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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

UNIDAD CULHUACAN

INGENIERIA EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA

SEMINARIO DE TELEFONIA CELULAR .

TEMA DE LA TESINA:

“TELEFONIA INALAMBRICA FIJA”. Asesor: M. en C. Efrén Pérez Carmona. Alumnos

Carranza Bàrcenas Yoyoltzin Isela. López Ixtla Pedro. Vicentel Zarate Esli.

México D. F a 28 de Febrero de 2007

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Índice. Pag. Capitulo I. Estado del arte. 1. Etimología del teléfono. 5 1.1 Historia del teléfono. 5 1.1.1 Creador del teléfono. 8 1.1.2 Las primeras líneas telefónicas. 9 Capitulo II. Que es una red inalámbrica. 10 2. Aplicaciones de acceso inalámbrico. 10 2.1 Radio terminal o estación del suscriptor. 10 2.1.2 Radio Base. 11 2.1.3 Controlador de red. 11 2.1.4 Red externa. 11 Capitulo III. Diferentes tipos de sistemas. 12 3. WLL (Wireless Local Loop, Bucle de Abonado sin Hilos). 13 3.1 Ventajas. 14 3.2 Arquitectura del Sistema WLL. 15 3.2.1. Partes de una arquitectura WLL 15 3.2.1.1 Network Operation Center (NOC). 15 3.2.1.2 Alternativas de Backbone. 16 3.2.1.3 Estación Base. 16 3.2.4 Equipos de Usuario (CPE). 16 3.3 Partes de otro tipo de arquitectura para el sistema WLL. 17 3.3.1 FSU Unidad de Suscriptor Fija. 17 3.3.2 Interfase de aire. 18 3.3.3 La estación base. 18 3.4 Tipos de tecnologías. 18 3.4.1. DECT (Digital European Cordless Telephony, Estándar de Telefonía Doméstica de Entorno Europeo). 20 3.4.1.1 El estándar DECT. 20 3.4.2. LDMS (Local Multipoint Distribution Service, Sistema de Distribución Local Multipunto). . 21 3.4.2.1Caracteristicas de LDMS. 22 3.4.2.2 Datos técnicos. 23 3.4.2.3 Topología de red. 23 3.4.3 La tecnología LMDS a 26 GHz. 24 3.4.3.1 Seguridad 24 3.4.4 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,Modulación por división ortogonal de frecuencia). 26 3.4.4.1 Características de la modulación OFDM. 26 3.4.5 WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access, Interoperabilidad Mundial para Acceso por Microondas). 26

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Capitulo IV. CONCLUSIONES. 28

Acrónimos. 29

Bibliografía 30

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Introducción.

En esta investigación se mencionaran distintos temas enfocados a la telefonía. Los temas que se mencionaran para este trabajo son la historia del arte de la telefonía, en esta parte se conocerá su historia, su creador, y las primeras líneas telefónicas que surgieron para poder entender mejor este tema. Los avances tecnológicos importantes tanto en equipo de transmisión como de conmutación y con el desarrollo de la tecnología digital, han permitido mejoras en cuanto a capacidad, costo en la red de transporte, servicios, funciones programables por el usuario y ahorros importantes en costos de operación. En otra parte de este trabajo se mencionaran las partes para poder realizar la aplicación de un acceso inalámbrico, y sus partes que la componen para poder lograr este, y como es que funcionan cada una de estas partes y su utilidad en este acceso. La expansión de la red de abonado está evolucionando hacia soluciones inalámbricas, primeramente por la rapidez con que puede cubrirse la gran demanda insatisfecha de líneas, y esto, a su vez, genera oportunidad tanto al operador establecido como al nuevo proveedor de servicios. Hablaremos sobre un sistema de acceso inalámbrico para telefonía como lo es el WLL, de se este sistema se mencionara su funcionamiento de cada una de las partes que lo componen, así como de la arquitectura de este y las partes que lo integran, por ultimo se mencionaran las tecnologías de acceso que este sistema utiliza para poder brindar el servicio a los usuarios. El futuro de la telefonía, en general requerirá de rapidez en la habilitación de servicio, y efectividad en los costos de operación para enfrentar a la competencia. Las grandes inversiones de capital y recursos humanos que se requieren para instalar, operar y mantener una red de cobre, han generado una barrera funcional para atacar el mercado insatisfecho. Esto obviamente posiciona a la tecnología inalámbrica en el mercado.

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Capitulo I. Estado del arte. 1. Etimología del teléfono. Teléfono proviene de dos palabras griegas: "tele" que significa lejos y "phone" que significa voz o sonido, se usó esta palabra al principio de los años 1800, cuando Sir Charles Wheatstone coinventor del telégrafo aplicó el término telefónico para describir su invento " una línea encantada que permitió transmitir música entre dos cuartos; se ha usado para designar el comunicarse a distancia usando tubos en los barcos para transmitir ordenes del timonel al cuarto de maquinas.- Ya desde la época Victoriana los niños jugaban con teléfonos de una cuerda que en los extremos tenían botes, mismos que transmitían a la cuerda las vibraciones generadas en el bote. En la Figura 1, se muestra un ejemplo de los primeros teléfonos.

Figura 1. Muestra los primeros equipos telefónicos. 1.1 Historia del teléfono. Los antecedentes del teléfono se remontan en el tiempo bastante más allá de su primera aplicación práctica, tal como sucedió con el telégrafo eléctrico. El primer ensayo sobre la posibilidad de transmitir el sonido de las voces a distancia, aunque fallido, se puede situar en 1860, cuando el alemán Philippe Reiss desarrolló un sistema que podía transmitir el sonido, pero incapaz de distinguir las palabras. El sistema de Reiss se basaba en la conjunción de membranas, electrodos y una corriente alterna. El salto decisivo se debió a tres norteamericanos: Graham Bell, Elisha Gray y Thomas A. Edison. Graham Bell y Elisha Gray, cofundador de la Western Electric Company, trabajaban por separado en la posibilidad de utilizar distintas frecuencias para mejorar

