La utilización de las ondas radioeléctricas es el medio más eficaz para establecer comunicaciones con puntos móviles. Sin embargo, el espectro radioeléctrico es limitado y su utilización sólo es posible
mediante una reglamentación muy estricta que permite la optimización de la asignación de frecuencias
para cada país. Los primeros sistemas diseñados en los años 20 para uso de la policía en
EE.UU asignaban a cada vehículo un canal de radio permanente que quedaba totalmente inactivo
durante los períodos de silencio. En la década del 60, con la proliferación de las cadenas de radio,
televisión, el uso cada vez más frecuente de los radioenlaces de microondas, los enlaces de satélite,
etc, la ocupación del espectro era tan grande que hubo que pensar en la forma de hacer más eficiente
el uso del espectro radioeléctrico, permitiendo la evolución de la telefonía móvil. El primer avance
significativo fue la introducción del trunking automático.
sistema trunking
Consiste en la asignación de un canal libre existente dentro de un conjunto de canales disponibles, y que se mantiene solamente durante el tiempo que el canal se está usando en la conversación, pasando al estado de disponible para otro usuario cuando haya terminado la conversación que se desarrollaba a través de él. De este modo el número de canales que hay que instalar y que ocuparán el espectro se reduce notablemente ya que, por más que haya millones de usuarios, sólo algunos están hablando al mismo tiempo. El trunking automático es la asignación de canal totalmente automática, sin la intervención de una persona,
La telefonía celular se basa en la reutilización de los canales mediante la división del espacio en celdas continuas que se controlan desde una estación base con unos determinados canales. La reutilización de frecuencias no es posible en células contiguas, pero sí en otras más alejadas. El número de veces que un canal puede ser reutilizado es mayor cuanto más pequeñas sean las células.La red celular se compone así de un conjunto de estaciones base desplegadas por el territorio a cubrir
por el servicio y que están conectadas entre sí o con centro de conmutación con acceso a la red telefónica
publica, a la RDSI (red de servicios integrados) o a otra red celular móvil. La estación base que recibe al móvil con un mayor nivel de potencia es la que queda asignada al mismo.
Como el teléfono celular puede moverse, si otra estación base recibe la señal procedente de la estación móvil con un nivel de potencia superior a 3db al que esté recibiendo la estación que lo está controlando se produce la conmutación del canal y de la estación base a la que está conectada el terminal móvil, más adelante volveremos sobre este concepto. Este procedimiento se llama "handover" de potencia. Asimismo existe un handover de calidad que se realiza de manera similar al anterior pero que en vez de considerar el nivel de señal para decidir sobre la conmutación de la estación base a la que está conectado un terminal móvil considera la calidad de la señal radioeléctrica.El objetivo de un sistema celular es reutilizar canales, pero al estar estos canales asociados a estaciones base, lo que se hace es repetir estaciones base. Se dice que una estación se repite cuando tiene la misma tabla de frecuencias que otra
determinada.
¿QUE PRECISA UN TELEFONO CELULAR PARA FUNCIONAR?
* Un micrófono;
* Un parlante;
* Una pantalla de cristal líquidos o plasma;
* Un teclado;
* Una antena;
* Una batería;
* Una placa de circuitos electrónicos.
El teléfono posee un microprocesador que realiza cálculos a gran velocidad, llamado DSP, o «Digital Signal Processor» (Procesador Digital de Señales). Este procesador hará toda la compresión y descompresión de los datos a la velocidad de 40 MIPS (Millones de Instrucciones Por Segundo). El microprocesador reconoce las tareas del teclado y procesa la señal mostrada en la pantalla, gestiona los comandos y controla las señales de la estación base, además de coordinar las demás funciones.
