"Los Servicios Wireless Multimedia" por Luis Eduardo Valle

·  CAPITULO IV

LOS SERVICIOS "MULTIMEDIA" EN LAS REDES INALAMBRICAS (WIRELESS MULTIMEDIA)

 

4.1 INTRODUCCION.

Actualmente existe una tendencia a lograr que las redes inalámbricas incluidas las móviles tengan las mismas prestaciones que las redes cableadas o fijas y sigan a estas últimas en su desarrollo de servicios multimedia. Se habla de una complementación de las redes cableadas y las inalámbricas. La idea es que se pueda contar con la forma de implementar un acceso de radio que le permita al usuario acceder a los mismos servicios de que dispone en su red privada cableada o de acceder a los servicios ofrecidos por las redes públicas fijas.

A continuación hacemos un inventario de las tecnologías disponibles actualmente y de las que se están desarrollando que permiten el acceso a servicios multimedia inalámbricos.

Los usuarios potenciales de cada servicio se mencionan en cada servicio, pero en forma general podemos decir que son:

  • Trabajadores móviles: profesionales independientes que trabajan para varias empresas, ambulancias (telemedicina móvil de urgencia), vendedores (conectados a base de datos de sus empresas sobre stocks y precios), brokers, ejecutivos en viajes de negocios.
  • Turistas.
  • Residenciales: acceso inalámbrico de servicios.

 

4.2 SERVICIOS "WIRELESS MULTIMEDIA" DE BANDA ANGOSTA

Casi todos los sistemas inalámbricos actuales han implementado o están implementando alguna forma de acceder a Internet. Inclusive se habla de utilizar enlaces en el infrarrojo para PC y teléfonos inalámbricos. (59)

 

4.2.1 Pagers Bidireccionales y Asistentes Personales.

Los pagers bidireccionales permiten utilizar el e-mail, lo cual fue aprovechado por primera vez por Skytel en septiembre de 1995, que gozaba de la única licencia de preferencia de pionero de narrowband PCS en EEUU. Lo que permitía era contestar los e-mails con mensajes predeterminados, del tipo: "llamaré luego" y "necesito más información". Además usando una palm-top de Hewlett Pachard se pueden contestar los mensajes con textos de hasta 180 caracteres.(59)

Unwired Planet es una empresa que ha creado la plataforma UP link que usa el lenguaje HDML (Handheld Device Markup Language) para acceso interactivo a Web desde handies inalámbricos: teléfonos celulares y pagers bidireccionales. (11).

Se puede pensar que los pagers y los asistentes personales vana a evolucionar hacia los "monederos" descriptos en el libro de B. Gates como el acceso inalámbrico, en el futuro, a la superautopista de la información.

 

4.2.2 Sistemas De Transmisión De Datos Móviles

Tanto RAM como Ardis en EEUU ofrecen acceso a e-mail de Internet utilizando RadioMail Corp.(57)

La empresa Air Ventures, de Motorola está probando un software llamado Air Web, para acceder a Internet via RAM, Ardis o CDPD, usando una lap-top operando con Windows.

 

4.2.3 Redes Celulares De 1º Generación

A través de una red celular de 1º generación hay dos modos de conectarse a las Intranet corporativas o a la Internet. Una es utilizando módems para circuitos conmutados, llamados también dial-up módems; y la otra es utilizando CDPD, lo cual ya vimos en el Capítulo 3. Como comparación de ambos modos podemos decir que el que utiliza circuitos conmutados es más lento en el establecimiento de la conexión, con lo cual no es bueno para aplicaciones que requieran tiempos de respuesta rápidos, pero es más económico y tiene una mejor performance para transferencia de archivos y de e-mails que tengan archivos adjuntos.

AT&T desarrolló el PocketNet Phone, que pesa 11,6 onzas y combina teléfono celular, dial-up módem y mensajes bidireccionales. Con este aparato se pueden recuperar archivos y e-mails de la Intranet corporativa de la empresa, recoger información de texto de la Internet y hacer llamadas. La velocidad de trabajo es de 19,2 KBPS. O sea que es un teléfono y también un terminal de datos. (59)

Por otra parte, teniendo en cuenta que la tecnología CDPD, usa un protocolo tipo TCP/IP, que es el mismo que Internet, un usuario puede conectar una lap-top equipada con un módem CDPD y navegar en Internet.(59)

En nuestro país tenemos el servicio Movinet de CRM Movicom que permite conectarse con un módem al canal celular a velocidades de 4,9 KBPS y navegar en Internet.

4.2.4 Redes Celulares De 2º Generación.

En GSM se están desarrollando dos tecnologías para transmisión de datos de alta velocidad. Una de ellas, que emplea conmutación de circuitos, es la HSCSD (High Speed Circuit Switched Data), que incrementará la capacidad de usuario de 9,6 KBPS a 64 KBPS y más, facilitando numerosas aplicaciones incluyendo acceso a Internet y LANs hogareñas. La otra es la GPRS (General Packet Radio System), que permitirá alcanzar velocidades de hasta 100 KBPS.

Ericsson, en conjunto con Telia Mobitel y Telia Research hizo demostraciones en 1996 de acceso a Web y de videoconferencia utilizando GSM a 64 KBPS. Dicen que los productos estarán disponibles en Europa en 1998. Esta velocidad es muy superior a la de 9,6 KBPS que se obtiene normalmente en una red GSM actual.(60)

Nokia presentó en 1995 dos aplicaciones multimedia sobre GSM denominadas Videophone y Multimedia Mailbox. Están basados en el uso de múltiples ranuras de tiempo para lograr el bit rate necesario. Se empleaba una capacidad de transmisión de 56,8 KBPS, de los cuales la tercera parte se usaba para las tareas rutinarias del canal, 28 KBPS eran usados para video; 5,6 KBPS para voz, y el resto para datos. Sin embargo si bien la demostración utilizaba tecnología GSM, no utilizaba el estándar actualmente aprobado. Se utilizaba una notebook y un teléfono GSM multiranura. (3)

 

4.2.5 IVDS

Las siglas son por Interactive Video and Data Services y corresponden a servicios que la FCC de EEUU licencia, mediante subasta, en la banda de 218 a 219 Mhz, para servicios de telecomunicaciones de corta distancia, tipo punto a multipunto y multipunto a punto. Mediante los mismos se puede proveer información, productos o servicios a abonados individuales situados dentro del área de servicio y los abonados pueden proveer respuestas. (45)

Los servicios posibles son telebanking, home shopping, programación de tipo educativo, programación pay per view, monitoreo y automatización de hogares.

En julio de 1994, la FCC ofreció dos bandas de 500 Khz en cada una de las 297 MSAs (Metropolitan Statistical Areas). La subasta de las 594 licencias se hizo en dos días. Más del 95% de las licencias fueron ganadas por empresas pequeñas.(40)

El FCC anunció que en febrero de 1997 comenzaría otra subasta por 981 licencias, 2 por cada una de las 428 RSAs (Rural Service Areas) más 125 en MSAs, que correspondían a licencias otorgadas en la subasta de 1994 pero cuyos ganadores no cumplieron con los compromisos contraídos.(42) Pero luego hubo presiones para postergar estas subastas. (43 y 44)

Una de las aplicaciones pensadas de estas bandas es la de automatización de hogares, que incluirá monitoreo, seguridad, acceso a medidores para controlar el consumo de energía cuando uno está afuera del hogar. Estas aplicaciones están siendo desarrolladas por Ameritech Corp. Dicha empresa está aliada a las proveedoras de energía (utilities) de las principales ciudades de EEUU y ya esta realizando pruebas de automatización de hogares. Dicen que el ahorro promedio de energía que se podrá lograr será del órden de 25% . Se estima que el mercado de automatización de hogares puede alcanzar a varios miles de millones de dólares en unos 5 años. (41)

Según el presidente de WINCOM and Struthers, IVDS está reconocida como una de las formas más efectivas de incrementar la eficiencia operativa de las empresas proveedoras de energía ("utilities") y de proveer servicios de automatización de hogares. (41)

WINCOM and Struthers es una fusión de las empresas WINCOM Corp. de Los Angeles con Struthers Industries, Inc.. Esta última es la principal poseedora de licencias IVDS a nivel nacional. Ambas empresas en conjunto con Ameritech están proyectando una red IVDS a nivel nacional. (41)

 

4.3 SERVICIOS "WIRELESS MULTIMEDIA" DE BANDA ANCHA

Existen dos tipos de sistemas de banda ancha con acceso inalámbrico que son familiares hoy en día. Uno corresponde a la transmisión de televisión, usando ya sea transmisión radial terrestre o desde satélites. Estos sistemas tienen una cobertura de decenas o centenares de kilómetros y han alcanzado una penetración de miles de millones de abonados comerciales y residenciales a lo largo del planeta. El otro tipo de acceso inalámbrico de banda ancha es una tecnología que está muy localizada geográficamente, las redes de área local inalámbricas (WLAN). Estos sistemas han aparecido recién en los últimos años y apuntan principalmente a actividades comerciales, son totalmente digitales, están orientados más bien a la transmisión de datos más que a voz o video, y han probado ser muy eficientes en conectar PC y sistemas de carga de datos portátiles a una red local por medio de un bit rate alto (típicamente de unos pocos MBPS), y en ambientes geográficamente confinados dentro de una empresa ( típicamente a un área de unas pocas decenas o centenas de metros).

La tendencia con estos dos tipos de sistemas es que, los primeros están migrando en las zonas urbanas e interurbanas a sistemas de distribución cableados, lo cual permite que cuenten con un número mayor de canales y eliminando la necesidad de contar con sistemas de antenas grandes y en las zonas rurales y en zonas remotas hacia sistemas satélitales digitales que requieren antenas receptoras más pequeñas. Estos sistemas prometen que proveerán conectividad bidireccional para servicios de datos e Internet. Por su parte las WLAN están migrando de bit rates moderados de unos pocos MBPS a tasas mucho más altas, con proyecciones de decenas y centenas de MBPS para los sistemas futuros para poder conectarse a redes Ethernet basadas en protocolos TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) y a redes ATM. Estos nuevos sistemas planean ocupar espectro de radio en frecuencias de microondas y ondas milimétricas en donde hay grandes anchos de banda disponibles.

Servicio digital de banda ancha

Ancho de banda descendente (downlink)

Ancho de banda ascendente (uplink)

Transmisión de video

Transmisión de TV

Pay per view mejorado

1,5 a 6 MBPS por canal

Ninguna o POTS (telefonía)

Video Interactivo

Video on demand

TV interactiva

Juegos interactivos

Servicios de envío de información

64 KBPS a 6 MBPS

9,6 a 64 KBPS

Acceso a Internet

14,4 KBPS a 10 MBPS

14,4 a 128 KBPS

Tx de datos en forma simétrica

Multimedia

Trabajo en el hogar

Videoconferencia

Videotelefonía

Fax

9,6 KBPS a 2 MBPS

9,6 KBPS a 2 MBPS

Acceso a Internet home page hogareño o de un negocio pequeño

Acceso al server de información de Internet

9,6 a 384 KBPS

64 KBPS a 1,5 MBPS

Velocidades necesarias para los vínculos de servicios de banda ancha.

 

Parámetro

Interior (Indoor)

Exterior Fijo (Outdoor Fixed)

Exterior Móvil (Outdoor Mobile)

Espectro

Bandas licenciadas y no licenciadas

RF e IR (infrarrojo)

Ancho de banda de 5 a 150 Mhz

Bandas licenciadas

 

RF

Ancho de banda total de 5 Mhz a más de 1 GHz

Bandas licenciadas

 

RF

Ancho de banda total de 5 a 30 Mhz

Velocidad de datos por usuario

1 a 2 b/s/Hz

1 a más de 100 MBPS

0,5 a 2 b/s/Hz

64 KBPS a 2 MBPS

0,1 a 0,25 b/s/Hz

10 a 144 KBPS

Cantidad de usuarios por celda

Decenas

Cientos

Decenas

Tamaño de las celdas

60 m

2 km

30 km

Comparación de parámetros de sistemas de acceso inalámbrico indoor y outdoor

Se está discutiendo si las aplicaciones del wireless multimedia ocurrirán primero en el ámbito residencial o comercial. La respuesta seguramente es que ocurrirá simultáneamente e impulsado por el avance de Internet y las Intranets. Una de las ventajas del wireless para brindar los servicios multimedia es la de proveer conectividad en forma inmediata con mínima infraestructura y poder soportar el arranque de la prestación de estos servicios que ocurrirá con una baja penetración y clientes que estarán dispersos. Por otro lado si se requiere ya sea servicios móviles o portables, las ventajas del wireless son óptimas frente a los sistemas convencionales cableados.

