es continua. En el TDD ambos enlaces se encuentran en una misma frecuencia, pero se transmiten por turnos, esto hace que la transmisión sea discontinua. Figura 16. Esquemas de duplexación utilizados en LTE. [3] El FDD es más eficiente y representa mayor volumen de dispositivos e infraestructura. Sin embargo, el TDD es preferido por la mayoría de implementaciones debido a su 40

57 flexibilidad para escoger las tasas de transferencia de datos de los enlaces según convenga, capacidad de explotar la reciprocidad del canal, capacidad de implementación en una banda no dividida y el diseño del transceptor es menos complejo. Dado que el hardware para FDD y TDD de LTE es el mismo, excepto por la unidad de radio, los operadores del TDD serán por primera vez capaces de disfrutar de economías de escala contando con un amplio soporte de productos FDD. Desde los comienzos se ha pensado en que LTE soporte múltiples bandas de frecuencia para que tenga la capacidad de alcanzar rápidamente altas economías de escala y cobertura global. LTE está definido para soportar anchos de banda de portadora flexibles desde 1.4 MHz a 20 MHz en varias bandas del espectro y el despliegue tanto de FDD como TDD. En otras palabras, un operador puede introducir LTE en bandas nuevas o en bandas ya existentes haciendo que su despliegue implique todas las bandas celulares. A diferencia de anteriores sistemas celulares, LTE abarca rápidamente múltiples bandas. 1.b) Semi duplex FDD. [3] Utiliza la misma banda de frecuencia para el uplink y downlink. Esta simplificación en la transmisión permite compartir el uso de hardware entre el enlace ascendente y descendente cuando el UE no está obligado a transmitir y recibir al mismo tiempo. Esta técnica se utiliza en algunas bandas de frecuencias y reduce a la mitad las tasas de datos, esto implica una disminución de los costos por tráfico Modulación en LTE. [3] Las tecnologías de acceso utilizadas en LTE hacen posible cumplir con muchos de los requerimientos del sistema. Estas tecnologías de acceso multiportadoras, el acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal (OFDMA del inglés Orthogonal Frequency Division Multiple Access) para el enlace descendente y de una sola frecuencia de portadora de acceso múltiple por división (SC-FDMA) para el enlace ascendente, aportan ortogonalidad en ambos enlaces, presentan una gran robustez ante la propagación multicamino y permiten una asignación de recursos ajustada al estado del canal. 41

58 Acceso OFDMA (Downlink). [3] OFDMA es una variante de la multiplexación por división ortogonal de frecuencia (OFDM), un esquema (de modulación digital con múltiples portadoras) utilizado ampliamente en sistemas inalámbricos, pero relativamente nuevos para celular. En lugar de transmitir un flujo de datos a alta velocidad con una sola portadora, OFDM hace uso de un gran número de sub-portadoras ortogonales estrechamente espaciadas y transmitidas en paralelo. Cada sub-portadora se modula con un esquema de modulación convencional (tales como QPSK, 16-QAM y 64-QAM) a una velocidad baja de bits por símbolo. La combinación de cientos o miles de sub-portadoras permite velocidades de datos similares a los esquemas convencionales de modulación de portadora simple en el mismo ancho de banda. La Figura 17 muestra las principales características de una señal con modulación OFDM en los dominios del tiempo y de la frecuencia. En el dominio de la frecuencia, muchas sub-portadoras son moduladas con información de forma independiente. En el dominio del tiempo, se insertan intervalos de seguridad llamados prefijos cíclicos o Cyclic Prefix (CP) entre los paquetes de información (símbolos). Un CP es una copia del final del paquete de símbolo que se inserta al comienzo del paquete. El CP permite prevenir las interferencias entre símbolos en el receptor debido a los retardos causados por los múltiples caminos de difusión en el canal de radio. Mediante el muestreo de la señal recibida en el momento óptimo, el receptor puede eliminar la interferencia en el dominio de tiempo entre símbolos adyacentes causados por la demora multi-trayecto en el canal de radio. Sin embargo, OFDM tiene algunas desventajas, las sub-portadoras están estrechamente espaciadas haciendo OFDM sensible a los errores de frecuencia y al ruido de fase. Por la misma razón, OFDM también es sensible al efecto Doppler el cual causa interferencia entre las sub-portadoras. 42

59 Figura 17. Modulación OFDM en el dominio del tiempo y de frecuencia. [3] Acceso SC-FDMA (Uplink). [3] Uno de los parámetros clave que afecta las comunicaciones móviles es la duración de la batería. Si bien es cierto que el funcionamiento de las baterías mejora con el tiempo, aun es necesario que el terminal móvil utilice la menor cantidad de batería posible. En el terminal, el componente que mayor potencia consume es el amplificador de potencia por lo tanto interesa que funcione con la mayor eficiencia posible. Las señales con un alto Pick to Average Power Ratio (PAPR), es decir, señales en las cuales la variación entre la media de los valores de potencia y la potencia pico es elevada, no utilizan los amplificadores de potencia de manera eficiente. Por lo anterior, es necesario utilizar un modo de transmisión que tenga un nivel de potencia constante. OFDM no es un buen candidato, ya que tiene un alto PAPR y en el enlace descendente el nivel de potencia no es un problema. Como resultado, LTE utiliza una modulación conocida como SC-FDMA, la cual es un sistema que combina el bajo PAPR ofrecido por sistemas de portadora única y las ventajas del OFDM. De esta manera, se simplifica el transmisor y se mantiene la ortogonalidad, los modos de transmisión TDD y FDD, y la compatibilidad con las técnicas MIMO. Este acceso es un sistema de portadora simple en donde los paquetes de símbolos están representados por una sola señal portadora dividida en sub-símbolos. La cantidad de sub-símbolos depende del tipo de modulación. 43

60 En el dominio de la frecuencia el paquete es modulado (en serie) en varios sub-símbolos y asignado a una portadora, es decir, se le asigna todo el ancho de banda a la portadora. Luego en el dominio del tiempo se inserta el CP para lograr coordinar la recepción de los paquetes Comparación entre OFDMA y SC-FDMA. [3] Para comprender las diferencias en estos dos esquemas de modulación, en la figura 18 se muestra una comparación gráfica entre OFDMA y SC-FDMA. Figura 18. Comparación entre OFDMA y SC-FDMA. [3] Esta comparación considera una modulación QPSK y cuatro sub-portadoras, en ambos accesos para pasar al dominio de la frecuencia se necesita la transformada discreta de Fourier y luego para pasar al dominio del tiempo se ocupa la transformada inversa de Fourier. Ambas tienen la misma ranura de tiempo o Time Slot entre cada paquete de símbolo. En el caso de OFDMA las sub-portadoras son de un ancho de 15 khz. Como se ve en la figura 18 (de la izquierda) los datos de símbolo son modulados en paralelo uno para 44

61 cada sub-portadora. Luego a las sub-portadoras se les inserta el CP. Como el CP es la copia del final del símbolo, la potencia de la señal transmitida no cambia, pero se genera una discontinuidad en la fase de cada sub-portadora. La suma de las M sub-portadoras (Donde M es la cantidad de sub-portadoras disponibles) en el dominio del tiempo forman la señal final transmitida o paquete. En SC-FDMA, como se muestra en la figura 18 (de la derecha), la generación de señales comienza con una pre-codificación en donde los datos de símbolo son modulados en serie (sub-símbolos) con una sola portadora que ocupa todo el ancho de banda del canal, que corresponde a Mx15 khz. Obsérvese como OFDMA posee un alto PAR. Esto se debe a que transmite múltiples símbolos de forma paralela, mientras SC-FDMA transmite M símbolos de datos en serie con distinta amplitud, al generar pocas señales de picos altos. 45

62 3. CAPÍTULO 3: El espectro radioeléctrico y su importancia en las comunicaciones móviles. [35, 49] Se conoce como espectro radioeléctrico al subconjunto de las ondas electromagnéticas comprendidas entre las frecuencias de 9 khz y 30 GHz. Dichas frecuencias soportan una amplia variedad de aplicaciones para negocios, usos personales, industriales, científicos, médicos y culturales, tanto públicos como privados. Las comunicaciones constituyen la actividad más destacada de todas ellas y, junto con otros servicios radioeléctricos, tienen una importancia creciente para el desarrollo económico y social. Figura 19. Las ondas electromagnéticas se dividen en luz visible, infrarroja, ultravioleta, rayos X, rayos gama, radiofrecuencia y microondas. [34] 46

63 3.1 Bandas de frecuencia LTE para FDD y TDD. [49] Tal y como se vio en la parte de modos de acceso para LTE del capítulo 2, el espectro asignado para FDD requiere bandas pares, una para el enlace de subida uplink y otra para el enlace de bajada downlink, mientras que TDD requiere una sola banda para el enlace ascendente y descendente (misma frecuencia, pero separadas en el tiempo). Como resultado existen diferentes segmentos para las localizaciones de TDD y FDD. En algunos casos es posible, aunque poco probable, que estas bandas se traslapen y que por ende pudiesen estar presentes en una misma banda LTE transmisiones TDD y FDD. A las diferentes atribuciones de frecuencias LTE se les asignan números. Actualmente las bandas LTE entre 1 y 15 (Tabla 5) son para el espectro pareado, es decir FDD, las bandas LTE entre 33 y 38 (Tabla 6) son para el espectro no pareado, es decir TDD Atribuciones de bandas de frecuencias LTE para FDD. [49] Hay un gran número de espectro de radio LTE que ha sido reservado para FDD. Las bandas de frecuencia LTE para FDD se combinan para permitir la transmisión simultánea en dos frecuencias. Las mismas tienen también una separación suficiente para permitir que las señales de transmisión no perjudiquen indebidamente el rendimiento del receptor (Band Gap). Si las señales son demasiado cercanas, entonces el receptor puede ser bloqueado y la sensibilidad alterada. La separación debe ser suficiente para permitir que el factor roll off del filtrado brinde una suficiente atenuación de la señal transmitida dentro de la banda de recepción de la antena. 47

64 Tabla 5. Bandas de frecuencia asignadas a LTE-FDD. [49] Número de la banda (uso FDD) Uplink (MHz) Downlink (MHz) Descripción/ Nombre 1 Núcleo IMT PCS GSM AWS (EE.UU.) (EE.UU) (Japón) Extensión IMT GSM (Japón) G Américas UMTS US Atribuciones de bandas de frecuencias LTE para TDD. [49] Con el interés en TDD, hay varias atribuciones de frecuencias impares preparadas para su uso. A las asignaciones de LTE para TDD se les llama bandas TDD no pareadas debido a que el enlace ascendente y el enlace descendente comparten la misma frecuencia, que es multiplexada en el tiempo. Tabla 6. Frecuencias LTE para TDD. [17, 49] Designación de la banda (TDD) Nombre de la Banda Asignación (MHz) 33/a TDD /b TDD /c PCS gap central /d Extensión IMT /e TDD China /f 2.3 TDD

65 Cada día surgen adiciones regulares a estas atribuciones como resultado de las negociaciones en las reuniones de la UIT. Estas asignaciones se traducen en parte al dividendo digital y también a la presión causada por la creciente necesidad de las comunicaciones móviles las cuales demandan cada vez una mayor cantidad de espectro. Muchas de las nuevas asignaciones de espectro LTE son relativamente pequeñas, usualmente de 10 MHz a 20 MHz de ancho de banda, la adición de canales sobre un amplio rango de frecuencias podría necesitarse lo cual ha sido reconocido como un problema tecnológico significativo. En el 2012 el servicio de LTE estuvo disponible en 37 países más que en el 2011 y 100 nuevas redes LTE fueron lanzadas durante el La banda de 1800 MHz ha emergido como la banda dominante para los despliegues de redes LTE. La segunda más usada es la de 2,6 GHz (banda 7), luego siguen en popularidad las de 800 MHz (banda 20) y AWS (banda 4). La siguiente Tabla muestra algunos lanzamientos comerciales hechos por diferentes operadores alrededor del mundo para redes LTE TDD. Tabla 7. Lanzamientos comerciales de LTE TDD. [17, 49] País Operador Banda TDD Australia NBN Co. Banda 40 Brasil On Telecomunicacoes Banda 38 Brasil Sky Brazil Services Banda 38 Hong Kong CMHK FDD&TDD Banda 38 India Bharti Airtel Banda 40 Japón Softbank XGP/LTE TDD Banda 41 Omán Omantel FDD&TDD Banda 40 Polonia Aero2 FDD&TDD Banda 38 Rusia Megafon Banda 38 Rusia MTS Banda 38 Arabia Saudita Mobility Banda 38 Arabia Saudita STC FDD&TDD Banda 40 Sri Lanka Dialog Axiata FDD&TDD Banda 40 Suecia 3 Sweden FDD&TDD Banda 38 Reino Unido UK Broadband Bandas 42 y 43 49

66 3.1.3 Futuras consideraciones para el espectro IMT. [8] La operación eficiente de las últimas tecnologías inalámbricas, tales como LTE y WiMAX Móvil, identificadas por la UIT como IMT-Avanzadas, requieren anchos de banda significativamente mayores, en relación con los sistemas inalámbricos anteriores. A diferencia de sus predecesores, las tecnologías actuales de IMT-Avanzadas usan la técnica de Acceso Múltiple por División de Frecuencia Ortogonal (OFDMA) de la interfaz de radio que requiere bloques más grandes y contiguos del espectro, para explotar al máximo los beneficios de eficiencia espectral de la tecnología. Es claro qué canales de radio más amplios soportan un tráfico mucho mayor, permitiendo de cierta forma atender los retos planteados por la evolución de las redes móviles hacia la BAM. Lo anterior, se ejemplifica al observar un vídeo de YouTube por medio de un teléfono inteligente, el cual consume 100 veces más bits por segundo que una llamada de voz (en el enlace descendente). La siguiente figura ejemplifica las canalizaciones utilizadas por la tecnología LTE en relación con la mejora en el rendimiento al emplear canales de mayor ancho de banda. Figura 20. Relación de rendimiento respecto al ancho de banda de canal. [8] La eficiencia con canales de mayor ancho de banda justifican la tendencia de ampliar los tradicionales canales de 5 MHz por segmentos continuos de 10 MHz, 15 MHz y 20 MHz. En complemento, la siguiente figura muestra el aumento de la eficiencia espectral obtenida con la tecnología LTE, con canales de radio más amplios (10 MHz y 20 MHz). 50

67 Figura 21. Desempeño LTE, Downlink (simulaciones 3GPP, 2008). [8] En este sentido, un estudio realizado por la firma Empiris demuestra que las redes LTE con canales de espectro de 2x10 MHz pueden llegar a costar el doble, en relación con el despliegue de servicios para canales de 2x20 MHz. El estudio encontró que el uso de los canales de 2x5 MHz duplica el gasto de capital necesario para un retorno. La siguiente figura detalla el costo mínimo mensual de servicio LTE en virtud de las diferentes atribuciones de espectro. Figura 22. Costo mínimo mensual de servicio LTE con distintos canales. [8] Ante la creciente demanda de espectro cabe destacar que no todas las partes del mismo reúnen las mismas características, esto se traduce en distintas capacidades de cobertura o en distintas propiedades frente al ruido e interferencias. De esta manera los diferentes tipos de información (voz, datos) requieren márgenes de espectro específicos. Todas estas características conducen a que hasta ahora se haya considerado que unas determinadas zonas del espectro están especialmente indicadas para proporcionar unos 51

68 servicios concretos, incluyendo, en ocasiones, inevitables conflictos entre distintos servicios que pugnan por la misma banda de frecuencias. Por otra parte, si se compararan dos de las bandas propuestas mundialmente para LTE como la de 700 MHz con respecto a la de 2,6 GHz en términos de cobertura, la banda de 700 MHz ofrece mejor cobertura y requiere utilizar un número menor de radio bases tal como se muestra en las siguientes figuras comparativas. Figura 23. Diferencia entre el área de cobertura de la frecuencia de 700 MHz y el de la frecuencia de 2,6 GHz. [2] Figura 24. Numero de radio bases y área de cobertura según sea la frecuencia. [35] 52

69 Según la teoría de ingeniería de radio, entre menor sea la banda de frecuencia de operación mayor será la penetración de la señal emitida (sin la necesidad de aumentar la potencia de salida del aparato transmisor). Además al ser menor la frecuencia, menores son las pérdidas de propagación que se dan, por lo cual el alcance radioeléctrico es mayor y se requiere de un menor número de radio bases, reduciendo los costos de infraestructura. El tamaño de las antenas está relacionado con la longitud de onda (λ) de la señal de radiofrecuencia transmitida o recibida, debiendo ser, en general, un múltiplo o submúltiplo exacto de esta longitud de onda y, es por eso que, a medida que se van utilizando frecuencias mayores, las antenas disminuyen su tamaño. A mayor frecuencia menor es el tamaño de las antenas. [Ecuacion 1] 3.2 Eficiencia espectral con LTE. [36] En telecomunicaciones, la eficiencia espectral es una medida para saber que tan bien aprovechada está una determinada banda de frecuencia a la hora de transmitir datos (bits). Su definición matemática está definida por la siguiente fórmula: (bps/hz) [Ecuación 2] Donde E representa la eficiencia espectral, R la tasa de transmisión en bps (bits/s) y B el ancho de banda del canal utilizado en Hz. Por tanto, la eficiencia espectral se mide en bps/hz (bits / segundo/hertz). Figura 25. Factores que determinan la eficiencia espectral de una red móvil. [36] 53

70 La figura 25 establece como la eficiencia espectral en una red móvil mejorará al aumentar el número de celdas y el ancho de banda (que depende de las frecuencias), aunque también existen otros puntos esenciales tales como la adecuada planificación de una red. El elevar el número de celdas, dependiendo de la frecuencia, conlleva a un diseño de radio complicado, así como aumentar las probabilidades de interferencia cocanal entre radio bases. Una de las prioridades que se busca con LTE es mejorar la eficiencia espectral. A continuación se comparan las características de LTE con respecto a las de otras tecnologías anteriores. Tabla 8. Eficiencia espectral por tecnología de telefonía móvil. [36] Fecha Tecnología Eficiencia espectral (bps/hz) 1997 GPRS 0, W-CDMA 0, HSDPA 2, HSPA+ 2x2 8, LTE LTE 2x2 8, LTE 4x4 16,3 3.3 Situación de las redes LTE a nivel internacional. [59] La telefónica sueca TeliaSonera se convirtió en diciembre de 2009 en el primer operador a nivel mundial en ofrecer LTE. Además de Escandinavia, Japón y los Estados Unidos no tardaron en integrarse al club, Japón de hecho ya dio de baja su red 2G en el año Los usuarios de TeliaSonera se encontraron con algunos requisitos los cuales obstaculizaron su mudanza al estándar, por ejemplo, el hecho de que para acceder a las redes LTE se necesita de un módem que es incompatible con las redes 3G que funcionan en Suecia y Noruega. 54

71 Otro obstáculo fue la ausencia de contenidos que requiriesen de tales anchos de banda, algo normal cuando aparecen nuevas tecnologías, claramente el acceso a Internet está evolucionando cada día más hacia conexiones móviles de altísima velocidad Situación de las redes LTE en Latinoamérica. [7] Hasta febrero de 2013, la organización 4G Americas impulsora de LTE en el continente Americano registró diez operaciones Latinoamericanas de datos móviles de alta velocidad. Según la firma consultora argentina Convergencialatina cada una de ellas cubre un área de negocios especial estimada que, al menos hasta después del 2018, no prevé una expansión de esta tecnología que supere el 10% de la totalidad de los accesos móviles. Esto debido principalmente a que las características de uso en la región no justificarían un avance más apurado. Tal y como se muestra en el siguiente mapa indicador, salvo en Puerto Rico, en donde compiten tres de las más importantes corporaciones mundiales de las telecomunicaciones, las experiencias con LTE en Latinoamérica pareciesen aun no estar tan cercanas. Figura 26. Operadores con LTE en Latinoamérica y bandas en las que operan. [7] 55

