• Author / Uploaded
• Wilson Gualteros

Citation preview

Sistemas avanzados de transmisión II

Fase 3: aplicar métodos de solución en acceso inalámbrico con tecnología LTE

Presentado a: Ivan Gustavo Pena

Estudiante: Oscar Perdomo Olarte Código:80216080

Grupo: 208002

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA ABRIL DE 2020

Table of Contents INTRODUCCIÓN............................................................................2 Desarrollo....................................................................................2 Punto 1.1..................................................................................2 Punto 1.2..................................................................................3 Punto 1.3..................................................................................5 Punto 2 Enunciado......................................................................6 Punto 2.1..................................................................................6 Conclusiones................................................................................8 Bibliografía...................................................................................8

INTRODUCCIÓN Para todo ingeniero de telecomunicaciones debe quedar claro la evolución de la red móvil, el cómo empezó todo con las simples líneas de transmisión de llamadas análogas por un cable desde los tiempos de Alexander Graham Bell hasta la factible evolución hacia las redes 5G que tanta polémica han tenido respecto a lo invasivas que se proponen y las bandas de frecuencias a utilizar que aún están bajo estudio para determinar si son dañinas o no, en el presente trabajo se estudia dicha evolución (por lo menos en sus últimos 3 evoluciones) además

se

estudia la implementación de las redes 4.0 y el estándar WIMAX. Desarrollo Punto 1.1 Pregunta: Realice una breve descripción o argumentación de los aspectos más importantes de las “WMAN (Estándar IEEE 802.16 /WiMAX)”, como son: capacidades, velocidad, cobertura, servicios y otros que así usted considere importante. Solución: Luego de haber leído las referencias y complementado con el texto (“(No Title),” n.d.-a) es importante aclarar las diferencias entre WIMAX ( traducción al español como interoperabilidad mundial para el acceso a microondas) y el estándar 802.16, pues bien, WIMAX hace referencia al consorcio de empresas que se encargan de la interoperabilidad y el mantenimiento del estándar 802.116, dentro de WIMAX hay más de 300 empresas y consorcios como lo es Nokia, Ensemble, Intel entre muchos otros, mientras que el estándar 802.16 es un conjunto de normas y consejos para la implementación de las comunicaciones inalámbricas a nivel MAN, de ello se infiere que dichas recomendaciones, en un principio, no son probadas ni testeadas por ninguna empresa. En cuanto al estándar, se trabajan frecuencias entre 2GHz hasta los 66GHz, se utiliza el método OFDM y sus derivados para la emisión y transmisión, se dan las pautas de implementación de antenas MIMO (muchas I entradas y muchas O salida), se propone como la alternativa

inalámbrica a las redes MAN por lo que su cobertura puede ser de más de 70Km, en cuanto a los servicios que soporta, es interesante ver como en un inicio se planteó el estándar exclusivamente para torres base y usuarios estáticos, y luego de 802.16e del 2005 se pautaron las redes móviles por lo que los servicios no solo seria triple combo (internet, televisión, telefonía) sino que plantea el uso para redes móviles de lo cual se desprende una amplia gama de servicios.

Punto 1.2 Pregunta: Elabore una tabla con los aspectos más importantes de las “Comunicaciones móviles 3G, 4G y 5G”, como son: capacidades, velocidad, cobertura, servicios y otros que así usted considere importante como también que papel cumple o suple esta tecnología en la automatización. (no olvidar incluir las fuentes bibliográficas consultadas en el documento final). Solución: Redes 3G

Redes 4G -LTE

Futura Red 5G

Capacidad Combinaba TDMA en GSM, también soporta CDMA y W-CDMA desde octubre de 2014. 1.8 GHZ- 2.5GHZ Utiliza OFDMA, HSPA, se desarrolló con la idea de poder acceder a contenido multimedia en cualquier lugar y momento, 2GHZ8GHZ El usuario centralizado debe tener servicio en todo momento, el proveedor monitores todos los servicios, las redes son escalables, aprovechan la energía

Velocidad En su primera versión soportaba hasta 2 Mbps, con la actualización a 3.5G soporta hasta 10 Mbps Se permiten velocidades entre 75 Mbps de bajada y 25 Mbps de subida

Se espera que brinde más de 1GBPS para redes LAN y 500 MBPS para redes WAN

de forma eficiente y proveen una seguridad compatible con las redes de anteriores generaciones 3-300 GHZ

Servicios Redes 3G

Soporta aplicaciones en tiempo real en teléfonos inteligentes como GPS, Video en demanda, servicios basados en la ubicación y video conferencias.