A diferencia de la transmisión en el medio cableado, donde se puede incrementar el espectro disponible usando otra longitud de onda (WDM), o instalando un nuevo cable, la transmisión wireless está limitada al espectro disponible y se ve afectada además por la interferencia y la propagación por caminos múltiples, que causan fading y dispersión de retardo (delay sprad). Debido a esto las redes wireless tendrán , en general, bit rates menores y tasas de error más altas que redes cableadas comparables económicamente. Sin embargo la tecnología permitirá que los operadores de redes inalámbricas puedan proveer servicios típicamente asociados con redes cableadas.

Los sistemas inalámbricos actuales tales como los PCS proveen bit rates de decenas de KBPS con una gran cobertura lograda con macro y microceldas. Las WLAN deberán abarcar bit rates desde 2 a más de 50 MBPS y celdas de decenas de metros. Los sistemas móviles de 3º generación aspiran a proveer bit rates desde unas pocas decenas a cientos de KBPS en un entorno móvil. El entorno inalámbrico fijo es capaz de soportar bit rates más altos, incluso en ambientes exteriores (outdoor), que los sistemas móviles, y prometen poder proveer gran cantidad de servicios, incluso Internet e Intranet a hogares y empresas.

 

4.3.1 Redes Móviles De 3º Generación

Se denomina redes móviles de 3º generación a las que involucrarán servicios multimedia, como una de sus características, pero además tendrán otras tales como su ubicuidad e integración con las redes fijas. La idea es avanzar hacia el concepto de comunicaciones personales extendiéndolo a las comunicaciones multimedia.

Las redes de 3º generación harán uso intensivo de las redes inteligentes (IN) y se integrarán a las redes ISDN de banda ancha.

En el ámbito europeo, las redes de 3º generación comprenden los sistemas UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) y los sistemas MBS (Mobile Broadband Systems). Los primeros extenderán el bit rate disponible en los sistemas móviles para que trabajen desde los 140 KBPS hasta los 2 MBPS. Los segundos llegarán aún más lejos, hasta los 155 MBPS constituyéndose en extensiones inalámbricas de la futura B-ISDN. Como la B- ISDN estará basada en ATM, los sistemas MBS deberán manejar ATM pero con las adaptaciones necesarias para las particulares características del medio inalámbrico como por ejemplo el hand-off o hand-over.

En el ámbito de la UIT, hay planes similares a los UMTS, a los cuales se denominaba anteriormente como FPLMTS (Future Public Land Mobile Telecommunications Systems) y más recientemente IMT-2000 (International Mobile Telecommunications 2000).

 

 

 

Estructura Jerárquica De Celdas .

 

Posicionamiento de UMTS, MBS y WLANs.

Dado que las características de los sistemas que llegarán hasta los 2MBPS son radicalmente distintas a las de los que superarán esas velocidades hasta alcanzar los 155 MBPS es necesario separarlos para su estudio. En este apartado voy a tratar los sistemas que permitirán contar con bit rates de hasta 2 MBPS.

 

4.3.1.1 UMTS e IMT-2000

La situación que se plantea es que mientras por un lado se investiga intensamente en el campo de las redes de 3º generación, las de 2º generación están teniendo gran éxito en Europa, principalmente con el GSM, y en Estados Unidos están en pleno despliegue las redes PCS. Dada la enorme inversión que se está haciendo en las redes de 2º generación, se está reexaminando el camino que se usará para hacer la transición hacia los sistemas de 3º generación. La pregunta que se está planteando es si la próxima generación de sistemas estará basada en los sistemas existentes de 2º generación, es decir si significará una evolución de estos últimos , o si por el contrario se implementarán sistemas totalmente nuevos. En este último caso hablaríamos de una revolución. Por otra parte se plantea la pregunta de como convivirán las dos generaciones. Originalmente la idea era que la tercera generación se implementaría con sistemas totalmente nuevos que reemplazarían a los anteriores. Pero ahora se busca que haya una transición suave, sin comprometer sin embargo los objetivos buscados para la 3º generación.

En Abril de 1994 la Comisión Europea publicó un documento donde fijó los lineamientos de su política con respecto a las comunicaciones móviles y personales denominado Green Paper, luego conocido como el Mobile Green Paper. Dentro del plan de acción previsto se encuentra la evolución hacia el UMTS.

En Europa las actividades de investigación y desarrollo en UMTS y en MBS son conducidas dentro del Programas RACE (Research and Development in Advanced Communications in Europe) y ACTS (Advanced Communications Technologies and Services) y las actividades de estandarización dentro del ETSI (European Telecommunication Standards Institute). Es de esperar que los sistemas UMTS y IMT-2000 sean compatibles para permitir el roaming global. Recientemente se constituyó el UMTS Forum, que fijará las políticas de Europa en este tema.

Los Proyectos RACE y ACTS son llevados adelante por un conjunto de fabricantes, universidades, operadores, institutos de investigación y desarrollo y significan el intento europeo de continuar liderando en el siglo 21 las comunicaciones móviles digitales. Hasta 1998 se invertirán un total de 24.000 personas-mes de trabajo en investigación y desarrollo en el contexto de los programas ACTS para comunicaciones personales y móviles.

El UMTS es la concreción de una nueva generación de comunicaciones móviles para un mundo en que "Las comunicaciones personales... permitirán las llamadas persona a persona, independientemente de la localización, el terminal utilizado, el medio de transmisión (cableado o inalámbrico) y la elección de tecnología. Las comunicaciones personales estarán basadas en una combinación de servicios fijos y móviles/inalámbricos que brindarán un servicio extremo a extremo sin discontinuidades". (21)

Algunos de los requerimientos que se han planteado para el UMTS son:

  • Soportar servicios móviles y fijos desde 144 KBPS hasta 2 MBPS, con la misma presentación de los mismos para los usuarios en ambientes wireless y wireline. Ancho de banda (bit rate) disponible con asignación bajo demanda.
  • Soportar servicios de navegación, localización de vehículos y servicios de información de datos de tráfico en rutas, que serán de mucha importancia en un mercado paneuropeo, telemedicina, sensores remotos, TV personal, teletrabajo, entretenimiento.
  • Permitir que los usuarios accedan a combinaciones de servicios. La selección se podrá hacer on line y se podrá cambiarla con frecuencia diaria.
  • Permitir que los terminales UMTS se puedan usar en todos lados, en el hogar, la oficina, y en lugares públicos, tanto en áreas urbanas como rurales.
  • Ofrecer una gama de terminales desde teléfonos de bolsillo de bajo costo (que puedan ser usados por cualquiera en cualquier lugar) hasta terminales sofisticadas que provean servicios avanzados de video y datos.
  • Lograr un grado de estandarización tal que permita el roaming y la interconexión de redes donde sea necesario.
  • Soportar la liberalización y la competencia en la provisión de los servicios, al permitir la posibilidad de que se comparta el espectro entre varios operadores.
  • Tener facilidades de Red Inteligente tales como UPT (Universal Personal Telecommunications).
  • Permitir brindar facilidades multimedia de banda ancha a los usuarios fijos con acceso inalámbrico (WLL).

El UMTS será el acceso móvil de las futuras redes B-ISDN, lo cual significará un paso muy importante hacia la materialización de las comunicaciones personales soportadas por terminales ya sean estas fijas o móviles. Como resultado , las redes móviles comenzarán a brindar servicios que son tradicionalmente brindados por las redes fijas, incluyendo servicios de banda ancha hasta 2 MBPS. El UMTS funcionará también como red independiente.

El UMTS combinará una variedad de aplicaciones tales como: telefonía celular, inalámbrica, datos móviles, para usos residenciales y comerciales. Típicamente, en el futuro veremos acceso inalámbrico al loop de abonado, ya sea que internamente en las instalaciones del cliente, la distribución sea cableada o inalámbrica, veremos teletrabajo en el hogar o en oficinas compartidas o estando en movimiento, telecompras, educación e instrucción interactivos con soporte de realidad virtual, servicios de consulta multimedia y con múltiples participantes, PC tipo lap-top intercomunicadas, comunicación de video, etc. Todos estos usos serán soportados en terminales multifunción cuyos costos y tarifas del servicio sean tales que estén al alcance de los usuarios. Se requerirá calidad de voz equivalente a la de las redes cableadas, ISDN, video con una definición de calidad media (MPEG-1 a 1,5 MBPS), la carga de grandes cantidades de información a velocidades del órden de 1 MBPS y también habrá una componente satelital que estará integrada.

Para el usuario del siglo 21, idealmente, no debería existir diferencia en cuanto a la capacidad del servicio si el acceso es fijo o móvil. La idea es que se pueda acceder a los servicios con la misma calidad independientemente de :

  • medio de acceso (cableado o inalámbrico)
  • aplicación (celular, inalámbrico, paging, satélite, etc.)
  • proveedor del servicio (público o privado)
  • entorno (hogar, calle, transporte, oficina, local comercial, etc.)
  • ubicación (área de servicio mundial)
  • terreno (urbano, rural, montaña)

Lo anterior se aplicará a por lo menos un conjunto básico de servicios personales que estarán totalmente estandarizados. Para que ello ocurra la tecnología de red inteligente jugará un rol fundamental.

El espectro asignado para los servicios UMTS por la WARC’92 (World Radio Administrative Conference de 1992) es de 230 Mhz en las bandas que van de 1.885 a 2.025 Mhz y de 2.110 a 2.200 Mhz.

Se necesitará un diseño novedoso de la interface de aire para permitir desarrollar en esas frecuencias las aplicaciones mencionadas. En Europa la tecnología móvil de 2º generación está teniendo un enorme éxito, lo cual hace que se siga mejorando su performance continuamente. La tecnología de la 3º generación se desarrollará en ese escenario. De modo que será necesario diseñar cuidadosas campañas de mercado para permitir que ambas convivan y se vaya produciendo la transición hacia la 3º generación en forma paulatina y en el tiempo apropiado. De hecho van a tener que producirse terminales multimodo que puedan funcionar tanto en UMTS, como en DCS 1800 o en DECT. El UMTS no es un reemplazo de la tecnología móvil de 2º generación, a la cual hay que permitirle alcanzar todo su potencial, sino un sistema que soportará la integración de la movilidad personal y de los terminales y ofrecerá servicios de banda ancha para satisfacer las necesidades de los servicios que tendrán los usuarios del siglo 21.

Las preguntas sobre si se tratará de una revolución, una evolución o una migración de sistemas, no son sólo técnicas sino de política estratégica de largo plazo para Europa. El ETSI en su reporte Global Multimedia Mobility (GMM) Standarisation Framework publicado en 1996 describió cuatro dominios que deberán evolucionar en forma independiente:

  • aplicaciones
  • terminales
  • redes troncales de transporte
  • redes de acceso.

El ETSI recomendó que se debía crear una sola red nueva de acceso para la 3º generación y que en su primer etapa la red troncal de transporte debería estar basada en una evolución de las redes troncales de GSM y de ISDN. Una de las razones que justificarían que el UMTS se base en GSM es el gran éxito a nivel mundial del GSM. Se calcula que la inversión mundial en infraestructura GSM rondaba a octubre de 1996 los U$S 50.000 millones y que llegará a los U$S 80.000 millones a fin de siglo. Dentro del GSM MOU Association, el Third Generation Interest Group (3GIG) está estudiando las necesidades de los operadores de redes GSM en ese sentido.

En marzo de 1996, la UMTS Task Force (grupo consultor de alto nivel compuesto por 20 miembros entre los que se encuentran operadores, fabricantes y entes de regulación europeos) emitió un reporte en el cual definió que la transición a la 3º generación deberá ser por evolución o bien de revolución por evolución. Este reporte, que fue fuertemente apoyado por la industria, recomendó que la estandarización se realice en dos etapas principales:

  • Etapa 1: UMTS básica, estaría operativa en 2002.
  • Etapa 2: UMTS completa, estaría operativa en 2005.