EL IMEI
Los teléfonos móviles GSM poseen un código denominado de IMEI (International Mobile Equipment Identity), el cual permite la identificación del terminal dentro de la red. El IMEI consiste de un
código de 15 números que se transmite cuando el teléfono celular se conecta a la red. Con este número,
la operadora identifica el estado del terminal, dentro de una base de datos, denominada EIR
(Equipment ID Register), dentro de la cual existen dos listas especiales. El EIR determina si el teléfono
móvil se puede conectar a la red para hacer / recibir llamadas
Si el IMEI es válido (se encuentra en la lista dentro del EIR) la operadora puede hacer dos cosas:
Coloca el código del terminal en la lista "gris". Todavía es posible utilizar el teléfono móvil, pero éste puede ser monitoreado para descubrir la identidad del operador (a través de la información de las tarjetas SIM)
Bloquea completamente el uso del teléfono móvil en la red (la denominada lista "negra"). El terminal no puede ser utilizado en cualquier red donde esté listado en el EIR. Para conocer el IMEI de un celular debemos consultar la parte de atrás del terminal, o digitar el código:
*#06#Un código IMEI se encuentra dividido en cuatro partes.
En el ejemplo de un IMEI nº 544905 33 095674 0 sería:
544905 Type Approval Code (TAC). Los primeros dos números indican el país.
33 Final Assembly Code (FAC). Indica el fabricante.
095674 Número de serie del teléfono móvil.
0 Número adicional, de reserva.
Los números que indican el fabricante son los siguientes
01, 02 AEG
07, 40 Motorola
10, 20 Nokia
35 Mitsubishi Trium
30 Ericsson
40, 41, 44, 52 Siemens
47 Option International
50 Bosch
51 Sony, Siemens, Ericsson
60 Alcatel
70 Sagem
75 Dancall
80 Phillips
85 Panasonic
Para el que quiera leer la historia del GSM aca les dejo algo : http://www.telefonos-moviles.com/articles/item.asp?ID=25
SERVICIOS GSM: (Global System for Mobile Communication)
Hasta hace un tiempo, se podía mantener una comunicación únicamente dentro del territorio donde se había efectuado la suscripción. Los standards técnicos, diferentes de nación a nación, incompatibles entre sí, impedían recibir llamadas o hacerlas fuera de la propia nación. Hoy, las barreras de comunicación han sido abatidas: además del notable Servicio Radiomóvil Etacs (Extended Total Access Cellular System), está a disposición el Servicio Radiomóvil Internacional GSM, basado en una tecnología digital de absoluta vanguardia.
El sistema de comunicación GSM, introducido en Italia a principios de octubre de 1992, permite, en particular, efectuar Roaming Internacional o bien hacer o recibir, en el extranjero, llamadas como
si se hicieran desde Italia. De hecho, se han firmado acuerdos bilaterales que permiten a los Clientes de Telefonía Móvil GSM trasladarse con el propio móvil y continuar disfrutando del servicio en diferentes países europeos y no europeos. En un primer momento el servicio GSM se concibió como el standard europeo para las comunicaciones móviles digitales, pero se está convirtiendo, de hecho, en standard mundial. Otras 100 redes GSM se hicieron operativos en junio de 1996; cada día en todo el mundo se realizan cerca de 30.000 contratos y se efectúan cerca de 40 millones de llamadas. En el 2000 los expertos prevén que estarán en circulación por el mundo alrededor de 100 millones de abonados. El aspecto "más espectacular" del sistema es que gracias a una tecnologíade absoluta vanguardia, con el GSM no es el móvil el que contiene los datos del abonado, sino más bien "una tarjeta inteligente"
denominada SIM Card (Subscriber Identity Module), para insertar en el aparato desde el que se desea llamar: la suscripción está en la tarjeta, no en el móvil. En otras palabras, se puede llamar
también, aunque no se tenga a mano el propio aparato GSM, o bien en aquellos países que adoptan el standard GSM con frecuencias diferentes (DCS 1800-PCS 1900): es suficiente con tener
uno predispuesto para recibir la tarjeta compatible, es decir, con el standard GSM. Existen dos tipos de SIM Card, una de las dimensiones de una tarjeta de crédito (ISO), preparada principalmente
para los radioteléfonos vehiculares; otra pequeña como un sello preparada para los teléfonos palmarios (Plug In). Existe en todo caso un adaptador que permite transformar una tarjeta SIM desde el
formato Plug In al formato ISO. En la tarjeta SIM se pueden memorizar números telefónicos asociados a nombres, además de aquellos que se pueden memorizar en la memoria del móvil. Aquella dispone,
además, de dos códigos de seguridad el PIN y el PUK. El PIN es un código de cuatro cifras, modificable por el abonado, sin el cual es imposible efectuar la llamada. Si el código PIN (Personal Identity Number), se introduce erróneamente tres veces consecutivas, la tarjeta se bloquea. En este caso es necesario utilizar el código PUK (Personal Unblocking Key)
Si también éste se escribiera erróneamente diez veces consecutivas, la tarjeta se bloquea totalmente y será imprescindible sustituirla. Otro elemento fundamental en el GSM es el uso de tecnologías criptográficas a escala militar que ofrecen una absoluta seguridad, desde la autentificación de la tarjeta, hasta la conversación: nadie puede simular vía radio ser otro abonado ni descifrar las conversaciones vía radio.