72 Según estimaciones recogidas por la empresa argentina durante la presentación del Ericsson Mobility Report, en San Pablo, en octubre de 2012: las suscripciones móviles en América Latina son de 676 millones y sumaran 230 millones más en Pero actualmente un 80% de las operaciones móviles regionales corresponde todavía a conexiones 2G. Y recién en cinco años las de 3G superaran el 60%. Es decir que según dicha compañía especialista en 2018 el panorama sería aproximadamente de unos 900 millones de celulares en funcionamiento en Latinoamérica, el 60% de tecnología 3G; un 30%, 2G y un 10%, LTE. Lo cual estaría indicando que el crecimiento de LTE se prevé gradual. En Brasil el único operador en servicio, Sky, que opera en 2,6 GHz utiliza LTE para complementar su servicio satelital. Se cree que más televisoras de la región estarían eventualmente disponiendo de una posibilidad similar, inclusive mediante la tecnología WiMAX, aunque la oferta de banda ancha no es claramente el corazón de su negocio. Antel de Uruguay es la operación más antigua de la región. Hasta la fecha mencionada inicialmente llevaba instalados 16 puntos LTE en Montevideo y 11 en Maldonado- Punta del Este. Su servicio Internet Vera ofrece velocidades de bajada de hasta 20 Mbps y de 2 Mbps de subida. Los 30 GB cuestan unos $41 por mes. Por ejemplo, el modem Bandrich C505 multibanda LTE/HSPA+ lo financia en 12 cuotas de $20. Por los altos costos iniciales del servicio, los operadores actuales apuntarían a las zonas de más alto poder adquisitivo. Esto se convierte en una desventaja para la entrada de la tecnología, pues es algo que no encuentra cabida en el espíritu de muchos de los gobiernos de la región que están más enfocados en políticas por servicios para todos que en las alternativas Premium para los sectores de mayores ingresos. Según la opinión de algunos actores de las comunicaciones celulares en la región, la financiación del modem es mayor problema que el tendido de las redes, estas naturalmente deben funcionar en combinación con la infraestructura existente para poder realizar una cobertura con LTE gradual. La recepción de video de alta definición parece por ahora la utilidad más seductora para tentar a los clientes. Esa sed de HD explica que las conexiones LTE en Estados Unidos subieron drásticamente en 22,3 millones, sumando casi 19 millones de suscripciones en 56

73 12 meses y representando el 51% del total de 43,7 millones de conexiones LTE en el mundo al termino del tercer trimestre de 2012 según 4G Américas en base con estimaciones de Informa Telecoms & Media. Figura 27. Evolución de las líneas LTE en el mundo desde el segundo trimestre del 2011 hasta el cuarto trimestre del [7] Una cultura similar a la norteamericana favorecería la adopción de la nueva tecnología. Habrá que ver si las empresas prestadoras están dispuestas a realizar inversiones para apostar a un retorno el cual puede ser lento. Más asentada que las mencionadas está la operación de UNE EPM, en Colombia. En su presentación en Futurecom, en octubre de 2012, su presidente dijo, según registro Convergecialatina, que: el 60% del tráfico LTE corresponde a video HD y el 83% de los usuarios contrata el servicio por tres años una alternativa que diseñaron con un precio agresivo para asegurar una estabilidad en ingresos a futuro. Al cierre de setiembre de 2012, UNE EPM alcanzó usuarios móviles. Sin embargo, esta cifra incluye accesos 3G sobre la red Tigo. La particularidad de la empresa es que no arrastra usuarios de voz de otras tecnologías, por lo tanto puede apostar plenamente a datos, al buscar nichos en donde realizar un rápido despliegue. Nuevamente se percibe que el objetivo a corto plazo es el HD. Entel Bolivia por su parte comenzó a ofrecer el servicio comercialmente a fines del 2012, está disponible en Cochabamba, La Paz y Santa Cruz. El plan 4G-LTE 700 cuesta $101 mensuales y permite un máximo de 40 MB de bajada. El modem LTE 57

74 Bandluxe C-506 lo venden a $195. El orden de prioridades para LTE es: dar continuidad a HSPA+, cubrir las zonas de alta demanda en ciudades capitales y proveer de mayores velocidades a los centros de negocios. El servicio cuesta el doble que el de Antel Uruguay (aunque con 10 MB más de descarga). También se complementa con 3G y apunta a las principales ciudades del país. Sugerentemente, tres de las cuatro operaciones LTE que ya funcionan en Sudamérica son estatales y se complementan con HSDPA+. La cuarta, Sky, apunta a la necesidad de complementar con Internet la oferta de TV satelital. La descarga de alta definición parece ser el impulsor del servicio. Para un despliegue correcto de servicios móviles lo recomendado por la Unión Internacional de Telecomunicaciones es de 1148 MHz, el siguiente cuadro publicado por la consultora en telecomunicaciones Carrier y Asociados demuestra lo lejos que algunos países Latinoamericanos se encuentran en la actualidad. Figura 28. Disponibilidad del espectro para servicios móviles. [45] Al tenerse una menor disponibilidad de espectro, el crecimiento en usuarios exige todavía más a las redes/antenas, que se les complica brindar el servicio sin problemas o interferencias. 58

75 En Perú la tecnología LTE aun no está disponible (al menos hasta la fecha en que se concluyó este trabajo) y el Organismo Supervisor de la Inversión Privada en Telecomunicaciones (Osiptel), ente regulador de aquel país, intervino en noviembre de 2012 para prohibir que las empresas quienes ofrecen el servicio de Internet móvil y fijo inalámbrico usen el término 4G para con sus despliegues de las tecnologías HSPA+ y WiMAX e por considerar que las mejoras en lo que respecta a velocidades y capacidades de descarga han sido modestas en comparación a lo que son las ofertas comerciales ofrecidas bajo la denominación 3G. El Ministerio de Transportes y Comunicaciones (MTC) de Perú inició en noviembre de 2012 la licitación por 20 años de frecuencias para el desarrollo de redes LTE, encargando a la Agencia de Promoción de la Inversión Privada (ProInversión) la licitación de dos bandas de espectro radioeléctrico en la frecuencia conocida como Advanced Wireless Services (AWS) de 1710 MHz 1750 MHz (uplink, en dos bloques de 20 MHz) y 2110 MHz MHz (downlink, en dos bloques de 20 MHz). 59

76 4. CAPÍTULO 4: Situación de LTE en Costa Rica. [5] Según la corporación china Huawei Tecnologies el despliegue de LTE previsto para el 2013 en América Latina apunta que al finalizar 2013 al menos el 26% del total de operadores de la región (34 aproximadamente) habrán concretado su oferta de servicios vinculados a dicha tecnología en aquellas ciudades de mayor conectividad. En la figura 29 se muestran las proyecciones del total de suscriptores que tendría la red LTE en Latinoamérica durante los próximos 3 años. Figura 29. Pronostico de suscriptores para LTE en Latinoamérica (en millones de usuarios) para los próximos 3 años. [5] En julio del 2013 El Instituto Costarricense de Electricidad (ICE) inició un plan piloto de la tecnología LTE en la banda de 2600 MHz, primeramente el plan del ICE es cubrir la Gran Área Metropolitana (GAM) y las principales cabeceras de provincia; para ello, la empresa estatal desplegó 350 celdas LTE en las zonas de cobertura. La planificación de nuevas frecuencias de radiocomunicación responde a la necesidad de que el país tenga mayor disponibilidad de espectro frente al crecimiento mundial de sistemas móviles celulares y las tendencias tecnológicas. Ante esta problemática por la falta de espectro, los operadores para proveer mejor el servicio, pueden por ejemplo mejorar la capacidad de las redes implementado más 60

77 celdas, al reutilizar el espectro, pero eso tiene un límite que, a medida que se reutiliza, se está creando un riesgo en la calidad del servicio de los usuarios existentes. El Plan Nacional de Atribución de frecuencias (PNAF) es el instrumento que permite la regulación nacional del espectro radioeléctrico, es dictado por el Poder Ejecutivo y procura satisfacer las solicitudes de frecuencia y nuevos servicios para el crecimiento de las redes de telecomunicaciones. Con una lectura pormenorizada se puede comprobar como actualmente el PNAF sigue casi al pie de la letra cada una de las recomendaciones planteadas por la UIT para los países de la Región 2 (América) para cada uno de los diferentes tipos de servicios radioeléctricos: fijo, móvil, radiodifusión, meteorología por satélite, móvil por satélite, radioastronomía, aficionados por satélite, etc. La Sutel, actualmente la entidad pública encargada de administrar y vigilar el espectro en este país, fue creada mediante la ley 8660 publicada el 13 de agosto del Consideraciones sobre la segmentación de bandas de frecuencia de acuerdo con los estándares internacionales. [23] La ocupación de las distintas bandas de frecuencias tecnológicamente habilitadas para la prestación de servicios de telecomunicaciones móviles según los principales estándares internacionales presentan algunas particularidades tales como los traslapes en las segmentaciones de algunas bandas. El rango de frecuencias comprendido entre 824 MHz y 960 MHz abarca los estándares tanto de GSM 850 MHz como de GSM 900, los cuales presentan un leve traslape entre el segmento downlink de 850 MHz y el uplink de

78 Figura 30. Traslape en frecuencias de las bandas de 850 MHz y 900 MHz. [23] La Sutel planteó el reordenamiento de la banda de los 850 MHz para asegurar un uso más eficiente de la misma y que se liberaran al menos tres segmentos de 5 MHz para la incursión de los nuevos operadores. Finalmente, tal y como se verá próximamente, la operadora Telefónica, quien fue el mejor oferente en el proceso de adjudicación, obtuvo los únicos 2x5,3 MHz que se liberaron en esa banda. Esto ocurrió así pues en la subbanda de los 800 MHz el ICE tenía prevista la instalación de sistemas para la tecnología 3G que entró a operar en el último trimestre del Asimismo el ICE requiere conservar las bandas A,B,C, y D de 5 MHz de subida y 5 MHz de bajada para cada una, a fin de utilizar las tres primeras para tecnología 3G, y la cuarta al prever lo que iba a ser la migración de los usuarios TDMA hacia la tecnología 3G. También requiere mantener los 20 MHz de subida y 20 MHz de bajada de los cuatro segmentos para una posible migración a la tecnología LTE y para asegurar la cobertura en las zonas rurales y otras más remotas. La banda de GSM 900 MHz es muy atractiva por sus condiciones de alta penetración y uso generalizado a nivel mundial. En relación con el rango de frecuencias comprendido entre los 1710 MHz y 2170 MHz, una gran variedad de estándares se agrupan en este rango, esto genera traslapes más graves que en algunos casos implican que el uso de un estándar excluye a otro. El ICE utiliza también el estándar GSM DCS 1800 MHz para la prestación de servicios de telefonía móvil, lo cual ubica al país dentro de los estándares comúnmente 62

79 denominados Europeos (GSM-DCS y 3G-LTE 1,9/2,1 GHz) que presentan traslapes importantes con los estándares Americanos (GSM-PCs y 3G-LTE 1,7/2,1 GHz), por lo tanto no pueden coexistir en las mismas áreas geográficas. Figura 31. Traslape en frecuencias de las bandas de Europeas y Americanas. [23] Un aspecto importante por tomar en cuenta respecto a la asignación de la banda de 3G es el hecho de que está más desarrollada y difundida en 1,9/2,1 GHz al abarcar regiones como la europea y asiática las cuales aseguran mayores niveles de producción a escala y su consecuente reducción en costos de equipos y terminales. La banda de 1800 MHz es usada por el ICE para sus servicios de GSM, particularmente, las bandas A y C en todo el país. La sub-banda B presenta una marcada diferencia entre sus niveles de ocupación dentro del GAM (aproximadamente 8 MHz) y fuera de ésta, en donde está básicamente libre de todo uso. Fue por ello que la Sutel planteó que se reordenara y se dividiera en segmentos de 15 MHz, lo cual produciría un uso más eficiente del espectro en esta banda y, a su vez, permitiría la entrada de los nuevos operadores en estas bandas en zonas fuera del área metropolitana. Finalmente en el acuerdo mutuo suscrito entre el Poder Ejecutivo y el Instituto Costarricense de Electricidad (OF.DVT ), se decidió la extinción de un grupo de bandas de frecuencias dentro de los 850 MHz, 1800 MHz, y 2100 MHz, a saber: las frecuencias contenidas de MHz (ancho de banda de 5,3 MHz) y de

80 MHz (sub banda E y parte de 900 MHz, ancho de banda de 13,3 MHz), de MHz, de MHz, de MHz, y de MHz. Esto quiere decir que las sugerencias planteadas por la Sutel con respecto a liberar espectro en las bandas de los 1800 MHz y 2100 MHz fueron acogidas prácticamente en su totalidad y de hecho fue en esos segmentos en donde más espacio se les otorgo a Claro y Telefónica, tal y como puede verse en seguida. La concesión 1 del cartel de licitación fue declarada infructuosa por no habérsele otorgado a ningún participante, esta comprendía los siguientes segmentos de banda: Tabla 9. Concesión 1. [21] Frecuencias (MHz) Banda Segmento del canal Ancho de banda Subida o uplink bajada o downlink 1800 MHz B 2x10 MHz a a MHz C 2x10 MHz a a MHz B 2x5 MHz a a MHz C 2x10 MHz a a La concesión 2 del cartel de licitación le fue otorgada a la empresa Claro CR Telecomunicaciones S.A. propiedad de América Móvil S.A.B de C.V. cuyo principal accionista es el famoso empresario mexicano Carlos Slim, por la suma de $75 millones. Tabla 10. Concesión 2. [21] Frecuencias (MHz) Banda Segmento del canal Ancho de banda Subida o uplink bajada o downlink 1800 MHz C 2x5 MHz a a MHz D 2x15 MHz a a MHz C 2x5 MHz a a MHz D 2x10 MHz a a

81 La concesión 3 que era la más apetecida de todas por tener un ancho de banda de 5.3 MHz en los 850 MHz, le fue otorgada al mejor oferente del proceso de adjudicación, a saber la empresa Azules y Platas S.A. propiedad de Telefónica S.A. de capital español, por la suma de $95 millones. Tabla 11. Concesión 3. [21] Frecuencias (MHz) Banda Segmento del canal Ancho de banda Subida o uplink bajada o downlink 850 MHz E 2x5.3 MHz a a MHz E 2x15 MHz a a MHz E 2x10 MHz a a Otros oferentes de telefonía móvil como Fullmóvil o Tuyo Móvil son operadores móviles virtuales 6 de la red del ICE, es decir, que no cuentan con su propia red. Sobre la situación actual de Costa Rica en relación con los segmentos atribuidos por la UIT para servicios IMT, se resume que hay un total 1177 MHz de los cuales en Costa Rica al adoptar ciertos arreglos de bandas de frecuencias de la recomendación UIT-R M.1036, esta cantidad de espectro se reduce a 1015 MHz (reducción de espectro obedece a las bandas guarda y las brechas centrales que son necesarias habilitar para evitar problemas de interferencias perjudiciales). Por otra parte, los 1015 MHz de espectro designado por la UIT para servicios IMT contrastan con el espectro realmente habilitado en Costa Rica (restando las bandas por identificar y las sujetas a migración), según se detalla en la Tabla Un operador virtual móvil OMV (en inglés: Mobile Virtual Network Operator) o de red inalámbrica virtual, es una compañía de telefonía móvil que no posee una concesión de espectro de frecuencia, y por tanto carece de una red propia de radio. Para dar servicio, debe recurrir a la cobertura de red de otra empresa con red propia con la que debe suscribir un acuerdo. 65

82 Tabla 12. Espectro IMT realmente habilitado en Costa Rica (750 MHz). [8] La Tabla 12 indica que únicamente se tiene en la actualidad 750 MHz de espectro IMT realmente habilitado, siendo que se excluyen las bandas de frecuencias de 450 MHz, 700 MHz, 900 MHz, MHz y 2300 MHz (bandas por identificar y sujetas a migración) cuyo ancho de banda acumulado total corresponde a 265 MHz. Finalmente, el ancho de banda señalado (750 MHz) se obtiene restando dicho total acumulado (de 265 MHz) a los 1015 MHz de espectro designado por la UIT para servicios IMT. La siguiente figura brinda una primera apreciación del espectro IMT concesionado (asignado) por operador móvil. Figura 32. Espectro IMT concesionado (asignado) por operador de servicios IMT. [8] 66

83 La figura anterior detalla la cantidad de espectro concesionada a cada operador. Por otra parte, se torna interesante realizar un análisis de la cantidad de espectro IMT concesionado a los operadores, por cada banda de frecuencias utilizable (850 MHz, 1800 MHz, MHz, 1900/2100 MHz, 2600 MHz y 3500 MHz); esta apreciación se muestra en la siguiente figura. Figura 33. Distribución porcentual de espectro por banda IMT, a partir de un total de 750 MHz. [8] Debe notarse de la ilustración anterior que en ésta se incluyen los 70 MHz disponibles para su licitación en las bandas de 1800 MHz y 1900/2100 MHz (figura en color celeste, i.e. Tabla 9). 4.2 Parámetros de calidad de los servicios de transferencia de datos en Costa Rica. [25] Los parámetros de calidad para la transferencia de datos aplicables a Costa Rica fueron divulgados en el diario oficial la Gaceta N 82 del 29 de Abril del En Costa Rica la calidad del servicio se define conforme a la norma E.800 de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT-T). En concordancia con la citada norma y 67

84 las recomendaciones G.1010 de la UIT-T y la norma ETSI EG , la definición de los parámetros, indicadores, metodologías de medición y evaluación consideran: Los aspectos del servicio desde el punto de vista del usuario. Los efectos percibidos por el usuario, más que en las causas del problema. Independencia de la arquitectura o tecnologías de red. Medición objetiva o subjetiva en el punto de acceso al servicio. Fácil comparación con los parámetros de calidad de funcionamiento de la red Niveles máximos de calidad locales e internacionales. [25] Las siguientes Tablas muestran los parámetros definidos para Costa Rica, mismos que deberían seguir los operadores cuando se implementen los QCI con la tecnología LTE. Tabla 13. Niveles máximos de calidad a nivel local. [25] Clase de calidad de Descripción Umbral de retardo local (ms) Umbral de jitter local (ms) Umbral de pérdida de paquetes local (%) servicio 0 Tiempo real, alta interacción, sensibles al retardo. (Voz y video en tiempo real) ,5 1 Tiempo real, interactivos, sensibles al retardo (Voz y video en tiempo real de menor calidad) ,5 2 Datos de alta prioridad (transaccionales, altamente interactivos) 40 N/A 2,5 3 Datos de mediana prioridad (Datos transaccionales interactivos) 50 N/A 5 4 Datos de baja prioridad (transacciones cortas, datos en grandes cantidades, flujo continuo de 60 N/A 5 video streaming) 5 Datos de mejor esfuerzo 70 N/A 5 68

85 Tabla 14. Niveles máximos de calidad a nivel internacional. [25] Clase de calidad del servicio Descripción Umbral de retardo internaciona l (ms) Umbral de jitter internaciona l(ms) Umbral de pérdida de paquetes internacion al (%) 0 Tiempo real, alta interacción, sensibles al retardo. (Voz y video en tiempo real) ,5 1 Tiempo real, interactivos, sensibles al retardo (Voz y video en tiempo real de ,5 menor calidad) 2 Datos de alta prioridad (transaccionales, altamente interactivos) 160 N/A 2,5 3 Datos de mediana prioridad (Datos transaccionales interactivos) 200 N/A 5 4 Datos de baja prioridad (transacciones cortas, datos en grandes cantidades, flujo 240 N/A 5 continuo de video streaming) 5 Datos de mejor esfuerzo 280 N/A 5 Es importante recordar que estos datos están basados en las recomendaciones internacionales UIT-T G.1010,Y.1541 y la IEEE 802.1p. Todos los valores de estas Tablas deben ser comprobados con mediciones de extremo a extremo de la transferencia de datos, ya sea para el caso local o internacional. Para el caso internacional también se toman en cuenta las medidas locales y deben hacerse durante la hora cargada media del servicio en estudio. Por otra parte, estos datos se encuentran disponibles desde el 2009, por lo tanto en materia reglamentaria ya existen las bases para regular el mercado y los nuevos servicios disponibles con la llegada de LTE. 69