Redes 4G

Hereda los servicios de 3G aparte de ello tiene la habilidad de transferir archivos multimedia mientras está en una llamada telefónica

Papel en automatización Con la generación 3G se empezaron a desarrollar aplicaciones que utilizan la localización de forma masiva, por lo que fue la clave para poder desarrollar aplicaciones como Uber, Beat entre otras, por lo que desde acá está la tecnología para poder automatizar la entrega de elementos o al menos ayuda a desarrollar ese tipo de aplicaciones. Con la mejora en la velocidad de transmisión se puede compartir imágenes en tiempo real con buena calidad y una buena latencia, con ello se puede pensar en el desarrollo de aplicaciones para dar soluciones a problemas más complejos (ejemplo: monitorizar la

Futura Red 5G

Redes 3G

Redes 4G

Con las velocidades que se plantean se podría hablar de aplicaciones de realidad virtual e inmersión de manera móvil, lo cual abre las puertas a la telemedicina como no lo podría hacer con anteriores redes, aparte de ello se busca integrar servicios de CLOUD COMPUTING y de IOT para desarrollar a cabo muchos más proyectos.

Sub fases La red 3G paso por la red 3.5G antes de llegar a 4G, su lanzamiento oficial fue en octubre de 2001 en Japón por NTT DOCOMO

temperatura de una parcela de cultivo) La implementación de 5G ya seria toda una revolución industrial, esta muy ligada al concepto de industria 4.0.

Retos para la red La cobertura era limitada debido a la falta de estaciones base, conseguir la licencia 3G era un proceso complicado para las ISP, y a partir de ella es que el consumo de datos presento un fuerte incremento, por ello se plantearon más evoluciones a la red Oficialmente se lanzó Las redes 4G en un en 2010 por la inicio son vulnerables empresa TELIA en a ciberataques ya que Finlandia se integran los protocolos de IP, el hecho de que se ofrecen mejores

Futura Red 5G

Desde el 2015 se empezó a hablar de la evolución hacia 5G, aun no tiene un despliegue formal.

velocidades de conexión traslada todas las vulnerabilidades de un computador a un celular, lo cual es especialmente peligroso por lo que en el celular es en donde en muchos casos hay información sensible del usuario. Existen varios movimientos en contra de 5G debido a que las frecuencias que se utilizan pueden ser perjudiciales tanto para la salud del humano como para el ambiente, además que esta generación requiere de un despliegue gigante de estaciones base que pueden llegar a ser intrusivas

Para el desarrollo de este punto se han utilizado las referencias (Ezhilarasan & Dinakaran, 2017) Punto 1.3 Pregunta: ¿Cuáles son las condiciones mínimas que se debe tener para la implementación de las tecnologías “Tecnología Banda Ancha Personal LTE (LONG TERM EVOLUTION) Y LTE ADVANCED (4,5 G)”, ¿y en la actualidad son implementadas en el país?; nombre un ejemplo. Solución: Basándose en la referencia (Hong & Leon-garcia, n.d.) y en la referencia (Ezhilarasan & Dinakaran, 2017). La evolución de las redes se basa en 3 grandes sub capas, primero en la capa física que básicamente es la