EL FUNCIONAMIENTO DE LA RED GSM
La red GSM está compuesta por varias entidades interconectadas, pero puede reducirse principalmente a tres niveles: la Estación Móvil, en esencia el terminal del usuario; la Estación Base,
que controla las comunicaciones de radio del terminal; y el Sistema de Red, que se encarga de realizar las conexiones entre los usuarios.
1. Estación móvil. Está formada por el terminal telefónico y una tarjeta inteligente denominada SIM (Subscriber Identity Module -Módulo de Identificación del Abonado-). La tarjeta SIM almacenalos datos del usuario, lo que permite a éste comunicarse independientemente del terminal que emplee.
Movilidad del terminal: El usuario dispone de un teléfono asociado a un número de la red y puede utilizarlo en cualquier lugar con cobertura.
Movilidad personal: El usuario, y no el terminal, está asociado a un número de teléfono de la red que, de forma 'inteligente', le sigue en sus desplazamientos, pudiendo hacer uso de él desde cualquier teléfono, sea éste fijo o móvil.
2. Estación base. Está dividida en dos unidades, la estación de transmisión y el controlador, conectadas por un interfaz denominado Abis.
Estación de transmisión. Son las encargadas de gestionar las comunicaciones por radio con las estaciones móviles.
Controlador de la estación. Su misión es gestionar los recursos de radio de una o varias estaciones de transmisión, enlazándolas con el centro de conmutación de servicios móviles.
3. Sistema de red. Su componente principal es el centro de conmutación de servicios móviles,
que se encarga de todas las tareas informáticas:
Registrar y verificar las comunicaciones y actualizar la localización del usuario.
Gestionar los problemas de saturación.
Direccionar llamadas.
Interconectar a los usuarios entre sí y con la red telefónica fija.
ESTRUCTURA DEL SISTEMA GSM
En lo que se refiere a la estructura básica del GSM, el sistema se organiza como una red de células radioeléctricas continuas que proporcionan cobertura completa al área de servicio. Cada célula pertenece a
una estación base (BTS) que opera en un conjunto de canales de radio diferentes a los usados en las células adyacentes y que se encuentran distribuidas según un plan celular. Un grupo de BTS' se encuentran conectado a un controlador de estaciones base (BSC), encargado de aspectos como el handover (traspaso del móvil de una célula a otra) o el control de potencia de las BTS's y de los móviles. En consecuencia el BSC se encarga del manejo de toda la red de radio y supone una autentica novedad respecto a los anteriores sistemas celulares. Una o varias BSC's se conectan a una central de conmutación de móviles (MSC). Este es el corazón del GSM como responsable de la inicialización, enrutamiento, control y finalización de las llamadas, así como de la información sobre la tarificación. Es también el interface entre diversas redes GSM o entre una de ellas y las redes publicas de telefonía o datos. La información referente a los abonados se encuentra almacenada en dos bases de datos que se conocen como registro de posiciones base (HLR) y registro de posiciones de visitantes (VLR). El primero analiza los niveles de subscripción, servicios suplementarios y localización actual, o más reciente de los móviles que pertenecen a la red local. Asociado al HLR trabaja el centro de autentificación (AUC), que contiene la información por la que se comprueba la autenticidad de las llamadas con el fin de evitar los posibles fraudes, la utilización de tarjetas de abonado (SIM's) robadas o el disfrute del servicio por parte de impagados. El VLR contiene la información sobre los niveles de subscripción, servicios suplementarios y área de localización para un abonado que se encuentra o al menos se encontraba recientemente en otra zona visitada. Esta base de datos dispone también de información relativa a si el abonado se encuentra activo o no, lo que evita el uso improductivo de la red (envío de señales a una localización que se encuentra desconectada) El registro de identidad de los equipos (EIR) almacena información sobre el tipo de estación móvil en uso y puede eludir que se realice una llamada cuando se detecte que ha sido robada, pertenece a algún modelo no homologado o sufre de algún fallo susceptible de afectar negativamente a la red. En cuanto a las comunicaciones en la red, se ha desarrollado un nuevo esquema de señalización digital. Para la comunicación entre MSC's y registros de posición se utiliza la parte de aplicación para móviles del Sistema de Señalización numero 7 del CCITT, fórmula casi imprescindible para la operación de redes GSM a nivel internacional. Entre las diversas entidades de la red se encuentran definidos interfaces estándar que aseguren un método común de acceso para todos los móviles, tanto los de diferentes países como los de diferentes suministradores. Cabe aclarar que en varios países de América Latina este sistema está en experimentación y que en Argentina, CTI móvil está ensayando esta estructura a nivel nacional y que ya se está utilizando con éxito en la región AMBA (Córdoba, Rosario y Mendoza).
