Este documento describe la evolución histórica y futura de las telecomunicaciones móviles, desde la 1G analógica hasta la 4G basada en IP. Detalla las principales tecnologías de cada generación como GSM, GPRS, UMTS, LTE y sus características. También explica conceptos clave como CDMA, TDMA, APN, WAP y EDGE y su papel en el desarrollo de las redes celulares.

1. PASADO, PRESENTE Y FUTURO DE LAS TELECOMUNICACIONES
• 1G: Red celular analógica = Conmutación de circuitos
• 2G: Red celular digital (GSM) = Conmutación de circuitos
• 2,5 G: Red celular digital (GPRS) = Conmutación de paquetes
• 3G: Red celular digital UMTS = Conmutación de paquetes
• 4G: Red celular digital multimedia = Todo IP (VoIP)
Tecnología 3G
Es la abreviación de tercera generación en la de transmisión de voz y datos a través
de telefonía móvil con una velocidad máxima de 1.4Mbps. La definición técnicamente
correcta es UMTS (Universal Mobile Telecommunications System/ Servicio Universal de
Telecomunicaciones Móviles)
La tercera generación proporciona la posibilidad de transferir voz y datos por medio de
una llamada telefónica o una video llamada, la descarga de programas, intercambio
de email, mensajería instantánea, Conexión a Internet mediante módem USB y Existen
algunos netbooks que tienen el módem integrado en el propio equipo, pero requieren de
una tarjeta SIM para su uso.
A diferencia de GSM, UTMS se basa en servicios por capas. En la cima está la capa de
servicios, que provee un despliegue de servicios rápido y una localización centralizada.
En el medio está la capa de control, que ayuda a mejorar procedimientos y permite que la
capacidad de la red sea dinámica. En la parte baja está la capa de conectividad donde
cualquier tecnología de transmisión puede usarse y el tráfico de voz podrá transmitirse
mediante ATM/AAL2 o IP/RTP.
Reemplaza interfaz TDMA por CDMA
3.5g Hsdpa (high speed downlink packet Access) que permitirá velocidades de bajada de
hasta 14.4 Mbps
3.75g Hsupa (High Speed Uplink Packet Access) que permitirá velocidades de subida de
hasta 5.8 Mbps pero solo en 3g.
Las redes 3g son mas seguras en cuanto a sus antecesoras ya que se autentica la red a
la que se esta conectando y así el usuario puede asegurarse de que la red es la
intencionada
y no una imitación.

2. 4G
Son las siglas de la cuarta generación de tecnologías de telefonía móvil
Basada totalmente en protocolo IP la a 4G no es una tecnología o estándar definido, sino
una colección de tecnologías y protocolos para permitir el máximo rendimiento de
procesamiento con la red inalámbrica más barata. Provee velocidades de acceso de
100 Mbps manteniendo una calidad de servicio (QoS) de punta a punta (end-to-end) de
alta seguridad para permitir ofrecer servicios de cualquier clase en cualquier momento, en
cualquier lugar, con el mínimo costo posible.

3. GLOSARIO
UTMS
Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles (Universal Mobile
Telecommunications System - UMTS) es una de las tecnologías usadas por los móviles
de tercera generación (3G, también llamado W-CDMA), sucesora de GSM, debido a que
la tecnología GSM propiamente dicha no podía seguir un camino evolutivo para llegar a
brindar servicios considerados de Tercera Generación.
Aunque inicialmente esté pensada para su uso en teléfonos móviles, la red UMTS no está
limitada a estos dispositivos, pudiendo ser utilizada por otros.
Sus tres grandes características son las capacidades multimedia, una velocidad de
acceso a Internet elevada, la cual también le permite transmitir audio y video en tiempo
real; y una transmisión de voz con calidad equiparable a la de las redes fijas. Además,
dispone de una variedad de servicios muy extensa
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GSM
El sistema global para las comunicaciones móviles (GSM, proviene del francés groupe
spécial mobile) es un sistema estándar, libre de regalías, de telefonía móvil digital.
Un cliente GSM puede conectarse a través de su teléfono con su computador y enviar y
recibir mensajes por e-mail, faxes, navegar por Internet, acceder con seguridad a la red
informática de una compañía (LAN/Intranet), así como utilizar otras funciones digitales de
transmisión de datos, incluyendo el Servicio de mensajes cortos (SMS) o mensajes de
texto.