86 5. CAPÍTULO 5: Transmisión de video sobre una red móvil. [1] La transmisión de video sobre redes celulares se ha convertido en uno de los mayores disparadores de la alta demanda en ancho de banda sobre redes móviles y se espera que sea uno de los principales motores los cuales impulsen la evolución de la tecnología móvil en los próximos años. Con el advenimiento de los teléfonos inteligentes o smartphones se espera un crecimiento exponencial del tráfico de datos por redes móviles así como aplicaciones que demanden cada vez un mayor ancho de banda. Los usuarios desean acceder a contenidos de video con una buena calidad de imagen y sonido, así como ser capaces de subir a la red videos propios capturados en cualquier momento. Proveer aplicaciones de video sobre una red móvil implica una serie de retos, por ejemplo una línea de video, que requiere de un ancho de banda considerable durante varios minutos. La limitada disponibilidad del espectro ocasiona interferencia y congestión de la red restringiendo el ancho de banda a unos pocos usuarios activos en el radio de cobertura de una celda. Además la red celular debe también compensar el efecto handover es decir, cuando un usuario se mueve y el terminal debe cambiarse de radio estación para no perder la señal. El problema de la congestión así como el del efecto handover afectan la integridad de los datos, la tasa de pérdida de datos y aumentan el detrimento de la señal recibida en términos de amplitud, frecuencia y fase, fenómeno conocido como jitter. Estos efectos son especialmente dañinos cuando lo que se quiere transmitir es contenido de video. Adicionalmente también se debe tener en cuenta que la gran variedad de smartphones disponibles requiere de una gran flexibilidad en cuanto a transmitir video para una diversidad de tamaños y resolución de pantallas e impacto en el desgaste de la batería del terminal. Una de las estrategias para contrarrestar estos efectos es traer los transmisores más cerca del usuario final. Esto se logra utilizando las llamadas microceldas, picoceldas y femtoceldas. Estos son transmisores de menor potencia y tamaño ubicados estratégicamente en zonas urbanas de alta concentración, como centros comerciales, edificios, casas de habitación, etc. En estas zonas el usuario no se verá en la necesidad 70

87 de una gran movilización, por lo tanto se eliminan los efectos negativos producidos al darse la transición de una radio base a otra. 5.1 Incremento en el uso de redes móviles para transmisión de video. [1] El uso de smartphones, tablets y otros aparatos que hacen uso de las redes móviles para acceder a Internet han incrementado la demanda de ancho de banda sobre estas redes. Principalmente en aplicaciones en las cuales involucran la transmisión de video en tiempo real como por ejemplo, servicio de videollamadas y transmisión de canales de televisión. Estas aplicaciones no solo necesitan un ancho de banda considerable sino que además necesitan de una baja latencia. El tráfico de video sobre redes móviles será aún mayor durante eventos en vivo y en horas pico como las habituales horas de los noticieros. 5.2 Tipos de video transmitidos comúnmente sobre red móvil. [1] Se pueden identificar básicamente dos tipos de datos: Videos tipificados como de corta duración y videos de larga duración. Los videos cortos (de menos de 10 minutos) son generalmente extractos de otros videos o creaciones de usuarios que no necesitan una gran resolución a la hora de transmitirse, típicamente serían videos de Youtube o Facebook. Dado que la mayoría de estos videos proviene directamente de usuarios existe una gran cantidad de protocolos y codificadores, por lo tanto no se espera que la experiencia del usuario sea de la mejor calidad posible. Los reproductores de este tipo de videos utilizan un método de reproducción de manera progresiva en donde el video se reproduce a como se recibe de los servidores, pero también se da la posibilidad de cargarlo y reproducirlo off line. Con este método se reduce la necesidad de tener una baja latencia. Aplicaciones que ofrezcan servicios de televisión a nivel profesional son ejemplos típicos de videos largos. A saber, producciones hechas por televisoras o estudios cinematográficos las cuales son dadas al usuario final a través de suscripciones, por lo que la experiencia del usuario se vuelve importante. Este tipo de videos se transmiten por lo general al mismo tiempo en que se descargan de los servidores de forma que la resolución del video es dinámica y cambia según la disponibilidad de la red. Dado que 71

88 su contenido no es gratis, es necesario que los videos sean protegidos digitalmente debido a los derechos de autor (copyright) para que no sea posible descargarlos para su vista posterior, por lo tanto la transmisión debe hacerse al mismo tiempo que se descarga, esto asemeja una transmisión en tiempo real. Un ejemplo de esta aplicación es la conocida membrecía de Netflix. 5.3 Ancho de banda garantizado. [1] Una ininterrumpida transmisión de video en calidad HD o similar requiere de una arquitectura que soporte un ancho de banda de al menos 2 Mbps (véase Tabla 15) durante periodos prolongados. Desafortunadamente esto no se garantiza en una red móvil aun cuando el usuario se mantenga inmóvil durante ese periodo. Los proveedores tienen dos opciones para manejar ese problema: 1. Alertan explícitamente a sus clientes de la naturaleza variante del ancho de banda celular y se ofrecen planes que se promocionan a una velocidad máxima o probable bajo condiciones óptimas. La experiencia de usuario suele ser buena si no existe saturación de la red. Este modelo es el actualmente siguen los proveedores Kölbi, Movistar y Claro en Costa Rica. Los planes Kölbi por ejemplo incluyen la siguiente información en su publicidad: La velocidad dependerá del dispositivo que posea el cliente y la capacidad de la red móvil del ICE. [21] 2. En redes LTE existen las capacidades técnicas necesarias para ofrecer al usuario un mínimo de ancho de banda garantizado. Queda por ver si se logran velocidades altas permanentemente con gran tolerancia al desplazamiento y la cantidad de los usuarios. 5.4 Problemas para la transmisión de video en redes móviles. [1] El principal objetivo buscado es ofrecer una transmisión continúa de datos durante periodos largos que cumplan con un buen desempeño en cuanto a errores de trama, problemas de desempeño de los terminales, etc. La interferencia en la transmisión por aire es uno de los más grandes problemas en la transmisión de video. La cantidad de errores de transmisión es por lo general muy alta y 72

89 se debe contrarrestar con diferentes métodos como lo son: modulación adaptiva y codificación, retransmisión de datos y el uso de paquetes de transmisión pequeños. Los canales móviles, debido a sus características intrínsecas, son afectados por varios fenómenos entre ellos la disminución de la potencia de la señal, la recepción de la señal desde varios frentes debido al multi-camino que recorre la señal, ya sea por el rebote de superficies como edificios, el ruido, el efecto Doppler 7, la interferencia por obstáculos naturales y las condiciones ambientales, etc. Pero en principio, si la tecnología da suficiente capacidad, los problemas se pueden mitigar. Otras dificultades pueden también aparecer debido a terminales con pobre procesamiento de señal resultando en un gasto exagerado de la batería, incremento del ruido, baja recepción, etc. 5.5 Eficiencia espectral de redes 3G/4G y su impacto en transmisión de video. [1] La Tabla 15 muestra el consumo de datos por aparato asumiendo que la red puede dar la cantidad de ancho de banda necesario para obtener una buena experiencia de usuario. De la Tabla 15 se puede ver que diferentes aparatos necesitan diferentes velocidades para ofrecer una calidad aceptable. 7 El efecto Doppler es el desplazamiento de la frecuencia debido al movimiento del receptor o del emisor de la señal, lo que ocasiona que la frecuencia de la señal recibida sea diferente a la enviada. En comunicaciones móviles no se considera tan determinante a velocidades de transmisión bajas. 73

90 Tabla 15. Consumo de datos por tipo de aplicación. [1] Aplicación Tasa requerida (Mb/s) Música estéreo 0,1 58 Video en pantalla pequeña (teléfono) 0,2 90 Video en pantalla mediana (smartphone) Video en pantalla mediana (tablet) Video en pantalla grande (HD en tablet) 0,5 225 Mbyte/hora Hrs/día Gb/mes ,5 0,9 1 1,7 2 3,5 4 6,9 0,5 1,4 1 2,7 2 5,4 4 10,8 0,5 3,4 1 6,8 2 13, ,5 6,8 1 13, ,5 13, Si se comparan estos datos con la siguiente Tabla se determina que las tecnologías HSPA+ y LTE son las únicas que pueden garantizar una experiencia de usuario aceptable para la mayoría de dispositivos de hoy en día. Sin embargo, es posible que en un futuro próximo se llegue a agotar la tecnología HSPA+ por el tipo de aplicaciones desarrolladas en estos momentos, como lo son transmisión de video en tiempo real, ya sea por eventos en vivo o por video desde cámaras de seguridad. Así la tecnología LTE se convierte en el próximo paso en que deben invertir los proveedores actuales para asegurar un buen servicio en los años venideros. 74

91 Tabla 16. Comparación de tecnologías móviles. [1] Nombre de tecnología Tipo Características Velocidad de descarga Velocidad de carga Tecnología 3G, provee voz UMTS CDMA y datos mediante servicio 200 a 300 kb/s. 200 a 300 kb/s. HSPA. Servicio de datos para HSPA CDMA redes UMTS. Mejora de la 1 Mb/s a 4Mb/s. 500 kb/s a tecnología anterior. 2 Mb/s. 1.9 Mbps a 8.8 Evolución de la HSPA en Mb/s en 5/5 varios aspectos que MHz. 1 Mb/s a 4 Mb/s HSPA+ CDMA incluyen rendimiento, en 5/5 MHz o en capacidad y menor 3.8 Mbps a /5 MHz. latencia. Mbps con doble portadora en 10/5 MHz. Nueva interfaz radio que LTE OFDMA puede usar una gran variedad de canales y entregar altas tasas de datos. 6.5 Mb/s a 26.3 Mb/s en 10/10 MHz. 6 Mb/s a 13 Mb/s en 10/10 MHz. Toda la comunicación se hace por medio de dominio IP. Versión avanzada de LTE LTE diseñada para cumplir con Aun no Advanced OFDMA los requerimientos de los Aun no definido. definido. estándares IMT Avanzados. 75

92 En lugar de ofrecer una comparación por velocidad máxima, estas Tablas ofrecen valores promedio que representan mejor el rendimiento que experimenta un usuario. La interferencia por aire puede ser expresada convenientemente en términos de eficiencia espectral, la cual mide lo bien aprovechada que está, con respecto a una determinada banda de frecuencia usada para transmitir datos. LTE es más eficiente en anchos de banda mayores (10 MHz, 15 MHz y 20 MHz) debido a la gran demanda de la capa uno de señalización en bandas más estrechas. El siguiente gráfico muestra la eficiencia espectral como función del ancho de banda del sistema. Figura 34. Eficiencia espectral de LTE como función del ancho de banda del sistema. [1] Típicamente la capacidad del downlink es más importante para aplicaciones de video. Un estudio de varias tecnologías del 3GPP indica que la eficiencia espectral es menor en el uplink lo cual es de esperarse debido al patrón de uso de usuarios móviles. Sin embargo el incremento en aplicaciones que utilizan la función de videollamada, como facetime o skype, vendrán a presionar para llegar a un balance. 76

93 5.6 Latencia en transmisiones móviles aéreas y su impacto en transmisión de video. [1] Los mayores anchos de banda en LTE permiten a los usuarios recibir video de mayor calidad sin que haya congestión en la radio base. Una baja latencia beneficia en gran medida al trasiego mediante protocolo TCP lo cual es vital para entrega de video por medio de la técnica HTTP streaming adaptivo. La latencia se da en transmisiones aéreas principalmente por tres motivos: 1. La radio estación debe escoger el esquema de modulación y codificación para cada usuario dependiendo de la cantidad de información por ser transferida y la calidad de señal reportada por el usuario. Como resultado los paquetes de datos que se envían no son del mismo tamaño, lo que causa que se requieran diferentes cantidades de tiempo para transmitir. Esto ocasiona latencia que se ve afectada por las condiciones de la red en esos momentos. 2. La retransmisión de datos es un mecanismo utilizado para contrarrestar los problemas de pérdida de información y errores de transmisión. Estas retransmisiones generan latencia adicional dependiendo del tiempo fijado para este fin. En LTE es de 8 ms y en HSPA es de 12 ms. 3. En una sola célula se comparte su capacidad para todos los usuarios conectados a ella. En condiciones normales de carga a cada usuario se le puede dar la totalidad de los recursos disponibles, pero bajo condiciones de saturación la célula garantiza que todos los usuarios reciban la misma atención por lo que se genera un gran delay en la transmisión de paquetes de datos. Un estudio de las tecnologías del 3GPP realizado por el LSTI dio a conocer que la arquitectura LTE es la más baja con respecto a latencia ya que se logró una medición dentro del rango de 18 ms a 28 ms. Los fenómenos de latencia y jitter impactan mucho el rendimiento de aplicaciones de video móvil como la teleconferencia y juegos online basados en protocolos streaming como RTP, RTSP o RTCP. Otro tipo de aplicaciones como descarga progresiva de video no son sensibles a la latencia, ya que los datos se almacenan en un buffer antes de ser transmitidos, esto minimiza el impacto. Nótese que la latencia por transmisión aérea 77

94 es diferente a la latencia incurrida normalmente mientras la información pasa por los distintos nodos de la red de comunicaciones. 5.7 Impacto de la radio interferencia en la transmisión de video. [1] Los usuarios son susceptibles a una gran variación en cuanto a niveles de interferencia, ésta se acrecienta conforme aumenta la extensión del video así como con la movilidad a través de las diferentes celdas de la red. Altos niveles de interferencia aumentan la relación señal a ruido y, por lo tanto, ocasionan que haya menos ancho de banda disponible para la transmisión de video lo cual afecta directamente la calidad y experiencia del usuario. La interferencia en redes aéreas ocurre cuando el espectro es compartido por muchos usuarios bajo una sola celda. El soft handover usado en WCDMA permite al usuario estar conectado a dos o más radio bases simultáneamente, lo que permite mejorar la cobertura. Esta característica permite una mejora cuando se da el traslado entre celdas, especialmente para canales de control en donde una correcta demodulación es crítica para mantener la sincronización. El soft handover no está presente en canales downlink de HSPA debido a la gran velocidad de los mecanismos necesarios y a los muy ajustados márgenes para sincronización de las celdas. Para el resto de los canales downlink así como para todos los canales uplink sí se utiliza el soft handover. LTE no requiere el uso del soft handover, sin embargo la flexibilidad en cuanto a la asignación de recursos de frecuencia y tiempo con una gran meticulosidad permite una gran eficiencia en cada celda con el costo del aumento de la complejidad de los terminales que requieren el uso de técnicas avanzadas de supresión de ruido. La interferencia es uno de los obstáculos más grandes a los cuales se enfrentan las redes móviles. Lo que hace es reducir el ancho de banda efectivo con el que las radio bases pueden entregar datos. Dentro del contexto de redes celulares homogéneas tradicionales esta es la principal preocupación, especialmente en los límites entre las celdas donde se da la transición entre radio bases de una celda a otra. En redes heterogéneas se incrementa este fenómeno debido a la transmisión con diferentes potencias y 78

95 frecuencias, y el aumento de las zonas limítrofes debido a una mayor población de microceldas y femtoceldas. La figura 35 muestra un arreglo general de arquitectura heterogénea (HetNet) que tiene la ventaja de ofrecer mejor cobertura, principalmente en áreas de alta concentración de usuarios. Sin embargo también aumenta la cantidad de zonas limítrofes que inciden en el incremento de problemas de interferencia. Figura 35. Arquitectura HetNet 8. [1] 5.8 Impacto de la movilidad en el rendimiento de redes móviles celulares. [1] La movilidad en temas de transmisión celular se refiere a la capacidad de los usuarios de reubicarse continuamente bajo la impresión de estar siempre conectados a Internet y a la red tradicional de circuitos conmutados de su operador. La administración de una red móvil debe ubicar al usuario siempre en la radiobase con las mejores condiciones para la transmisión, esta será la radiobase principal. Las operaciones de soft handover extienden este concepto a más de una radiobase, pero siempre debe existir una principal que maneje la señalización. Los algoritmos para el manejo de la red (RRM) son definidos por las diferentes tecnologías para habilitar la movilidad a través de la reelección de celdas. 8 Para mayor detalle se puede consultar la parte de Anexos, secciones 4 en adelante. 79

96 Aunque el marco de referencia para el establecimiento del RRM está estandarizado para cada tecnología en términos de los valores a ser considerados por los dispositivos y las estaciones base, los algoritmos actuales para RRM son independientes de la implementación utilizada, esto provoca incertidumbre con respecto al rendimiento real. Dependiendo de la configuración de la red y los equipos empleados puede haber una gran variabilidad en el resultado final. Aun las redes más optimizadas en este aspecto, deben enfrentar el aumento en el tráfico de señalización provocado por la movilidad de los usuarios, el algoritmo utilizado, la reelección de células, la información que se intercambia entre los nodos de acceso, actualización del estado de las celdas y actualizaciones de ubicación. 5.9 Handovers y su impacto en la transmisión de video. [1] El término handover se refiere a la acción de moverse de una celda a otra manteniendo la continuidad del servicio. La característica principal de un hard handover es que se pierde la conexión con la celda cuando se hace el cambio a la siguiente. Esta interrupción debería ser compensada por buffers que se encuentran en cada dispositivo o por el servicio mismo utilizado en ese momento. Como ya se comentó anteriormente, un soft handover permite conexiones simultáneas a varias celdas, por lo tanto existe una mejor cobertura, a su vez, que la transición no tiene efecto en la transmisión de video. Una de las características de usuarios móviles mientras se ve video es que por lo general hay poca movilidad mientras se transmite, pues la actividad en sí demanda mucha mayor concentración; es imposible manejar, caminar o realizar otras actividades mientras se ve video como si ocurre con los servicios tradicionales de voz. Por lo que se reducen las fallas ocasionadas por el cambio de celdas. Si el buffer del dispositivo no es lo suficiente grande, los handovers pueden causar un delay excesivo para algunos paquetes de datos debido a la retransmisión solicitada por el algoritmo. Con algunos protocolos como el de video sobre UDP (no basado en HTTP) es posible una transición redundante a ambas celdas involucradas en la transición, de manera que los paquetes perdidos pueden ser recuperados una vez 80

97 terminada la operación de conmutación hacia la nueva celda. Este tipo de estrategia de transmisión no permite las retransmisiones debido a que ocupa valores muy ajustados de latencia y delay. Otro tipo de protocolos como los RTP, RTCP o RTSP usados para la transmisión de video en tiempo real simplemente no cuentan con espacios para retransmisiones o corrección de errores de transmisión por lo que el usuario final podría percibir una degradación importante en la calidad del video sobre los límites de cobertura de la celda o al realizar un handover a otra celda. En el caso del streaming adaptivo HTTP no se espera que hayan problemas debido al delay o jitter, ya que típicamente el cliente tiene un buffer en donde el contenido es almacenado previamente y filtrado de este tipo de efectos nocivos, haciéndolos imperceptibles al usuario final Retransmisiones y su impacto en transmisión de video. [1] Los mecanismos para retransmisiones se encuentran desde la capa MAC y también a nivel de aplicaciones IP. Las retransmisiones completas (desde la fuente al destinatario) deben evitarse cuando sea posible ya que incurren en un delay extra que impactará en la calidad de la experiencia de usuario. Además hay que considerar también que los errores ocasionados por la congestión en la red TCP ocasionan una reducción de la ventana de transmisión reduciendo así el rendimiento. Las retransmisiones en las redes celulares comprenden dos niveles: Retransmisiones híbridas en la capa MAC, usualmente mediante el mecanismo HARQ, el cual corrige la mayoría de los errores en el canal en unos pocos milisegundos. Este es el esquema de retransmisión más rápido disponible en las actuales redes celulares. Retransmisiones en la capa 2, arriba de la capa MAC, se dan por medio de mecanismos ARQ y son manejados por los nodos de radio acceso. ARQ se ejecuta en el RNC (Radio Network Controller) en UMTS y HSPA, y en los enodeb en LTE. Lo importante es que se con esto se evitan retransmisiones completas. HARQ es más rápido que ARQ, pero ambos son mucho más rápidos que retransmisiones TCP. Por estas razones es aconsejable activar las retransmisiones en la 81