El contenido detallado de cada etapa fue dejado abierto. El 3GIG elaboró el cronograma siguiente para las dos etapas: 

 

 

ETAPA 1: 2002

ETAPA 2: 2005

SERVICIOS

-multimedia 144 KBPS, 2 MBPS

-creación de servicios

-portabilidad de servicios

-roaming GSM/UMTS

-multimedia mejorado

-roaming con otras redes FPLMTS

TERMINALES

-duales GSM/UMTS

-capacidades multimedia mejoradas

RED DE ACCESO

-radiobases nuevas en 2 GHZ

-eficiencia espectral

-uso extendido de ATM

-nuevas bandas

RED DE TRANSPORTE

-evolución de GSM

-convergencia de elementos fijos/móviles

-soporte multimedia mejorado por el uso de tecnología ATM

Etapas de UMTS y sus contenidos

 

Más tarde, en octubre de 1996, este cronograma se discutió en el plenario del SMG del ETSI y se confirmó el contenido y la fecha de la Etapa 1 y recomendó que se definieran metas anuales para el período posterior a la Etapa 1.

A partir de los resultados del reporte de la UMTS Task Force, los principales protagonistas coinciden en el plan de acción que aparece en la página siguiente respecto a la implementación del UMTS.

Dadas las discusiones que se producen en la UIT y los intereses distintos de las diferentes regiones del mundo llegar a un acuerdo respecto a una única interface de aire y un único protocolo de red a utilizar es prácticamente imposible.

En Japón se están desarrollando estándares bajo la guía del MITI y del Ministry of Post and Telecommunications, cuyos resultados serán luego remitidos a la UIT, como candidatos a ser el estándar de FPLMTS. Esas propuestas seguramente estarán basadas en una interface de aire CDMA de banda ancha, mientras que el protocolo de red estará basado en una evolución del INAP. Este concepto aparece como una evolución de los elementos centrales del PDC, es decir del sistema japonés de 2º generación.

 

TAREA

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

Implementación de la fase 2+ de GSM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Visión revisada de UMTS (Foro y 3GIG)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Programas ACTS de Investigación y Desarrollo

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Marco Regulatorio (reporte WG1del Foro)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Regulación: directivas del Consejo

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Regulación: condiciones de las licencias nacionales

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Regulación: otorgamiento de licencias

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UTMS MOU: elaboración de borrador (3GIG)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UTMS MOU: firma de un número crítico de puntos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ETSI: estudio de estándares básicos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ETSI: congelamiento de parámetros básicos de UMTS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ETSI: estándares para la Etapa 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Desarrollo sistema UMTS Etapa1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pruebas preoperacionales

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UTMS Etapa 1: planificación, despliegue

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UTMS Etapa 1: operación posible

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ETSI: estándares del UTMS Etapa 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Desarrollo del sistema UTMS Etapa 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UTMS Etapa 2: planificación, despliegue

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UTMS Etapa 2: operación posible

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Consenso sobre un cronograma posible de desarrollo del UMTS

 

En Estados Unidos hay una tendencia hacia el CDMA como lo define la IS-95. Está en desarrollo una versión que extiende las capacidades del IS-95 hasta los 64 KBPS. El protocolo de red que utiliza es el IS-41, que es el que utilizan las redes AMPS. Esta solución no es compatible con la solución japonesa, ni en la interface de aire ni en el protocolo de red.

El 3 de abril de 1997 Lucent Technologies anunció que se encuentra entre los proveedores seleccionados por el NTT DoCoMo, que es el operador de servicios inalámbricos más grande de Japón, para desarrollar y construir un prototipo de sistema de tercera generación basado en CDMA. Lucent dedicará a esta tarea a un grupo muy experimentado que trabaja en los laboratorios Bell.

La NTT DoCoMo utilizará la banda que ya se asignó en Japón para estos servicios y se espera que se convertirá en el primer operador del mundo que

 

PROGRAMA ACTS MOBILE

Las siglas ACTS son por Advanced Communications Technologies and Services, que representa el principal esfuerzo de la Comisión Europea en investigación y desarrollos tecnológicos programados para el período 1994 a 1998. Algunos de los proyectos que incluye relacionados con UMTS y con MBS son los siguientes:

PROYECTO MICC

La siglas son por Mobile Integrated Communications in Construction. Este proyecto apunta a brindar a los trabajadores de la contrucción de una capacidad de comunicación completamente nueva a través de la comunicación móvil, que aumentará la eficiencia y la calidad en esta industria. Este proyecto forma parte de ACTS y fue comenzado en septiembre de 1995.

PROYECTO MULTIPORT

Multi Port es por Multimedia-capable Portable Digital Assistant. Apunta a diseñar, construir y demostrar un asistente personal con capacidad multimedia en un entorno UMTS, con aplicaciones principalmente en el área de la salud. Habrá extensas pruebas de campo en España.

Este proyecto proveerá a los profesionales de la salud con un terminal portable multimedia, que les permitirá consultar y actualizar los registros de novedades de sus pacientes durante sus rondas diarias de visita y realizar teleconferencia con otros profesionales cuando lo necesiten. Inicialmente los dispositivos se diseñarán para que funcionen dentro del ámbito de un hospital pero luego podrán funcionar en zonas remotas.

Participan entre otros: Telefónica, University of Sheffield UK, AEG, etc.

PROYECTO MOMENTS

MOMENTS es por Mobile Media and ENTertainment Services, y su objetivo es demostrar la viabilidad técnica y comercial de un medio inalámbrico para proveer productos multimedia avanzados. Investiga el significado que tendrá para los usuarios disponer de este tipo de servicios, como se puede acelerar su explotación usando UMTS, crear nuevas tecnologías de presentación visual. Se están desarrollando pruebas con 100 usuarios en Inglaterra, Alemania e Italia. Participan Nokia, Orange, Reuters, Omnitel, entre otros.

PROYECTO RAINBOW

RAINBOW es por Radio Access Independent Broadband On Wireless y su objetivo es investigar la interface de radio que se utilizará en UMTS, la posibilidad de integrar la misma con el B-ISDN y con la Red Inteligente, y la forma de migrar desde la 2º generación. Participan entre otros Telefónica , Alcatel, AT&T UK, , etc.

PROYECTO MOMUSYS

MOMUSYS es por Mobile Multimedia Systems y su objetivo principal es desarrollar los elementos técnicos necesarios para proveer nuevas funcionalidades audiovisuales para sistemas multimedia móviles. Estas funcionalidades están enmarcadas dentro del contexto del ISO MPEG, que será el estándar de codificación que usarán estos sistemas. Participan entre otros: Telefónica, France Telecom, Deutsche Telekom, Siemens, Columbia University USA.

 

 

 

 

PROGRAMA ACTS MOBILE (continuación).

PROYECTO SECOMS/ABATE

Apunta a definir los elementos de sistema y desarrollar las tecnologías necesarias para brindar el segmento satelital de los sistemas de 3º generación. En una primera etapa utilizará la banda de 20/30 Ghz y luego la de 40/45 Ghz. En principio trabajarán con satélites geoestacionarios en un número limitado. En tierra se utilizarán una variedad de terminales de tipo compacto, de varios tamaños y capacidades, desde los 64 a los 2,48 KBPS, con antenas ultra pequeñas. Se preven terminales portables tipo palm-top y lap-top, y terminales móviles para automóviles, trenes y aviones para uso individual o colectivo. Se preven también gateways de alta capacidad (32 MBPS) y terminales para proveedores de servicios, que permitirán la interconexión con todo tipo de redes terrestres. Finalmente habrá un centro de supervisión , administración y control de la red .

PROYECTO STORMS

Las siglas son por Software Tools for the Optimization of Resources in Mobile Systems, y se refiere a la definición, implementación y validación de una herramienta de software que sirva para planificar las redes UMTS, incluyendo la parte satelital. Podrá manejar: el tamaño, la cantidad y la capacidad de los elementos del sistema, la o las redes de interconexión, la ubicación de bases de datos distribuidas, el tráfico de señalización, etc.

ofrecerá servicios inalámbricos de tercera generación, los que estarían disponibles para fin de siglo.(58)

Existe un foro donde los grupos de Japón , Estados Unidos y Europa están tratando de ponerse de acuerdo. Se trata del FAMOUS (Future Advanced Mobile Universal System, que se reúne anualmente.

 

4.3.2 Sistemas WBCS.

Las siglas de WBCS son por Wireless Broadband Communication Services se refieren a sistemas que brindarán servicios a más de 1 o 2 MBPS y hasta el órden de los 100 MBPS o 155 MBPS, serán de movilidad limitada o quasi-móvil y utilizarán frecuencias en el rango de los 40 a los 60 GHZ.

Estos sistemas serán de distintos tipos de acuerdo a las necesidades de los usuarios, las terminales podrán ser móviles, es decir que podrán estar en movimiento cuando la comunicación tiene lugar, o portables, permaneciendo estáticas cuando la comunicación tiene lugar. Las velocidades de movimiento que estamos considerando son las de un tren rápido. Los usuarios podrán o no usar o no más de un canal si sus necesidades lo requiren, el ancho de banda será fijo o bien podrá asignarse en forma dinámica y seguramente se utilizará la tecnología ATM.

Si bien podrían hacerse otras clasificaciones la que me parece más apropiada es diferenciar a los sistemas WCBS en dos grandes grupos, las WLANs y los MBS. Las WLANs están orientadas a la comunicación entre computadoras, de las cuales la HIPERLAN y las IEEE 802.11 son ejemplos, y

Arquitecturas De Red Para Sistemas De Acceso De Banda Ancha. 

 

 

Velocidades Y Tecnologías De Acceso: Evolución Hacia Acceso Inalámbrico De Banda Ancha Y Sus Aplicaciones.

las MBS, que son pensados como sistemas celulares para brindar movilidad plena a los usuarios de B-ISDN.

Hay mucho trabajo de investigación que se está llevando a cabo en Norteamérica, en Europa y en Japón. Los principales problemas a resolver son:

  • Selección y asignación de bandas de frecuencias
  • Canalización
  • Aplicaciones y consideraciones ambientales, incluyendo riesgos a la salud
  • Desarrollo tecnológico
  • Técnica de acceso múltiple de la interfase de aire.
  • Redes y protocolos
  • Desarrollo de un sistema que con modulación eficiente, codificación y técnica de antenas inteligentes.

 

4.3.2.1 Wireless LANs

El éxito económico depende cada vez más del uso efectivo de la informática. En el pasado sólo las empresas multinacionales han podido acceder a todos los beneficios de la informática, ya que las computadoras de alta velocidad eran máquinas extremadamente caras que requerían de instalaciones sofisticadas. En los últimos años, sin embargo la migración de la computadoras "mainframe" a la arquitectura cliente/servidor ha resultado en una reducción muy importante de los costos de instalar y mantener una red de informática. Con un diseño cliente -servidor las PC son enlazadas mediante redes tipo Ethernet o similares con servidores poderosos. Hoy , tanto las grandes como las pequeñas organizaciones pueden beneficiarse de la productividad de las redes de informática.

En la mayoría de las aplicaciones las WLANs se usan para extender o para reemplazar a las LANs cableadas. Las LAN son redes de computadoras y estaciones de trabajo (workstations) que comparten capacidad de procesamiento y memoria de almacenamiento. Estos sistemas se caracterizan por tener un tráfico con ráfagas (bursty) entre las estaciones. Los mensajes son típicamente cortos, del órden de unos pocos cientos de bytes, pero la frecuencia de los mensajes puede ser relativamente alta, del órden de los cientos por segundo. Las WLANs comenzaron a utilizarse a finales de los 80 y comienzos de los 90 con el objeto de permitir conectar las PC portátiles a las LANs de los edificios.

Las WLANs trabajan también con handover, que es más fácil de obtener que en las redes de voz, al ser los sistemas tipo Ethernet con transmisión de paquetes, sin conexión. (connectionless). La velocidad de movimiento a la que están limitadas es a la de una persona caminando o a la velocidad de un vehículo para interiores. Típicamente una velocidad de 10 m/s cubre todas las necesidades de movimiento dentro de un edificio.

Un ejemplo de WLAN en el ámbito de una universidad es el de la Universidad de Carnegie Mellon. Este tipo de red se utiliza en educación y en adiestramiento en donde las computadoras son compartidas entre varias personas y también en ambientes de trabajo en equipos para resolución de problemas, gobierno, etc.