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las comunicaciones telegráficas, mediante la transmisión simultánea de varios mensajes por el hilo telegráfico. El teléfono de Bell constaba de un transmisor y un receptor unidos por un cable metálico conductor de la electricidad. Las vibraciones producidas por la voz en la membrana metálica del transmisor provocaban por medio de un electroimán oscilaciones eléctricas que, transmitidas por el cable, eran transformadas por el electroimán del receptor en vibraciones mecánicas, que a través de la membrana reproducían el sonido emitido desde el emisor. En 1876 fueron presentados en la Exposición de Filadelfia los primeros prototipos telefónicos. El 9 de julio de 1877 Graham Bell fundaba la Bell Telephone Company, ese mismo año la Western Union Telegraph Company creaba su propia compañía de teléfonos, encargando a Edison el desarrollo de un modelo alternativo al de Bell. El receptor de Edison amplificaba considerablemente respecto del modelo de Bell la recepción y difusión de la voz. La falta de capital provocó la pérdida del control que Bell ejercía sobre su compañía, que paso a manos de un grupo de financieros de Boston. Las dos compañías norteamericanas mantuvieron una feroz lucha por el control del mercado telefónico estadounidense, desplegada en tres frentes: técnico, a través de la mejora de los aparatos telefónicos; jurídicos, respecto de la primacía de las patentes de Bell y Gray, y geográfico por el control del territorio norteamericano. En 1879 la patente de Bell fue reconocida por los tribunales de justicia como la única válida, quedando la Bell Telephone Company como la empresa autorizada a explotar dicha innovación tecnológica. Sin embargo, las dimensiones reducidas de la compañía hicieron que a la altura de 1881 fuese incapaz de hacer frente a la demanda del creciente mercado telefónico norteamericano. La adquisición de la Western Electric, la mayor fábrica de material eléctrico de los Estados Unidos, a la Western Union permitió a la Bell hacer frente al reto industrial que representaba el nuevo mercado telefónico. Vail, directivo de la Bell, fue el máximo responsable de la expansión de la compañía. En 1884 se resolvió, por medio de los cables de cobre, el problema técnico de los enlaces a larga distancia de las líneas telefónicas. En 1885, Vail aseguró la primacía de la sociedad matriz sobre sus filiales, mediante la constitución de una compañía dedicada a la construcción de las líneas telefónicas de larga distancia. Nacía así la American Telephone and Telegraph Company (ATT), creándose una situación de monopolio de hecho sobre el mercado telefónico estadounidense. En el ámbito local funcionaban pequeñas compañías telefónicas, basadas en capitales locales, que dependían absolutamente de la ATT para la conexión con la red nacional. De esta forma la Bell Telephone controlaba monopolísticamente el mercado. Tecnológicamente el control de la Bell se resolvió en dos etapas claramente diferenciadas: en un primer momento, mediante la compra de las nuevas patentes, que no eran utilizadas por la compañía para garantizar la rentabilidad de sus inversiones; después, mediante la constitución de los Laboratorios Bell, dedicados al desarrollo tecnológico en el campo de las telecomunicaciones, que alcanzaron en breve tiempo posiciones de liderazgo mundial. En enero de 1878 entraba en funcionamiento, en New Hawen -Connecticut-, la primera central telefónica estadounidense y se daban de alta los primeros abonados al nuevo servicio. En 1879 se inauguraba al público la primera línea telefónica de larga distancia entre Boston y Providence. Ese año 26.000 teléfonos estaban en servicio en los Estados Unidos; en 1881 más de 123.000 aparatos constituían la red telefónica. En 1884 se inauguraba la línea telefónica entre Boston y Baltimore.

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Desde los orígenes del teléfono dos grandes fenómenos se desarrollan de manera íntimamente relacionados: su tendencia a constituirse en red universal de comunicaciones y la preponderancia tecnológica, financiera e industrial de los Estados Unidos. Ya en el acta de creación de la ATT en 1885 se señalaba el objetivo futuro de enlazar telefónicamente los Estados Unidos con Canadá y México. Esta inicial aspiración fue una realidad plena a la altura de 1930, momento en el que existía una consolidada red telefónica internacional, que diseñaba los primeros pasos de un mercado mundial de las telecomunicaciones, avanzando por la senda abierta por la red telegráfica internacional. De la misma manera que la red mundial telegráfica había sido hegemonizada por Gran Bretaña, símbolo e instrumento de su preponderancia internacional durante la segunda mitad del siglo XIX hasta el estallido de la Gran Guerra, el predominio de los Estados Unidos en la construcción de la red telefónica mundial anticipaba el papel primordial que dicha nación iba a desempeñar de manera indiscutible con el estallido de la Segunda Guerra Mundial. En el período de entreguerras los Estados Unidos no sólo lograron superar su antigua dependencia en las conexiones telegráficas internacionales respecto de Gran Bretaña, sino que mediante su hegemonía en la industria telefónica consiguió afianzarse a posiciones de liderazgo en el naciente mercado mundial de las telecomunicaciones. El emblema de esta hegemonía fue la International Telephone and Telegraph (ITT), creada en 1920 por los hermanos Hernand y Sosthenes Behn. Una pequeña empresa que había sido constituida para la explotación de las redes telefónicas de Cuba y Puerto Rico, acabó, en un espacio de tiempo no superior a quince años, en la empresa líder de las telecomunicaciones internacionales. Su momento de despegue fue en 1925 cuando la ATT, como consecuencia de la aplicación de las leyes antitrust de los Estados Unidos, se vio obligada a vender a la ITT la International Western Electric, que monopolizaba la comercialización del sistema Bell en el exterior de los Estados Unidos, por 30 millones de dólares gracias a un préstamo del National City Bank y la Banca Morgan. Tras este acuerdo trascendental, la ITT contó con el apoyo financiero del National City Bank y de la Banca Morgan, con lo que la expansión internacional de la ITT, iniciada con la toma del control de la CTNE, fue inmediata y espectacular, sobre todo en Latinoamérica y Europa. "De una pequeña compañía con ambiciones regionales, se convirtió en un complejo totalmente integrado operador de redes y fabricante de material. Behn pudo desde entonces a la Ericsson y a la Siemens allá donde quisiera". Así en Europa la ITT penetró con fuerza, además del caso español, en Francia y en Alemania. Este último país sirvió de plataforma para su penetración en la Europa danubiana. En suma una hegemonía estadounidense del mercado mundial de las telecomunicaciones que enseguida demostró su importante derivación política, sobre todo a partir de 1945 cuando el concepto free flou of information se convirtió en la doctrina oficial estadounidense en materia de telecomunicaciones.

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1.1.1 Creador del teléfono. Se reconoce la paternidad del teléfono a Alejandro Graham Bell, quien lo patento en copropiedad con dos de sus amigos a quienes convenció para explotarlo, Gardiner Greene prominente abogado de Boston, y Thomas Sanders un rico comerciante en pieles; la U.S. Patent Office les expidió la patente # 174,465 el 3 de marzo de 1976, por unas pocas horas no le gano esa patente Elisha Gray que independientemente desarrollo un invento muy similar, lleno un reporte confidencial en la oficina de patentes referente a este invento que no había sido totalmente perfeccionado; Gray fue cofundadora de Western Electric que ya proporcionaba servicios de comunicación telegráfica en los E.U.A., empresa que ha sido uno de los mas importantes competidores de la empresa Bell System. En la Figura 2, se muestra a el creador del teléfono.

Figura 2. Se muestra el creador del teléfono.

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1.1.2 Las primeras líneas telefónicas. La primera línea telefónica fue instalada en 1877, cubriendo una distancia de tres millas; en ese tiempo Alejandro Graham Bell estuvo trabajando en el invento de transmitir sonido a pequeñas distancias a través de un haz luminoso lo que logro realizar en forma exitosa, puede considerarse que fue el precursor del uso de fibras ópticas tras las cuales se envían señales luminosas de láser que transmiten imágenes, datos y sonidos. El uso de teléfonos comerciales empezó en 1877, los clientes eran interconectados con cambios de clavijas y eran reconocidos por su nombre, fue en 1879 cuando se empezó a asignarles números gracias a que un medico de nombre A. Lowel del estado de Massachusetts sugirió se identificara a los clientes con dos letras y un sistema de cinco dígitos que perdura hasta la fecha, solo que ya solo se usan números, sin embargo los teléfonos en los Estados Unidos de América siguen teniendo letras y números. Originalmente Bell Company y sus grandes competidores Western Union y Western Bell como otros tres competidores menores, manejaban sistemas telefónicos incompatibles entre si, el primer sistema de marcado automático fue patentado en 1891 y el primer teléfono operado con monedas fue instalado en Hartford Connecticut en el año de 1900; seis años mas tarde combinando un bulbo de vacío de tres elementos inventado por el Dr. Lee De Forest pudieron amplificar las ondas de radio, Bell System compro los derechos de la patente indicada en 1913 y con ello construyo un sistema de larga distancia entre New York y San Francisco. En 1911 American Telephone y Telegraph AT&T adquirió el control de la Western Union y juntaron sus sistemas telefónicos, ya para 1918 Bell System tenia ya diez millones de subscriptores. En el año de 1927 se comunicaron por primera vez entre New York y Londres usando el sistema de radio de onda corta.- Las investigaciones relativas a la aplicación de la electrónica en la telefonía se iniciaron en 1936 en los laboratorios de la Bell y fueron perfeccionados en 1960 lo que se llama Electric Swiching Service (ESS).- Los primeros radioteléfonos en automóviles se pusieron en uso en 1946 en los E.U.A., en 1947 se empezaron a usar en telefonía la transmisión de radio de microondas.- Los primeros cables transatlánticos para la transmisión telefónica se tendieron en 1950.