98 red aérea cuando se requieren transmisiones sin errores. Sin embargo, también se necesitan buffers para contrarrestar el delay extra debido a las retransmisiones. En situaciones de una cobertura pobre o de mucha interferencia se incrementa el número de retransmisiones hasta que son tantas que el reproductor de video empieza a detenerse. Esto también sucede cuando hay congestión de tráfico en la celda que está sirviendo al terminal. Otro aspecto por tener en cuenta en las transmisiones de video es la movilidad de los usuarios. Si la velocidad con que físicamente se mueve un terminal está por encima de un cierto límite, la cantidad de handovers, procesos de adaptación, lazos cerrados, operación MIMO y transmisión de señales de referencia LTE pueden comprometer la calidad del servicio recibido. En estos casos es más recomendable bajar la resolución del video que intentar arreglar los errores mediante retransmisiones, ya que sucedería lo mismo cuando hay cobertura pobre o saturación de la celda Mecanismos para la asignación del recurso disponible. [1] Las tecnologías de distribución por paquetes de datos, como LTE, ofrecen la posibilidad de compartir el espectro radioeléctrico más eficientemente. La asignación de frecuencias y tiempo en LTE es realizado por las radio bases para aprovechar la proximidad con los usuarios y reducir la latencia. Esta asignación de recursos entra en conflicto cuando el mismo recurso es requerido por dos o más aplicaciones al mismo tiempo, entonces la estrategia para la asignación de recursos se vuelve importante. Generalmente se busca satisfacer las siguientes condiciones: Maximizar la capacidad de cada celda. Asegurar una homogénea distribución de recursos cuando haya una gran demanda, de manera que todos los usuarios reciban la misma calidad del servicio. Todos los usuarios deben tener las mismas oportunidades de tener acceso a los recursos. Los usuarios con poca cobertura, no tendrán las mismas condiciones que sus pares a pesar que para eso se diseña la red. 82

99 Las razones en que se basan los operadores para la asignación del recurso varían, pero por lo general se justifican en las siguientes tres premisas: 1- Condiciones instantáneas de la red: Se puede decidir si favorecer a los usuarios con buena cobertura o si más bien favorecer a los de menor cobertura. Entre este tipo de estrategias se encuentran Round Robin, Proportional Fair y Maximum Rate. 2- Administración de distintos tipos de usuario debido a suscripciones: Pueden existir distintos tipos o calidades de usuario dependiendo de la tarifa o suscripción que se pague. Por consiguiente, a usuarios Premium se les daría prioridad con respecto a los normales o de perfil bajo. 3- Administración de la red para garantizar determinados QoS: Se define un paquete de calidad de servicio y se establecen valores mínimos o máximos para la red, como por ejemplo; latencia mínima, cantidad de errores promedio y rendimiento. En tecnologías previas no era posible ofrecer distintas calidades de servicio entre los usuarios. Pero en LTE, gracias a un identificador de QoS, es posible diferenciar a cada usuario dependiendo del tipo de subscripción o servicio. Es decir, una aplicación o servicio en específico puede proveerse con mejor o peor calidad Impacto de la señalización en la vida útil de la batería. [1] Para entender cómo afecta la señalización en la transmisión de video a la vida útil de la batería, hay que entender los posibles escenarios a los que se enfrenta. Por lo general, el tipo de tráfico en redes celulares actuales corresponde a transmisiones de corta duración como por ejemplo mensajes cortos, tweets o actualizaciones de texto. Este tipo de transmisiones no requieren muchos bits de señalización, por lo tanto su continuo uso no causa mayor efecto en la batería. Ahora cuando se transmite se tiene un escenario distinto debido a que este tipo de transmisiones requieren una gran cantidad de bits de señalización. Debido a que la transmisión de video puede continuar durante un periodo relativamente largo sin ningún cambio en la información de señalización, sucede que algunas veces se alcanza el tiempo límite de la sesión entonces la radio base cambia de estado de transmisión a recepción con lo cual se termina la transmisión de datos. Esto normalmente es invisible al usuario porque el buffer del dispositivo es lo 83

100 suficientemente grande como para permitir que se procese una nueva conexión y se descargue otro poco del video en reproducción. Cada vez que se renueva la conexión se debe transmitir de nuevo la información de señalización provocando un aumento de tráfico en la red. Figura 36. Señalización y su impacto en el uso de la batería. Carga relativa de la red (eje x) y consumo relativo de la batería (eje y). [1] En la figura 36 las líneas rojas representan la descarga de datos de video y las líneas negras representan la duración de las sesiones antes de que se dé una transición en la señalización. Considerando los cuatro casos presentados en la figura 36: Transmisiones cortas de alta velocidad (gráfico superior derecho de la figura 36): En este caso el tiempo de cada sesión es muy corto y la velocidad de transmisión alta, esto ocasiona descargas de poca información debido al poco tiempo y en cambio mucho 84

101 tráfico de señalización. En este tipo de transmisión hay mucho uso de recursos en información no productiva y además un gasto elevado de la batería por el continuo esfuerzo de estar renovando el enlace. Transmisiones en ráfagas (gráfico inferior derecho de la figura 36): Aquí el algoritmo de acceso provee señales de mayor duración pero de una menor velocidad de descarga, por lo tanto hay una mejora comparada con la situación anterior debido al ahorro por la señalización. Descarga Progresiva (gráfico superior izquierdo de la figura 36): Se minimiza la señalización la mayor cantidad posible y se mantiene la descarga de video de forma continua mientras se almacena en el buffer. Sin embargo, no es la opción más eficiente, pues si el usuario decide no ver el video completo o cancelar la reproducción, entonces se habrán desperdiciado tanto recursos del espectro como de la batería. Streaming Adaptivo (Gráfico inferior izquierdo de la figura 36): Este es el tipo de transmisión más eficiente de todas. El algoritmo descarga una cantidad adecuada de datos de video para el usuario final minimizando las transiciones de portadoras radio. Es importante que los algoritmos de transmisión se diseñen y optimicen prudentemente para un adecuado uso de los recursos de la red y del dispositivo Métricas para caracterizar la calidad de la experiencia de usuario en video. [1] La calidad de experiencia (QoE) mide la satisfacción del usuario y va más allá de la calidad de servicio (QoS) usada para reproducir el video. La QoE es un término subjetivo, usualmente se usa la opinión promedio de los usuarios para poder dar una métrica. Esta opinión se mide en una escala de uno a cinco. Cinco significa que el usuario no detectó ningún contratiempo o falla y uno significa que las interrupciones y contratiempos eran muy molestas. Si bien esto es una medida algo subjetiva, después de una larga muestra se puede obtener una medición bastante consistente y precisa. 85

102 Entre los factores que afectan la calidad de video se encuentran: 1- Calidad de codificación: Aunque la calidad del video original sea muy alta, antes de transmitir por redes móviles debe ser comprimido. A una definición estándar, sin comprimir, una señal de video requiere 270 Mbps mientras tanto en alta definición se requieren hasta 1,2 Gbps sin compresión. Los algoritmos de compresión de video modernos son muy efectivos en la codificación. Sin embargo, los problemas típicos son: - Borrosidad: Esto es causado por el desenfoque de la cámara cuando se filmó el video original aunque también puede ser producto de la codificación. - Bloqueo: Ocasionado cuando una parte de la imagen está hecha de bloques del mismo color, al mismo tiempo se percibe como un pixel de tamaño más grande de lo normal. Este efecto es más evidente en las líneas. - Errores de cuantización: Cuando se dan cambios en la imagen de luminosidad pero en el mismo color. Se percibe en la imagen codificada como saltos de color. 2- Dispositivo: Específicamente el tamaño de la pantalla. El mismo tipo de codificación puede verse adecuada en un Smartphone, pobre en una tablet y totalmente insatisfactoria en TV. 3- Distancia a la que se mira: Mientras más cerca se tiene una imagen a los ojos, se necesita más calidad de imagen, ya que se aprecian más los detalles. Ver video en una tablet a una distancia convencional no es lo mismo que mirar la TV desde el sofá. 4- Expectativas del usuario final: Si se paga por contenido (subscripciones, eventos pago por ver, etc.) el usuario esperará una calidad de video y audio superior comparado a cuando se miran videos cortos en YouTube. Así que la calidad de contenido varía con el tiempo. Se espera que las expectativas del usuario suban conforme pasa el tiempo y madura la tecnología. 5- Problemas de reproducción: Aun cuando el contenido está preparado y adaptado para una reproducción de calidad en cierto dispositivo, no siempre sucede debido a problemas con la red (que se manifiestan como problemas en la imagen o el audio). Una pérdida de paquetes de datos en la red puede resultar en una disminución de los cuadros por segundo percibido como una lentitud en la imagen, en transmisiones en vivo ocasiona que se salte pedacitos de la transmisión o que se congele la imagen por 86

103 momentos. Otro efecto es la no sincronización del video con el audio, lo cual hace que la experiencia de usuario sea horrorosa. 6- Responsividad del sistema: Existe un cierto tiempo de espera que un usuario puede aceptar desde que solicita iniciar la reproducción hasta que esta empieza. Luego de eso ya empieza a ser insatisfactoria la experiencia. El sistema debe cumplir con las expectativas del usuario y manejar el cambio de canal de manera eficiente. Por esta razón se prefiere ver video por streaming que por descarga progresiva. 7- Facilidad de uso: Parte de la experiencia consiste en la facilidad de encontrar la información y opcionalmente pagar por un servicio. Una interfaz de usuario que provea estas cosas es considerada con una buena QoE. 8- Variación de la calidad de imagen: Para manejar las diferencias en el ancho de banda disponible. Muchas soluciones utilizan un streaming adaptivo. La consecuencia es que cuando hay poco ancho de banda disponible la calidad de imagen empeora, consecuentemente también mejora cuando hay mayor ancho de banda. Todavía no se sabe a ciencia cierta si el impacto es positivo o negativo en la QoE, pues se evita que el video pare mientras se carga el buffer Canales con mínimo ancho de banda. [45] El 3GPP ha estandarizado numerosas clases de QoS para que una aplicación pueda invocar un canal con el QoS apropiado. La transmisión óptima de video debe hacerse por medio de un canal con un mínimo ancho de banda garantizado. Para un canal de este tipo se asegura que el promedio del bit rate se mantenga a un cierto nivel, lo cual se consigue adjudicando los recursos necesarios a cada dispositivo. Por ejemplo, si la eficiencia espectral cae a la mitad, entonces el ancho de banda debe subirse al doble durante ese evento. También el 3GPP especifica un valor máximo para el canal GBR (Guaranteed bit rate). Esto para que al asignar recursos no se sobrecargue la celda con pocos usuarios. 87

104 6. CAPÍTULO 6: Sub sistema Multimedia IP IMS (IP Multimedia Subsystem). [39, 58, 65] Un aspecto titular de implementar VoLTE es que este debe ser desplegado en un subsistema de IMS en lugar de una red IP genérica (por ejemplo Internet). El Subsistema Multimedia IP (IMS) es un conjunto de especificaciones que describen la arquitectura de las Redes de Siguiente Generación (o NGN: Next Generation Network), para soportar telefonía y servicios multimedia a través de IP. Más concretamente, IMS define un marco de trabajo y arquitectura base para tráfico de voz, datos, video, servicios e imágenes conjuntamente a través de infraestructura basada en el encaminamiento de paquetes a través de direcciones IP. Esto permite incorporar en una sola red todo tipo de servicios como los de voz, multimedia y datos para ser alcanzados a través de cualquier medio con conexión a Internet, ya sea fijo, o móvil. Sólo requiere que los equipos utilicen el protocolo de Iniciación de Sesión SIP 9 (Session Initation Protocol) que permite la señalización de sesiones, diseñado originariamente para la gestión de sesiones multimedia en Internet. SIP aporta las funciones para el registro, establecimiento, modificación y finalización de las sesiones IMS entre diversos dispositivos. Esta arquitectura requiere que cada dispositivo conectado a la red que solicite sesiones multimedia, de voz y de datos, posea una dirección IP única, por lo tanto la cantidad de direcciones IP necesarias para tener operativa una red de éstas características es mayor al actual soportado por el protocolo IPv4. Por esto IMS requiere la implementación previa del protocolo IPv6, que amplía la cantidad de direcciones IP disponibles para asignar. El Subsistema Multimedia IP en sí mismo no es una tecnología, sino más bien se trata de una arquitectura. Se basa en los estándares de Internet que son actualmente la principal forma de prestar servicios en las nuevas redes. Sin embargo una de las herramientas clave para la arquitectura es el Protocolo de Iniciación de Sesión (SIP), un protocolo que ha sido ideado para establecer, gestionar y terminar sesiones sobre redes 9 Actualmente existe una tendencia comprobada a nivel mundial hacia el uso del protocolo SIP a pesar de que también hay muchos otros protocolos. 88

105 IP. La arquitectura general del IMS utiliza una serie de componentes para permitir sesiones basadas en multimedia entre dos o más dispositivos finales. IMS no define las aplicaciones ofrecidas al usuario final, sino la infraestructura y capacidades del servicio que los operadores o proveedores de servicios pueden emplear para construir su propia oferta de servicios. El operador IMS ofrece los servicios de forma independiente, combinada o en multitud de variantes, pero todos ellos tendrán una infraestructura común, al reducir su ciclo de desarrollo y reduciendo los costes de equipamiento y operación. Los servicios finales pueden ser los servicios tradicionales (las llamadas básicas de voz por conmutación de circuitos, el correo electrónico, la mensajería de texto, la mensajería multimedia, etc.) o bien servicios multimedia avanzados (la videoconferencia normal o adaptada para personas con algún tipo de discapacidad, la difusión de radio y televisión, la mensajería instantánea, el chat multimedia, los videojuegos en red interactivos, la localización, etc.). IMS permite la identificación de los usuarios, servicios y nodos mediante un identificador universal de recursos o Universal Resource Identifier (URI), que evita que el usuario deba memorizar números de teléfono, pues se trata de nombres al estilo de servicios Internet. IMS ha sido desarrollado por la industria celular para satisfacer las necesidades de crecimiento a través de las redes móviles, fijas y de computadoras. Se desarrolló a partir de una necesidad de la industria de las telecomunicaciones celulares para ser capaz de permitir un acceso total a los servicios multimedia desde cualquier terminal. IMS fue definido originalmente por un congreso llamado 3G.IP en G.IP desarrolló la arquitectura original del IMS, la cual fue llevada al Third Generation Partnership Project (3GPP) como parte de su trabajo de estandarización de sistemas 3G para celulares en la red de Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles o UMTS por sus siglas en inglés. Su primera aparición fue en el Release 5, cuando fue incluida multimedia basada en SIP. En consecuencia IMS se define dentro de los estándares 3GPP y su desarrollo se puede seguir dentro de las diferentes versiones como muestra la Tabla

106 Tabla 17. Versiones del IMS. [58, 65] Releases del 3GPP Año Detalle Rel Primera introducción de IMS. Servicios de emergencia IMS. Rel Servicios combinacionales. Continuidad de las llamadas de voz. Single Radio Voice Call Continuity (SR-VCC). Rel Telefonía multimedia. Servicios centralizados IMS o ICS por sus siglas en inglés. Rel-8 Servicios de continuidad IMS Interfuncionamiento de multimedia entre redes IMS y CS. Telefonía multimedia y servicios suplementarios IMS. Llamadas de emergencia IMS a través de GPRS y el sistema de paquetes mejorado, EPS. Rel Mejoras de IMS personalizado, servicio de alerta tono. Servicios de restauración IMS. Rel IMS, continuidad del servicio, mejoras de transferencia entre dispositivos. 90

107 Un impulso importante se produjo en el año 2010 durante el Congreso Mundial de la Telefonía Móvil (Mobile World Congress 2010), en donde la Asociación GSM (abreviadamente GSMA 10 ) anunció que estaban apoyando a lo que entonces se denominó la iniciativa One World para llevar la voz sobre LTE, VoLTE. Debido a que el sistema se basa en el uso de IMS, muchos operadores decidieron que era necesario incorporar capacidades IMS dentro de sus redes. 6.1 Arquitectura IMS. [58] Se compone de las capas que se especifican a continuación. Capa de acceso: Puede representar todo acceso de alta velocidad tal como UMTS Terrestrial Radio Access Network (UTRAN), CDMA2000, tecnologías de acceso de banda ancha usada en las redes móviles xdsl, redes de cable, Wireless IP, Wi-Fi, LTE, etc. Antes de tener acceso a IMS, el UE debe conectarse a esta capa. Capa de transporte: Representa una red IP integrada por elementos físicos necesarios para establecer una conexión y transportar un cuerpo de voz o datos (payload) del origen al destino. La capa de transporte está compuesta de routers (encaminadores de borde o edge routers para el acceso y encaminadores de núcleo o core routers para el tránsito), conectados por una red de transmisión. Distintas pilas de transmisión pueden ser contempladas para la red IP, por ejemplo IP/ATM/SDH, IP/Ethernet, IP/SDH, entre otras. Capa de control: Consiste en controladores de sesión responsables del encaminamiento de la señalización entre usuarios y de la invocación de los servicios. Estos nodos se llaman Función de control de estado de llamada o Call State Control Function (CSCF). El IMS introduce entonces un ámbito de control de sesiones sobre el campo de paquetes. En este plano se ejecutan todos los procesos necesarios para el intercambio de mensajes con el fin de ejecutar el registro de los usuarios de la red IMS, así como el establecimiento, mantenimiento y culminación en las sesiones de comunicación. Capa de aplicación: Introduce las aplicaciones (servicios de valor agregado) propuestas a los usuarios. El operador puede posicionarse gracias a su capa de control como 10 GSMA es una organización de operadores móviles y compañías relacionadas, dedicada al apoyo de la normalización, implementación y promoción del sistema de telefonía móvil GSM. 91

108 integrador de servicios ofrecidos por él mismo o bien por terceros. La capa aplicación consiste en servidores de aplicación o Aplication Server (AS) y Función de recursos multimedia o Multimedia Resource Function (MRF) que los proveedores llaman Servidores de Media IP o IP Media Server (IP MS). La figura 37 muestra de manera global el diagrama de la arquitectura completa para proporcionar una idea más clara del IMS. Figura 37. Arquitectura general de IMS. [80] Los elementos principales de esta arquitectura son: Servidor de control de llamada o Call Session Control Server (IMS CSCF). [39, 58, 65] El control de llamada iniciado por un terminal IMS tiene que ser asumido en la red nominal (red a la cual el usuario suscribe sus servicios IMS), pues el usuario puede 92

109 suscribirse a una gran cantidad de servicios y algunos de ellos pueden no estar disponibles o funcionar de manera diferente en una red visitada por problemas de interacción de servicios. El IMS CSCF puede dividirse aun más en otras entidades: 1.a) Serving CSCF: Es una entidad de control de sesión y mantiene el estado de sesión con el fin de poder invocar servicios. El S-CSCF mantiene una comunicación constante con el Home Subscriber Server (HSS) a través de una interfaz Diameter con el fin de realizar tareas de autenticación, descarga de perfiles de usuario y para informar al HSS de la asignación del S-CSCF a un usuario durante el registro. Es de especial importancia la descarga de los perfiles de usuario, ya que estos incluirán los perfiles de servicio. Con estos, los S-CSCF sabrán encaminar la señalización SIP hacia los servidores de aplicación. Por último, el S-CSCF aplica las políticas del operador de red impidiendo a los usuarios ejecutar servicios u operaciones para los que no está autorizado. Además de generar los registros de tarificación. 1.b) Proxy CSCF: P-CSCF es el primer punto de contacto para el UE, reenvía los mensajes SIP al S-CSCF del usuario. También proporciona un control de seguridad en el dispositivo. En el P-CSCF, el PCF o Función de Control de Políticas proporciona una gestión de QoS. 1.c) Interrogating CSCF: Es el punto de contacto dentro de una red de operador para todas las sesiones destinadas a un usuario de este operador. Entre sus funciones principales están: La asignación de un S-CSCF a un usuario registrándose. El encaminamiento de los métodos SIP recibidos desde otra red hasta el S- CSCF. La obtención de la dirección del S-CSCF por parte de HSS Breakout Gateway Control Function (BGCF). [39, 58, 65] Ejecuta las funciones de puerta de enlace o Gateway entre redes. 93