 

APLICACIONES TÍPICAS DE WLANS

Oficina Inalámbrica

Para PC y laptops, para simplificar el cableado

Medicina

Dentro de hospitales usando laptops o notepads con información de pacientes

Supermercados

Lectores de código de barras

Cajeros Automáticos

Interconexión de las mismas

Mantenimiento de Aeropuertos

En transportes o hangares usando notepads o terminales ad-hoc para hacer diagnóstico automático de fallas usando en tiempo real las bases de datos y los sistemas expertos de una computadora centralizada.

Robótica

Preferentemente indoors lógica programable y sensores adaptados.

La asignación de frecuencias para WLANs fue en un comienzo en la denominadas bandas ISM por Industrial, Scientific y Medical, en 900 Mhz. Las bandas ISM son no asignadas, es decir que no se requiere autorización del gobierno para utilizarlas.

 

4.3.2.1.1 IEEE 802.11

Luego se asignó espectro en la banda ISM de 2,45 Ghz. El estándar para este tipo de LANs fue generado a comienzos de 1997 por el IEEE 802.11 Comittee, que es el que se ocupa de las LANs inalámbricas, que se escribió para permitir la fabricación masiva de estas redes. En el mismo se define el acceso de PC y PDAs, y throughputs rates de 1 , 2 y opcionalmente 3 MBPS. Lo que no define este estándar es el roaming, de modo que cada fabricante deberán desarrollar sus propios métodos para lograrlo.

La capa de control de acceso al medio (MAC layer) está basada en CSMA/CA, algoritmo similar al CSMA/CD de detección de colisiones empleado por el estándar IEEE802.3 Ethernet, excepto que en el medio radial, las colisiones no pueden detectarse, sólo pueden ser evitadas. Este protocolo permite que los usuarios utilicen la red de una manera ordenada. La potencia máxima irradiada permitida (EIRP) es de 1W (30 dBm) en los Estados Unidos y de sólo 100 mW (20 dBm) en Europa.

4.3.2.1.2 HIPERLAN Y SUPERNET

A medida que aumenta el uso de WLANs hay una presión a trabajar con velocidades más altas. Como resultado se ha asignado espectro en 5,3 Ghz (100 Mhz entre 5.250 y 5.350 Mhz) y en 17,2 Ghz (200 Mhz) para una LAN de alta performance denominada HIPERLAN (High Performance Radio LAN) del ETSI y para las actividades de SUPERNet., que soportarán conectividad de 20 a 25 MBPS. Se ha limitado la potencia a 1 W en 5,3 Ghz y a 100 mW en 17,2 GHz.

 

PRINCIPALES APLICACIONES DE HIPERLAN

Teleconferencia, reportes en video, video bajo demanda en oficinas, talleres, aeropuertos, etc.

En hospitales para acceso en tiempo real a todos los datos de un paciente incluyendo imágenes (scanner de rayos X, ecografía, etc) permitiendo el telediagnóstico realizado por un staff médico remoto, o bien el acceso al instante a la ficha del paciente.

Mantenimiento remoto en aeropuertos y garajes de trenes o autos con acceso en tiempo real a toda la base de datos multimedia para la búsqueda de fallas y para inventario de stock.

Reportes de video y acceso a bases de datos sobre información edilicia durante eventos deportivos o catástrofes.

Control remoto de vehículos robotizados para intervenir en áreas peligrosas o contaminadas. El robot estará equipado con cámaras de video.

Redes hogareñas digitales

Acceso a puertos y aeropuertos

Enlaces punto a punto temporarios.

 

HIPERLAN está en proceso de estandarización en el ETSI y está disponible comercialmente en poco tiempo. Soportará la transmisión de voz e imágenes en tiempo real y los usuarios tendrán cierta movilidad y acceso a redes públicas. El ancho de banda del canal sería de 23,5 Mhz.

Se ha propuesto trabajar a frecuencias aún más altas tales como 40 Ghz (se proponen 2 Ghz) a 63 Ghz (se proponen 2 Ghz), con LANs trabajando a velocidades de 100 MBPS que son motivo de investigación en estos momentos. También se ha propuesto trabajar en el IR (infrarrojo). Sin embargo, si bien estos rangos de frecuencias tan altos ofrecen la posibilidad de trabajar con anchos de banda muy grandes, los sistemas de radio necesitan antenas direccionales para obtener vínculos robustos, y por lo tanto son más propicios para ser usadas en enlaces fijos. De modo que las bandas de 900 Mhz, 2,4 Ghz y 5 Ghz seguirán teniendo mayor aplicación.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Comparación De Movilidad Y Velocidades De Los Diferentes Sistemas.

 

 

 

 

 

 

 

4.3.2.1.3 NII / SUPERNET.

En enero de 1997 la FCC asignó 300 Mhz (5,15 a 5,35 Ghz y 5,725 a 5,825 GHz) para la Unlicensed National Information Infraestructure (U-NII). Dicho servicio será utilizable con equipos de cualquier proveedor y estará disponible para cualquiera sin necesidad de tener licencia ni tener que pagar cargos por instalación o tiempo de aire a ningún prestador de servicios. De esta manera se facilita el acceso inalámbrico a la National Information Infraestructure (NII), que también se denomina Supernet. (46)

Con esta acción el FCC satisfacía el pedido efectuado por un grupo de empresas liderado por Apple Computer, Inc., desde 1995, solicitando la creación de esta banda para comunicaciones de datos de alta velocidad para escuelas, bibliotecas, hospitales, grupos comunitarios en áreas rurales, individuos, empresas e instituciones, para permitirles conectarse entre ellos y con la Internet. Hewlett Packard también había apoyado el pedido de Apple.

Haciendo referencia a esa decisión del FCC, el Presidente y CEO de Apple señaló:

"La U-NII reduce drásticamente la distancia existente entre la creación o el procesamiento de la información y la comunicación de la misma a terceros. El 90 % de las aulas de los EEUU que no tiene todavía acceso a Internet cuenta con un nuevo medio de evitar el alto costo y la complejidad de las conexiones cableadas". (46)

De esta manera los EEUU se ponían a la par de la HIPERLAN europea, la cual también utiliza la banda de 5,25 a 5,35 Ghz, y la cual Apple entre otros había ayudado a desarrollar. Los fabricantes estadounidenses podían competir en el exterior, al existir compatibilidad entre ambas tecnologías. Esta compatibilidad es también un avance hacia la creación de la Global Information Infraestructure (GII).

La otra porción asignada por el FCC para la U-NII , de 5,725 a 5,875 Ghs, ya estaba asignada para servicios no licenciados de baja potencia que utilicen la tecnología de spread spectrum.

Los terminales para este servicio tendrán un alcance de unos pocos kilómetros. La capacidad de acceso será de hasta 24 MBPS. (50). Apple está desarrollando un terminal para esta aplicación que es la nueva generación del Newton PDA, que seguramente se convertirá en el terminal de mano de mayor uso por estudiantes y comercios para acceder a la Internet (Apple tiene presencia en 140 países). Este nuevo modelo se denomina MessagePad 2000 y permitirá manejar video de banda ancha y datos de alta velocidad.

El FCC tomó la precaución de restringir el uso de la banda que va entre 5,15 y 5,25 Ghz para uso indoor solamente, para evitar conflicto con los satélites de comunicaciones orbitales de baja altura Globalstar e ICO (LEOs), que utilizan la misma banda y que habían reclamado al respecto diciendo que la interferencia iba a reducir su capacidad de servicio. (50). En esta banda deben funcionar a baja potencia. Pero en las otras porciones asignadas; 5,25 a 5,35 Ghz y 5,725 a 5,825 Ghz; pueden trabajar a potencias de 1 a 4 W, en forma indoor o outdoor con alcance de varios kilómetros. (47)

4.3.2.1.3.1 Old Colorado City Communications

Esta es una prueba de campo que se viene efectuando para probar topologías, dispositivos, conectividad, interoperatividad de equipos, para la transmisión de texto , gráficos, sonido y video, en rangos de 9,6 KBPS hasta 2 MBPS, utilizando las bandas ISM siguientes: 902-928 Mhz, 2,4-2,4835 Ghz, 5,7-5,85 Ghz.(51)

Las pruebas están orientadas a proveer servicios a escuelas y a comunidades rurales. Uno de los objetivos es generar información para comparar los costos de las soluciones wireless con las cableadas. Esto facilitará las decisiones que tienen que tomar cerca de 100.000 escuelas públicas y privadas para acceder a la NII.

Las pruebas se desarrollan en el Estado de Colorado, EEUU. Las pruebas en área rural se llevan a cabo en San Luis Valley, en una zona de 100 por 50 millas, con 45.000 habitantes que se agrupan en 30 comunidades que se ubican en forma dispersa, de las cuales la más grande es Alamosa, con 15.000 habitantes, y que cuenta con 3 puntos de presencia de Internet. Las pruebas en área urbana se llevan a cabo en la ciudad de Colorado Springs, de 400.000 habitantes y varios puntos de presencia de Internet. La FCC ha autorizado dispositivos prototipo para pruebas que se consiguen comercialmente, desde algunos de muy bajo alcance (5 a 50 metros, para LANs) hasta otros con alcance de 1 a 20 millas, con velocidades medias y hasta 2 MBPS.

 

4.3.2.2 MBS

Los servicios de las redes MBS serán mucho más amplios que los de HIPERLAN. Serán verdaderas extensiones de las redes B-ISDN terrestres, que permitirá tener cobertura de radio en un área (campos deportivos, fábricas, estudios de televisión, etc.) permitiendo comunicaciones entre terminales móviles MBS y terminales conectadas directamente a la B-ISDN a velocidades de hasta 155 MBPS.

Las motivaciones para desarrollar servicios de banda ancha de estas velocidades en áreas del tamaño de picoceldas son la movilidad y la proliferación de PC portátiles junto con los potenciales ahorros en cableado o recableado de edificios. Al igual que con el UMTS se estudia también una componente satelital que trabaje en las bandas Ka (20 a 30 Ghz) y la de 60 Ghz.

El MBS está en la etapa de desarrollo y por esa razón sus características no deben verse todavía como especificaciones sino como objetivos planteados a ser logrados.

 

 

UMTS

MBS

CARACTERISTICAS

Asignación espectral

2 Ghz

40 Ghz y/0 60 GHz

Ancho de banda

Hasta 2 MBPS

Hasta 155 MBPS

Ambiente

Interior (indoor) y exterior (outdoor) por medio terrestre y satelital

Interior (indoor) y exterior (outdoor) por medio terrestre.

Covertura

Universal (excepto tal vez en zonas remotas)

Areas determinadas

Proveedor del servicio

Público y privado

Público y privado

Tipos de movilidad

Para vehículos, portable y portátil.

Portable, movible y móvil.

Movilidad personal

Movilidad del usuario usando un módulo de identidad en cualquier terminal; soportará UPT.

Movilidad del usuario usando tarjetas inteligentes o similar en cualquier terminal; soportará UPT.

Interconexión con otras redes

PLMN, PSTN, ISDN y compatibilidad con B-ISDN

Compatible con B-ISDN (todas las funciones para interconectarse con otras redes serán provistas por B-ISDN)

APLICACIONES

Servicios de emergencia

Se podrá proveer con severas restricciones de ancho de banda

Se podrá proveer con imágenes de alta calidad

Guía en zona urbana

Se podrá proveer

Se podrá proveer con video de alta calidad

TV de alta definición

No será posible

Se podrá proveer

Videoteléfono de alta definición

No será posible

Se podrá proveer

Interconexión de LAN

No será posible

Se podrá proveer

Oficina móvil

Se podrá proveer con severas restricciones de ancho de banda

Se podrá ofrecer con imágenes de alta calidad

TV interactiva

No será posible

Se podrá proveer

Extensión vía radio de B-ISDN

No será posible

Se podrá proveer

Telerobótica

Con calidad de imagen limitada

Con calidad de imagen de alta definición.

 

Comparación entre UMTS y MBS

Posibles Aplicaciones De Sistemas WBS De Acuerdo Con La Movilidad Del Usuario Y El Data Rate.

 

 

 

Configuración Para Demostración De MBS.