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Capitulo II. Que es una red inalámbrica. 2. Aplicaciones de acceso inalámbrico. Un sistema de acceso local inalámbrico ésta compuesto por los siguientes elementos, los cuales se muestran en la Figura 3.

Figura 3. Sistema inalámbrico en bloques genéricos.

Terminal de radio, o estación de suscriptor. Estación de radio base. Un conmutador (switch) o dispositivo controlador de red para el propio sistema

de acceso inalámbrico. La red, a la cual el sistema inalámbrico proporcionara el acceso.

2.1 Radio terminal o estación del suscriptor La radio terminal es el elemento más visible del sistema. Este dispositivo lo lleva el usuario o lo localiza cerca de él. Dependiendo de la movilidad del suscriptor se tiene tres tipos de terminales: fija, móvil o portátil. La estación del suscriptor provee un solo circuito de acceso a la red pública conmutada, y las funciones que en ella se realizan son:

Convertir el mensaje del usuario de su forma original a una señal digital apropiada para su radiotransmisión

Establecer el acceso de radio a la red a través de la estación base Efectuar la transmisión de mensajes a la estación base sobre el canal de radio

designado. Esto generalmente es en dos sentidos. Esta estación des suscriptor cuenta con dos subsistemas adicionales: 1) fuente de poder y 2) la interfaz al usuario.

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Estos subsistemas se contemplan de manera separada debido a la dependencia existente al tipo de radio terminal utilizado al grado de movilidad asignada al suscriptor. En algunas configuraciones, la estación del suscriptor se conectaría vía cable o radio, o de las dos maneras, a otro suscriptor. En aplicaciones especiales se usaría un radio repetidor puro. Una red completa con este tipo de arquitectura en la cual los suscriptores forman una estructura de radio propia y la estación base asume de menor manera la función de central, también es posible y podría crecer como variación de una arquitectura de acceso inalámbrico genérica. Este tipo de sistemas se aplicaron en un ambiente militar.

2.1.2 Radio Base.

Generalmente es un transmisor-receptor multicircuito, el cual radia sobre un área llamada celda o sector. Este patrón de radiación se define por el tipo de antena que se usa en al estación base; si la antena es omnidireccional se habla de una celda y si la antena que se usa es direccional con un ancho de haz definido, se habla de una transmisión sectorizada.

Subsistemas funcionales:

Módulos de radio Banda base o procesador digital de señales Módulos de interfaces a la red Equipo común.

2.1.3 Controlador de red.

El controlador de red es el subsistema que controla las operaciones de todo el sistema de acceso inalámbrico. Aquí se determina la asignación de circuitos a usuarios individuales, monitoreo y control del desempeño del sistema, provee y controla las interfaces entre el sistema de acceso inalámbrico y la red externa; además, podría proporcionar otras funciones tales como handoff o localización vehicular (para sistemas móviles).

2.1.4 Red externa.

Las redes externas a las cuales el sistema inalámbrico podría conectarse son:

Red telefónica pública conmutada (PSTN) actualmente Red digital de servicios integrados (IDN o ISDN), en un futuro Red privada (MAN, LAN, WAN,etc.)

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Capitulo III. Diferentes tipos de sistemas. 3. WLL (Wireless Local Loop, Bucle de Abonado sin Hilos).

Es habitual oír hablar de WLL "Wireless Local Loop" o bucle de abonado sin hilos, englobando en este concepto otros sistemas de mayor capacidad como los de Acceso Radio Punto-Multipunto de Banda Ancha. En realidad es una cuestión de la capacidad de transmisión y no hay un límite oficial para separar unos de otros, podemos diferenciar como sistemas WLL aquellos que no alcanzan la capacidad de 2Mbps por enlace.

En la red telefónica, el loop local inalámbrico (WLL) es un término genérico empleado en sistemas que utilizan un enlace inalámbrico para conectar al suscriptor a su central telefónica local, en lugar de un cable de cobre, el cual sería la forma convencional de realizar esta conexión Figura 4.

Figura 4. Representación grafica del acceso alámbrico y inalámbrico. En esta figura se puede apreciar la relación que hay entre la conexión de la telefonía fija y la inalámbrica, de igual modo esta figura nos ayuda a ver como es que se conecta un acceso con el otro. Se observa que en la parte alámbrica primero se debe de marcar desde el telefono de casa después pasa por la caja terminal esta caja es la que esta colocada en el poste telefónico, después pasa a el gabinete de distribución el cual se encuentra en un gabinete mas grande que esta localizado en alguna banqueta en la colonia en que se encuentre la línea, de hay pasa a el frame de distribución este es u gabinete mas grande el cual se encarga de la distribución de alguna delegación o de algún sector asignado en particular este se conectara a la central, de la centrar se conecta

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a la centrar que da el servicio inalámbrico y esta mandara la señal a alguna de sus antenas y de hay por ultimo se conectara a la antena receptora que se tiene en el hogar u oficina y por ultimo llegara a el aparato telefónico. Como servicio, WLL se diseña para proveer servicio fijo a la planta telefónica (POTS), también, puede integrarse con otros servicios inalámbricos de alta o baja movilidad. El acceso local inalámbrico se puede manejar de tres formas deferentes: 1. En la configuración básica, un operador de red pública conmutada (PSTN) o un nuevo operador inalámbrico fijo, provee un acceso local inalámbrico desde su central telefónica al suscriptor local. Se emplea un teléfono estándar con una interfaz de radio frecuencia (RF). 2. Los operadores inalámbricos también participan en proporcionar WLL. Los operadores celulares tanto en Estados Unidos como en Europa, ofrecen servicios inalámbricos en el interior de edificios y residencias, los cuales presentan un menor costo, comparándose con el costo de la alta movilidad en telefonía celular. 3. En un futuro cercano, los operadores de PCS (Personal Call Service) podrían proporcionar servicio inalámbrico para servicio fijo, de movilidad media y movilidad alta. El desarrollo de WLL, es el resultado de las tendencias en el mercado de las telecomunicaciones de hoy:

- El incremento en la aceptación y la disponibilidad de redes inalámbricas. La gran disponibilidad de celulares y otras tecnologías inalàmbricas facilitan la aceptación de WLL.

- Tecnología y economía. El costo de implementación de WLL rápidamente se está acercando al costo de telefonía alámbrica fija. El decremento del costo de WLL se debe más que todo a los avances tecnológicos en el área de los sistemas digitales y al incipiente decremento en su costo de construcción. Otro factor importante es la mejora de las interfaces alámbricas/inalàmbricas.

- Liberalización del mercado. En países desarrollados, la apertura del mercado en el acceso local provee una oportunidad inmejorable de implementarse de manera inalámbrica. En países en vías de desarrollo, la apertura del mercado genera posibilidades a operadores y capital externo los cuales pueden ser un buen impulso para el desarrollo de WLL.

- Claridad. WLL provee oportunidades tanto a operadores de servicio como a vendedores de equipo.

Técnicamente se trata de utilizar una red de Estaciones Base que concentran el tráfico que le envían mediante radioenlaces los diferentes terminales instalados en los abonados.

Las Estaciones Base llevan dicho tráfico hasta la central de conmutación a través de las Redes de Transporte ya sea por fibra óptica o radioenlace.