110 6.1.3 Media Gateway Control Function (MGCF). [39, 58, 65] Esta entidad interactúa adecuadamente la señalización SIP. Se ocupa de la distribución de las sesiones a través de salidas de medios múltiples Media Server Function Control (MSCF). [39, 58, 65] Gestiona el uso de los recursos en los servidores de medios SIP Application Server (SIP-AS). [39, 58, 65] Es una plataforma de ejecución de servicios en la cual se despliegan uno o más servicios, ejecuta los servicios Push To Talk, prepago, mensaje instantáneo, entre otros. El servidor de aplicación corresponde a la entidad Service Control Function (SCF) de la Red Inteligente. 6.2 Beneficios de una estructura de red IMS. [58, 65] La razón estratégica para que los operadores implanten IMS en sus redes es básicamente una significativa reducción de los costos de la red tanto en personal como en infraestructura, favoreciendo la escalabilidad y una más rápida amortización de su red. Además favorece la rápida implantación y proliferación de nuevos servicios más adaptados a las exigencias del cliente, ayudando a un incremento de las ventas. En la estructura de red tradicional cada servicio tiene implementaciones separadas de funcionalidades comunes tales como facturación, encaminamiento, gestión de grupos y listas de contactos, entre otras. Por ende la estructura está replicada a lo largo de toda la red. IMS proporciona una serie de funciones comunes que son genéricas en su estructura e implementación, y que pueden ser reutilizadas por todos los servicios de la red. Por ejemplo, el sistema de facturación IMS registra los datos relacionados con la sesión IMS, tales como los usuarios implicados, la duración, los componentes multimedia empleados y la QoS autorizada al facturar cualquier tipo de servicio tanto en pospago como en prepago, según su duración, contenidos, volumen de datos, destino de la sesión o las diferentes combinaciones de los anteriores. Esto además facilita y acelera el proceso de creación y suministro de servicios, la reutilización de infraestructura de transporte de red y de servidores de aplicaciones, minimizando la necesidad de personal técnico en todas las áreas (provisión, operación y mantenimiento, facturación, etc.). 94

111 Por estas razones, IMS se convertirá en la solución preferida para el negocio de las operadoras multimedia fijas, móviles y convergentes, al ofrecer servicios eficientes en términos de funcionalidad, precio y calidad. Los usuarios han demostrado estar cada vez más interesados en servicios de comunicación más allá de la voz, además los clientes actuales son más exigentes y no siempre con iniciativas como las de los servicios 3G se cumplen las expectativas creadas por los operadores. Para que los servicios multimedia tengan éxito, no basta con que sean útiles, también es necesario que sean sencillos de utilizar, baratos y accesibles en cualquier lugar y momento. Para los usuarios, los servicios basados en IMS permiten la comunicación persona a persona y persona a contenido en gran variedad de modos (incluyendo voz, texto, imágenes y video o una combinación de todas ellas) de una forma altamente personalizada y mucho más sencilla, porque el servicio es independiente del tipo de terminal o red de acceso que se emplee en ese momento Algunos servicios de valor añadido en el IMS: Pulsa Para Hablar o Push to Talk over Cellular (PoC o PTT). [27] Uno de los elementos de la arquitectura IMS es un servidor de presencia que se encarga de la condición de usuario y esto es un elemento clave para aplicaciones como Pulsa para Hablar o Push to Talk over Cellular (PoC), en donde la presencia o el estado del usuario es fundamental para poder hablar con otro. Para los usuarios de ahora que necesitan activar muchas sesiones con diferentes aplicaciones y a menudo simultáneamente, IMS proporciona una interfaz IP común, de modo que la señalización, el tráfico y el desarrollo de aplicaciones son muy simplificadas. Además de esto una arquitectura IMS significa que los abonados pueden conectarse a una red utilizando múltiples dispositivos y tecnologías móviles y fijas. Con una variedad de nuevas aplicaciones de Push to Talk over Cellular (PoC), juegos, vídeos y de más estarán disponibles, por ende será necesario integrarlas a la perfección para que pueda obtenerse el máximo provecho de estas nuevas aplicaciones. Las ventajas de este servicio se resumen en los principios fundamentales de operación de los walkie talkies, en síntesis, voz a ráfagas y un canal semi duplex frente al canal bidireccional de las llamadas de voz tradicionales, esto permite un mayor ahorro de los 95

112 recursos de la red y admiten una mayor tolerancia al retardo para proporcionar una percepción aceptable por parte del usuario. Esto permitiría su despliegue sobre la red de datos móvil de forma efectiva. Figura 38. Uso de recursos en PoC frente a las llamadas de voz tradicionales. [27] Así, Push to talk en las redes celulares permite a los operadores introducir y experimentar de forma segura con voz sobre IP a través de un nuevo servicio sin sustituir ni experimentar con el servicio de llamadas, base fundamental de los ingresos en los operadores móviles. 96

113 7. CAPÍTULO 7: Nuevos desarrollos para LTE: Despliegues VoLTE. [17, 14] 7.1 Servicio de voz en LTE. [17, 14] A diferencia de los sistemas tradicionales de conmutación de circuitos, en LTE el servicio de voz presenta nuevos desafíos pues LTE fue pensado para tráfico de datos y su naturaleza de todo sobre IP, sin canales dedicados para el circuito de la telefonía conmutada, requiere algún tipo de voz sobre IP (VoIP) para el servicio de voz. Entre los mecanismos existentes para proporcionar voz en LTE, están: VoLGA/Voz sobre LTE GAN (Generic Access Network). VoLTE basado en IMS. CSFB, Circuit Switched Fallback. SRVCC (Single Radio Voice Call Continuity). Existen otros mecanismos para transmitir voz sobre LTE como lo son el OTT (Over The Top Services) y Dual Radio. En OTT los servicios de voz son proporcionados por un tercero sobre una red ya establecida, un ejemplo sería el servicio de voz de Skype. En Dual Radio se combinan dos tecnologías, se realizan las llamadas por medio de una red 2G o 3G y se deja el tráfico de datos para una red LTE/4G. Sobre esto se ampliará más adelante. A continuación se describen los mecanismos existentes para proporcionar voz en LTE. 1.a) VoLGA/Voz sobre LTE GAN (Generic Access Network). [17] La norma VoLGA se basa en estándares 3GPP, fue pensada para proporcionar a los operadores un método de bajo costo y riesgo para ofrecer los servicios básicos de telefonía como lo son voz y SMS. VoLGA es una aplicación más de paquetes corriendo en LTE, en donde los operadores utilizan los MSC existentes para cursar la voz sobre LTE, mientras que VoLTE es algo distinto y nuevo basado en IMS. En redes ya establecidas se suele optar por VoLGA ya que representa un menor costo de inversión, mientras que los operadores nuevos prefieren optar por el sistema IMS y ofrecer VoLTE. 97

114 Figura 39. VoLTE y VoLGA. [17] En VoLTE el control de la llamada se realiza en la plataforma IMS (IP Multimedia Subsystem), mientras tanto en VoLGA se utiliza el acceso LTE pero el control de la llamada se lleva a cabo en el MSC por medio del VANC (VoLGA Access Network Controller). VoLGA reutiliza la red de voz existente, pero se considera una solución temporal mientras se da la migración hacia VoLTE. 1.b) CSFB, Circuit Switched Fallback. [17] Esta es la opción que permite volver al sistema de conmutación de circuitos para proporcionar voz en LTE. Consiste en recurrir a una variedad de procesos y elementos de red para permitir la conmutación de circuitos 2G o 3G antes de que se inicie la llamada. También se permite el envío de SMS, ya que es una función esencial para algunos procedimientos de configuración. Para esto se utiliza la interfaz SG que permite que los mensajes se envíen por medio de un canal de LTE. Se prevé que este sea el principal mecanismo de voz en LTE durante la fase inicial de dichos sistemas, pero que finalmente será VoLTE y SRVCC la tecnología que se impondrá. 98

115 1.c) SRVCC (Single Radio Voice Call Continuity). [17] Este mecanismo está basado en IMS. El terminal LTE es capaz de utilizar una sola red de acceso dependiendo de la función que se esté utilizando, por ejemplo mientras se hace o recibe la llamada, el terminal habilita la red CSFB y suspende la conexión de datos LTE. 1.d) VoIP Móvil. [17] La voz sobre IP es una tecnología que envía la señal de la voz (analógica por su naturaleza) sobre paquetes de datos como ya ocurre a través de Internet. Para que este proceso se lleve a cabo, se debe primero realizar una conversión digital de la señal de voz a ceros y unos, de manera que esta información pueda ser tratada como datos en redes ADSL, de cable o móviles. Este servicio ya es ofrecido por diferentes compañías entre las cuáles se pueden citar Skype, Google, Yahoo, Windows Live, etc. Hay que destacar que el escenario es algo distinto en cuanto a redes móviles, ya que el servicio es regulado de manera distinta e interfieren entre otros factores la calidad de la comunicación así como la forma de medir el QoS. La VoIP móvil se acelerará sin duda con el lanzamiento de redes LTE. Se espera que el servicio de VoIP móvil llegue a suplantar las actuales redes tradicionales de comunicación por voz, principalmente por el ahorro que supone implementar esta tecnología. Las llamadas por VoIP pueden resultar hasta veinte veces más baratas de acuerdo a un estudio de la firma Fitch Ratings. Por esta razón algunos operadores han tratado de frenar el avance de esta tecnología, pues pareciera que va en detrimento de sus ganancias, sin embargo se ha identificado una gran cantidad de servicios y aplicaciones que pueden compensar el abaratamiento. Existen actualmente varios intentos de servicios VoIP sobre redes móviles 3G, sin embargo estos han encontrado grandes problemas por resolver tal y como son el establecimiento de un ancho de banda regular, las velocidades de transmisión no son lo suficientemente altas y la latencia es aún demasiado alta. Esto aunado al hecho de que 99

116 hay problemas para garantizar que el estado de la red sea óptimo en cualquier momento que se desee realizar una llamada. En la actualidad los usuarios deben descargar el software VoIP (como Skype) e instalarlo en sus dispositivos. A futuro se planea que los operadores de telefonía móvil desarrollen sus propias aplicaciones y estas sean incorporadas de forma nativa en los terminales, lo que facilitará su expansión. Más sobre esto se hablará en la sección 7.5. Con respecto a la situación legal, existen algunos países que toleran y aprueban el uso de VoIP sobre redes móviles, mientras que en otros casos varía de operador a operador. En los Estados Unidos la compañía AT&T intentó bloquear las llamadas sobre IP en sus dispositivos pero luego de perder una batalla legal se vio obligada a permitir cualquier tipo de tráfico en los terminales, incluido el tráfico de voz, eso sí solo lo permitió cuando se utiliza una red Wi-Fi, es decir no en su red móvil celular. Caso distinto es el de Verizon, este operador más bien promueve el uso de VoIP sobre sus redes celulares 3G y ofrece en sus terminales distintas aplicaciones ya instaladas para este fin. Hay dos maneras de realizar llamadas VoIP con terminales móviles. Una es con aplicaciones las cuales soporten el protocolo SIP como Fring, Jajah, Nimbuzz, etc. y la otra mediante comunicación P2P como el mencionado Skype Fases para el despliegue de LTE. [14] La guía de planificación de red propuesta por Huawei divide al despliegue de VoLTE en tres fases: pre VoLTE, comercialización inicial y comercialización a gran escala. A continuación la Tabla 18 describe los parámetros de cobertura de la red, aplicaciones del terminal, despliegue de la red y servicio proveído en cada una de estas tres fases. 100

117 Tabla 18. Fases de despliegue VoLTE. [14] Fase 1: pre VoLTE Fase 2: Comercialización inicial Fase 3: Comercialización a gran escala Cobertura de la red Cobertura de los puntos calientes o hotspots de LTE. Cobertura continua de LTE. Cobertura completa de LTE. Aplicación del terminal Teléfonos móviles con recursos de CSFB. LTE data card + software del cliente. Equipo instalado en el domicilio del cliente (CPE). Teléfonos móviles que funcionan en una sola red (single radio). Terminales LTE. Despliegue de la red CSFB Subsistema Multimedia IP (IMS) y Joyn o Rich Communication Suite (RCS) Continuidad de llamada de voz de una sola red (SRVCC) o continuidad de llamada de voz mejorada de una sola red (esrvcc). Servidor de suscriptor local convergente (HSS)/registro de localización local (HLR). Intercambio y Roaming. VoHSPA. Servicios centralizados IMS (ICS). Servicio proveído Provee servicio de voz CS para suscriptores de teléfonos móviles CSFB. Provee voz IMS y servicios RCS para suscriptores de data card + software del cliente. Provee voz y servicios RCS para suscriptores de teléfonos móviles que funcionan en una sola red. Servicio convergente. SNS integrado. Provee servicio de voz IMS para suscriptores CPE. 101

118 Soluciones dadas con anterioridad por Huawei han respaldado el despliegue pre VoLTE. La solución VoLTE es una versión comercial para la fase dos de despliegue. La mayoría de operadores no han llevado a cabo el despliegue pre-volte anteriormente. Generalmente la fase uno y dos son desplegadas colectivamente Clasificación de terminales. [14] Esta sección describe la clasificación de terminales en la solución VoLTE. 3.a) Terminales LTE. [14] Basados en el escenario de las aplicaciones, los terminales LTE están clasificados en terminales VoLTE y terminales no VoLTE. Para los terminales VoLTE, los servicios de voz son dados por el IMS. Para los terminales no VoLTE, los servicios de voz son proporcionados por el CS y los de datos por LTE. Las Tablas 19 y 20 describen los terminales VoLTE y los terminales no VoLTE respectivamente. Tabla 19. Terminales VoLTE. [14] Tipo de terminal Móviles que funcionan en una sola red o Single Radio (SR) LTE data card+ software del cliente CPE Observaciones Los teléfonos móviles Single Radio utilizan una tarjeta SIM en modo Single Radio. Pueden conectarse solo a la red CS/PS o a la red LTE en un tiempo específico, no a ambas a la vez. Cuando los terminales están localizados en la red CS/PS, los servicios de voz son proporcionados por la red CS y el servicio de RCS es proporcionado por la red PS. Cuando los terminales están conectados a LTE, los servicios de voz son proporcionados por la capa IMS y el servicio de RCS está disponible al mismo tiempo. Los terminales necesitan soportar la SRVCC o esrvcc. El software corre en la PC del cliente. Los servicios de voz son proporcionados por IMS, y el servicio de RCS está disponible al mismo tiempo. Puede o no puede haber movilidad. El CPE se contacta a los terminales POTS. Los servicios de voz son proporcionados por IMS. No hay movilidad. 102

119 CPE o Customer Premises Equipment se refiere al módem wireless también conocido como LTE fijo o terminal de usuario final (puede ser el teléfono mismo usado como módem). Se refiere también a la posibilidad de ofrecer un punto de acceso a redes Wi- Fi. Tabla 20. Terminales no VoLTE. [14] Tipo de terminal Teléfonos móviles que funcionan en dos redes o Dual Radio (también llamados terminales SVLTE) Teléfonos móviles CSFB Observaciones Los teléfonos móviles Dual Radio pueden conectarse al CS/PS y a LTE al mismo tiempo. Los servicios de voz son proporcionados por CS, y el servicio de RCS es proporcionado por LTE o PS. Se sugiere que el servicio de RCS y otros servicios de datos sean proporcionados por LTE. Servicios de voz similares a los proporcionados por la data card + software del cliente pueden ser proporcionados instalando el software del cliente. Sin embargo, no soporta la SRVCC o esrvcc. Se sugiere que servicios de voz sean proporcionados por CS. Los teléfonos móviles CSFB solo pueden conectarse a CS/PS o LTE en un tiempo específico, no a ambos a la vez. Normalmente los teléfonos móviles CSFB se conectan a LTE para transmisión de datos. Cuando se inician llamadas de habla, los teléfonos móviles CSFB conmutan a CS/PS. Cuando los terminales están localizados en la red CS/PS, los servicios de voz son proporcionados por la red CS y el servicio de RCS es proporcionado por la red PS. Cuando los terminales están localizados en la red LTE, el servicio de RCS y otros servicios de datos son proporcionados por la red LTE y los servicios de voz no son proporcionados del todo. Servicios de voz similares a aquellos proporcionados por la data card + software del cliente pueden ser proporcionados instalando el software del cliente. Sin embargo, no soporta la SRVCC o esrvcc. Se sugiere que los servicios de voz sean proporcionados por la red CS. 103

120 Si los suscriptores tienen acceso al IMS por medio de la red de CS usando la solución ICS, el IMS proporcionará los servicios de voz. En VoLTE 1.1 los suscriptores no pueden usar VoLTE y servicios RCS 11 al mismo tiempo. Como aclaración, Dual Radio no debe confundirse ni con Dual SIM ni con Dual Band, son tres conceptos totalmente diferentes. Dual Radio se refiere a un terminal que funciona en dos redes distintas, ya sean las de 2G y 3G, las de LTE y 3G, u otras posibles combinaciones. Dual SIM por su parte tiene que ver con aquellos terminales que ofrecen la opción de conectar dos tarjetas SIM, con lo cual los usuarios cuentan con la posibilidad de conectarse a dos operadores diferentes al mismo tiempo. Esta función podría ser muy útil para quienes deseen contar con dos números telefónicos, uno público y otro privado por ejemplo, sin la necesidad de tener que poseer dos teléfonos por aparte. También hay quienes podrían optar por usar datos con un operador y voz con el otro. El termino Dual Band en cambio significa que un terminal puede funcionar en dos bandas del espectro a la vez. De la misma forma existen otros términos con significados transparentes tales como Multi SIM, Multi Radio y Multi Band. 7.2 Resumen de la red de acceso. [13] Los suscriptores VoLTE usan el EPC para tener acceso al IMS cuando están dentro del área de cobertura LTE. Cuando los suscriptores VoLTE se mueven fuera del área de cobertura LTE, pueden tener acceso IMS usando 2G/3G ICS. Si el ICS de la red 2G/3G no es respaldado, los suscriptores VoLTE se conectan a la red 2G/3G preexistente. La figura 40 enseña la estructura de la red de acceso. 11 Rich Communication Services o Rich Communication Suite, conocido comercialmente como joyn, es una plataforma para proveer servicios de comunicación IP entre operadores. 104

121 Figura 40. Estructura de la red de acceso. [14] Por su parte la Tabla 21 describe los modos de acceso en las soluciones VoLTE. Tabla 21. Modos de acceso. [14] Tipo de terminal Modo de acceso Tipo de red de acceso Modo de registro Forma de obtener dirección IP del terminal Mecanismo de descubrimien to del nodo de entrada Teléfonos móviles, data card + software del cliente, CPE Acceso EPC LTE Teléfono móvil y suscriptores clientes de software se registran individualmente. Si la CPE tiene múltiples POTS, se usa registro implícito con múltiples IMPUs. Asignados por el P-GW. El P-GW asigna las direcciones P- CSCF. Teléfonos móviles Acceso ICS 2G/3G La magcf sirve como un representante para completar el registro de cada suscriptor. N/A N/A 105

122 7.3 Servicios en la nube o Cloud computing. [49, 69] La computación en la nube, también conocida como servicios en la nube o informática en la nube (del inglés cloud computing) es una plataforma que permite ofrecer servicios de computación a través de Internet. El concepto de la computación en la nube empezó en proveedores de servicio de Internet a gran escala, como Google, Amazon AWS, Microsoft y otros que construyeron su propia infraestructura. En este tipo de computación todo lo que puede ofrecer un sistema informático se ofrece como servicio, de tal modo que los usuarios accedan a los servicios disponibles en la nube de Internet aun sin tener conocimientos en la gestión de los recursos que usan. La computación en la nube son servidores desde Internet encargados de atender las peticiones en cualquier momento. Se puede tener acceso a su información o servicio, mediante una conexión a Internet desde cualquier dispositivo móvil o fijo ubicado en cualquier lugar. La computación en la nube está transformando las tecnologías de la información, también llega a resolver muchos de los problemas de la computación convencional, incluyendo el manejo de los picos de carga, la instalación de actualizaciones de software y el uso excesivo de ciclos de procesamiento. Sin embargo, la nueva tecnología también ha creado nuevos retos tales como la seguridad, posesión y almacenamiento externo (tras-frontera) de datos Backend as a Service (Baas). [69] La lista de abreviaturas relacionadas con servicios cloud es extensa, un ejemplo de estas es la BaaS, o Backend as a Service, también conocida como MBaaS (Mobile Backend as a Service), básicamente se refiere a la conexión entre aplicaciones móviles y servicios en la nube. Es un modelo para proveer desarrolladores de aplicaciones móviles y aplicaciones web con una forma para enlazar sus aplicaciones en almacenamiento backend (del lado del servidor) en la nube. Se trata de una tendencia tecnológica emergente, ya que solo a partir de 2011 han surgido empresas que ofrecen estos servicios. Y aunque novedosa, es un nuevo nicho de servicios en la nube ya respaldado por soluciones de varios vendedores especializados, 106