GSM se considera, por su velocidad de transmisión y otras características, un estándar de
segunda generación (2G). Su extensión a 3G se denomina UMTS y difiere en su mayor
velocidad de transmisión, el uso de una arquitectura de red ligeramente distinta y sobre
todo en el empleo de diferentes protocolos de radio (W-CDMA).
Arquitectura de red
Reparto del espectro disponible
Lo primero a lo que nos enfrentamos al diseñar la estructura de red para un sistema de
telefonía móvil es la limitación en el rango de frecuencias disponibles. Cada
"conversación" (o cada cliente de tráfico de datos) requiere un mínimo de ancho de
banda para que pueda transmitirse correctamente. A cada operador en el mercado se le
asigna cierto ancho de banda, en ciertas frecuencias delimitadas, que debe repartir para
el envío y la recepción del tráfico a los distintos usuarios (que, por una parte, reciben la
señal del otro extremo, y por otra envían su parte de la “conversación”). Por tanto, no
puede emplearse una sola antena para recibir la señal de todos los usuarios a la vez, ya
que el ancho de banda no sería suficiente; y además, deben separarse los rangos en que
emiten unos y otros usuarios para evitar interferencias entre sus envíos. A este problema,
o más bien a su solución, se le suele referir como reparto del espectro o división del

4. acceso al canal. El sistema GSM basa su división de acceso al canal en combinar los
siguientes modelos de reparto del espectro disponible. El primero es determinante a la
hora de especificar la arquitectura de red, mientras que el resto se resuelve con circuitería
en los terminales y antenas del operador:
 Empleo de celdas contiguas a distintas frecuencias para repartir mejor las frecuencias
(SDMA, Space Division Multiple Access o acceso múltiple por división del espacio);
reutilización de frecuencias en celdas no contiguas;
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TDMA
(Time Division Multiple Access, o acceso múltiple por división del tiempo); División del
tiempo en emisión y recepción mediante Separación de bandas para emisión y
recepción y subdivisión en canales radioeléctricos
(protocolo FDMA, Frequency Division Multiple Access o acceso múltiple por división
de la frecuencia);
 Variación pseudoaleatoria de la frecuencia portadora de envío de terminal a red
(FHMA, Frequency Hops Multiple Access o acceso múltiple por saltos de frecuencia).
CAPAS GSM
BSS, capa inferior de la arquitectura (terminal de usuario – BS – BSC), resuelve el
problema del acceso del terminal al canal.
NSS se encargará, por un lado, del enrutamiento (MSC) y por otro de la identificación del
abonado, tarificación y control de acceso (HLR, VLR y demás bases de datos del
operador).
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GPRS

5. http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_global_para_las_comunicaciones_m%C3%B3viles
General Packet Radio Service (GPRS) o servicio general de paquetes vía radio es
una extensión del Sistema Global para Comunicaciones Móviles (Global System for
Mobile Communications o GSM) para la transmisión de datos no conmutada (o por
paquetes). Existe un servicio similar para los teléfonos móviles que del sistema IS-136.
Permite velocidades de transferencia de 56 a 144 kbps.
Una conexión GPRS está establecida por la referencia a su nombre del punto de acceso
(APN). con GPRS pueden utilizar los servicios tales como Wireless Application
Protocol(WAP) , servicio de mensajes cortos (SMS), servicio de mensajería
multimedia (MMS), Internet y para los servicios de comunicación, como el correo
electrónico y la World Wide Web(WWW).Para fijar una conexión de GPRS para un
módem inalámbrico, un usuario debe especificar un APN, opcionalmente un nombre y
contraseña de usuario, y muy raramente una dirección IP, todo proporcionado por el
operador de red. La transferencia de datos de GPRS se cobra por volumen de
información transmitida (en kilo o megabytes), mientras que la comunicación de datos a
través de conmutación de circuitos tradicionales se factura por minuto de tiempo de
conexión, independientemente de si el usuario utiliza toda la capacidad del canal o está
en un estado de inactividad. Por este motivo, se considera más adecuada la conexión
conmutada para servicios como la voz que requieren un ancho de ban da constante
durante la transmisión, mientras que los servicios de paquetes como GPRS se orientan al
tráfico de datos. La tecnologia GPRS como bien lo indica su nombre es un servicio
(Service) orientado a radio enlaces (Radio) que da mejor rendimiento a la conmutación de
paquetes (Packet) en dichos radio enlaces.