 

 

Parámetro

HIPERLAN

MBS

Propietario/Operador

Sistema privado, de propiedad y operado por el usuario

Sistema público y privado

Objetivo

Extensión o reemplazo de LANs fijas

Extensión o reemplazo inalámbrico del B-ISDN

Aplicaciones

Interconexión de PC "indoor" y "on-premises"

"Indoor" y "outdoor"

Servicios/data rates

MAC layer (bearer) service : menores a 20 MBPS para servicios asincrónicos; 64n KBPS, hasta

2 MBPS para servicios time-bounded

Capacidad de transferir celdas ATM: hasta 155 MBPS

Comunicación

Sin conexión

Sin conexión y con conexión

Infraestructura

Ninguna, sólo nodos HIPERLAN con funciones para transmitir y recibir, y opcionalmente para desviar, puentear o interworking

Sí, de tipo celular, que consistirá en estaciones móviles, radiobases, transceptores, controlador y unidades para interworking.

Configuraciones

Standalone, ad-hoc networking, integración o bridging a nivel MAC con otras LANs, interworking con otras redes

Standalone, integración con B-ISDN, interworking con otras redes.

Movilidad

Hasta 36 km/hora o 2 rad/s

Más de 100 km/h

Covertura

Ilimitada en forma local debido al forwarding de los nodos activos

Ilimitada debido a la infraestructura celular y al handoff

Alcance

Hasta 50 metros a 20 MBPS u hasta 800 metros a 1 MBPS

Hasta 1 km, dependiendo de la antena y la frecuencia

Modo de Acceso

FDMA/TDMA, paquetes de tamaño variable de hasta 24322 bits, sin estructura de trama, modo de contienda con prioridad

FDMA/TDMA, estructura de trama, con ranuras de tiempo y ráfagas fijas de hasta 356 símbolos.

Bandas de Frecuencia

5,15-5,30 Ghz;

17,1-17,3 Ghz (ondas submilimétricas)

39,5-40,5 y 42,5-43,5 Ghz (ondas milimétricas);

62,0-63,0 y 65,0-66,0 Ghz

Duplexing

Una frecuencia TDD

2 frecuencias FDD, hasta 4 portadoras en paralelo

Physical Channel Access

23,5 MBPS

40 a 160 MBPS

Modulación

GMSK

4 y 16 0QAM

Año de implementación

1996

2005

Comparación de HIPERLAN con MBS

El hecho de haber elegido la banda de 60 Ghz para los servicios outdoor es debido a que en esa frecuencia se encuentra el pico de absorción del oxígeno del aire, 15 dB/km, y por eso y por lo tanto casi no tiene efecto en la cobertura de la celda pero se reduce mucho la interferencia causada en otras celdas.

Potencia Recibida Para Distintos Casos De Atenuación A 60 Ghz.

(Intensidad De Lluvia 25 Mm/Hora)

Se han hecho pruebas de cobertura indoor en diferentes tipos de cuartos y se encontró que utilizando antenas bicónicas colocadas en el cielo raso se lograba cobertura uniforme en cuartos de tamaños muy variables (desde 80 a 800 metros cuadrados y alturas de 3 a 7 metros). Con paredes de grosor normal, no se produce interferencia entre cuartos distintos ni entre el interior y el exterior.

En Japón también se realizan estudios el tema de los WBCS utilizando la banda de 60 Ghz. Al respecto recomiendo revisar el informe del grupo Multimedia Mobile Access Communication Study Committee Releases . (12)

 

4.3.3 Wireless ATM

Debido al amplio rango de servicios que es posible soportar desde una red ATM, se supone que la tecnología ATM será la predominante en las redes del futuro a mediano plazo, tanto en redes privadas tipo LAN como en la infraestructura de comunicaciones públicas. La infraestructura ATM puede soportar todo tipo de servicios, desde las de voz y multimedia, a los intercambios en ráfagas de las LANs. El ATM inalámbrico añade la ventaja de la movilidad. Para estudiar esta posibilidad el ATM Forum Technical Committee formó en julio de 1996 un grupo especial denominado Wireless ATM Working Group.

Por ejemplo analicemos la aplicación de wireless ATM para el caso de una LAN. Un punto de acceso inalámbrico conecta el conjunto de nodos a los que sirve, como se ve en la figura adjunta denominada: "Una Arquitectura LAN basada en ATM".

Este sistema puede representar ya sea la topología de un sistema Ethernet para una Intranet, con transporte TCP/IP o ATM. El sistema consiste de puntos de acceso inalámbricos distribuidos geográficamente en el o los edificios a ser cubierto y de una red ATM cableada que conecta a los puntos de acceso inalámbrico.

Varios problemas aparecen cuando hay que transportar celdas ATM en un vínculo radioeléctrico. La eficiencia del ATM encapsulado es demasiado baja para ser aceptable. Existe una técnica conocida como modo ATM nativo que elimina este inconveniente. La unidad de información en la misma es la celda ATM y el punto de acceso inalámbrico funciona como una extensión del switch que sirve los nodos.

En cuanto a la banda de frecuencia a utilizar, existe una limitación básica que impide trabajar más allá de los 10 Ghz. Esto es porque el silicio no opera

 

 

 

 

 

 

 

 

Configuración De La Red Que Representa El Concepto Preopuesto.

Arquitectura LAN Inalámbica Basada en ATM.

 

 

 

 

 

 

 

Comparación De AWA Y Otros Sistemas De Acceso Inalámbrico.

más allá de esa frecuencia. El arseniuro de galio sí pero es muy caro. Para operar por debajo de los 10 Ghz en los EEUU existen bandas asignadas y bandas no asignadas. Las primeras requieren licencias del FCC para ser utilizadas, las cuales son difíciles de conseguir. Las segundas se pueden utilizar libremente pero hay que cumplir con ciertas exigencias técnicas para no perjudicar a otros usuarios cercanos. Las bandas no asignadas comprenden las bandas ISM (Industrial, Scientific and Medical) y PCS (Personal Communication Services). Todo el resto de las bandas son licenciadas.

En 1985, el FCC abrió 3 bandas ISM para aplicaciones de telecomunicaciones con la condición de que se usaran técnicas de "spread spectrum" o potencias muy bajas.

Un ejemplo de proyecto de acceso ATM (o AWA por ATM Wireless Access) es el "Magic Wand", que se describe en Internet, en la dirección: http://www.tik.ee.ethz.ch/wand/documents.html.

 

4.3.4 LMDS Y MMDS

El LMDS (Local Multipoint Distribution System) y el MMDS (Multichannel Multipoint Distribution service) son dos formas en que las compañías de CATV, las compañías de telecomunicaciones regionales y otras están tratando de ganar acceso local en zonas residenciales.

4.3.4.1 MMDS O Wireless Cable.

Es un sistema de TV por cable inalámbrico que fue un competidor temprano del CATV convencional. Se utiliza principalmente en zonas donde la instalación del cable convencional es impracticable. Utiliza 500 Mhz de espectro en la zona que va desde 2.150 hasta 2.682 Ghz. El radio típico de las celdas es de 25 a 35 millas dependiendo del terreno y de la ubicación de la antena.

La cantidad de abonados que tiene son 60 veces más bajas que las del cable convencional. La Wireless Cable Association International (WCAI) atribuye la baja penetración de este servicio a que siempre ha estado sobreregulado y carecido de financiación. También ha estado en desventaja frente al CATV cableado porque típicamente ha ofrecido una cantidad de canales menor (33 en el MMDS frente a 50 a 77 del sistema cableado). También los sistemas de cable con soporte satelital cuentan con 150 a 200 canales. Pero con la introducción de la compresión digital, el MMDS pasará de 33 a alrededor de 200 canales. Otra desventaja era que, al ser el MMDS un sistema analógico, sus abonados deben tener línea de mira directa y despejada con la antena transmisora. La tecnología digital liberará en gran medida al sistema de este requerimiento, debido a que necesitará 100 veces menos potencia de señal que el sistema analógico. Por lo tanto se podrán agregar más residencias que se encuentran en la zona de sombra de la antena. (8)

Compañías que se desprendieron de la Bell, tales como SBC Communications, Pacefic Telesys y Bell Atalntic/Ninex están instalando sistemas de cable digital inalámbrico en varias ciudades de EEUU.

Aunque trabaja a frecuencias relativamente bajas como son la banda de 2,5 Ghz, igual se ve afectado por la niebla y la lluvia, que pueden causar interrupción del servicio.

 

4.3.4.2 LMDS

La tecnología LMDS o Local Multipoint Distribution System es una solución de banda ancha inalámbrica que puede llegar a competir en forma ventajosa en cuanto a velocidad de implementación y a costo por cliente con las tecnologías cableadas tipo ADSL o HFC. Esta es la opinión entre otros de la consultora IDC/Link. (19) Utiliza celdas de menor tamaño que el MMDS y puede ofrecer servicio inalámbrico bidireccional , a diferencia del MMDS y de los sistemas satelitales, los cuales necesitan de las redes cableadas terrestres para el camino de retorno al headend, por ejemplo para implementar controles tipo VCR para selección de la programación en un servicio de video on demand.

IDC/Link opina que el LMDS será utilizado principalmente para brindar múltiples servicios digitales incluyendo Internet, datos de alta velocidad, telefonía, TV, video interactivo, y telecommuting. Estima que en el 2000 habrá unos 700.000 hogares en EEUU usando estos servicios. También que la utilización de esta tecnología en forma significativa comenzará recién en 1998.

En julio de 1996, la FCC (Federal Communications Commission) de Estados Unidos autorizó la asignación de una porción sin precedentes por su extensión para que sea utilizada en servicios interactivos de banda ancha. Se trataba de la banda de 28 Ghz para brindar los servicios de LMDS. La asignación de licencias, se haría por subasta, y la primera idea fue realizar dicha subasta durante el año 1996. De esta forma enfrentó a los planificadores de red con una serie de nuevas posibilidades poco exploradas, y sobre las que iban a tener que tomar decisiones en unos pocos meses. Si bien había pruebas y propuestas sobre ese tema desde hacía algunos años, la acción de la FCC tomó a muchas compañías por sorpresa. Finalmente se decidió postergar hasta el año ‘97 la subasta.

Se otorgará una sola licencia por cada una de los 493 mercados o BTA (Basic Trading Area), quedando a discutir si se iba a dejar que las operadoras de telefonía locales y la empresas de CATV pudieran entrar en la subasta en las áreas donde operaban. Si bien la intención del FCC parece ser prohibir esta posibilidad para que los usuarios tengan en el futuro una tercer alternativa de elección de prestadores de servicios multimedia. Dejar afuera de la subasta a los grandes monopolios bajará el nivel de lo que se recaude.

La FCC asignó 850 Mhz entre 27,5 y 28,35 Ghz, 150 Mhz entre 29,1 y 29,25 Ghz y 300 Mhz en la 31 Ghz. (Se prohibió el uso de los 150 Mhz que van entre 29,1 y 29, 25 Ghz para el flujo upstream o de retorno desde los clientes

 

 

 

para evitar la interferencia con vínculos uplink satelitales. Para compensar esto es que se otorgó el ancho de banda adicional en 31 GHz.) O sea que son 1.300 Mhz en total. Esto representa 20 veces el ancho de banda que se subastó para el servicio de PCS. Si bien este ancho de banda es muy importante, se debe tener en cuenta que al operar en estas frecuencias, la eficiencia de modulación es inferior que a las bajas frecuencias en que opera normalmente el cable. Por ejemplo, los primeros sistemas de LMDS serán capaces de transportar unos 50 canales analógicos ó unos 200 canales digitales sobre un ancho de banda de un Ghz. En cambio, un sistema de cable híbrido de fibra y coaxil (HFC) con un ancho de banda de 750 Mhz, es capaz de transportar 110 canales analógicos o 500 digitales.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Variación Temporal Del Nivel De Señal En Un Enlace De Ondas Milimétricas De 28 Ghz A 1,4 Km En La Línea De Mira Por Sobre La Copa De Los Árboles.

 

 

 

La tecnología LMDS tiene el potencial de soportar 400 canales de video o un máximo de 20.000 llamadas telefónicas simultáneas o 859 líneas T1 de datos, o una combinación de todos ellos.

Douglas Gray, de Hewlett Packard, calcula que, usando LMDS, la provisión de un flujo dowmstream de 7MBPS y un flujo de 1,5 MBPS upstream, cuesta alrededor de U$S 1.000 por abonado (incluyendo el equipo de abonado).