Los operadores establecidos han implantado sus redes tras muchos años de despliegue de infraestructuras. La parte de la red que permite el acceso al abonado, lo que se conoce como "la última milla", se ha acometido tradicionalmente utilizando pares de

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cobre. Las liberalizaciones del mercado de las telecomunicaciones que han tenido lugar en los últimos años en muchos países y las nuevas licencias para operadores de servicios de telefonía fija, unido a la demanda de mayor ancho de banda, han sido los dos principales factores que han propiciado la aparición de nuevas tecnologías que optimicen el coste de "llegar" hasta el cliente.

Existe por tanto una necesidad de productos con los que el nuevo operador pueda acceder al usuario final con un despliegue rápido frente a los competidores y que garantice, no sólo los servicios clásicos de telefonía para POTS (Plain Old Telephone Service) sino también otros servicios más avanzados para Internet o telefonía digital como la RDSI (Red Digital de Servicios Integrados) ya sea BRA (Básico, dos canales) o PRA (Primario, treinta canales), o servicios de datos a velocidades de Nx64Kbps, superiores a las que hasta ahora se ofertaban. La solución para no utilizar cable ya sea cobre, coaxial o fibra óptica y evitar que se ralentice el despliegue de una Red de Acceso es utilizar un sistema vía radio aunque tampoco está exento de dificultades como la accesibilidad a las frecuencias por saturación del espectro, la instalación de torres de antenas en ciudades, o la consecución permisos de instalación en azoteas e interior de inmuebles.

3.1 Ventajas

En comparación a la alternativa de desplegar líneas de cobre, la tecnología WLL ofrece un sinnúmero de ventajas dominantes, las principales son:

· Despliegue más rápido: Los sistemas WLL se pueden desplegar en semanas o meses, en comparación a los meses o los años que se requieren para desplegar el alambre de cobre por encima o por debajo de la tierra. Esto puede significar ganancias más pronto y reducción del tiempo para el retorno de la inversión. Aún con costos más altos por suscriptor, asociados al equipo terminal y a las radios bases, el despliegue más rápido puede permitir un retorno más alto en la inversión. Desde el punto de vista social y político, acelera el proceso de desarrollo económico regional y local.

· Bajos costos de construcción: El despliegue de la tecnología WLL implica considerablemente menos construcción pesada que la necesaria para instalar líneas de cobre. Esos costos más bajos pueden ser más que compensados por los costos de equipo adicional asociados a tecnología WLL, pero, especialmente en áreas urbanas, puede haber un valor considerable si se evitan las interrupciones que regularmente exige el despliegue a gran escala de líneas de cobre.

· Bajo mantenimiento de la red: La gerencia y los gastos de explotación, especialmente en las áreas donde el despliegue de líneas de cobre tiene potencial de incertidumbre, son inferiores. El equipo sin hilos puede ser menos propenso a incidentes y menos vulnerable a saboteo, hurto o daño debido a los elementos naturales, humanos o animales. Por otra parte, el manejo de la red, incluyendo análisis de averías y la reconfiguración del sistema, puede ser conducido desde una localización centralizada. El resultado final son costos reducidos durante la vida útil de la red.

· Bajos costos de extensión de red: Una vez que la infraestructura WLL -la red de radio base y la interfaz a la red está en su lugar, los costos por incremento del número de

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suscriptores son muy bajos. Los sistemas WLL se diseñan para ser modulares y escalables, además de permitir que el ritmo de despliegue de la red se corresponda con la demanda, reduciendo al mínimo los costos asociados a la planta poco utilizada.

3.2 Arquitectura del Sistema WLL

3.2.1 Partes principales de una arquitectura WLL

Varias arquitecturas de red son posibles dentro del diseño del sistema WLL. Es de esperar que el servicio WLL sea una combinación de voz, video y datos. WLL apunta a las aplicaciones fijas, como ser el bucle de acceso local. El servicio puede ser continuo o discontinuo, y puede soportar una o múltiples células adyacentes. Las células pueden ser enlazadas por medio de líneas troncales inalámbricas o fibra óptica. La arquitectura de la red WLL consiste de cuatro partes principales:

· Centro de operación de red (NOC, Network Operations Center).

· Backbone.

· Estación Base (BS, Base Station).

· Equipo del usuario (CPE, Customer Premises Equipment).

3.2.1.1 Network Operation Center (NOC Centro de Operación de Red).

Toda la red WLL es administrada por el NOC, que provee una completa e integrada solución extremo a extremo en la red. El NOC se debe encargar de supervisar y configurar los componentes del sistema y su topología, administrar y reportar el estado de las alarmas y mediciones. Utiliza los requisitos administrativos de SNMP (Signaling Network Management Protocol) para proveerse de: interfaz grafica simplificada, administración de trayectorias y configuración superior, enrutamiento y restauración de aplicaciones, y excelente escalabilidad y flexibilidad. La plataforma esta diseñada para manejar todas las operaciones de provisión, administración y mantenimiento de los componentes del sistema inalámbrico y fibra, incluyendo el backbone y la conmutación en cada estación base. Los protocolos de transporte, administración de células y administración del ancho de banda de radio pueden ser soportados por el NOC. También esta integrado con el planeamiento de células para garantizar una administración comprensible y eficiente del espectro inalámbrico y asegurar que la información geográfica de LOS (Line Of Sight) esté fácilmente disponible para los operadores. También puede monitorear los niveles de la calidad del servicio de los usuarios, así también como la de los nuevos servicios basados en los requisitos de los usuarios.

3.2.1.2 Alternativas de Backbone.

El backbone es usado para conmutar el tráfico entre las células y para conectar las estaciones base por medio de troncales de fibra óptica o backhaul inalámbrico. Una configuración es punto a punto basado en una estrella, cuando un Concentrador central (Hub), es responsable de modular y demodular el volumen de tráfico agregado en una situación central y distribuirlo seguidamente como una señal analógica sobre un

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enlace de fibra a las estaciones base. Aunque este método es atractivo cuando el número de estaciones bases es pequeño, el costo del despliegue es significativo cuando el número de estaciones bases geográficamente dispersas que necesitan ser conectadas al Hub central es grande, y la confiabilidad de la red no es tan alta como en la siguiente alternativa. Otra alternativa es una configuración híbrida, que involucra anillos y conexiones de radio punto a punto, integrando la alta fiabilidad de la infraestructura de los anillos y la flexibilidad, portabilidad y el crecimiento modular de las conexiones de radio punto a punto.

3.2.1.3 Estación Base.

La estación base es donde ocurre la conversación desde el backbone hacia la infraestructura inalámbrica. El equipo de la estación base incluye la interfaz de red para la terminación del backbone, funciones de modulación y demodulación; y el equipo de transmisión y recepción generalmente ubicado encima de la terraza o en una torre. Las estaciones bases en un sistema WLL se despliegan para proveer la cobertura geográfica necesaria. Cada estación base se conecta a la red, bien por cable o por microondas. De esta manera, un sistema WLL se asemeja a un sistema celular móvil: cada estación base utiliza una célula o varios sectores de cobertura, manteniendo a los suscriptores dentro del área de cobertura y proporcionando conexión de retorno a la red principal. El área de cobertura es determinada por la potencia del transmisor, las frecuencias en las cuales la estación base y las radios terminales del suscriptor funcionan, las características locales asociadas de la propagación en función de la geografía local y del terreno, y los modelos de radiación de las antenas de la terminal de la estación base y del suscriptor. El número de estaciones bases depende de anticipar el tráfico para el cual se va a utilizar, la capacidad de sistema, la disponibilidad del sitio, el rango de cobertura que se va a proporcionar y las características de propagación local, además del ancho de banda a ser usado por la red WLL. En general, cuanto mayor es el ancho de banda disponible, mayor es la capacidad para desplegar la red.