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APN
APN o Access Point Name es el nombre de un punto de acceso para GPRS que debe
configurarse en el teléfono móvil para que pueda acceder a Internet.
Un punto de acceso es :
 Una dirección IP a la cual un móvil se puede conectar
 Un punto de configuración que es usado para esa conexión
 Una opción particular que se configura en un teléfono móvil
Los APN pueden ser variados. Son usados en redes tanto públicas como privadas. Por
ejemplo:
 grancompania.mnc012.mcc345.gprs
 internet.compania.com
 tuwap.com
Una vez que el dispositivo se ha conectado, usa el servidor DNS para hacer el proceso
llamado Resolución de APN, que finalmente da la IP real del APN. En este punto un
contenido PDP puede ser activado.
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6. EDGE
Enhanced Data rates for GSM of Evolution (Tasas de Datos Mejoradas para la evolución
de GSM). También conocida como EGPRS (Enhanced GPRS).
Es una tecnología de la telefonía móvil celular, que actúa como puente entre las
redes 2G y 3G. EDGE se considera una evolución del GPRS (General Packet Radio
Service). Esta tecnología funciona con redesGSM. Aunque EDGE funciona con cualquier
GSM que tenga implementado GPRS, el operador debe implementar las actualizaciones
necesarias, además no todos los teléfonos móviles soportan esta tecnología.
EDGE, o EGPRS, puede ser usado en cualquier transferencia de datos basada
en conmutación por paquetes (Packet Switched), como lo es la conexión a Internet. Los
beneficios de EDGE sobre GPRS se pueden ver en las aplicaciones que requieren una
velocidad de transferencia de datos, o ancho de banda altos, como video u otros servicios
multimedia.
Además de usar GMSK (Gaussian Minimum-Shift Keying), EDGE usa 8PSK (8 Phase
Shift Keying) para los cinco niveles superiores de nueve esquemas totales
de modulación y codificación. En los cuatro primeros niveles se utiliza GPRS propiamente
dicho. La utilización de 8PSK produce una palabra de 3 bits por cada cambio en la fase de
la portadora. Con esto se triplica el ancho de banda disponible que brinda GSM. El nivel
del esquema que se utilice para transmitir depende de la relación C/I
(portadora/interferente), el cual será más alto cuanto más grande sea el valor de C/I. Al
igual que GPRS, EDGE usa un algoritmo de adaptación de tasas, que adapta el esquema
de modulación y codificación (MCS) usado para la calidad del canal de radio y así el
índice binario (bit rate) y la robustez de la transmisión de datos. EDGE agrega una nueva
tecnología que no se encuentra en GPRS, la Redundancia Incremental, la cual, en vez de
re-transmitir los paquetes de información alterados, envía más información redundante
que se combina en el receptor, lo cual incrementa la probabilidad de decodificación
correcta.
EDGE puede alcanzar una velocidad de transmisión de 384 Kbps en modo de paquetes,
con lo cual cumple los requisitos de la ITU para una red 3G, también ha sido aceptado por
la ITU como parte de IMT-2000, de la familia de estándares 3G. También mejora el modo
de circuitos de datos llamado HSCSD, aumentando el ancho de banda para el servicio.
EDGE fue estrenado en las redes GSM de Estados Unidos en el año 2003.
Aunque la tecnología UMTS es de mayor capacidad de transferencia y cronológicamente
más reciente, sus altos costes de implementación y poco apoyo, hacen que una buena
cantidad de operadores de telefonía móvil celular tengan implementada la tecnología
EDGE, dominando el mercado global de las comunicaciones GSM/GPRS.
Para la implementación de EDGE por parte de un operador, la red principal, o core
network, no necesita ser modificada, sin embargo, las estaciones bases, BTS, sí deben
serlo. Se deben instalar tranceptores compatibles con EDGE, además de nuevos
terminales (teléfonos) y un software que pueda decodificar/codificar los nuevos esquemas
de modulación.
La definición de EDGE, si es de 2G o 3G, depende de su implementación. Mientras la
Clase 3 e inferiores, claramente no son 3G, la Clase 4 y superiores presentan un ancho
de banda superior a otras tecnologías consideradas 3G (como 1xRTT). En Clase 10, con
un ancho de banda superior a 230 Kbps, EDGE logra trascender las definiciones comunes
de 2G y 3G.
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7. Wireless Application Protocol o WAP
(protocolo de aplicaciones inalámbricas) es un estándar abierto internacional para
aplicaciones que utilizan las comunicaciones inalámbricas, p.ej. acceso a servicios de
Internet desde un teléfono móvil.