En comparación, Chong, del FCC, estima que el upgrade de su red que debe hacer un prestador de CATV para brindar servicios multimedia es de U$S 800 y una telco de U$S 1.000 por abonado.

Desde el punto de vista del interés público, el LMDS parece una forma más fácil de introducir los servicios multimedia, al no tener que romper calles y por la rapidez de implementación que presenta. La duda que surge es que, no dándole la posibilidad de tener licencias a los operadores ya establecidos de cable y de telecomunicaciones, si los nuevos operadores que entren al mercado podrán aprovechar en todo su potencial las ventajas del LMDS, al tener que competir con los operadores establecidos y con costos de implementación tan parejos.

La United States Telephone Association, que representa a unas 1.100 compañías incluyendo a las RBOCs, opinó ante el FCC que la prohibición de que las compañías telefónicas entren en el LMDSS en sus regiones de operación implica una violación a la libertad de prensa contenida en la Primer Enmienda. Esto se fundamenta en que a través del LMDS es posible dar programación de video, que es una de las formas protegidas de información, y por lo tanto el gobierno no puede excluir a las compañías telefónicas sin no hay una razón de peso.

 

4.3.4.2.1 Cellularvision

La empresa pionera en esta tecnología fue CellularVision USA Inc., que comenzó a trabajar en este tema en 1.986, pero ahora hay otras companías que ofrecen medios alternativos de brindar LMDS. Tales compañías son: Texas Instruments, General Instruments Corp., Hewlett Packard Co, Lockheed Martin, y otras más pequeñas.

En la actualidad hay unos pocos operadores de este sistema inalámbrico de tipo punto a multipunto de baja potencia en el mundo. En EEUU hay solamente uno, CellularVision of New York, que es una subsidiaria de Cellular Vision USA., que tiene algunos miles (6.500 a agosto de 1996) de suscriptores y funciona desde abril de 1996. En 1991 CellularVision ganó una licencia de 5 años de duración para dar servicio en esta área otorgada por la FCC. (8)

CellularVision de New York ofrece a sus clientes 49 canales de cable, con opciones pay per view, así como programación localizada. El sistema permite

 

 

Comparación Cuantitativa De Porciones Adjudicadas A Distintos Servicios Inalámbricos.

 

 

colocar programación especial sobre una base celda por celda. Por ejemplo permite ofrecer un canal de Rusia para el grupo de sus clientes que viven en el barrio Little Odessa de Nueva York, que es la mayor comunidad rusa en los Estados Unidos. Bell Atlantic compró un 4% de esta empresa.

Para recibir la programación de CellularVision, los clientes tienen que tener una antena cuadrada de 6 por 6 pulgadas que se puede montar en el interior o en el exterior de la vivienda. También necesitan un conversor set top box y un cable estándar de RF conectado al televisor. La tarifa a los clientes es un 30 a un 40% menos que la de un servicio equivalente de cable convencional. Además, no estaba cobrando la instalación ni el equipamiento.

La tecnología LMDS funciona en la banda de 27,5 a 29,5 Ghz. Los programas se reciben en un centro en la misma forma que se reciben en los canales de cable convencionales, o sea desde satélites, por onda de aire o fibra óptica. De allí son enviadas a centros de operación donde las señales son encriptadas y convertidas en 28 Ghz. De allí son enviadas a los transmisores de las celdas que correspondan. Las celdas luego irradian la señal hasta una distancia de entre 3 a 6 millas donde son captadas por las antenas de los clientes. Los set top boxes desencriptan las señales.

La denominación de CellularVisión es apropiada ya que la estructura del sistema es similar a la de un sistema de telefonía celular, con la señal transportada mediante celdas y repetidores. A diferencia de lo que ocurre con los sistemas MMDS y de DBS (Direct Broadcasting TV), el LMDS no es un sistema de línea de mira verdadero, en el sentido que los edificios y otras estructuras que normalmente obstruirían las señales, en este caso actúan como repetidores. Esta característica hace que el sistema sea apropiado para áreas densamente pobladas con edificios y rascacielos es[ecialmente porque las señales de LMDS rebotan en paredes de ladrillos o en superficies de vidrio. De acuerdo a CellularVision , la señal puede rebotar 2 o más veces y aún conservar su calidad.

Una de las dificultades que enfrenta CellularVison es que no ha conseguido que el FCC le deje utilizar los 2 Ghz para su servicio, ya que sólo tiene permitido el uso de 1 Ghz (de 27,5 a 28,5 Ghz). Esto se debe a que hay varios servicios satelitales que también están tratando de utilizar la banda de 27,5 a 29,5 Ghz para servicios móviles y fijos. Seguramente el FCC decidirá otorgar 1 Ghz a LMDS y 1 Ghz para los servicios satelitales.

CellularVision ha realizado pruebas para la provisión de servicios de dos vías interactivos utilizando LMDS, tales como video on demand, programnación de radio y de televisión con calidad de compact disc, acceso a Internet y de datos de alta velocidad, juegos interactivos, teleenseñanza, telemedicina. Gracias a su estructura celular, el LMDS es ideal para transportar señales de PCS o de videoconferencia o telebanking. CellularVision dice que todos estos servicios son posibles contando con 1 Ghz de ancho de banda y que más podrían ser dados si contaran con 2 Ghz.

CellularVision of New York (CVDN) lanzó el servicio de acceso a Internet a principios de 1997. Los módem que utiliza son fabricados por la empresa con base en Israel New Media Enterprises en conjunto con IBM Israel. Los mismos trabajan a una velocidad de 5,5 MBPS en el sentido downstream y de 550 KBPS en el sentido upstream. El precio para sus abonados de estos módems es inferior a los U$S 200.

Una ventaja competitiva del LMDS frente a los otros tipos de cable que también están ensayando soluciones para brindar servicios interactivos, tales como el cable convencional y el MMDS, es el bajo costo de la infraestructura necesaria. Según CellularVision, una vez realizada la inversión del centro donde se reciben las señales de programación (headend), el costo por cliente es de U$S 330. Esto es aproximadamente la mitad de lo que cuesta cada cliente de MMDS (incluyendo el upgrade a tecnología digital) y aproximadamente la cuarta parte de lo que cuesta un cliente nuevo en los sistemas de cable convencional.

Los servicios que CellularVision de Nueva York está anunciando que va a ofrecer son: (7)

  • Telefonía: local loop, ISDN, líneas T1
  • Datos de alta velocidad: servicios comerciales, Internet y en 25 MBPS
  • Video Teleconferencia: comercial, educacional y aplicaciones médicas
  • Video Interactivo: juegos, educación, shopping.

CellularVision Technology and Telecommunications (CT&T) es la subsidiaria de CellularVision que es dueña de las licencias y patentes del sistema, y tiene como socio tecnológico estratégico a Philips Electronics North America Corporation. Ya ha otorgado licencias en 19 países. Se están operando sistemas de prueba y comerciales en Canadá, Brasil y Asia.

Hay otras compañías en EEUU y el resto del mundo explorando la tecnología LMDS. Entre ellas Texas Instruments, Endgate Technology, Dudley Engineering Laboratories, Ghz Equipment Co, and Broadband Networks.

Bellsouth realizó pruebas de LMDS durante seis meses en una localidad cercana a Atlanta. Esta compañía está explorando tanto las tecnologías cableadas como las "wireless" para dar servicios multimedia a los mercados top de los 6 estados en los que opera en EEUU.

AT&T ve al LMDS como una extensión lógica de sus planes de entrar al mercado de telefonía local. Hasta ahora AT&T no ha encontrado soluciones cableadas viables económicamente para dar servicio local de voz. En cambio las soluciones inalámbricas fijas han resultado suficientemente robustas para soportar el nivel de calidad que AT&T quiere brindar.

ADC Telecommunications Inc., que es una empresa proveedora de equipamiento para redes, con sede en Minneapolis, EEUU, ha contratado al David Sarnoff Research Center de Princeton, para desarrollar en conjunto una nueva arquitectura de transmisión inalámbrica de 2 vías interactiva que permita soportar servicios interactivos de video, datos, telefonía, utilizando tanto las frecuencias de LMDS como las de MMDS.

En Venezuela hay dos empresas operando sistemas LMDS: Comunicaciones centurión & Caracas Wireless Vision y Comunicaciones 2163.

 

4.3.4.2.2 Canadá

La idea de este país es adelantarse en el desarrollo de los sistemas a EEUU, al que luego le exportará los componentes para armar las redes. Canadá quiere convertirse en el líder mundial de este servicio.

Al sistema LMDS en Canadá se lo conoce como LMCS por Local Multipoint Comunication System. El gobierno designó 6 bloques de frecuencia en el rango que va desde los 25,35 a los 28,35 Ghz. Dichos bloques son:

  • Bloque A: 27,85 - 28,35 Ghz
  • Bloque B: 27,35 - 27,85 Ghz
  • Bloque C: 26,85 - 27,35 Ghz
  • Bloque D: 26,35 - 26,85 Ghz
  • Bloque E: 25,85 - 26,35 Ghz
  • Bloque F: 25,35 - 25,85 Ghz

Dos bloques de 500 Mhz fueron abiertos de inmediato. El proceso para adjudicar los restantes 4 bloques sería por primera vez mediante subasta, y tendría lugar entre los 18 a 36 meses posteriores a la fecha de otorgamiento de los primeros dos bloques. Se dividió el país en 66 áreas.

En mayo de 1996 el gobierno informó que se habían recibido solicitudes de 14 empresas para la primera etapa, y que se estaban estudiando. Dichas empresas eran :

  • 3231518 Canadá Ltd.
  • Digital Vision Communications
  • Chatwin Communications Ltd.
  • Fonorola
  • Call-Net Communications Inc
  • LTI Telecommunications Inc
  • Canadá UnWired
  • Microstar Systems Corp
  • CellularVision Canada Ltd
  • Point to Point Communications
  • Computer Radio Network Corporation
  • Regional Vision Inc
  • Dialogue Canada Multimedia Inc
  • Starcom International Optics Corp.

Call Net Communications, por ejemplo, tenía un acuerdo con Northern Telecom para desarrollar esta tecnología. Tenía planes para desarrollar una red que llegara al 70% de los hogares y al 80% de los locales comerciales en 5 años. Call Net tenía pensado invertir U$S 1.000 millones en esta red y crear 1.000 puestos de trabajo directos.

Finalmente , el gobierno, a través del Radio Communications and Broadcasting Regulatory Branch of Industry Canada, seleccionó a 2 de esas empresas: CellularVision Canada, que es una subsidiaria de Western International Communications Ltd. de Vancouver, y a Digital Vision Communications, una empresa nueva asociada a Texas Instruments Inc. Cada compañía recibió licencias para operar 1 Ghz de espectro en 33 de los mercados principales. Los planes de estas empresas es comenzar a dar servicio en 1997.

El ganador de las licencias para cubrir las 127 áreas menos pobladas fue Regional Vision Inc., una empresa nueva con 49% de participación de Canadian Satellite Communications Inc.

En total se calcula que se crearán entre 10.000 a 12.000 puestos de trabajo en todo el país gracias al despliegue de los servicios LMCS.

Los operadores se van a concentrar al comienzo en dar servicio a clientes comerciales y de datos de alta velocidad a clientes residenciales. El video es más complicado debido a cuestiones de licencias . Por otro lado , hay operadores de larga distancia Interesados en arrendar capacidad desde DS1 (1,5 MBPS) a DS3 (45 MBPS). Y por supuesto hay mucho interés en brindar Internet a alta velocidad.

CellularVision Canada (CVC) posee los dos mercados más grandes: Toronto y Vancouver, y dará servicios bidireccionales desde el principio. Los transmisores se encontrarán a unas pocas millas unos de otros y las antenas de usuarios podrán estar en paredes exteriores o techos o en ventanas.

CellularVision usará sus típicas antenas de 6 pulgadas, pero hay otros proveedores, tales como HP o TI que piensan en antenas más grandes, para colocar en techos y cuya aplicación será para enlaces de gran capacidad (T1 o mayor) de primera generación para uso comercial, que no servirán para dar servicios interactivos al gran público.

Se cree que en poco tiempo habrá disponibles antenas más pequeñas para uso hogareño, e incluso enlaces ATM, de acceso compartido y de ancho de banda on demand.