3.2.1.4 Equipos de Usuario (CPE).

El equipo de usuario puede servir a una gran variedad de usuarios, desde pequeñas empresas hasta SOHO (Small Office, Home Office), unidades residenciales y unidades de múltiples viviendas (MDU, Multiple Dwelling Unit). El equipo puede proveer una combinación de servicios incluyendo dato, voz, video y un host de aplicaciones multimedia interactivos. Ubicado en el domicilio del usuario, el CPE (Customer-Premises Equipment) consiste de un modulo escalable, integrado por una unidad de RF y una unidad de interfaz de red (NIU, Network Interface Units, Unidad de Interfaz de Red). Como se ejemplifica en la figura 5.

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Figura 5.

3.3 Partes de otro tipo de arquitectura para el sistema WLL.

En la Figura 6, se muestran las partes de un sistema WLL utilizado en ecuador, asi como los nombres que le designan a los equipos. Y se explicarán a continuación el uso de algunos de estos.

Figura 6. Arquitectura utilizada en ecuador para el sistema WLL.

3.3.1 La Unidad de Suscriptor Fija (FSU)

Es una interfaz entre los dispositivos cableados del suscriptor y la red de WLL. Los dispositivos cableados con alambre pueden ser computadoras o facsímiles así como teléfonos. Varios sistemas utilizan otras siglas para el FSU tal como la unidad fija de acceso inalámbrico (WAFU), la unidad de radio del suscriptor (RSU), o la unidad de interfaz de red inalámbrica fija (FWNIU). El FSU realiza la codificación/decodificación del canal, modulación/demodulación y transmisión/recepción de la señal vía radio, según la especificación de interfaz de aire. En caso de necesidad, el FSU también realiza la codificación/decodificación en la fuente.

Cuando se usa un teléfono simple, el FSU puede realizar la función de generación de tono de marcado para los usuarios que no se enterarán que se trata de un sistema de

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WLL. El FSU también apoya los dispositivos computarizados para conectarse a la red usando módem de banda de voz o canales de datos dedicados.

3.3.2 Interfase de aire.

Un FSU está conectado con la estación base vía banda de radio que está a varios centenares de MHz o alrededor de 2GHz; se pueden utilizar antenas direccionales fijas de alta ganancia entre el FSU y la estación base, teniendo en cuenta la línea de vista (o por lo menos, cercana), así, la señal de WLL es un canal con ruido Gaussiano, lo que aumenta drásticamente la eficiencia del canal y la capacidad del sistema.

3.3.3 La estación base.

La estación base está implementada usualmente por dos partes, el sistema estación base transmisor-receptor (BTS) y el controlador estación base (BSC). En muchos sistemas, el BTS realiza la codificación/decodificación y la modulación/demodulación del canal así como la transmisión/recepción de la señal vía radio. El BTS también se refiere como el puerto de radio (RP) o la unidad transmisor-receptor de radio (RTU).

Un BSC controla uno o más BTS y proporciona una interfaz para el intercambio local (conmutación) en la oficina central. Un papel importante del BSC es transcodificar los códigos de fuente usados en redes alámbricas y el interfaz aéreo. De los roles mencionados, un BSC a menudo se denomina la unidad de control de puerto de radio (RPCU) o la unidad del interfaz entre el transcodificador y la red (TNU).

Los sistemas de WLL no necesitan ofrecer servicios básicamente móviles, sin embargo algunos sistemas proporcionan servicios móviles limitados. Por ejemplo, no hay registro de la localización del “home” y “visitor” (HLR/VLR) en un sistema WLL por lo que su arquitectura total puede ser más simple que la de los sistemas móviles.

3.4 Tipos de tecnologías.

Las plataformas WLL se pueden clasificar, según la tecnología que utilizan: aquellas que se basan en protocolos analógicos móviles, con la desventaja de tener limitaciones para servicios avanzados, las basadas en protocolos digitales móviles, GSM, TDMA, CDMA, las basadas en inalámbricos como DECT, CT-2, y, por último y de forma mucho más minoritaria y menos difundida, las soluciones propietarias de algunos fabricantes. Es habitual oír hablar de WLL "Wireless Local Loop" o bucle de abonado sin hilos, englobando en este concepto otros sistemas de mayor capacidad como los de Acceso Radio Punto-Multipunto de Banda Ancha. En realidad es una cuestión de la capacidad de transmisión y no hay un límite oficial para separar unos de otros, podemos diferenciar como sistemas WLL aquellos que no alcanzan la capacidad de 2 Mbps por enlace. Técnicamente se trata de utilizar una red de Estaciones Base que concentran el tráfico que le envían mediante radioenlaces los diferentes terminales instalados en los abonados.

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El sistema WLL ha incorporado varios tipos de tecnologías inalàmbricas, a condición de que su uso principal sea en áreas rurales. Una comparación se puede realizar con diferentes tecnologías típicas. Los diferentes ambientes donde WLL puede ser implantado, depende de la capacidad de tráfico a manejar del sistema y la distancia a la cual se encuentra localizado el usuario (directamente relacionado con la densidad de población). Por lo tanto, los ambientes en los cuales se aplica el acceso inalámbrico pueden ser: urbano, suburbano y rural. Figura 7.

Figura 7. Ambientes diferentes.

En sistemas de acceso inalámbrico fijo se deben optimizar las siguientes características:

El máximo rango de sistema y la capacidad de las estaciones base deben ser grandes. De esta forma, se logra bajar los costos para cada hogar lo más posible y minimizar las entradas de costos para los operadores.

El costo de conexión por usuario debe ser bajo, esto significa que debe ser menor que el costo en sistemas celulares y que el sistema alámbrico normal.

El sistema debe ser capaz de operar en pequeñas celdas, para servir en áreas de mayor densidad de población.

Debe soportar una red de servicios integrados (ISDN) y cuando sea necesario proveer servicios de voz y datos.

La transmisión debe ser segura, dándole al usuario confidencialidad cuando realice su llamada. El sistema también debe incluir autenticación para prevenir el uso fraudulento.

Convencionalmente debe usarse conmutación digital fija. Esto permite a los operadores explotar el mercado competitivo de conmutación digital para obtener mejores precios y extenderse en un amplio rango de servicios prestados al usuario.

CTI (Computer Telephony Integration). CT2 corresponde a "Teléfono Sin Cables de Segunda Generación.

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3.4.1 DECT (Digital European Cordless Telephony, Estándar de Telefonía Doméstica de Entorno Europeo).

Es una tecnología de acceso su objetivo a cubrir por el estándar DECT, propuesto inicialmente en los 80 por el CEPT, fue el de desarrollar un estándar basado en tecnología radio digital con el fin de mejorar algunos aspectos no resueltos por las tecnologías inalámbricas de la época, como eran fundamentalmente la calidad de la comunicación, la protección frente a escuchas y la interferencia radio de otros teléfonos próximos. Se concebía, por tanto, como un estándar de telefonía doméstica de entorno europeo, concepción a la que se debe el desglose original del acrónimo DECT (Digital european cordless telephony).

Para cuando el estándar fue concluído, en 1992, y publicado por ETSI como organismo sucesor de CEPT, el ámbito de aplicación había ya excedido ampliamente la idea original para entrar en otras aplicaciones. Desde 1993, los países de la Unión Europea debieron asignar frecuencias específicas para aplicaciones sobre esta tecnología que ha trascendido el ámbito europeo para estar adoptada en estos momentos en 24 países de todo el mundo y en proceso de estandarización en otros 12 más. Ello, unido a las posibilidades que aporta la tecnología en cuanto a aplicaciones que exceden la simple telefonía, ha obligado a redefinir el contenido del acrónimo DECT (Digital enhanced cordless telecommunications).