Se trata de la especificación de un entorno de aplicación y de un conjunto de protocolos
de comunicaciones para normalizar el modo en que los dispositivos inalámbricos, se
pueden utilizar para acceder a correo electrónico, grupo de noticias y otros.
El organismo que se encarga de desarrollar el estándar WAP fue originalmente el WAP
Forum, fundado por cuatro empresas del sector de las comunicaciones móviles, Sony-
Ericsson, Nokia, Motorola y Openwave (originalmente Unwired Planet). Desde 2002 el
WAP Forum es parte de la Open Mobile Alliance (OMA), consorcio que se ocupa de la
definición de diversas normas relacionadas con las comunicaciones móviles, entre ellas
las normas WAP.
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CDMA
La multiplexación por división de código, acceso múltiple por división de
código o CDMA (del inglés Code Division Multiple Access) es un término genérico
para varios métodos de multiplexación o control de acceso a los medio basados en
la tecnología de espectro expandido.
La traducción del inglés spread spectrum se hace con distintos adjetivos según las
fuentes; pueden emplearse indistintamente espectro ensanchado, expandido, difuso o
disperso para referirse en todos los casos al mismo concepto.
Habitualmente se emplea en comunicaciones inalámbricas (por radiofrecuencia), aunque
también puede usarse en sistemas de fibra óptica o de cable.
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MULTIPLEXACIÓN
En telecomunicación, la multiplexación es la combinación de dos o más canales de
información en un solo medio de transmisión usando un dispositivo llamado multiplexor. El
proceso inverso se conoce como demultiplexación. Un concepto muy similar es el
de control de acceso al medio.
Existen muchas estrategias de multiplexación según el protocolo de comunicación
empleado, que puede combinarlas para alcanzar el uso más eficiente; los más utilizados
son:
 la multiplexación por división de tiempo o TDM (Time division multiplexing );

8.  la multiplexación por división de frecuencia o FDM (Frequency-division multiplexing) y
su equivalente para medios ópticos, por división de longitud de onda
o WDM (de Wavelength);
 la multiplexación por división en código o CDM (Code division multiplexing);
En las telecomunicaciones se usa la multiplexación para dividir las señales en el medio
por el que vayan a viajar dentro del espectro radioeléctrico. El término es equivalente
al control de acceso al medio.
De esta manera, para transmitir los canales de televisión por aire, vamos a tener un ancho
de frecuencia x, el cual habrá que multiplexar para que entren la mayor cantidad posible
de canales de tv. Entonces se dividen los canales en un ancho de banda de 6Mhz (en
gran parte de Europa y Latinoamérica, mientras que en otros países o regiones el ancho
de banda es de 8 Mhz). En este caso se utiliza una multiplexación por división
de frecuencia FDM
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CONTROL DE ACCESO AL MEDIO
El control de acceso al medio en informática y telecomunicaciones, es el conjunto de
mecanismos y protocolos por los que varios "interlocutores" (dispositivos en una red,
como ordenadores, teléfonos móviles, etc.) se ponen de acuerdo para compartir un medio
de transmisión común (por lo general, un cable eléctrico u óptico, o en comunicaciones
inalámbricas el rango de frecuencias asignado a su sistema). En ocasiones se habla
también de multiplexación para referirse a un concepto similar.
Uno de los problemas a resolver en un sistema de comunicaciones es cómo repartir entre
varios usuarios el uso de un único canal de comunicación o medio de transmisión, para
que puedan gestionarse varias comunicaciones al mismo tiempo. Sin un método de
organización, aparecerían interferencias que podrían bien resultar molestas, o bien
directamente impedir la comunicación. Este concepto se denomina multiplexado o control
de acceso al medio, según el contexto.
Una analogía posible para el problema del acceso múltiple sería una habitación (que
representaría el canal) en la que varias personas desean hablar al mismo tiempo. Si
varias personas hablan a la vez, se producirán interferencias y se hará difícil la
comprensión. Para evitar o reducir el problema, podrían hablar por turnos (estrategia
de división por tiempo), hablar unos en tonos más agudos y otros más graves (división por
frecuencia), dirigir sus voces en distintas direcciones de la habitación (división espacial) o
hablar en idiomas distintos (división por código, como en CDMA); sólo las personas que
conocen el código (es decir, el "idioma") pueden entenderlo.
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