Uno de los primeros proyectos para combinar ATM con LMDS proviene de Newbridge Networks Corp. y Broadband Networks Inc.. Este último es un proveedor de equipos para LMDS, MMDS y otros tipos de enlaces de radio. Newbridge, que compró un 15% de BNI, piensa introducir interfaces que soporten conexiones entre sus switches ATM y los equipos de transmisión de BNI para mediados de 1997. Esto permitirá que las señales se propaguen como celdas ATM, con capacidad de conmutación de circuitos virtuales, permitiendo que múltiples usuarios accedan a servicios en un uso compartido del ancho de banda.

En Canadá está operando ya Cogeco cable Inc.

La compañía canadiense Western International Communications (WAI), líder en servicios satelitales y terrestres, trabaja en este proyecto con la tecnología de CellularVision y en conjunto con Lockheed Martin y piensa que el negocio principal estará en la transmisión de datos de banda ancha más que en la TV. Lockheed Martin ha desarrollado un transmisor-receptor que soporta un flujo T1 de datos bidireccional así como 200 canales de TV digital. En un comienzo los transmisores de las celdas usarán amplificadores de tubos tipo travelling wave de CPI Varian, pero la compañía planea pasar a transmisores de estado sólido una vez que la tecnología permita soportar niveles de 1 wat. HP está fabricando un transmisor de estado sólido. HP está proveyendo antenas y upconverters para las celdas.

Al principio el sistema usará modulación QPSK y luego pasará a 16 QAM, que ofrece 4 veces más eficiencia de bots por hertz que el QPSK. Las señales serán multiplexadas en tiempo en canales que irán de 10 a 50 MBPS en el flujo downstream y en velocidades más bajas en frecuencias separadas para el flujo upstream., con varios usuarios teniendo posibilidad de acceder a cualquier canal en cualquier momento, para maximizar la eficiencia del uso del ancho de banda.

El sistema de TI consiste en una grilla de celdas de 5 km de radio que se sobrelapan y a través de las cuales se ofrece una combinación de video digital, datos y voz. Los servicios pueden combinarse de acuerdo al pedido del operador, pudiendo elegir un paquete donde primen los vínculos de dos vías de voz y datos para áreas comerciales o un paquete donde prevalezca el video de una sola vía para áreas residenciales. En todos los casos, las señales son transmitidas en forma omnidireccional hacia los receptores-transmisores de 12 pulgadas instalados en los techos, en donde las señales son separadas para ser enviadas a Pcs, televisores y teléfonos.(10)

 

4.3.4.2.3 Rusia

En enero de 1997 el Ministerio de Comunicaciones de la Federación Rusa invitó a la empresa CellularVision de Rusia, que es una licenciataria de CellularVision Technology and Telecommunications, a que comenzara a brindar servicios de telefonía a través de su sistema LMDS. La base para esta invitación es un decreto del Presidente de la Federación Rusa Boris Yeltsin de diciembre de 1995, apoyando un programa para proveer servicios de telecomunicaciones a la población rusa. CellularVision de Rusia tiene una licencia exclusiva de 10 años renovable, que le otorga el derecho para brindar servicios de televisión. transmisión de datos, telefonía local, de larga distancia e internacional, a lo largo de todo ese país de 165 millones de habitantes.

De esta manera , el gobierno ruso sigue la tendencia de otros gobiernos tales como los de Canadá Filipinas y Panamá, que a fines de 1996 otorgaron a CellularVision T&T licencias para comenzar la oferta comercial del servicio LMDS. Ya había licencias en EEUU y en Tailandia. Por otra parte había pendientes licencias en otros 15 países.

La licencia otorgada a CellularVision de Rusia, que incluye 2 Ghz de ancho de banda, es la primera licencia de LMDS otorgada, ya que el gobierno piensa que es una solución adecuada para paliar rápidamente el déficit telefónico que el país sufre. El gobierno considera que cablear todo el país le costaría unos U$S 40.000 millones. Por el contrario el programa de CellularVision, que proveerá un servicio completo de video, telefonía y datos, producirá un sistema mucho más avanzado con una fracción de dicho monto y del tiempo que llevaría hacer un sistema cableado.

Rusia necesita particularmente un sistema tipo LMDS, ya que le país está prácticamente desprovisto de televisión y tiene un déficit severo de servicio telefónico. El déficit de líneas es de 12 millones a principios de 1997, donde sólo 17 personas de cada 100 tienen servicio telefónico, y de ellos sólo 7 u 8 tienen servicio completo , es decir la posibilidad de llamadas interurbanas o internacionales. (16)

 

4.3.4.2.4 Brasil

En Brasil hubo pruebas realizadas por Bellsouth International, con tecnología de Texas Instruments.

 

4.3.5 "Wireless Fiber"

La revolución de las LAN brindó una solución dentro de ambientes de oficina. Para conectar varias oficinas, las empresas grandes han establecido costosas redes privadas compuestas por circuitos arrendados. Esto tanto en el ámbito nacional como internacional. Lógicamente sólo las empresas multinacionales podían mantener redes privadas de esta magnitud. El establecimiento de Internet como una herramienta de comunicación global hoy ofrece una alternativa a las costosas redes privadas. Las redes privadas basadas en la Internet se denominan Intranet. Los Intranet se establecen mediante la conexión de las LAN de la empresa al Internet en cualquier parte del mundo. Los usuarios ya no tienen que obtener y mantener sus propios circuitos nacionales e internacionales.

 

 

 

 

 

 

ASIGNACIÓN DE ESPECTRO EN LOS ESTADOS UNIDOS ENTRE 1 Y 6 GHZ:

  • MSS: Servicio Satelital Móvil
  • PCS: Servicio de Comunicaciones Personales
  • U-PCS: PCS No Licenciado
  • MDS: Servicio de Distribución Multipunto
  • ISM: Industrial, Científico, Médico
  • MMDS: Servicio de Distribución Multicanal Multipunto
  • ITFS: Servicio Fijo de Televisión Educativa
  • GWCS: Servicio de Comunicación Inalámbrico General
  • NII: Infraestructura de Información Nacional
  • NTIA: Administración Nacional de Telecomunicaciones e Información

 

ASIGNACIÓN DE ESPECTRO EN LOS ESTADOS UNIDOS POR ENCIMA DE LOS 6 GHZ:

  • GSO: Orbitas Satelitales Geoestacionarias
  • NGSO: Orbitas Satelitales No Geoestacionarias
  • LMDS: Servicio de Distribución Multipunto Local
  • FSS: Servicio Satelital Fijo
  • TIA: Asociación Industrial de Telecomunicaciones

 

 

Las empresas deben solamente obtener líneas de ancho de banda suficiente para permitir transmisión de datos a alta velocidad para conectar sus LAN a las bocas de los Proveedores de Servicios de Internet. En los Estados Unidos se proveen líneas de 1,544 MBPD o T1 provistas por las compañías telefónicas o un creciente numero de empresas privadas conocidas como CAPs (Competitive Access Providers). La mayoría de los CAPs han construido sus propias redes de fibra óptica, particularmente en las áreas más densamente pobladas.

Recientemente algunos CAPs han comenzado a brindar enlaces inalámbricos de alta frecuencia, en la banda milimétrica de 38 Ghz, de calidad similar a la de la fibra óptica. De ahí su denominación de "wireless fiber" y representa una conexión "last mile".

En los EEUU, en 1974 la FCC había asignado 14 canales de 100 Mhz cada uno en la banda de 38 Ghz para servicios de valor agregado, pero recién en 1993 se solicitaron concesiones importantes debido a que antes no había la tecnología necesaria. La tecnología fue empleada por primera vez en Europa por los operadores de PCS para interconectar sus celdas. En EEUU la primer empresa en conseguir licencias fue Avant-Garde, a quién le otorgaron 400 Mhz en 30 ciudades. Desde ese momento se han asignado casi todas las frecuencias disponibles en las principales ciudades del país. Hoy los EEUU cuentan con múltiples prestadores de valor agregado basados en las tecnologías de 38 Ghz.

 

4.3.5.1 Biztel

Un ejemplo de CAP inalámbrico es el de BizTel Inc, subsidiaria de BizTel Communications, Inc, que en diciembre de 1996 ya brindaba un servicio de este tipo en 150 de las 156 ciudades en donde el FCC le adjudicó licencia y era el proveedor con la mayor cobertura nacional en los EEUU. Utilizando tecnología avanzada de arseniuro de galio, BizTel es capaz de suministrar datos bidireccionales de alta velocidad, voz y video, conexión privada de LANs, acceso a alta velocidad a nodos Internet, transmisión interna para redes PCS e interconexión entre instalaciones de clientes y puntos de presencia de redes de larga distancia (IXC). En cada área licenciada se pueden instalar miles de enlaces. También se pueden usar sus servicios para extender las redes de fibra óptica de las RBOCs y de las CLECs. Cada área licenciada cubre 10.000 millas cuadradas. Una de las características de las licencias es que BizTel no necesita pedir al FCC autorización por cada nuevo enlace cuando uno de sus clientes contrata sus servicios. Cada circuito es capaz de transportar 8 circuitos DS-1 o un circuito DS-3. Esta compañía está tratando de transformarse en un carrier de carriers, y de establecer acuerdos estratégicos con algunos operadores locales (LECs) y de larga distancia (IXCs), Internet Service Providers (ISPs), alternative local exchange carriers (CAPs/ CLECs) e integradores de sistemas LAN y WAN. Los equipos de radio fueron previamente probados por varios años en Alemania y en Inglaterra. Se estima que hay más de 50.000 enlaces en funcionamiento entre EEUU y Europa. (39).

El ancho de banda de los canales en 38 Ghz es de 100 Mhz (un par de canales de 50 Mhz cada uno) y permite velocidades de 45 MBPS, lo cual representa 1.500 veces más velocidad que el módem de discado más rápido (28,8 KBPS) y 350 veces más que las líneas de ISDN (128 KBPS), y también excede a la velocidad de un módem de cable que es de 30 MBPS.

A 38 Ghz las características de dispersión son muy pequeñas y por lo tanto se puede reusar la frecuencia a poca distancia. La propagación es visual de manera que la antena transmisora y la receptora deben verse.

 

4.3.6 Ondas Milimétricas

En una órden del 11 de marzo, la FCC se refiere a la zona del espectro que va desde los 36 hasta los 56 Ghz, comunmente conocida como ondas milimétricas, diciendo que en poco tiempo fijará los lineamientos bajo los cuales se asignarán bandas para aplicaciones satelitales y terrestres. Establece que se le dará trámite especialmente rápido a la banda que va entre 38,5 y 40 Ghz. También hay suposiciones que se quiere abrir parte de esta zona de ondas milimétricas para aplicaciones no licenciadas.(57)

 

4.3.7 Sistemas Satelitales De Banda Ancha

Se describen a continuación los servicios "wireless multimedia" que se brindan en la actualidad y los que están planeados para el futuro.

 

4.3.7.1 DTH Con Retorno Telefónico

Se trata de la transmisión directa desde el satélite de tipo GEO a la instalación receptora del cliente, con el agregado que el usuario puede utilizar como canal de retorno la línea telefónica común. De esta forma es posible implemntar algunos servicios interactivos.

La dificultad con que se encuentra este sistema es que en vastas zonas de América Latina, por ejemplo, no hay todavía servicio básico telefónico.

4.3.7.2 "Direct PC"

Este servicio satelital consiste en una antena de 24 pulgadas, una plaqueta que se coloca en la PC y el software correspondiente. Operando con un sistema satelital fijo convencional tal como el Galaxy IV en los Estados Unidos, el sistema ofrece un ancho de banda de hasta 10 MBPS.

Hay tres casos de aplicación principal de este sistema. El primero de ellos es acceso a Internet. El sistema provee un camino opcional de gran ancho de banda para bajar archivos grandes a usuarios de Internet que para acceder a Internet lo hacen de la manera usual con el tipo de conectividad que tengan. Las transmisiones de retorno desde el server, tales como archivos grandes, son conducidas al satélite y bajadas a velocidades del órden de los 400 KBPS.

La segunda aplicación de DirectPC proporciona información en paquetes. Estos pueden ser audio y video en tiempo real (por ejemplo noticias), software o revistas. Las mismas son enviadas a la PC y se accede a las mismas mediante browsers adecuados.