3.4.1.1 El estándar DECT.

El estándar DECT define una tecnología de acceso radio para comunicaciones inalámbricas. Como tal, define el camino radio, sin entrar en el o los elementos de conmutación de red que se utilicen, que variarán en función de la aplicación. El estándar soporta desarrollos mono y multicélula, mono y multiusuario. Conceptualmente, da lugar a sistemas de comunicaciones sin hilos full-dúplex similares a los "celulares" que son ya ampliamente conocidos, estando la principal diferencia en que DECT está optimizado para coberturas locales o restringidas con alta densidad de tráfico.

La tecnología DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications que, traducido al español, es: Telecomunicaciones Digitales Mejoradas e Inalámbricas) nació como una iniciativa europea para normalizar y mejorar la transmisión inalámbrica de la voz en telefonía fija. Actualmente esta tecnología se usa en todo el mundo.

Generalmente, estos dispositivos constan de una base que se conecta a la roseta telefónica y se encarga de transmitir la voz de unos telefonillos a otros de forma inalámbrica y de varios telefonillos individuales que no necesitan conectarse a la línea telefónica ya que reciben la voz de forma inalámbrica desde la base

Tanto la base como los telefonillos cuentan con un dispositivo base cargador que se conecta a la red y recarga las baterías de los telefonillos/base.

Por lo general una base es capaz de gestionar hasta 5 ó 6 telefonillos, lo que suele ser suficiente para dar servicio telefónico a una casa bastante grande.

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Con solo pulsar dos teclas se puede establecer una comunicación interna entre dos telefonillos cualesquiera de la red interna. Estas llamadas son evidentemente gratuitas. Y desde cualquier telefonillo se puede llamar al exterior a través de la base.

El alcance inalámbrico de esta tecnología no es desdeñable, de 50 a 200 metros dependiendo de si hay muchas paredes de por medio o, por el contrario, hay visión directa entre un telefonillo y la base. Esto hace que algunas veces se pueda compartir una conexión telefónica entre varios pisos de un mismo bloque, o incluso de un bloque de pisos a otro no muy lejano.

Los teléfonos inalámbricos digitales DECT operan en la banda de frecuencias de 1,88 a 1,90 GHz. De esta manera no hay interferencias entre esta tecnología y la tecnología wifi de transmisión inalámbrica de datos, que suele operar en la banda de 2,4 GHz. Tampoco hay interferencias con la telefonía móvil GSM que opera en la banda de 0,9 y 1,8 GHz. Se muestra en la figura 8. Un equipo telefónico inalámbrico.

Figura 8. Equipo telefónico inalámbrico.

3.4.2 LMDS (Local Multipoint Distribution Service, Sistema de Distribución Local Multipunto).

LMDS o Local Multipoint Distribution Service (Sistema de Distribución Local Multipunto) es una tecnología de conexión vía radio inalámbrica que permite, gracias a su ancho de banda, el despliegue de servicios fijos de voz, acceso a internet, comunicaciones de datos en redes privadas, y video bajo demanda.

Del nombre de la tecnología se dice que es "Multipunto", que quiere decir que se hace una transmisión vía radio hacia múltiples instalaciones de abonado desde un sólo punto, la estación base, mientras que desde los abonados a la base se hace de manera punto a punto. Una base puede tener varios sectores, y cada sector, un área de cobertura del sistema multipunto.

Está concebida de una manera celular, esto es, existen una serie de antenas fijas (no móviles) en cada estación base, que son los sectores que prestan servicio a determinados núcleos poblacionales (usuarios agrupados geográficamente dentro de una determinada zona de cobertura), lo cual resulta muy apetecible para las operadoras, puesto que se evitan los costosos cableados de fibra óptica o de pares de cobre necesarios para dar cobertura a zonas residenciales/empresariales. Así por ello, es muy fácil y rápido desplegar esta tecnología por la zona, ya que sólo requiere de una o varias estación base, de antenas colocadas estratégicamente en los emplazamientos de las estaciones base, y

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de circuitos troncales punto a punto para interconectar las bases entre sí, asegurando la escalabilidad de la red montada según demanda geográfica o de mercado.

No obstante, cada vez está siendo más utilizada la tecnología portátil WiMAX, que no necesita teléfono móvil y funciona con LMDS.

3.4.2.1 Características del LMDS.

LMDS usa señales en la banda de las microondas, en concreto la banda Ka (en torno a los 28 Ghz)(y además dependiente de las licencias de uso de espectro radioeléctrico del país), por lo que las distancias de transmisión son cortas (a esto se debe la palabra "Local" en el nombre de la tecnología), a tan altas frecuencias la reflexión de las señales es considerable (nótese que la banda Ka, es la banda del espectro usado para las comunicaciones satelitales). Pero también en muchos países europeos, se trabaja en 3,4 - 3,5GHz

A continuación, una Tabla 1 con las bandas de frecuencia (van separados en dos bloques, ya que usan unas N secciones de frecuencia para usar en total un ancho banda X) que son las asignadas por la FCC (Federal Communications Commision), y que se pretenden que sea el estándar:

Tabla 1. Muestra las frecuencias de las bandas A y B.

Bloque A Bloque B Frecuencias->BW usado Frecuencias->BW usado 27,500 - 28,350 GHz->850 MHz 31,000 - 31,075 GHz->75 MHz 29,100 - 29,250 GHz->150 MHz 31,225 - 31,300 GHz->75 MHz 31,075 - 31,225 GHz->150 Mhz Total BW del Bloque A: 1150 Mhz Total BW del Bloque B: 150 Mhz

Como se comentó antes, la reflexión en las señales de alta frecuencia es enorme, ya que son incapaces de atravesar obstáculos, cosa que sí es posible con las señales de baja frecuencia; debido a esto, desde la estación base hasta la antena de abonado ha de estar totalmente libre de obstáculos o no habrá servicio. Puesto que es lógico pensar, la orografía/geografía de la zona en la que hay que desplegar la tecnología LMDS desempeña un papel muy importante a tener en cuenta. En general, pueden formarse unas zonas de sombra (zonas "imposibles" de ofrecer servicio), pero éstas se pueden paliar con la colocación estratégica de las estaciones base/antenas para que una misma zona tenga acceso a varias células y también mediante el uso de amplificadores y reflectores.

Otro problema a tener en cuenta es la derivación de la energía de la señal transmitida en la molécula de agua (recordemos que estamos hablando de microondas), por lo que la potencia de la señal se reduce. Este efecto se palía mediante la subida de la potencia entregada o la reducción del tamaño de la célula.

Esta interacción con la molécula de agua, invita a pensar que en condiciones lluviosas el servicio LMDS se cae, y es cierto; es lo que se le denomina en inglés "rainfall" (caída por lluvia) y para conseguir que el usuario reciba señal en estas condiciones se usa la

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corrección de errores hacia adelante, la adaptación dinámica de potencia y la adaptación dinámica de la modulación usada 3.4.2.2 Datos técnicos.

Distancia de enlace: desde los 100 m hasta 35 km (dependiendo de la sensibilidad de las unidades de abonado y la calidad de servicio a ofrecer. Los sistemas de comunicación LMDS en la banda de 3,5 GHz tienen la ventaja de no verse afectados por la niebla, la lluvia o la nieve.

Modulación: se usa generalmente QAM o QPSK.

Régimen binario: hasta 8 Mbps (no concretado, en algunas fuentes nombran hasta 45 Mbps).

Metodología de acceso: FDD, FDMA, TDD, TDMA y FH (frequency hopping).

Protocolo de Transporte: celdas ATM, PPP y Ethernet por el aire.