123 como Kinvey, Parse (recientemente adquirida por Facebook) o StackMob, además de gigantes como Microsoft o Salesforce. Para que funcionen correctamente, la mayoría de las aplicaciones móviles requieren de una serie de recursos en el lado del proveedor o desarrollador: almacenamiento de los datos, gestión de los usuarios, servicios de geolocalización, integración con redes sociales, etc. Estos servicios son dados por medio del uso de los tradicionales kits de desarrollo de software SDKs (Software Development Kits) y de las interfaces de programación de aplicaciones APIs (Application Programming Interfaces). De hecho, una aplicación plenamente operativa depende a menudo del correcto funcionamiento de todas estas funcionalidades backend, que deben estar perfectamente integradas con la interfaz que el usuario ve en su dispositivo. Otra ventaja que aporta BaaS es que resuelve el problema de la escalabilidad de las aplicaciones móviles, a menudo un serio inconveniente para los desarrolladores. Las aplicaciones escalan automáticamente en la nube, de acuerdo con el crecimiento en el tráfico o el volumen de usuarios. Además, funcionan en diferentes plataformas, y se reduce el código necesario en la parte del servidor. El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos o Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) se ha dado cuenta de que la computación en la nube está preparada para ser la forma dominante de la computación en el futuro y que para ello será necesario desarrollar una serie de estándares, conferencias, publicaciones, y material educativo para concienciar sobre el uso de la computación en la nube. Por esta razón surgió la nueva idea del comité de la IEEE de fundar la Cloud Computing Initiative (CCI) o Iniciativa de Computación en la Nube de la IEE. La CCI coordina las actividades relacionadas con la computación en la nube de la IEE y tiene segmentos para todos los aspectos que identifican a la computación en la nube Ciencia en la nube: Acelerando los descubrimientos en el siglo XXI. [49] Los descubrimientos científicos están pasando por una etapa de transición del enfoque basado en la recolección de datos al enfoque en el análisis y predicción empleando cálculos a gran escala. Con el apoyo de software apropiado, los científicos pueden hacer computación a partir de ciclos no usados en la nube comercial. Introducir la ciencia en 107

124 la nube promoverá compartir datos y colaboraciones que aceleraran el descubrimiento científico. Tendencias recientes en la ciencia han hecho de las capacidades de la computación una parte esencial del descubrimiento científico. Esta combinación de ciencia y computación es a menudo llamada con el nombre de escience o mejora del descubrimiento científico, del inglés, enhanced scientific discovery. En 1990 las demandas computacionales para secuenciar el genoma humano convirtieron a la escience en un elemento central para la biología. Más recientemente escience ha llegado a ser esencial para la neurociencia en el modelado de circuitos del cerebro y para los astrónomos en la simulación de fenómenos cosmológicos. La biología constituye un excelente ejemplo sobre como escience contribuye al descubrimiento científico. Muchas de las investigaciones biológicas modernas son acerca de la relación entre las secuencias del ADN (genotipos) para observar ciertas características (fenotipos), como cuando los investigadores buscan variaciones en el ADN que promueven la aparición de cáncer. Un patrón común de escience es explorar muchas posibilidades en paralelo. Los biólogos informáticos pueden reunir millones de lecturas del ADN (producidas por un secuenciador de ADN) para un genoma referenciado reuniendo cada una en paralelo. Los neurocientificos pueden evaluar un gran número de parámetros en paralelo para encontrar buenos modelos de la actividad cerebral. Y los astrónomos pueden analizar diferentes regiones del cielo en paralelo con una búsqueda de una supernova (explosión estelar). Que un alto grado de paralelismo pueda hacer avanzar a la ciencia ha sido un punto de partida para muchos esfuerzos. Por ejemplo, es un proyecto de computación distribuida que permite a los científicos entender las bases de la bioquímica para varias enfermedades. En Google, el proyecto Exacycle provee paralelismo masivo para hacer ciencia en la nube. A menudo, los descubrimientos científicos son mejorados empleando computación y cálculos a gran escala para evaluar si una teoría es consistente con resultados experimentales. Frecuentemente, estos trabajos son estructurados como un largo número 108

125 de tareas ejecutadas independientemente. Esta estructura de trabajos es la que se hace llamar paralela. Google es muy eficiente usando recursos de computadoras, pero la utilización de los recursos va a variar según la hora del día y de la temporada que se trate. Por ejemplo, los usuarios de la red más frecuentemente utilizan los motores de búsqueda durante el día y buscan proveedores los cuales típicamente dirigen el tráfico hacia centros de datos cercanos a los usuarios para reducir la latencia. Esto contribuye a bajar las utilizaciones de los centros de datos o data center durante las horas nocturnas locales en las que estos se encuentren Dropbox. [36] Dropbox nació en junio de Sus fundadores fueron Drew Houston y Arash Ferdowsi, alumnos del MIT (Massachusetts Institute of Technology) que encontraron una oportunidad al ver que mucha gente continuaba usando el correo electrónico como sistema para compartir contenido, sin una opción sencilla para guardar, sincronizar y compartir archivos. Dropbox es un conjunto de aplicaciones disponibles en la web (www.dropbox.com) con versiones para computadoras personales, móviles y tabletas que permiten al usuario tener una copia de sus archivos en Internet, siendo sencillo recuperarlas en cualquier momento. También ofrece la posibilidad de compartir archivos con otras personas sin tener que adjuntarlos en s, siendo ideal para distribuir de forma pública o privada ficheros de gran tamaño. Además de tener un respaldo de fotos, documentos, vídeos y de más archivos, también es responsable por mantener dicha copia constantemente actualizada. Solo se tiene que indicar, en la aplicación instalada de la computadora, cuál es el directorio o carpeta que debe analizarse constantemente en busca de actualizaciones. De esta forma, cuando se guarda, actualiza o eliminar un nuevo archivo en el directorio especificado, Dropbox detectará la alteración y modificará la versión que guarda en Internet. 109

126 Lo mismo ocurre con móviles y tabletas, al ser útil para guardar de forma automática todas las fotos y videos que se hacen desde dichos dispositivos, sin necesidad de preocuparse en subir el material de forma individual o arriesgarse a no hacer el respaldo a tiempo. Esto permite que si se pierde el disco duro de la computadora, solo hay que instalar Dropbox en el nuevo disco, identificarse con la cuenta de usuario y ver como el material guardado en Internet se copia inmediatamente en la computadora, sin haber perdido nada, y siempre con la última versión de los archivos. Tener Dropbox en el teléfono celular es especialmente útil para poder consultar desde cualquier lugar los archivos que allí se tengan guardados. Si se está trabajando en un documento desde la computadora de la oficina, dentro de un directorio monitorizado por Dropbox, su copia actualizada estará en la nube de forma casi inmediata, de manera que al salir de la oficina se puede consultar el contenido desde el móvil abriendo la aplicación de Dropbox y seleccionando el archivo en cuestión Adobe Creative Cloud. [31, 56] La cantidad de usuarios que hoy tienen acceso a Internet se ha incrementado a niveles inimaginables, lo cual permite que muchas empresas puedan nacer y desarrollarse únicamente ofreciendo sus servicios y productos a través de Internet. En mayo de 2013, la compañía Adobe lanzó su Creative Cloud buscando incorporarse a esta tendencia, que parece ser la evolución natural. Adobe Creative Cloud (Adobe CC), es un servicio de Adobe Systems que da a los usuarios acceso a los softwares de diseño gráfico, edición de video, diseño web, y servicios en la nube. Adobe CC trabaja a partir de un modelo de software donde los consumidores no poseen el software, pero lo adquieren por suscripción. Cuando la suscripción termina y no se renueva, el usuario pierde el acceso a las aplicaciones, actualizaciones y al trabajo guardado en formatos propietarios que no puede ser usado en aplicaciones de la competencia. El valor añadido que Adobe ha dado a la Creative Cloud es muy interesante, precisamente por todos los servicios que ofrece en la nube. La compañía ha eliminado la barrera del gran costo inicial que suponía la compra de una licencia de Creative Suite y 110

127 ha planteado un nuevo modelo de negocio basado en el alquiler de la licencia por el tiempo que el usuario desee. Además, para Adobe esta es una forma muy eficaz de evitar la piratería, intentar piratear una aplicación que se comunicará constantemente con la nube de Adobe va a ser mucho más difícil, lo que exigirá a los interesados en usar estos servicios que tengan que pagar la licencia Controversias del Cloud computing. [68] A pesar de todas las ventajas y potenciales aprovechamientos que los usuarios puedan sacar de ciertas aplicaciones en la nube, no todo lo que brilla es oro. Luego del escándalo provocado por las filtraciones de Edward Snowden y el proyecto PRISM 12, Estados Unidos argumentó que su seguridad nacional estaba en riesgo. En dichas filtraciones se detalló el modo en que el gobierno estadounidense obtiene información y vigila las comunicaciones vía Internet sin el consentimiento de los usuarios y con la aparente complacencia de empresas como Microsoft, Google, Apple y Facebook. Por ende, ahora es de esperar que muchas empresas no quieran contratar esta clase de plataformas, sobre todo si están alojadas en los EE.UU. Aparte de ello, otro daño colateral se ha reportado desde el lado de los negocios, pues según un estudio de la organización Cloud Security Alliance (CSA), después de PRISM las empresas de todo el mundo ya no confían en los servicios de almacenamiento de datos en la nube otorgados por empresas norteamericanas, habiéndose cancelado un 10% de los contratos vigentes durante las últimas semanas. Más aun, un 56% de los potenciales clientes quienes no son de Estados Unidos ya no se ven tan inclinados por contratar esta clase de servicios en Norteamérica, optando mejor por alternativas fuera de dicha región. Incluso, un 36% de los encuestados reveló que después del caso Snowden, ven con mayor desconfianza la idea de hacer negocios en el extranjero. 12 PRISM es el nombre que recibe un programa de vigilancia electrónica calificado de alto secreto, a cargo de la Agencia de Seguridad Nacional (NSA) de los Estados Unidos desde El alcance de PRISM habría sido tal que incluso Estados Unidos pudo haber espiado a más de 35 líderes mundiales. 111

128 7.4 Posibles aplicaciones de LTE: Monitoreo en tiempo real de cámaras en carros (dashcams). [35, 74] Las cámaras de carro, cámaras a bordo, del inglés dashboard cameras o dashcams (también pueden ser conocidas con otros nombres) son cámaras de video especiales para ser instaladas en vehículos, generalmente se ajustan al frente de la ventana del carro y su propósito es el de registrar cualquier tipo de accidente de tránsito o evento especial que pudiese ocurrir mientras el conductor se encuentre manejando en la carretera. La popularidad en el uso de estas cámaras va en aumento rápidamente con el pasar de los años. Gracias a la tecnología HD, las cámaras pueden capturar todo tipo de incidentes con excelente resolución. Hoy en día existen diferentes sitios web de aficionados a las dashboard cameras y es muy común ver en los noticieros imágenes impactantes de accidentes de tránsito o algún otro evento dramático que ocurra en cualquier parte del mundo. El mejor ejemplo de ello lo constituye el bólido de Cheliábinsk, meteoro que sobrevoló el sur de los Montes Urales la mañana del 15 de febrero de En Rusia son tan predominantes las dashcams que el filme del meteoro Chelyabinsk fue documentado por un gran número de conductores desde diferentes ángulos. Rusia es uno de los países que más fuertemente ha promovido el uso de las dashcams. Los conductores rusos se ven beneficiados, pues las cortes de los tribunales rusos aceptan la evidencia del video y la prefieren por encima del testimonio de posibles testigos, al mismo tiempo que sirven de protección contra la corrupción de policías o fraudes en las pólizas de seguros. A pesar de tener muchos seguidores, también hay quienes cuestionan el uso de estas cámaras, que de hecho, son prohibidas por ley en Austria. El monitoreo en tiempo real de las dashcams son una aplicación que en el futuro podría verse beneficiada al ser implementada vía LTE pues la infraestructura es lo suficientemente robusta para transmitir imágenes en alta definición desde varios (cientos) de carros hasta un servidor local. Eso mismo se está implementando ahora para cámaras de seguridad, está de más mencionar las ventajas que el ahorro de cable de red supone mediante esta tecnología. 112

129 7.5 Desarrollo de VoLTE a nivel mundial. [63] La empresa Verizon en los EE.UU. es pionera a nivel mundial en el desarrollo de LTE. Verizon se ha convertido en la primera empresa en completar una red LTE, su red LTE coincide ahora con hasta más del 99% de su red 3G, lo que le permite llegar a más de 298 millones de personas. Ya se ha anunciado que su tecnología VoLTE estará lista para el Para Verizon VoLTE significa unificar redes de voz y datos a través de LTE, en este caso tampoco se requiere de una implementación por fases, sino que toda su red LTE va a estar disponible al mismo tiempo. VoLTE permitirá en un futuro próximo que se fabriquen teléfonos los cuales trabajen exclusivamente sobre redes LTE, como la de Verizon. Los smartphones deberían de estar ya disponibles para principios del Con VoLTE no hay necesidad de un módem CDMA en el interior del dispositivo porque la voz y los datos se realizan sobre LTE, por lo tanto se estima que los teléfonos serán más delgados, con una mejor y mayor vida de la batería y en la buena teoría también más baratos. Nicki Palmer Directora de la Red de Verizon, mencionó que en el futuro cuando la red 3G no se utilice, Verizon podría reutilizar el espectro para usos LTE. Si Verizon fuese a vender un teléfono sin modem CDMA incorporado, sería la oportunidad para que Google sacase un nuevo teléfono con radio LTE incorporado para la banda 13 de frecuencias LTE (en el rango de 700 MHz, véase Tabla 5) también conocida en los EE.UU como la banda de Big Red, sin necesidad de preocuparse por el bloqueo (por naturaleza) de la red CDMA. Esto también podría ser el momento para que los usuarios puedan comprar teléfonos LTE desbloqueados (suponiendo que funcionan en la banda de Verizon) y activarlos sin la necesidad de tener que pasar a través de Verizon, al igual que sucede con las redes GSM actuales. VoLTE también puede ser la oportunidad de tener un Nexus que funcione con Verizon. La Sociedad de Electrónica de Consumo IEEE del Valle de Santa Clara (IEEE Santa Clara Valley Consumer Electronics Society) es un foro en la Bahía de San Francisco, para expertos en el área de la industria, ingeniería, prensa y analistas interesados en todos los aspectos de la electrónica de consumo. 113

130 Recientemente en este foro se discutió sobre el grado de portadora VoLTE vs. VoIP para aplicaciones móviles LTE. Primeramente están las aplicaciones Over The Top (OTT), que son servicios generalmente ofrecidos por terceros (no operadores) desarrolladores y que se pueden descargar de las tiendas de aplicaciones, a menudo en forma gratuita. En segundo lugar están las aplicaciones Cloud recientemente vistas en la sección 7.3. En tercer lugar están las aplicaciones precargadas que se ofrecen conjuntamente con una plataforma y que no pueden ser eliminadas o desactivadas. Esto incluye aplicaciones tales como cámaras, mapas, correo y calendario. Por último, hay aplicaciones que forman parte de la misma naturaleza de la tecnología a estas aplicaciones se les conoce como aplicaciones incrustadas o Embedded Applications; VoLTE se sitúa dentro de esta última categoría. Tabla 22. Opciones para aplicaciones móviles. [63] Aplicaciones OTT Aplicaciones basadas en la web (Cloud) -Servicios de mejor esfuerzo ofrecidos por terceros (no operadores). -Pueden ser descargadas de Apple Store/Google Play/Amazon. -Corren directamente desde el navegador web. -Servicios basados en la nube, corren aplicaciones ligeras en la plataforma de servicios. Aplicaciones precargadas -Ligadas con la plataforma del operador. -No pueden borrarse o deshabilitarse. -Aplicaciones de cámaras, mapas, , calendario. Aplicaciones incrustadas, Embedded Applications -Aplicaciones integradas. -Parte del marcador nativo. -VoLTE se ubica en esta categoría. Hoy día se está viendo un crecimiento explosivo de aplicaciones OTT para VoIP/Vídeo/Mensajería. Al navegar rápidamente a través de Google Play y Apple Store, se pueden ver cientos de aplicaciones disponibles para VoIP/Vídeo/Mensajería de forma gratuita. La mayoría de estas aplicaciones utilizan sus propios protocolos, infraestructura, red de propiedad y uso de la red de datos de mejor esfuerzo del 114

131 operador. Casi todos los consumidores actuales tienen una o más de estas aplicaciones instaladas en su dispositivo móvil Los requisitos de las aplicaciones VoLTE y VoIP. [63] Uno de los requisitos más importantes para aplicaciones VoIP (de voz y video sobre IP) es que debe garantizarse la calidad de servicio (QoS). Todas las aplicaciones OTT utilizan VoIP sobre LTE (en las redes de datos de los operadores) y, por ende, no brindan una buena calidad de servicio, ya que se utiliza el mismo canal para la comunicación de voz/video en tiempo real que el utilizado para navegar por Internet y para streaming de audio/video. Esto lleva a la competencia por ancho de banda, lo cual significa que no puede haber calidad de servicio garantizada. Por el contrario VoLTE de nivel operador utiliza portadoras y anchos de banda dedicados, lo cual garantiza una calidad superior de voz y video. Esta es una cuestión importante, ya que los consumidores esperan cada vez más poder comunicarse entre sí utilizando voz de alta calidad y conexiones de vídeo asequibles. Figura 41. Calidad del servicio (QoS) garantizada en VoLTE. La imagen ilustra cómo mientras VoIP tiene un solo canal dedicado para voz y datos en tiempo real (lo cual causa una congestión en los paquetes) VoLTE tiene una portadora dedicada para voz y video (con lo cual se consigue una calidad superior). [63] 115

132 La baja latencia también es un requisito clave para VoIP. Con las aplicaciones OTT, la latencia aumenta porque las tareas que compiten por ancho de banda se acumulan mientras esperan a ser atendidas. Las aplicaciones OTT están integradas en las interfaces de usuario de alto nivel, mientras que las aplicaciones incrustadas se integran con los controladores de audio de bajo nivel para la captura, procesamiento e interfaces de red de audio, reduciendo así las demoras en el procesamiento de transmisión y recepción (Tx/Rx) considerablemente. La latencia OTT de extremo a extremo es aproximadamente tres veces mayor que con las aplicaciones incrustadas. Figura 42. Baja latencia. La latencia OTT de extremo a extremo es tres veces mayor en VoIP que en VoLTE. [63] 116

133 Figura 43. Aproximaciones de aplicaciones incrustadas vs. Aproximaciones de aplicaciones OTT. [63] La interoperabilidad también es un asunto que debe ser considerado. Casi todas las aplicaciones OTT utilizan métodos patentados y, por lo tanto, no interactúan entre sí. Para superar esto y brindar una experiencia sin problemas a los consumidores, las Embedded Applications tienen la oportunidad de prosperar a través de la colaboración entre el chipset, OEM, los proveedores de infraestructura y los operadores móviles. Las normas obviamente pueden ayudar en esta tarea. VoLTE/Video sobre LTE y RCS (Rich Communication Suite) cumplen con las normas GSMA PRD IR.92 (IMS Profile for Conversational Video Service), GSMA PRD IR.94 (IMS Profile for Conversational Video Service) y Rich Communication Suite 5.1 (Advanced Communications Services and Client Specification), respectivamente. 117

2 Tomado de http://www.3gpp.org/about-3gpp

2 Tomado de http://www.3gpp.org/about-3gpp 1 Estudio de las características técnicas de LTE y su nivel de concordancia con los requerimientos de IMT-avanzado establecidos por la Unión Internacional de Telecomunicaciones. Día tras día los requerimientos

Más detalles

Capitulo 2. Arquitectura y Protocolos LTE. Claudia Milena Hernández Bonilla Víctor Manuel Quintero Flórez

Capitulo 2. Arquitectura y Protocolos LTE. Claudia Milena Hernández Bonilla Víctor Manuel Quintero Flórez Capitulo 2. Arquitectura y Protocolos LTE Claudia Milena Hernández Bonilla Víctor Manuel Quintero Flórez Arquitectura general de un sistema de comunicaciones móviles Arquitectura general de un sistema

Más detalles

En este sentido el 3GGP(*) lleva tiempo. LTE/SAE, una apuesta segura en la evolución de las redes móviles REPORTAJE

En este sentido el 3GGP(*) lleva tiempo. LTE/SAE, una apuesta segura en la evolución de las redes móviles REPORTAJE REPORTAJE El crecimiento explosivo en el número de usuarios de telefonía móvil, unido al estado tecnológico actual hace pensar en una fuerte demanda de aplicaciones móviles de banda ancha, entre las que

Más detalles

QUÉ PODEMOS ESPERAR DE LTE? Ventajas y prestaciones

QUÉ PODEMOS ESPERAR DE LTE? Ventajas y prestaciones QUÉ PODEMOS ESPERAR DE? Ventajas y prestaciones Zaragoza, 25 de mayo de 2010 2009 2008 Telefónica Investigación y Desarrollo, S.A. Unipersonal La banda ancha móvil Expectativas de usuario y de negocio

Más detalles

REDES MÓVILES TERRESTRES: 4G

REDES MÓVILES TERRESTRES: 4G REDES MÓVILES TERRESTRES: 4G F. PÉREZ Escuela Técnica Superior de Ingeniería-ICAI. Universidad Pontificia Comillas. Asignatura: Comunicaciones Industriales Avanzadas. Curso 2009-2010 RESUMEN Este documento

Más detalles

El Bearer es el elemento básico de la QoS, ya que los parámetros de QoS se asocian a los mismos.