En la tercer aplicación, el sistema funciona como una red privada virtual para el envío de paquetes digitales. La economía indica que es más efectivo enviar las nuevas versiones de software de esta forma que mandar los CD-ROMs con cada actualización.

DirectPC ofrece al instante un acceso de banda ancha asimétrico a un precio comparable al de un módem para cable. Pero sin necesitarse ninguna infraestructura terrestre.(54)

 

4.3.7.3 DirecTV Interactivo

Este servicio extenderá el servicio de DirecTV a una plataforma de PC.. SE conseguirá con una antena de 18 pulgadas de diámetro, una tarjeta y un software para instalar en la PC. Este sistema será de arquitectura abierta y será ofrecido por múltiples proveedores de hardware y software. A diferencia del servicio de DirectPC, que era un servicio punto a punto, de dos vías asimétricas, tal como el servicio de acceso Internet, DirecTV es un servicio de broadcasting, que permite comunicaciones de megabits a precios bajos./ Algunas aplicaciones serán directamente el envío de contenidos tales como juegos, software y revistas. Otros tomarán ventaja de la funcionalidad combinada de PC/TV. En este caso un flujo de datos hacia la PC complementará a la señal clásica de TV. Poe ejemplo, la PC mostrará información de estadísticas de jugadores mientras la TV está sintonizada en eventos deportivos.

Es importante notar que las nociones de interactividad desde el punto de vista técnico y del usuario pueden diferir. Desde el punto de vista técnico tanto el sistema de DirecTV como el de DirectPC, son básicamente sistemas de broadcasting de una vía. Muchas aplicaciones de banda ancha son realmente enviadas como un paquete. Ellas encajan dentro de este modelo asimétrico de broadcasting y no hay necesidad de contar con ninguna capacidad de comunicación adicional. Un canal de transmisión de alta velocidad (por ej. los 8 MBPS de DirecTV) y una PC asociada permiten un sistema quasi-interactivo en el que el usuario almacena una gran cantidad de información e interactúa con la misma. Así el usuario percibe un sistema interactivo y no es consciente del hecho de que no existe canal de comunicación de retorno. (54)

No está claro cuantos procesos que se denominan interactivos de banda ancha realmente requieren un canal simétrico o aún una data rate alto de retorno desde el usuario hacia el server.

4.3.7.4 TELEDESIC

Teledesic planea ofrecer servicios satelitales fijos mundiales, lo cual significa que el usuario está estacionario, lo que permitirá el uso de antenas parabólicas direccionales y en consecuencia se podrán lograr bit rates mayores. Lo interesante de Teledesic es que no va a proveer a los usuarios finales directamente sino que se posiciona, imitando a AT&T antes de la apertura, como proveedor mayorista de capacidad de transmisión para los operadores minoristas, tales como US West o Nynex. Por esa razón Teledesic es llamado: "ancho de banda inalámbrica bajo demanda en tiempo real" o "AT&T en el cielo" o la "Internet Mundial".(52)

Según Daniel Kohn, Marketing Manager de Teledesic Corporation, si se quiere distinguir a los distintos sistemas de satélites LEO, refiriéndolos a sus contrapartidas terrestres la situación quedaría como se indica en la tabla siguiente:

Tipo de Sistema

Pequeño LEO

Gran LEO

LEO de Banda Ancha

Ejemplo

OrbComm

Iridium, Globalstar, ICO

Teledesic

Contrapartida Terrestre

Paging

Celular

Fibra Optica

Constelación Satelital TELEDESIC.

 

Agrega que el Teledesic no busca reemplazar la red terrestre de fibra óptica sino extenderla. Dice que la mayor utilidad del sistema es proveer el acceso de "último kilómetro" que es donde está la demanda más grande.(55)

Una de las dudas existentes sobre este sistema es si habrá suficiente capacidad de lanzamiento para los satélites que se necesitan teniendo en cuenta que solo dos lanzadores que son compatibles. (52) Se estima que el ciclo de lanzamientos comenzarán en el año 2.000 y se tardaría 2 años en completarlo. (59).

 

Característica

TELEDESIC

Principales accionistas

Craig McCaw (CEO of McCaw Cellular Communications) y Bill Gates (CEO y presidente de Microsoft Corporation)

Cantidad de satélites

840 (más 84 en reserva)

Altitud

700

Peso

765 kg

Principal característica

Los satélites emplearán procesamiento on-board y soportarán conmutación de paquetes ATM. Cada satélite poseerá 8 crosslinks de 155,2 MBPS en 59-64 Ghz, con un data rate máximo de 1,244 GBPS

Uplink (Ghz)

18,9 - 19,3

Downlink (GHz)

28,7- 29,1

Conectividad con la superficie

Banda Ka:

Uplink en 30 Ghz

Downlink en 20 GHz

Máxima data rate con la superficie

1,244 GBPS:

Usuarios comunes: 16 KBPS a 2.048 KBPS y especial hasta 1,244 GBPS.

Terminales "Gigalink" (gateways con redes de satélites y redes públicas): hasta 1,244 GBPS.

Componentes de superficie

Compatibles con ATM/Sonet, interfaces con redes públicas y privadas. (No hay mucha información disponible)

Cobertura de la sup. terrestre

95%

Costo estimado

U$S 9.000 millones (estimado por Teledesic)

 

 

 

 

4.3.7.5 SPACEWAY

Este sistema está siendo desarrollado por Hughes Communications, Inc., y brindará también acceso de banda ancha. Utiliza una constelación de satelites geoestacionarios que permitirán data rates desde 16 KBPS hasta 6 MBPS con una antena USAT (Ultrasmall Small Aperture Terminal) de 66 cm de diámetro. En el satélite habrá regeneración y conmutación de señales ATM. El precio de las terminales será de menos de U$S 1.000. Estas terminales proveeran data rates ascendentes de ¼ T1 (384 KBPS) y descendentes de 108 MBPS en un servicio tipo ancho de banda bajo demanda (BOD). Data rates más altos (de hasta 6 MBPS) se obtendrán usando terminales más grandes. Por ser el sistema de tipo BOD permite un sistema tipo paquetes en el que el usuario paga por las transmisiones que realmente efectúa, en vez de comprometerse por largos períodos con una capacidad de transmisión determinada.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sistema Cyberstar de LORAL.

El servicio Spaceway contará con 48 rayos (beams) que cubrirán los Estados Unidos. El ancho de banda total del satélite será de 4,4 GBPS. Cada transmisión se formulará en forma similar a ATM, con una dirección en el encabezamiento. Está será demodulada en el satélite y la celda será conmutada al rayo descendiente que corresponda que contenga la dirección o, si está destinada a una red externa, al rayo que contiene el gateway apropiado.

Dado que el sistema consta de satélites tipo geoestacionario, cada satélite puede operar en forma independiente. Sin embargo, cuando el sistema esté completo, existirán enlaces entre los satélites que permitirán una cobertura global.(52)

Sistemas similares han sido propuestos por AT&T : VoiceSpan, Lockheed-Martin: Astrolink, LORAL: CyberStar, TRW: Millenium y GE: GE Star. Para ampliar este tema recomiendo el artículo de la revista Via Satellite de marzo de 1997, p.52-78, titulado ïnternet in The Sky", de Robustiano Fernandez.

 

4.4 EFECTOS PARA LA SALUD

Hasta hace poco tiempo el análisis de daño posible a la salud causado por radiación electromagnética se refería principalmente a las líneas de transporte de energía eléctrica y al radar, debido a las enormes potencias involucradas en esas aplicaciones.

Cuando aparecieron los sistemas móviles, hubo poco temor al respecto ya que las antenas iban colocadas en los techos de los automóviles. Pero con el advenimiento de las comunicaciones personales, en las cuales el handy se lleva en el bolsillo del saco, y la antena radía a pocos centímetros de la cabeza del usuario, se empezó a considerar mejor esos efectos. Se llevó a cabo mucho trabajo relacionado con la absorción de potencia dentro de la cabeza y también sobre la influencia de cabeza en el patrón de radiación de la antena y en su impedancia de entrada. Pero todo este trabajo está relacionado con las bandas de frecuencias utilizadas que son las de 800 y 1800 Mhz. Muy poco trabajo se ha hecho sobre las bandas de frecuencia que utilizarán los sistemas WBS.(29)

Los problemas asociados con la radiación infrarroja son distintos. El daño a los ojos es el problema y no la absorción de potencia que es muy pequeña. La exposición del ojo a niveles de radiación elevados puede causar trastornos del tipo de cataratas. Los máximos de radiación admisibles limitan el rango de operación a unos pocos metros. Esto impone limitaciones severas a la utilización del infrarrojo en las redes WBS. El problema no se presentará durante el uso de un teléfono móvil que utilice estas frecuencias sino si alguien mira al transmisor durante la operación del mismo. (29)

Las microondas y las ondas milimétricas no producen daños oculares pero el problema se presenta por la absorción de potencia irradiada. En el caso de las WLANs el problema no es tan grave como en el caso de los teléfonos celulares ya que las antenas no estarán tan cerca del usuario, cuando se utilicen PC o terminales multimedia tipo PDAs, pero si las terminales se usan en manera similar a teléfonos celulares, habrá que establecer límites máximos para la potencia de los transmisores tal como se hace para los teléfonos celulares actuales.

A este respecto, en los Estados Unidos, la FCC, en un esfuerzo conjunto con agencias de salud federales tales como la Environmental Protection Agency y la Food and Drug Administration, en 1996 adoptó nuevos lineamientos para la emisión admisible proveniente de las radiobases y para las tasas de absorción de radiación máximas o SAR (specific absorption of radiation) provenientes de teléfonos manuales. Estas reglas que antes exceptuaban a algunos teléfonos celulares, ahora deben ser cumplidas por todos. El FCC estableció el 1de enero de 1997 como fecha tope para cumplir con los máximos establecidos. Estas medidas cumplen con lo que se había establecido en el Acta de Telecomunicaciones de 1996.

Las medidas relativas a las radiobases con respecto a la Maximun Permissible Exposure están basadas en los estándares aprobados por el National Council on Radiation Protection and Measurement (NCRP). Los otros límites están basados en los estándares NCRP y en los establecidos por el IEEE y adoptados por ANSI.(56)

Según la CTIA y Motorola estas medidas causarán pocas modificaciones en la industria porque la mayoría de los equipos ya cumplían con los máximos admisibles. Sin embargo, los laboratorios APREL, que son independientes y tienen a cargo la certificación de los teléfonos de la CTIA, no están de acuerdo y dicen que las nuevas normas son más estrictas.

En Canadá se estaba estudiando las nuevas medidas establecidas por la FCC para ver su posible aplicación.

Por su parte la industria de EEUU también está conduciendo su propia investigación para verificar si existen daños posibles a la salud denominado WTR ( Wireless Technology Research), cuyos resultados son enviados como aporte al FCC.

 

4.5 CONCLUSIONES.

A lo largo del presente capítulo hemos revisado todos los servicios multimedia inalámbricos que están disponibles y los que se implementarán en el futuro.

Se destaca la gran cantidad de proyectos distintos que existen, lo cual implica que habrá competencia entre ellos. El usuario va a tener muchas opciones para elegir.

Es notable el esfuerzo de las empresas y los gobiernos por no quedar retrasados en la aplicación de las nuevas tecnologías. En la lucha los países se agrupan por regiones, siendo los principales contendientes los Estados Unidos y Canadá por un lado, la Comunidad Europea, y Japón.

Los organismos internacionales encargados de la administración del espectro y de las órbitas satelitales, ambos recursos escasos, tienen una tarea muy difícil para lograr decisiones equilibradas.

La posición del resto de los países, entre los cuales se encuentra el nuestro, es difícil frente a los intereses en juego. Es importante esforzarse en lograr acuerdos en nuestro entorno político, por ejemplo Mercosur, para poder jugar un rol más influyente en las decisiones que se toman en las reuniones de los organismos internacionales.

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Bibliografía de referencia para el Capítulo lV

(1) Land Mobile Handbook - ITU 1995 Internet.

(2) Mobile Techcology: The Dynamic Jigsaw Puzzle - Peer Rugaard - Peer Rugaard, 1995.

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(4) Proceedings of the Seminar for Latin America Decision Makers by GSM MoU Association and ECTEL in Buenos Aires on 4-5 December 1995.

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"Los Servicios Wireless Multimedia" por Luis Eduardo Valle