3.4.2.3 Topología de Red.

En el diseño de sistemas LMDS son posibles varias arquitecturas de red distintas. La mayoría de los operadores de sistemas utilizarán diseños de acceso inalámbrico punto – multipunto, a pesar de que se pueden proveer sistemas punto-a-punto y sistemas de distribución de TV con el sistema LMDS. Es de esperarse que los servicios del sistema LMDS sean una combinación de voz, datos y video. La arquitectura de red LMDS consiste principalmente de cuatro partes: centro de operaciones de la red (NOC), infraestructura de fibra óptica, estación base y equipo del cliente (CPE).En la Figura 9 se muestra la topología de la red LMDS.

Figura 9. Topología de la Red LMDS con infraestructura de fibra.

FDMA es un acrónimo inglés que significa Frequency Division Multiple Access, que traducido al español es Tecnología de accesso múltiple por división de frecuencias, que corresponde a una tecnología de comunicaciones usado en los teléfonos móviles de redes GSM.

TDMA son las siglas de Time Division Multiple Access. Tecnología que distribuye las unidades de información en ranuras ("slots") alternas de tiempo, proveyendo acceso

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múltiple a un reducido número de frecuencias. TDMA es una tecnología inalámbrica de segunda generación que brinda servicios de alta calidad de voz y datos.

FDD. Un disco flexible o disquete es un dispositivo de almacenamiento de datos formado por una pieza circular de material magnético, fina y flexible (de ahí su denominación) encerrada en una carcasa de plástico cuadrada o rectangular. Los disquetes se leen y se escriben mediante una disquetera (o FDD, del inglés Floppy Disk Drive).

PPP. Point-to-point Protocol, es decir, Protocolo punto a punto, es un protocolo de nivel de enlace estandarizado en el documento RFC 1661. Por tanto, se trata de un protocolo asociado a la pila TCP/IP de uso en Internet. Más conocido por su acrónimo: PPP. 3.4.3 La tecnología LMDS a 26 GHz. L Local: El LMDS se basa en una infraestructura de estaciones base emisoras de ondas de radio en la banda de 26 Ghz, que proporcionan cobertura a todos los clientes en un radio de hasta 5 Km como se muestra en la figura . M Multipunto: Una estación base de radio puede gestionar las comunicaciones bidireccionales de hasta 4.000 usuarios. D Distribución: Distribuye a cada usuario hasta 8 Mbps, 240 veces más velocidad que una línea telefónica convencional S Servicio: Servicios de voz, datos y vídeo, combinados con diferentes velocidades de comunicación y asignación dinámica del ancho de banda. En la figura 10 se ve el enlace de LMDS, como nos podemos dar cuenta para poder realizar un enlace de este tipo tenemos que tener una línea de vista esto quiere decir que no nos debe de obstruir nada en el paso de la señal.

Figura 10 Esquema de enlace de LMDS.

3.4.3.1 Seguridad de transmisión. Para dotar de seguridad a las comunicaciones vía radio a través de la tecnología LMDS, se utiliza un módulo de encriptación de datos. Así, todos los datos transmitidos entre las diferentes sedes conectadas viajan encriptados a través de la red nacional LMDS de Claranet. Cualquier información, incluido los mensajes de Control de Acceso al Medio (MAC) que se manden

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desde la BS o NT, son encriptados mediante este sistema. Este módulo trabaja con la tecnología de transporte ATM, por lo que resulta transparente a cualquier protocolo que se utilice por encima de esta capa. Los servicios de seguridad suministrados son: 1. Autentificación Cada vez que se intenta un acceso MAC o una solicitud de ancho de banda se produce una encriptación de esta información. La validación del usuario se produce con una clave para cada puerto almacenado en la NT. Esta clave viene preestablecida de fábrica y puede modificarse a la hora de configurar y poner en marcha el equipo. 2. Control de Acceso Usando una clave falsa en la interfaz radio conllevaría un cálculo erróneo del CRC en la parte receptora, con lo que el paquete de datos se descartaría en la interfaz AAL5. 3. Confidencialidad Está asegurada mediante la utilización de claves que no se pueden leer o copiar por otras personas. 4. Integridad de los Datos en la interfaz radio Se asegura por el CRC, ya que la modificación de los datos sólo es posible en tiempo real. 5. Imposibilidad de Rechazo Sólo se rechazan aquellos paquetes que una clave que no sea válida y que por lo tanto no provengan del equipo NT. 6. Dependencia del tiempo Ya que el tiempo es parte de la función de encriptación, tratar de desencriptar mensajes en otro momento que no sea en tiempo real, llevaría al sistema a rechazar el paquete. El sistema LMDS utilizado por Claranet utiliza encriptación en la trama radio propietaria de Alcatel. El objetivo de la encriptación utilizada en el enlace radio LMDS es la de garantizar tanto al usuario final conectado a la estación terminal LMDS (NT) como al proveedor de servicio a través de la estación base (BS) de que no sea posible el uso del enlace sin autorización. La encriptación consiste en modificar los datos antes de realizar la transmisión utilizando un algoritmo secreto conocido sólo por el transmisor y el receptor de la información. La modificación de la trama radio es realizada en base a cada byte transmitido, añadiendo un byte adicional en el proceso de encriptación y eliminándolo en el proceso de desencriptación. El proceso de encriptación se realiza sobre toda la información del usuario final, ya sean tanto servicios de líneas dedicadas, como servicios de tráfico de datos. La encriptación posibilita, por tanto: Autenticación La estación terminal LMDS debe probar a la estación base LMDS de que es en realidad la estación terminal LMDS “A” admitida en red (en la solicitud de registro y solicitud de ancho de banda, etc.). A su vez la estación base LMDS se asegura que el mensaje viene de la estación terminal LMDS “A”(registro y solicitud de ancho de banda, etc.).Integridad de los datos. Permite que la estación base esté segura de que el mensaje recibido de la estación terminal LMDS “A”no ha sido modificado (y posteriormente retransmitido vía radio) por un tercero, o que un tercero está haciendo las veces del terminal “A” una vez abierto el enlace, dado que la red LMDS no permite la instrucción. Una estación terminal LMDS está segura de que sólo la estación base LMDS a la que está conectada puede leer el mensaje que ella envía. A su vez, una estación terminal LMDS está segura de que nadie puede escuchar los mensajes que le envía la estación base LMDS.

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Time-stamping Un mensaje transmitido en el tiempo t no es válido para el intervalo de tiempo t+1. Esto garantiza que el mensaje utilizado por “A” para entrar en la red o para hacer un requerimiento de ancho de banda no puede ser usado por un tercero 3.4.4 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,Modulación por división ortogonal de frecuencia). La modulación por división ortogonal de frecuencia, en inglés Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), también llamada modulación por multitono discreto, en inglés Discreet Multitone Modulation (DMT), es una modulación que consiste en enviar la información modulando en QAM o en PSK un conjunto de portadoras de diferente frecuencia. Normalmente se realiza la modulación OFDM tras pasar la señal por un codificador de canal con el objetivo de corregir los errores producidos en la transmisión, entonces esta modulación se denomina COFDM, del inglés Coded OFDM. Debido al problema técnico que supone la generación y la detección en tiempo continuo de los cientos, o incluso miles, de portadoras equiespaciadas que forman una modulación OFDM, los procesos de modulación y demodulación se realizan en tiempo discreto mediante la IDFT y la DFT respectivamente. Es un método de modulación digital en el cual cada señal se separa en varios canales de banda angosta a diferentes frecuencias. La tecnología se concibió inicialmente en los años 60 y 70 durante investigaciones para minimizar la interferencia entre canales cercanos uno al otro en frecuencia. En algunos aspectos, el OFDM es similar a la multiplexación por división de frecuencia tradicional (FDM), con la diferencia básica siendo la forma en que las señales se modulan y remodulan. La prioridad se le da a la minimización de interferencia o cruce entre los canales y símbolos en flujo de datos. Se le da menos importancia al perfeccionamiento de los canales individuales. La tecnología se presta para el envío de señales de televisión digital, y también se está considerando como una forma de obtener transmisión de datos a alta velocidad sobre las líneas convencionales de teléfono 3.4.4.1 Características de la modulación OFDM. La modulación OFDM es muy robusta frente al multitrayecto, que es muy habitual en los canales de radiodifusión, frente a los desvanecimientos selectivos en frecuencia y frente a las interferencias de RF. Debido a las características de esta modulación, las distintas señales con distintos retardos y amplitudes que llegan al receptor contribuyen positivamente a la recepción, por lo que existe la posibilidad de crear redes de radiodifusión de frecuencia única sin que existan problemas de interferencia.