LA ARQUITECTURA FUNCIONAL DEL SISTEMA GSM
La norma GSM únicamente especifica entidades funcionales e interfaces normalizados. Con ello se consigue la utilización de cualquier sistema por cualquier estación móvil, aunque no pertenezcan al mismo suministrador, y la interconexión de equipos de distintos suministradores a través de los interfaces
normalizados, evitando influir de forma excesiva sobre los desarrollos particulares de cada
uno de los fabricantes de equipos. Vamos a describir en primer lugar las entidades funcionales e interfaces
que constituyen el sistema GSM, describiendo su funcionalidad y las relaciones entre ellas. Y por último para poder tener una idea de la estructura física del sistema.
ELEMENTOS DE UN SISTEMA GSM
Estación Móvil (MS): Una estación móvil se compone funcionalmente de dos partes:
-El equipo terminal (ET) y la terminación móvil (TM)
Equipo Te rminal: realiza funciones semejantes a las de un terminal RDSI y realiza las siguientes funciones: transmisión radio, gestión de canales de transmisión radio, capacidad del terminal, incluyendo la interfaz hombre-máquina, codificación de voz, protección de errores, control del flujo de datos de usuario, adaptación de velocidad de datos de usuario y velocidad del canal, soporte de terminales múltiples, gestión de movilidad.
Te rminal Móvil: hay tres tipos de TM: TMO Realiza las funciones anteriormente mencionadas,
sin incluir ningún interfaz; TM1 Incluye además una interfaz RDSI; TM2 Incluye además interfaces CCITT series X y V Utilizando estos tres tipos de TM se pueden establecer las configuraciones necesarias para acceder al sistema GSM.
Una estación móvil puede además clasificarse en distintos tipos según varias características:
por su utilización; equipo móvil; equipo portátil, equipo transportable.
Por la potencia de salida: clase 1: 20W - Móvil y transportable, clase 2: 8W - Vehículo y transportable, clase 3: 5W - Portátil, clase 4: 2W - Portátil, clase 5: 0.8W - Portátil.
Las características de las estaciones móviles se clasifican en tres tipos:
-Básicas; suplementarias; adicionales.
Las características básicas obligatorias de la estación móvil son: visualización del número
llamado; indicación de señales de progreso de la llamada; indicación de país/sistema; gestión
de la identidad de suscripción (SIM), indicador de PIN (clave de acceso) no válido, identidad internacional
de equipo de estación móvil (IMEI); indicador de servicio. Las características básicas opcionales son: indicación y reconocimiento de mensajes cortos; indicación de saturación de memoria para mensajes cortos; interfaz para equipo terminal de datos; interfaz para terminal RDSI, función de acceso internacional (tecla + ); conmutador encendido/apagado; interfaz analógica; auto prueba.
Las características suplementarias son las siguientes: aviso de tarificación; control de
servicios suplementarios. Las características adicionales son: marcación abreviada, limitación de llamada a números fijos, repetición del último número marcado; operación manos libres; restricción de todas las llamadas salientes; bloqueo electrónico del terminal; indicador de calidad de recepción; indicador de unidades de tarificación; estación móvil multi-usuario.
