Desarrollo celular en una “Nutshell”

La palabra en inglés “Nutshell” significa capa exterior de una nuez, pero es usada en expresiones de ese idioma para determinar que el tópico que la acompaña será un breve resumen o que destacará los aspectos relevantes de un tema más amplio. En éste particular, me refiero a la evolución de las redes celulares.

Partes de una red celular: Únicamente para proveer términos de referencia en este documento y recordando que existen de una manera más formal y académica otros nombres que designan las partes de una red celular, los que aquí usaré probablemente serán un poco diferentes. Red de acceso: Son las antenas y los controladores de las mismas, que se encargan de aplicar las reglas de control de acceso y gestión de recursos en la interfaz de aire. Red de voz: Conformada por centrales de conmutación que se encargan de transportar y controlar comunicaciones por circuitos dentro o fuera de la red, se interconectan con redes de telefonía fija o móvil y con plataformas de servicios locales. Red de datos: Conformado por centrales de conmutación que se encargan de transportar y controlar comunicaciones por paquetes dentro y fuera de la red, se interconectan con Internet y servidores de aplicación locales y remotos. Bases de datos de usuarios: almacenan la información de los servicios asociados a cada línea o usuario. Plataformas de servicios locales: Enriquecen el servicio de voz p.e. Buzón de mensajes, SMS, Servicios de localización, ETC. Servidores de aplicación locales y remotos: Enriquecen el servicio de datos p.e. Servidores de IPTV y Servidores de correo. Centro de gestión: Monitoriza, supervisa y almacena métricas de todo el conjunto.

1ra Generación celular: Concebida casi exclusivamente para el servicio de voz, contaba con la red de acceso, la red de voz, las bases de datos de usuario y un centro de gestión. Fue antecedida por la tecnología analógica celular conocida como AMPS. El servicio estaba destinado a llamadas de voz y algunas plataformas de servicios locales. Desempeño de datos típico de 9,6Kbps. Dos principales estrategias de acceso GSMA y CDMA.

2da Generación celular: Se mantiene la misma arquitectura de la 1ra generación, conserva las estrategias de acceso (GSMA y CDMA) y se adiciona una red de datos dedicada, bajo un nombre de servicio, GPRS. Las llamadas de voz se enriquecieron con más plataformas de servicio locales. Desempeño de datos GSM hasta 85,6Kbps y CDMA hasta 153.6Kbps (CDMA200-1X). Para alcanzar mejor desempeño se habilita la agrupación de recursos en la interfaz de aire y la utilización de distintos esquemas de codificación.

2.5 Generación celular: Adición exclusiva para el servicio de datos que se conoció como EDGE, que usa una modulación avanzada y el aumento del número de recursos que se pueden agrupar en la interfaz de aire, el desempeño de datos teórico aumentó hasta 473Kbps. La arquitectura general se mantiene.

3ra Generación celular: Se produce un cambio en la red de acceso en sistemas GSM, se adopta la estrategia WCDMA y se propuso un despliegue por fases, la última fase llamada HSPA (HSDPA y HSUPA) que teóricamente permitía desempeños de hasta 14.4Mbps en descarga. Para sistemas CDMA se creó el estándar 1xEV-DO Rev A y B (dos fases de implementación) aumentando la eficiencia espectral reduciendo latencias y alcanzando desempeño de datos hasta de 2,4Mbps.

4ta Generación celular: LTE introduce otro cambio en la red de acceso, se adopta una nueva estrategia de acceso OFDMA para la comunicación de bajada (Estación base-Móvil) y SC-FDMA para la comunicación de subida (Móvil-Estación base) igualmente se reduce el número de elementos que componen la red de acceso; desaparecen los controladores de estaciones base y se propone el primer cambio desde la primera generación celular en la red de voz y datos, aparece el nuevo núcleo de red conocido como EPC (Evolved packet core). Igualmente emerge la tecnología WIMAX con una arquitectura de red plana (menos elementos) similar a LTE y se habla de desempeños de red de 63 hasta 100 Mbps.

Más allá de 4G: IMT2000 cimentó el marco dentro del cual se han propuesto los desarrollos en tecnología celular desde la 3G. Ahora la ITU propone un nuevo marco de referencia conocido como IMT-Advance que busca estandarizar y proponer prácticas que permitan a los operadores ofrecer servicios de multimedia avanzados con mejores desempeños. Entre los objetivos generales están:

•Un alto grado de universalidad, flexibilidad y eficiencia
•Un elevado grado de experiencia del usuario, con aplicaciones y equipos más amigables.
•Total integración de todas las tecnologías de acceso y un cubrimiento global (Roaming)
•Desempeños de descarga en la red de datos de 100Mbps para usuarios con alta movilidad y hasta 1Gbps para usuarios de baja movilidad.