3.4.5 WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access, Interoperabilidad Mundial para Acceso por Microondas).

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access, Interoperabilidad Mundial para Acceso por Microondas) es un estándar de transmisión inalámbrica de datos

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(802.MAN) proporcionando accesos concurrentes en áreas de hasta 48 kilómetros de radio y a velocidades de hasta 70Mbps, utilizando tecnología que no requiere visión directa con las estaciones base.

Integra la familia de estándares IEEE 802.16 y el estándar HyperMAN del organismo de estandarización europeo ETSI. El estándar inicial 802.16 se encontraba en la banda de frecuencias de 10-66 GHz y requería torres LOS. La nueva versión 802.16a, ratificada en marzo de 2003, utiliza una banda del espectro más estrecha y baja, de 2-11GHz, facilitando su regulación. Además, como ventaja añadida, no requiere de torres donde exista enlaces del tipo LOS sino únicamente del despliegue de estaciones base (BS) formadas por antenas emisoras/receptoras con capacidad de dar servicio a unas 200 estaciones suscriptoras (SS) que pueden dar cobertura y servicio a edificios completos. Su instalación es muy sencilla y rápida (culminando el proceso en dos horas).

Esta tecnología de acceso transforma las señales de voz y datos en ondas de radio dentro de la citada banda de frecuencias. Está basada en OFDM, y con 256 subportadoras puede cubrir un área de 48 kilómetros permitiendo la conexión sin línea vista, es decir, con obstáculos interpuestos, con capacidad para transmitir datos a una tasa de hasta 75 Mbps con una eficiencia espectral de 5.0 bps/Hz y dará soporte para miles de usuarios con una escalabilidad de canales de 1.5MHz a 20MHz. Este estándar soporta niveles de servicio (SLAs) y calidad de servicio (QoS).

WiMAX se sitúa en un rango intermedio de cobertura entre las demás tecnologías de acceso de corto alcance y ofrece velocidades de banda ancha para un área metropolitana.

El estándar del 802.16-2004 del IEEE (el cuál revisa y reemplaza versiones del IEEE del 802.16a y 802.16d) es diseñado para el acceso fijo que el uso modela. Este estándar puede ser al que se refirió como "fijo inalámbrico" porque usa una antena en la que se coloca en el lugar estratégico del suscriptor. La antena se ubica generalmente en el techo de una habitación o en el mástil, parecido a un plato de la televisión del satélite. 802.16-2004 del IEEE también se ocupa de instalaciones interiores, en cuyo caso no necesita ser tan robusto como al aire libre. El estándar 802.16-2004 es una solución inalámbrica para acceso a Internet de banda ancha que provee una solución de clase ínter operable de transportador para la última milla. WiMAX acceso fijo funciona desde 2.5GHz autorizado, 3.5GHz y 5.8GHz exento de licencia. Esta tecnología provee una alternativa inalámbrica al módem cable y las líneas digitales de suscriptor de cualquier tipo (xDSL).

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Capitulo IV. CONCLUSIONES.

Este trabajo consto de una investigación en varios artículos y algunos libros, gracias a todo esto nos podemos dar cuenta de la importancia de la telefonía fija como un medio de comunicación el cual es indispensable en varias partes del mundo, y con ello nos dimos cuenta de cómo es que se puede establecer una comunicación telefónica fija, la arquitectura de esta y los medios que la constituyen, con esto también podemos darnos cuenta de cómo es que evoluciona la red y hacia donde se dirige la telefonía fija para poder brindar mas servicios a los usuarios.

Con todo esto nos podemos dar cuenta de que la telefonía fija evoluciona a grandes pasos ya que ahora se esta empezando a disputar en el área de unas redes inalámbricas las cuales bajaran costos de instalación y con esto se podrán brindar varios servicios y poder cubrir la necesidad de varios usuarios.

El sistema inalámbrico fijo es una solución económica y efectiva para suministrar conectividad a clientes residentes en centros urbanos y zonas rurales que no cuentan con red telefónica física.

La telefonía moderna tiende a realizarse por sistemas que no requieren cableados como los utilizados tradicionalmente, esto proporciona beneficios en cuanto a costos de tarifas por llamada, instalación y la ventaja de conservar el número aún cuando nos mudamos sin las demoras que acarrea la instalación de una nueva línea.

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Acrónimos.

PDA.- (Personal Digital Assistant, Asistentes Digitales Personales) OFDM.- (Modulación por división ortogonal de frecuencia). WiMAX.- (Worldwide Interoperability for Microwave Access, Interoperabilidad Mundial para Acceso por Microondas) HyperMAN.- ETSI.- (European Telecommunications Standards Institute, Organismo Europeo de Normalización). SLAs.- QoS.- (Quality of Service, Calidad de Servicio). RDSI.- (Red Digital de Servicios Integrados). POTS.- (Plain Old Telephone Service, Servicios clasicos de telefonia). BRA.- (Básico, dos canales). PARA.- (Primario, treinta canales). WLL.- (Wireless Local Loop, Bucle de Abonado sin Hilos). WLANA.- (Wíreless Local Area Network Alliance, Alianza de Redes Inalámbricas de Área Local). WLAN.- (Wíreless Local Area Network, Redes Inalámbricas de Área Local). WEP.-(Wired Equivalent Privacy, Intimidad Equivalente a las de las Redes de Cable). LAN.- (Local Area Network, Redes de Área Local). RF.- (Radio Frecuencia). IR.- (Infrarrojo) IEEE.- (Institute of Electrical and Electronics Engineers, Organización Profesional en la que se incluyen Ingenieros y Científicos en el área de la electrónica que desarrolla, entre otras, la serie de normas 802.X para redes de área local). NOC.- (Network Operation Center, Centro de Operación de Red) MAC.- (Control de Acceso al Medio). FSU.- (Unidad de Suscriptor Fija). WAFU.- (Unidad Fija de Acceso Inalámbrico). RSU.- (Unidad de Radio del Suscriptor). DECT.- (Digital European Cordless Telephony, Estándar de Telefonía Doméstica de Entorno Europeo). LMDS.- (Local Multipoint Distribution Service, Sistema de Distribución Local Multipunto). OFDM.- (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, Modulación por división ortogonal de frecuencia). WiMAX.- (Worldwide Interoperability for Microwave Access, Interoperabilidad Mundial para Acceso por Microondas).

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Bibliografía.

• Luis Alfonso Rodríguez V. "Curso Práctico de electrónica digital" Tomo 3 Tecnología aplicada. 1ra edición. Buenos Aires, Argentina 1999

. IEEE Comunicaciones. "Servicios de Comunicaciones Personales", Vol.

34 No. 3,9,12. 1996

• Sistemas de Comunicación Personal y Tecnologías Digitales Inalámbricas - CINTEL. Santa Fe de Bogotá, septiembre de 1996