El Bearer es el elemento básico de la QoS, ya que los parámetros de QoS se asocian a los mismos. UICC: es un dispositivo físico removible de seguridad, una tarjeta de circuito integrado o smart card, que se puede introducir y remover de un terminal e incluye varias aplicaciones, una de ellas puede

Más detalles

LTE Diógenes Marcano dmarcanoa@gmail.com

LTE Diógenes Marcano dmarcanoa@gmail.com 2 Mientras que en el Release 99 hay sólo dos dominios, el de circuitos y el de paquetes, en el Release 5 se agrega un dominio adicional el Dominio IMS (IP Multimedia Subsystem). El dominio IMS (P Multimedia

Más detalles

Capítulo 1 SISTEMAS DE 3G

Capítulo 1 SISTEMAS DE 3G Capítulo 1 SISTEMAS DE 3G 1.1 Introducción 3G (Tercera Generación) es un término puesto dentro de la comunidad global de celulares para indicar la siguiente generación de servicios móviles en donde se

Más detalles

CAPITULO II ANTECEDENTES

CAPITULO II ANTECEDENTES CAPITULO II ANTECEDENTES LTE Originalmente 3GPP nació con la intención de desarrollar especificaciones y reportes técnicos para sistemas móviles de 3G basados en las redes GSM y las tecnologías de radio

Más detalles

Tema 3. Redes celulares

Tema 3. Redes celulares Tema 3 Redes celulares 1 3. EPC 2 LTE + 2G/3G UTRAN SGSN GERAN S3 S1-MME MME S11 LTE-Uu S10 UE E-UTRAN S1-U HSS S6a S4 Serving Gateway S12 S5 Gx PDN Gateway PCRF SGi Rx Operator's IP Services (e.g. IMS,

Más detalles

Capítulo 8. Conclusiones.

Capítulo 8. Conclusiones. Capítulo 8. Conclusiones. En la actualidad en México estamos viviendo en un estándar de segunda generación de telefonía celular, GSM en su mayoría ocupa la mayoría de las redes existentes a escala mundial,

Más detalles

Principio de sistemas móviles. Ing. Edgar Velarde edgar.velarde@pucp.pe blog.pucp.edu.pe/telecom

Principio de sistemas móviles. Ing. Edgar Velarde edgar.velarde@pucp.pe blog.pucp.edu.pe/telecom Principio de sistemas móviles Ing. Edgar Velarde edgar.velarde@pucp.pe blog.pucp.edu.pe/telecom Elementos básicos de un sistema móvil Estación móvil o equipo de usuario Radio base o estación base Elementos

Más detalles

Capítulo 5. Aplicaciones

Capítulo 5. Aplicaciones Capítulo 5 Aplicaciones 5.1 Conectividad, topología, configuración y cobertura Las funciones de comunicaciones de un satélite pueden ser retransmisión de datos (telecomunicaciones), colección de datos

Más detalles

Análisis de la tecnología Long Term Evolution (LTE) para su posible implementación en el Ecuador

Análisis de la tecnología Long Term Evolution (LTE) para su posible implementación en el Ecuador Análisis de la tecnología Long Term Evolution (LTE) para su posible implementación en el Ecuador Karina Muñoz V., Román Lara., Rubén León V. Abstract- En el presente documento, se realiza un análisis sistemático

Más detalles

CAPITULO IV SOLUCION VoLTE

CAPITULO IV SOLUCION VoLTE CAPITULO IV SOLUCION VoLTE A lo largo de mi estancia en ésta empresa he tenido la oportunidad de trabajar en diversos proyectos principalmente para Norteamérica y Latinoamérica. En el alcance de éste trabajo

Más detalles

3G PERSPECTIVAS y FUTURO

3G PERSPECTIVAS y FUTURO 3G PERSPECTIVAS y FUTURO Qué es 3G? 3G o 3ra generación de telecomunicaciones móviles es una generación de standards, producto de la evolución de GSM, para teléfonos móviles y servicios de telecomunicaciones

Más detalles

SISTEMAS DE CONTROL DE POTENCIA EN REDES LTE. Eduardo M. de Rioja y del Nido

SISTEMAS DE CONTROL DE POTENCIA EN REDES LTE. Eduardo M. de Rioja y del Nido SISTEMAS DE CONTROL DE POTENCIA EN REDES LTE Eduardo M. de Rioja y del Nido Aspectos ambientales del control de potencia 01 ASPECTOS AMBIENTALES DEL CONTROL DE POTENCIA 01. Aspectos ambientales del control

Más detalles

Capítulo 1. Estructura de la red UMTS.

Capítulo 1. Estructura de la red UMTS. Capítulo 1. Estructura de la red UMTS. UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) presenta una arquitectura en la cual se describen tres elementos principalmente, el UE o equipo de usuario, UTRAN

Más detalles

Capítulo 1. Introducción. 1.1. Definición del Problema

Capítulo 1. Introducción. 1.1. Definición del Problema CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN 1. Capítulo 1 Introducción 1.1. Definición del Problema Las necesidades de comunicación actuales requieren soluciones tecnológicas que permitan integrar en un solo servicio el transporte

Más detalles

Redes LTE Long Term Evolution. Ing. Edgar Velarde edgar.velarde@pucp.pe blog.pucp.edu.pe/telecom

Redes LTE Long Term Evolution. Ing. Edgar Velarde edgar.velarde@pucp.pe blog.pucp.edu.pe/telecom Redes LTE Long Term Evolution Ing. Edgar Velarde edgar.velarde@pucp.pe blog.pucp.edu.pe/telecom 326Mbps LTE es una tecnología flexible 20MHz 2.6GHz 10ms RTT Excellent performance for outstanding Quality

Más detalles

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA DISEÑO DE UNA RED LTE EN LA CIUDAD DE TRUJILLO TESIS PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE: INGENIERO DE TELECOMUNICACIONES

Más detalles

Modelado y planificación de redes LTE. LTEst

Modelado y planificación de redes LTE. LTEst Universidad de la República Facultad de Ingeniería Modelado y planificación de redes LTE LTEst Proyecto de fin de carrera Ingeniería Eléctrica Tutores: Natalia Pignataro-Fernando Fontán Gustavo Bounous

Más detalles

LTE WHITEPAPER MAYO 2014

LTE WHITEPAPER MAYO 2014 Resumen El presente documento proporciona detalles sobre las redes 4G o, lo que es lo mismo, la tecnología LTE. Se provee una introducción al tema así como también una descripción de cómo han ido evolucionando

Más detalles

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE INGENIERÍA MAESTRÍA EN TELEINFORMÁTICA BOGOTÁ D.C.

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE INGENIERÍA MAESTRÍA EN TELEINFORMÁTICA BOGOTÁ D.C. ANÁLISIS DEL RENDIMIENTO DE LOS ESQUEMAS DE ACCESO PROPUESTOS POR LA ITU (INTERNATIONAL TELECOMMUNICATIONS UNION) Y ETSI (EUROPEAN TELECOMMUNICATIONS STANDARD INSTITUTE) PARA LAS COMUNICACIONES INALÁMBRICAS

Más detalles

TECNOLOGÍA 3G ACOSTA VENEGAS ALBERTO AGUILAR SALINAS GUILLERMO MIRANDA ELIZALDE CARLOS VENEGAS HURTADO JUAN

TECNOLOGÍA 3G ACOSTA VENEGAS ALBERTO AGUILAR SALINAS GUILLERMO MIRANDA ELIZALDE CARLOS VENEGAS HURTADO JUAN TECNOLOGÍA 3G ACOSTA VENEGAS ALBERTO AGUILAR SALINAS GUILLERMO MIRANDA ELIZALDE CARLOS VENEGAS HURTADO JUAN Qué es 3G? El significado de 3G es tercera generación de transmisión de voz y datos a través

Más detalles

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD RAFAEL BELLOSO CHACÍN DECANATO DE INVESTIGACIÓN Y POSTGRADO MAESTRÍA EN TELEMATICA REDES DE AREA LOCAL

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD RAFAEL BELLOSO CHACÍN DECANATO DE INVESTIGACIÓN Y POSTGRADO MAESTRÍA EN TELEMATICA REDES DE AREA LOCAL REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD RAFAEL BELLOSO CHACÍN DECANATO DE INVESTIGACIÓN Y POSTGRADO MAESTRÍA EN TELEMATICA REDES DE AREA LOCAL Tecnología HSDPA/W-CDMA (3.5G). Evaluación de la Transferencia

Más detalles

Resumen. Abstract. 1. Introducción

Resumen. Abstract. 1. Introducción Implementación de Red Móvil con Tecnología 4G LTE Jaramillo, Miguel Facultad de Ingeniera en Electricidad y Computación Escuela Superior Politécnica del Litoral (ESPOL) Campus Gustavo Galindo, Km 30.5

Más detalles

Ing. Jorge Luis Herrera Palomino Lima, Noviembre 2010

Ing. Jorge Luis Herrera Palomino Lima, Noviembre 2010 Banda Ancha Móvil sobre tecnologías HSPA Ing. Jorge Luis Herrera Palomino Lima, Noviembre 2010 Temario Introducción Tecnología UMTS 3G Tecnología HSPA Evolución de las tecnologías móviles 1G Analógico

Más detalles

GPRS Comunicadores de alarmas

GPRS Comunicadores de alarmas 2010 GPRS Comunicadores de alarmas Celletech Argentina www.celletech.com.ar/pdf/gprs.pdf Ing. Alejandro Panelli Sr. Claudio Lanis 01/11/2010 INFORME GPRS Comunicadores de Alarma 1)- Qué es, conceptualmente,

Más detalles

Capítulo 2. Evolución Global de Datos. Mejorado EDGE.

Capítulo 2. Evolución Global de Datos. Mejorado EDGE. Capítulo 2. Descripción de GPRS Servicio de Radio de Paquetes Generales y Evolución Global de Datos Mejorado EDGE. 48 2.1 GPRS. 2.1.1 Antecedentes. A mediados de la década de los 90, el European Telecommunications

Más detalles

awaves academy Programa de Formación EPS (LTE) En colaboración con GreenlightPM & TheSpecTool 2011-2012 www.awaves.com TheSpecTool www.thespectool.

awaves academy Programa de Formación EPS (LTE) En colaboración con GreenlightPM & TheSpecTool 2011-2012 www.awaves.com TheSpecTool www.thespectool. awaves academy Programa de Formación En colaboración con GreenlightPM & TheSpecTool 2011-2012 awaves academy www.awaves.com TheSpecTool www.thespectool.com Greenlight Project Management S.L. www.greenlightpm.com

Más detalles

COMUNICACIÓN TECNIMAP 2007 HSUPA: EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE DATOS HACIA LA BANDA ANCHA MÓVIL

COMUNICACIÓN TECNIMAP 2007 HSUPA: EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE DATOS HACIA LA BANDA ANCHA MÓVIL Página 1 de 1 COMUNICACIÓN TECNIMAP 2007 HSUPA: EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE DATOS HACIA LA BANDA ANCHA MÓVIL Nombre: José Luis Grau Castelló NIF: 419729W Teléfono: 669840325 Correo electrónico: joseluis.graucastello@telefonica.es

Más detalles

Capítulo 1 Introducción Narcís Cardona, Mario García Lozano, Jose F. Monserrat 1.1. Tendencias de mercado y tecnología A menos de una década de haber puesto en marcha las primeras redes Universal Mobile

Más detalles

Módulo SINCRONISMO Y QoS

Módulo SINCRONISMO Y QoS SINCRONISMO Y QoS Objetivos: Que los participantes: Posean una visión global de la Red y la complejidad de las nuevas redes Conozcan los componentes constituyentes las soluciones Comprendan los conceptos

Más detalles

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE CIENCIAS FISICAS Y MATEMATICAS ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INFORMÁTICA DISEÑO LOGICO Y SIMULACION DE UNA ARQUITECTURA DE RED INALÁMBRICA CONVERGENTE Plan

Más detalles

51 Int. CI.: H04L 29/14 (2006.01) H04W 36/00 (2009.01) H04L 12/713 (2013.01) TRADUCCIÓN DE PATENTE EUROPEA. 72 Inventor/es: 74 Agente/Representante:

51 Int. CI.: H04L 29/14 (2006.01) H04W 36/00 (2009.01) H04L 12/713 (2013.01) TRADUCCIÓN DE PATENTE EUROPEA. 72 Inventor/es: 74 Agente/Representante: 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 Número de publicación: 2 441 8 1 Int. CI.: H04L 29/14 (06.01) H04W 36/00 (09.01) H04L 12/713 (13.01) 12 TRADUCCIÓN DE PATENTE EUROPEA T3 96 Fecha de presentación

Más detalles

4G en el ferrocarril.

4G en el ferrocarril. Comunicaciones móviles 4G en el ferrocarril. IN Short Code Cell based routing MSC E.164 Number Controller C established connection Controller area A Cell 7 Controller A Cell 6 Cell 2 Cell 3 Cell 4 Cell

Más detalles

Otras tecnologías de acceso

Otras tecnologías de acceso Fundamentos de Tecnologías y Protocolos de Red Otras tecnologías de acceso Area de Ingeniería Telemática http://www.tlm.unavarra.es Grado en Ingeniería en Tecnologías de Telecomunicación, 3º Temario 1.

Más detalles

Tecnologías inalámbricas Sistemas de prueba. WLAN TRAFFIC OFFLOAD: desvío de tráfico de redes celulares sobrecargadas

Tecnologías inalámbricas Sistemas de prueba. WLAN TRAFFIC OFFLOAD: desvío de tráfico de redes celulares sobrecargadas Tecnologías inalámbricas Sistemas de prueba WLAN TRAFFIC OFFLOAD: desvío de tráfico de redes celulares sobrecargadas 10 El desvío de tráfico de redes celulares hacia las redes WLAN, procedimiento conocido

Más detalles

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA Análisis de tráfico de voz sobre IP (VoIP) en redes LTE TESIS QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: INGENIERO EN TELECOMUNICACIONES PRESENTA: DÍAZ

Más detalles

16-0085 / 29-1207 ARQUITECTURA DE SISTEMAS DIGITALES Y ORDENADORES

16-0085 / 29-1207 ARQUITECTURA DE SISTEMAS DIGITALES Y ORDENADORES DESCRIPCIÓN DEL TÉCNICO EN TELECOMUNICACIONES Las telecomunicaciones engloban todas las tecnologías que permiten el envío y la recepción de señales que transportan información entre dos sistemas. Las tecnologías

Más detalles

UNIVERSIDAD PONTIFICIA DE SALAMANCA CAMPUS MADRID INGENIERÍA DE ORGANIZACIÓN INDUSTRIAL TRABAJO ACADÉMICO I. Redes inalámbricas

UNIVERSIDAD PONTIFICIA DE SALAMANCA CAMPUS MADRID INGENIERÍA DE ORGANIZACIÓN INDUSTRIAL TRABAJO ACADÉMICO I. Redes inalámbricas UNIVERSIDAD PONTIFICIA DE SALAMANCA CAMPUS MADRID INGENIERÍA DE ORGANIZACIÓN INDUSTRIAL TRABAJO ACADÉMICO I Redes inalámbricas Noviembre 2012 Alumno: Jorge Sordo Balbín Profesor: Luis Joyanes Aguilar Nº

Más detalles

CLASIFICACIÓN DE LAS REDES. Por su alcance

CLASIFICACIÓN DE LAS REDES. Por su alcance Una red de ordenadores o red informática, es un conjunto de equipos informáticos conectados entre sí por medio de dispositivos físicos que envían y reciben impulsos eléctricos, ondas electromagnéticas

Más detalles

Universidad Técnica Federico Santa María Depto. De Electrónica Telefonía móvil Integrantes: -Wladimir Olivares Z. -Ricardo Salinas E. -Oscar Tapia G.

Universidad Técnica Federico Santa María Depto. De Electrónica Telefonía móvil Integrantes: -Wladimir Olivares Z. -Ricardo Salinas E. -Oscar Tapia G. Universidad Técnica Federico Santa María Depto. De Electrónica Telefonía móvil Integrantes: -Wladimir Olivares Z. -Ricardo Salinas E. -Oscar Tapia G. Resumen Las tecnologías hoy en día van evolucionando

Más detalles

Qué es un femtonodo? término con el que denomina a los femtonodos [2][3]. Femtonodo: Los servicios 3G en tu ADSL. M. Pilar Ruiz Aragón.

Qué es un femtonodo? término con el que denomina a los femtonodos [2][3]. Femtonodo: Los servicios 3G en tu ADSL. M. Pilar Ruiz Aragón. Femtonodo: Los servicios 3G en tu ADSL M. Pilar Ruiz Aragón A Fondo Qué es un femtonodo y qué ventajas supone para el usuario en el hogar o la empresa? Descúbralo en este artículo... Qué es un femtonodo?

Más detalles

UMTS. La 3ª generación de móviles

UMTS. La 3ª generación de móviles UMTS. La 3ª generación de móviles José Manuel Huidobro Ingeniero de Telecomunicación El crecimiento tan espectacular y rápido que experimenta la telefonía móvil lleva aparejado el desarrollo e implantación

Más detalles

GLOSARIO 1.2G: 2-2.5G 3G: Bluetooth: Bps: Bits por Segundo CEPT (European Postal Telephone and Telegraph):

GLOSARIO 1.2G: 2-2.5G 3G: Bluetooth: Bps: Bits por Segundo CEPT (European Postal Telephone and Telegraph): GLOSARIO 1.2G: Segunda generación de la telefonía móvil. Nace en el momento en el que se empieza a utilizar la tecnología digital para las comunicaciones móviles, a través de una red GSM, en 1991. 2-2.5G:

Más detalles

HSDPA High Speed Downlink Packet Acces

HSDPA High Speed Downlink Packet Acces HSDPA High Speed Downlink Packet Acces Claudia Milena Hernández Bonilla FIET 5. ACCESO A PAQUETES EN ENLACE DE BAJADA DE ALTA VELOCIDAD (HSDPA) 5.1. Capacidades de datos release 99 5.2. Concepto HSDPA

Más detalles

Evolución de las Redes de Telecomunicación: Arquitectura IMS

Evolución de las Redes de Telecomunicación: Arquitectura IMS Evolución de las Redes de Telecomunicación: Arquitectura IMS Samuel R. Lauretti Graduado en Ingeniería Eléctrica por la USP-São Carlos en 1987, con Maestría en Telecomunicación por la UNICAMP en 1993.