Módulo de identificación del usuario (SIM): para que una estación móvil GSM pueda funcionar
necesita tener introducido el módulo de identificación del usuario. Existen dos tipos distintos
de módulo de identificación del usuario: una tarjeta inteligente que puede ser retirada de la estación
móvil cuando el usuario termina de utilizarla; un módulo que es incorporado dentro de la estación
móvil, con el fin de estar instalado permanentemente, aunque siempre sería posible retirarlo abriendo
la carcaza de la estación móvil. Este módulo es el que contiene toda la información necesaria para
realizar la función de autentificación del usuario, además de otras informaciones necesarias para
el sistema.
El SIM debe contener la siguiente información: número de serie; estado del SIM (bloqueado
o desbloqueado); clave del algoritmo de autentificación; algoritmo de Autentificación (A3); identificación
internacional del usuario móvil (MSI); identificación temporal del usuario móvil (TMSI); algoritmo de generación de claves de cifrado (A8); clave del algoritmo de cifrado de señalización y datos (A5); número de secuencia de la clave del algoritmo de cifrado; clase de control de acceso del usuario.
UMTS: Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles
UMTS corresponde a las siglas de Universal Mobile Telecommunications System, es decir, Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles, y es el primer estándar mundial para la comunicación desde dispositivos móviles, que representa una evolución respecto a los actuales sistemas. También se le
denomina Sistema de Comunicaciones de tercera generación (3G), respecto a GSM que representa la segunda generación (2G) y GPRS la segunda y media (2.5G).
UMTS aventaja a los sistemas móviles de segunda generación (2G) en su potencial para soportar
altas velocidades de transmisión de datos, que permitirán prestar servicios multimedia interactivos y
nuevas aplicaciones como servicios de video telefonía. El terminal UMTS se convertirá en un potente dispositivo de comunicaciones con capacidades avanzadas, de imagen y sonido. Un usuario UMTS podrá, por ejemplo, moverse por una ciudad que desconoce consultando un callejero en su terminal. Podrá localizar, sin necesidad de teclear la dirección donde se encuentra, los sitios de interés que desee, desde un hospital o una farmacia, a un cajero o un restaurante. Podría obtener información sobre cines, la película que se emite (conseguir incluso un pase promocional de la misma), reservar y pagar las entradas para ese espectáculo, eligiendo butaca en una representación gráfica de la sala.
El UMTS emplea el Acceso Múltiple de División de Código (CDMA, Code Division Multiple Access),
una tecnología digital que distribuye las llamadas según su código entre las distintas frecuencias.
Es una técnica inventada durante la Segunda Guerra Mundial para evitar la intercepción de llamadas.
La comunicación se divide en paquetes de información, que viajan mezclados por la red. Al llegar a la torre de distribución, el análisis del código que 'marca' los paquetes permite reunir los datos de cada llamada. La división en paquetes hace posible además otra de las grandes ventajas del UMTS: la tarificación de las llamadas por el volúmen de tráfico, en lugar de por el tiempo de conexión.
Este esquema de pago ya funciona con el sistema GPRS, una evolución de GSM, a medio camino entre éste y el UMTS.
Ventajas del Sistema UMTS
Frente a la tres bandas del GSM, el UMTS operará en frecuencias estándar unificadas. Además, mientras que la velocidad máxima de transmisión de datos del sistema GSM es de 9.800 bps, el UMTS permitirá alcanzar tasas de transferencia de hasta 2 Mbps. Con el sistema GSM sólo es posible transmitir voz y datos “ligeros” (texto, no imágenes, videos). El acceso a Internet debe realizarse mediante el protocolo WAP, que sólo permite descargar pequeñas cantidades de datos en el terminal telefónico.
Con la velocidad de transmisión del UMTS será posible una conexión a Internet como la que se realiza a través del PC pero a mucha mayor velocidad. Además, el UMTS permitirá realizar videoconferencias
y otras aplicaciones multimedia (escuchar canciones a través de la red, ver vídeos).
Está previsto que el desarrollo del UMTS se lleve a cabo en distintas fases. Tras la concesión de
licencias que se está realizando paulatinamente en todo el mundo, las compañías operadoras tendrán
que desarrollar las redes, mientras los fabricantes lanzan al mercado terminales capaces de aprovechar las funcionalidades del nuevo sistema.
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