Más detalles

Sistema de prueba de conformidad con una exclusiva gama de pruebas

Sistema de prueba de conformidad con una exclusiva gama de pruebas Sistema de prueba de conformidad con una exclusiva gama de pruebas La nueva versión del sistema de prueba de conformidad R&S TS 8980 combina una gama completa de pruebas con una extraordinaria sencillez

Más detalles

Análisis de los sistemas y del mercado de las telecomunicaciones

Análisis de los sistemas y del mercado de las telecomunicaciones ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIÓN UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CARTAGENA Trabajo Fin de Grado Análisis de los sistemas y del mercado de las telecomunicaciones AUTOR: Juan Luis Lorenzo

Más detalles

COMENTARIOS A LAS PREGUNTAS DE TECNOLOGÍAS, INFRAESTRUCTUCTURAS Y SERVICIOS DE COMUNICACIONES DEL 1º EXAMEN DEL CUERPO TIC (23/11/2013

COMENTARIOS A LAS PREGUNTAS DE TECNOLOGÍAS, INFRAESTRUCTUCTURAS Y SERVICIOS DE COMUNICACIONES DEL 1º EXAMEN DEL CUERPO TIC (23/11/2013 COMENTARIOS A LAS PREGUNTAS DE TECNOLOGÍAS, INFRAESTRUCTUCTURAS Y SERVICIOS DE COMUNICACIONES DEL 1º EAMEN DEL CUERPO TIC (23/11/2013 1. El protocolo TCP es un protocolo orientado a conexión, fiable y

Más detalles

Redes de Acceso Residencial

Redes de Acceso Residencial 1 xdsl Qué es xdsl? Conjunto de estándares para bucle de abonado sobre hilo de cobre. ADSL: Asymmetrical Digital Subscriber Line SDSL: Symmetrical Digital Subscriber Line HDSL: High data rate Digital Subscriber

Más detalles

DVB-NGH Next Generation Handheld

DVB-NGH Next Generation Handheld Jornadas Hands on Wireless & Mobile Noviembre 2011 DVB-NGH Next Generation Handheld David Gozálvez Serrano Mobile Communications Group iteam Research Institute Universidad Politécnica de Valencia Contenidos

Más detalles

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL COMAHUE

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL COMAHUE UNIVERSIDAD NACIONAL DEL COMAHUE Redes de computadoras Internet Juan Carlos Brocca Redes - Internet Descripción Redes - Internet Descripción Física Redes - Internet Descripción Física Sistemas terminales

Más detalles

METODOLOGÍA ENCUESTA MENSUAL DE TELEFONÍA

METODOLOGÍA ENCUESTA MENSUAL DE TELEFONÍA INSTITUTO NACIONAL DE ESTADÍSTICAS SUBDIRECCIÓN DE OPERACIONES SUBDPTO. ESTADÍSTICAS DE TRANSPORTE Y COMUNICACIONES METODOLOGÍA ENCUESTA MENSUAL DE TELEFONÍA Santiago, Junio 2008 ÍNDICE 1.- Introducción...

Más detalles

Introducción a la red y servicios IMS

Introducción a la red y servicios IMS Introducción a la red y servicios IMS Rogelio Martínez Perea Presentación en la ETSIT de la Universidad Politécnica de Madrid Madrid, 26 Noviembre 2014 Presentación Rogelio Martínez Perea Ingeniero Telecomunicaciones

Más detalles

Arquitecturas Multiservicio en Redes de Nueva Generación

Arquitecturas Multiservicio en Redes de Nueva Generación Arquitecturas Multiservicio en Redes de Nueva Generación Autores: Aurora Ramos *, Javier Aguiar *, Henar Vega *, Borja de la Cuesta *, Belén Carro *, Antonio Sánchez + * Universidad de Valladolid, Campus

Más detalles

Descripción de las tecnologías de telecomunicaciones de ANTEL y sus posibilidades de desarrollo.

Descripción de las tecnologías de telecomunicaciones de ANTEL y sus posibilidades de desarrollo. Descripción de las tecnologías de telecomunicaciones de ANTEL y sus posibilidades de desarrollo. Ing. Fernando Fontán División Técnica de Desarrollo www.antel.com.uy Desarrollo de la comunicaciones inalámbricas

Más detalles

TECNOLOGÍAS MÓVILES MIS 204

TECNOLOGÍAS MÓVILES MIS 204 TECNOLOGÍAS MÓVILES MIS 204 PROFESOR: MTRO. ALEJANDRO SALAZAR GUERRERO 1 1. TECNOLOGÍAS MÓVILES 1.1. Conceptos 1.1.1. Móvil 1.1.2. Tecnología móvil 1.2. Introducción a las redes móviles privadas 1.3. Historia

Más detalles

RESUMEN. PALABRAS CLAVES: LTE, 4G, redes móviles, Latinoamérica, Ecuador, espectro, bandas de frecuencia, IMT, 3GPP ÍNDICE

RESUMEN. PALABRAS CLAVES: LTE, 4G, redes móviles, Latinoamérica, Ecuador, espectro, bandas de frecuencia, IMT, 3GPP ÍNDICE RESUMEN El presente trabajo de investigación procura entregar al lector una síntesis de la arquitectura, características y otros métodos utilizados por las redes LTE para la entrega de servicios, los beneficios

Más detalles

Capítulo 5. Comparativo WiFi vs WiMAX

Capítulo 5. Comparativo WiFi vs WiMAX 79 Capítulo 5. Comparativo WiFi vs WiMAX 5.1 INTRODUCCIÓN En los capítulos anteriores (3 y 4) se hizo una descripción detallada de algunos aspectos de los estándares 802.11 y 802.16 respectivamente; los

Más detalles

LTE vs. WiMAX RESUMEN

LTE vs. WiMAX RESUMEN Revista Telem@tica. Vol. 13. No. 2, mayo-agosto, 2014, p. 42-52 ISSN 1729-3804 LTE vs. WiMAX RESUMEN Ing. Yanela Fernández Cruz 1, Dr. Ing. Francisco Marante Rizo 2 1 Instituto Superior Politécnico José

Más detalles

Tipos de conexiones a Internet

Tipos de conexiones a Internet Internet es un conjunto descentralizado de redes de comunicación interconectadas. En esta red de redes, existen muchas tecnologías diferentes comunicándose entre sí, aunque desde un punto de vista abstracto,

Más detalles

La banda de 450 MHz para LTE en América Latina: situación actual y recomendaciones de política

La banda de 450 MHz para LTE en América Latina: situación actual y recomendaciones de política División de desarrollo productivo y empresarial Comisión Económica para América Latina y el Caribe, CEPAL 22 de octubre de 2013 La banda de 450 MHz para LTE en América Latina: situación actual y recomendaciones

Más detalles

TENDENCIAS FUTURAS DE CONECTIVIDAD EN ENTORNOS, FIJOS, NÓMADAS Y MÓVILES

TENDENCIAS FUTURAS DE CONECTIVIDAD EN ENTORNOS, FIJOS, NÓMADAS Y MÓVILES ESTUDIO DE PROSPECTIVA TENDENCIAS FUTURAS DE CONECTIVIDAD EN ENTORNOS, FIJOS, NÓMADAS Y MÓVILES Los trabajos de prospectiva elaborados por el OPTI permiten detectar seis grandes tendencias que van a determinar

Más detalles

Informe de Gestión Enero de 2008

Informe de Gestión Enero de 2008 Informe de Gestión Enero de 2008 La investigación y el desarrollo tecnológico se orientan al impulso e innovación de nuevas tecnologías en el campo de las telecomunicaciones y tecnologías de la información,

Más detalles

RESUMEN INFORMATIVO PROGRAMACIÓN DIDÁCTICA CURSO 2012/2013

RESUMEN INFORMATIVO PROGRAMACIÓN DIDÁCTICA CURSO 2012/2013 RESUMEN INFORMATIVO PROGRAMACIÓN DIDÁCTICA CURSO 2012/2013 DEPARTAMENTO: Familia Profesional de Electricidad y Electrónica MATERIA: Sistemas de telefonía fija y móvil CURSO: 1º OBJETIVOS: Este módulo profesional

Más detalles

Tendencias y pronósticos de crecimiento

Tendencias y pronósticos de crecimiento Tecnologías de Radio y espectro para masificación de la banda ancha Carlos Uzal 1 de diciembre 2011 0 Tendencias y pronósticos de crecimiento Datos: Accesos (miles de millones) Hoy 2011 2012 2013 2014

Más detalles

DESCRIPCIÓN DE LA BANDA ELEGIDA Y CÁLCULO DE LA COBERTURA TEÓRICA DE UN enodo B

DESCRIPCIÓN DE LA BANDA ELEGIDA Y CÁLCULO DE LA COBERTURA TEÓRICA DE UN enodo B ANEXO 2 DESCRIPCIÓN DE LA BANDA ELEGIDA Y CÁLCULO DE LA COBERTURA TEÓRICA DE UN enodo B A2.1 BANDA DE OPERACIÓN LTE ya es una realidad en otros países y el Perú no es ajeno a ello. Es por eso que se ha

Más detalles

Haga clic para cambiar el estilo de título

Haga clic para cambiar el estilo de título aplicaziones de Telecomunicaciones y Telecontrol, S.A. WiFi de 4ª Generación - Junio 2013 1-1- Introducción Lo que esperamos de una red WiFi Coste Haga clic para modificar el estilo de texto del patrón

Más detalles

Canal de Retorno para TDA. Ponente: Josemiguel Canelones Noviembre 2014

Canal de Retorno para TDA. Ponente: Josemiguel Canelones Noviembre 2014 Canal de Retorno para TDA Ponente: Josemiguel Canelones Noviembre 2014 Canal de Retorno para TDA Canal de Retorno para TDA Requerimientos para el diseño del canal de retorno en TDAi Cobertura en todo lugar

Más detalles

Hacia dónde va la última milla?

Hacia dónde va la última milla? Hacia dónde va la última milla? Ignacio Martínez Profesor Responsable de Accessos Digitales en la Universidad de Zaragoza Email: imr@unizar.es diec.cps.unizar.es/~imr MESA REDONDA NEOcom 2006 Redes de

Más detalles

Fundamentos de Redes LI. Unidad III Modelos de Comunicaciones 3.1 Modelo de referencia OSI.

Fundamentos de Redes LI. Unidad III Modelos de Comunicaciones 3.1 Modelo de referencia OSI. 3.1 Modelo de referencia OSI. Durante las últimas dos décadas ha habido un enorme crecimiento en la cantidad y tamaño de las redes. Muchas de ellas sin embargo, se desarrollaron utilizando implementaciones

Más detalles

Evaluación Experimental de Tráfico IP Multimedia sobre una red Wimax

Evaluación Experimental de Tráfico IP Multimedia sobre una red Wimax Universidad Politécnica de Cartagena E.T.S. de Ingeniería de Telecomunicación Espacio-Tele o n 0 1 (2010) Revista de la ETSIT-UPCT Evaluación Experimental de Tráfico IP Multimedia sobre una red Wimax Diego

Más detalles

Universidad de Costa Rica Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Eléctrica. Tecnología de voz sobre LTE, un paso hacia el futuro telefónico.

Universidad de Costa Rica Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Eléctrica. Tecnología de voz sobre LTE, un paso hacia el futuro telefónico. Universidad de Costa Rica Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Eléctrica IE 0502 Proyecto Eléctrico Tecnología de voz sobre LTE, un paso hacia el futuro telefónico. Por: Luis Alberto Víctor Soto

Más detalles

CAPÍTULO 1: CONCEPTOS BÁSICOS DE TELEFONÍA

CAPÍTULO 1: CONCEPTOS BÁSICOS DE TELEFONÍA CAPÍTULO 1: CONCEPTOS BÁSICOS DE TELEFONÍA 1.1 INTRODUCCIÓN La tecnología ha avanzado rápidamente a lo largo de los años innovando la comunicación entre los seres humanos. Dentro de estos grandes logros

Más detalles

B2.4: Evolución de redes 3G

B2.4: Evolución de redes 3G Evolución de redes 3G 1 El estándar Para lograr un desarrollo consensuado de UTRA se crea en diciembre de 1998 el llamado 3GPP (Third Generation Partnership Project) 3GPP realiza las especificaciones técnicas

Más detalles

Índice CAPÍTULO 1: CAPÍTULO 2: 21

Índice CAPÍTULO 1: CAPÍTULO 2: 21 Índice Prólogo, XIII Introducción, XV Estructura del libro, XVIII Agradecimientos, XIX CAPÍTULO 1: COMUNICACIONES MULTIMEDIA, 1 1. Introducción, 3 2. Qué es multimedia?, 3 3. Características de las aplicaciones

Más detalles

ELO-322 Redes de Computadores I

ELO-322 Redes de Computadores I UNIVERSIDAD TECNICA FEDERICO SANTA MARIA DEPARTAMENTO DE ELECTRONICA ELO-322 Redes de Computadores I Proyecto de Investigación: Telefonía Móvil de Tercera Generación Agosto de 2008 Kenneth Stuart R. 2330011-7

Más detalles

Capítulo II: Unión de Voz y Datos.

Capítulo II: Unión de Voz y Datos. : Unión de Voz y Datos. El desarrollo de las telecomunicaciones y de Internet ha hecho que tecnologías enfocadas a la unión de voz y datos, comiencen a ser una realidad tanto en el mundo de los negocios,

Más detalles

ArquitecturaGPRS SGSN (Serving GPRS Support Node) GGSN (Gateway GPRS Support Node) PCU (Packet Control Unit)

ArquitecturaGPRS SGSN (Serving GPRS Support Node) GGSN (Gateway GPRS Support Node) PCU (Packet Control Unit) Tecnolgia orientada al trafico de datos Wap, SMS, MMS ArquitecturaGPRS SGSN (Serving GPRS Support Node) GGSN (Gateway GPRS Support Node) PCU (Packet Control Unit) Conocida como EGPRS Funciona con la

Más detalles

Diseño de una red de nueva generación LTE-A para una zona urbana en Bogotá bajo el estándar 3gpp y la recomendación ITU-R M.1457

Diseño de una red de nueva generación LTE-A para una zona urbana en Bogotá bajo el estándar 3gpp y la recomendación ITU-R M.1457 I Diseño de una red de nueva generación LTE-A para una zona urbana en Bogotá bajo el estándar 3gpp y la recomendación ITU-R M.1457 Jimmy Alexander Nuñez Coral Universidad Nacional de Colombia Facultad

Más detalles

ESTUDIO DE FACTIBILIDAD PARA LA MIGRACIÓN DEL SISTEMA MÓVIL UMTS/HSPA A LTE

ESTUDIO DE FACTIBILIDAD PARA LA MIGRACIÓN DEL SISTEMA MÓVIL UMTS/HSPA A LTE ESTUDIO DE FACTIBILIDAD PARA LA MIGRACIÓN DEL SISTEMA MÓVIL UMTS/HSPA A LTE Orozco G. Nathaly Ing. Olmedo Gonzalo, Ph.D. Ing. León Rubén, MSc. DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA POLITÉCNICA

Más detalles

GRADO: INGENIERÍA TELEMÁTICA CURSO: 4º CUATRIMESTRE: 2º

GRADO: INGENIERÍA TELEMÁTICA CURSO: 4º CUATRIMESTRE: 2º DENOMINACIÓN ASIGNATURA: TECNOLOGÍAS DE ACCESO A RED GRADO: INGENIERÍA TELEMÁTICA CURSO: 4º CUATRIMESTRE: 2º La asignatura tiene 14 sesiones que se distribuyen a lo largo de 7 semanas. Los dos laboratorios

Más detalles

Universidad Técnica Federico Santa María Depto. De Electrónica. Telefonía móvil 3G. Una tecnología que avanza para quedarse atrás.

Universidad Técnica Federico Santa María Depto. De Electrónica. Telefonía móvil 3G. Una tecnología que avanza para quedarse atrás. Universidad Técnica Federico Santa María Depto. De Electrónica Telefonía móvil 3G Una tecnología que avanza para quedarse atrás. Nombre: Diego Rojas Zagals Rol: 2530014 9 Profesor: Agustín González Fecha:

Más detalles

Conexión a Internet. Sara Hierro Viera

Conexión a Internet. Sara Hierro Viera Conexión a Internet Sara Hierro Viera 1 Índice LAN Conexión Dial-up Banda Ancha Banda Ancha vs Dial-up 2 Índice Tipos de Banda Ancha Módem de cable DSL ADSL ADSL2 y ADSL2+ SDSL HDSL G.Lite VDSL Módem de

Más detalles

Comunicaciones Inalámbricas de Tercera Generación (3G) Contenido

Comunicaciones Inalámbricas de Tercera Generación (3G) Contenido Comunicaciones Inalámbricas de Tercera Generación (3G) J. Martín Luna Rivera Facultad de Ciencias Universidad Autónoma de San Luis Potosí Octubre 21, 2003 Contenido Breve recapitulación de las comunicaciones

Más detalles

en movilidad rios, autorización de servicios, numeración,

en movilidad rios, autorización de servicios, numeración, banda ancha Ç en movilidad UMTS vs WI-FI ` Por Daniel Almodóvar Herráiz Departamento de Nuevas Tecnologías de Acceso Vodafone España - Vodafone Group R&D La comparación entre el sistema de telecomunicaciones

Más detalles

Sistemas móviles de telecomunicación: pasado, presente y futuro de servicios para la Sociedad

Sistemas móviles de telecomunicación: pasado, presente y futuro de servicios para la Sociedad Jornadas Vodafone: Viernes 13 de Marzo de 2009 Sistemas móviles de telecomunicación: pasado, presente y futuro de servicios para la Sociedad Antonio Portilla Figueras Grupo de Investigación Teoría de la

Más detalles

RECOMENDACIÓN UIT-R BT.1369 *

RECOMENDACIÓN UIT-R BT.1369 * Rec. UIT-R BT.1369 1 RECOMENDACIÓN UIT-R BT.1369 * Principios básicos aplicables a una familia mundial común de sistemas para la prestación de servicios de televisión interactivos (Cuestión UIT-R 16/6)

Más detalles

Capitulo 4: La telefonía móvil

Capitulo 4: La telefonía móvil Capitulo 4: La telefonía móvil 4.1 Historia de la telefonía móvil La telefonía móvil se forma básicamente por dos elementos: la red de comunicaciones y las terminales. En su versión análoga, fue presentada

Más detalles

Compartir el espectro UHF Consideraciones técnicas

Compartir el espectro UHF Consideraciones técnicas Compartir el espectro UHF Consideraciones técnicas José CARRASCOSA carrascosa@anfr.fr Taller sobre la transición a la Televisión Digital y el Dividendo Digital Plan de la presentación Las normas de televisión

Más detalles

Redes LAN y WAN UNIDAD. Redes WAN. Routing. Clase 3 Clase 4 Clase 5 Clase 6

Redes LAN y WAN UNIDAD. Redes WAN. Routing. Clase 3 Clase 4 Clase 5 Clase 6 Redes LAN y WAN UNIDAD 2 Redes WAN. Routing Clase 3 Clase 4 Clase 5 Clase 6 Exposición 2.8. LMDS. Arquitectura de red y marco regulatorio LMDS o Local Multipoint Distribution Service (Sistema de Distribución

Más detalles

GUÍAS FÁCILES DE LAS TIC

GUÍAS FÁCILES DE LAS TIC GUÍAS FÁCILES DE LAS TIC del COLEGIO OFICIAL DE INGENIEROS DE TELECOMUNICACIÓN Trabajo Premiado 2006 Autor: UMTS D. José Antonio Portilla Figueras 17 de Mayo 2006 DIA DE INTERNET UMTS, La Tercera Generación

Más detalles

Familia de analizadores de señalización JDSU. Rediseñados para causar una revolución de la industria

Familia de analizadores de señalización JDSU. Rediseñados para causar una revolución de la industria Familia de analizadores de señalización JDSU Rediseñados para causar una revolución de la industria Analizador de señalización JDSU LTE EPC UMTS HSPA+ UTRAN IP UTRAN Femto GSM GPRS EDGE GERAN CDMAOne CDMA2000

Más detalles

Pruebas de aplicaciones embms con R&S CMW500 y R&S CMWcards

Pruebas de aplicaciones embms con R&S CMW500 y R&S CMWcards Tecnologías inalámbricas Sistemas de prueba Pruebas de aplicaciones embms con R&S CMW500 y R&S CMWcards Fig. 1: R&S CMW500 es el único instrumento del mundo que dispone de una capa de servicio BMSC integrada

Más detalles

La Internet Inalámbrica WILL

La Internet Inalámbrica WILL La Internet Inalámbrica WILL Paula Ortega P. Subgerencia Internet Banda Ancha ENTEL S.A. 12 de Noviembre de 2003 AGENDA Concepto. Arquitectura WILL. Ventajas y Desventajas. Servicios. Hacia donde vamos.

Más detalles

WiMAX. Fundamentos y trabajo de capa física

WiMAX. Fundamentos y trabajo de capa física CAPÍTULO 1 WiMAX. Fundamentos y trabajo de capa física En este capítulo se va a hablar acerca de WiMAX, de donde surgió, sus fundamentos, sus principales aplicaciones y cuál es el objetivo de su utilización

Más detalles

TDMA: Time Division Multiple Access. Introducción

TDMA: Time Division Multiple Access. Introducción Introducción Las primeras redes celulares del mundo fueron introducidas a principios de los años 80, usando tecnologías analógicas de transmisión tales como AMPS (Advanced Mobile Phone Service), la cual

Más detalles