manera en como va a ser enviado y recibido en mensaje, en la capa de control de acceso y MAC que es en donde se coloca la información para que la información llegue donde se requiere, y las capaz que se definían de ahí para arriba. Hablando de la capa física se deben integrar antenas que cumplan con los estándares 802.16 WIMAX utilizando la multiplexación por frecuencias ortogonales y por lo tanto las antenas MIMO son indispensables, aparte de ello se requiere que la implementación mínima de una red 4G maneje los HANDOFF de manera horizontal y vertical, lo que ello quiere decir es que cuando la persona se está moviendo de un sitio a otro debe pasar de una celda a otra si tener perdidas o repentinos cortes del servicio, y además debe preparar al equipo del usuario para recibirlo de redes inferiores (por ejemplo, va viajando y nota que pasa de +h a 3G y luego a 4G, o de manera invertida), junto con el manejo del Roaming y la implementación de algoritmos para utilizar los recursos de tal forma que se mantenga un buen QoS sería lo básico, sin embargo, como bien lo explican en la referencia (Hong & Leon-garcia, n.d.) se debe tener toda una infraestructura organizacional para la operación y el manejo, que pues tiene en cuenta errores y fallas que se pueden dar en capas superiores, para ello proponen el siguiente diagrama:

Donde se manejan las fallas, la configuración, el manejo de cuentas, la provisión de redes y servicio, la forma de cobro al usuario, el

desempeño del manejo, del monitoreo, la seguridad en la red, los manejos (HANDOFF) en la movilidad y el manejo al cliente.

En la referencia de la CRC como reporte del 2019(“(No Title),” n.d.-b) se muestra las empresas que ya tienen 4G implementadas y el tipo que tiene implementado:

Punto 2 Enunciado Teniendo en cuenta las otras actividades desarrolladas en las Tareas 1 y 2 anteriores para el caso de la implementar de la red GPON con F.O; se requiere que se implemente la parte de conexión anterior al “OLT” con tecnología LTE especifique para la toma de decisiones de que características, tipo, parámetros y cantidad de equipos requieres para llevar a cabo esta red; teniendo en cuento lo anterior se hace la consulta de: Punto 2.1 Pregunta: ¿Qué tipo de arquitectura o equipos se requiere para la implementación de los servicios IP, VoIP, CATV, Y otros servicios? Solución: En la capa física se necesitan las terminaciones de fibra óptica, los acoples que requieran las redes HFC implementada, necesita de un

punto de conexión final que genere la señal ya sea alámbrica o inalámbrica hacia el cliente, se necesita de toda la infraestructura que brinda la ISP para conectarse con el BACKHOUL, dentro de ellos se encuentran las antenas WIMAX, los nodos de fibra óptica, los SPLITTERS, y los repetidores de señal, sin embargo, eso no es suficiente ya que también se necesita de toda la configuración del HARDWARE y de la implementación de los debidos protocolos para su funcionamiento, en donde especifica el tipo de modulación a utilizar (por ejemplo, dentro del protocolo 802.11 ac que es el WIFI se especifica la utilización de 256QAM), junto con la configuración de seguridad como lo seria el WPA2-PSK con su SSID y sus contraseñas, los antecedentes de telecomunicaciones necesarios para cubrir los servicios planteados en la pregunta son bastantes por lo que requiere de toda la infraestructura de las redes internas y externas. Pregunta: ¿Es realmente esta tecnología la indicada para suplir la necesidad de esta red GPON? Solución: No la va a poder reemplazar del todo pero si en gran parte, ya que en una red con medios guiados se puede utilizar muchos canales redundantes para asegurar un buen QoS, se pueden sobre provisionar para estar lejos de tener fallos por falta de recursos en la red, sin embargo, con las comunicaciones móviles no se puede hacer eso ya que el espectro de frecuencia que se utiliza está compartido, y la disposición de múltiples canales supone pagar más por el espectro en frecuencia a utilizar, por lo que en las redes LTE 4G no es una opción la redundancia, sino que les toca valerse de complicados métodos para mantener un QoS. En la ingeniería siempre toca analizar las ganancias y pérdidas, obviamente al tener un despliegue móvil se ganan muchas cualidades que se vuelven atractivas en el mercado, pero se pierden otras que pueden llegar a fallar. Pregunta: ¿Qué tecnología de equipos se requieren para implementar LTE? Solución:

Para el despliegue de la RED LTE se necesita de equipos tanto para los usuarios como para el ISP, para los usuarios los equipos móviles casi que desde el 2014 vienen con el SLOT de SIMCARD y las antenas necesarias para soportar 4G, sin embargo el escenario es más complicado para el ISP donde necesita de todo un conjunto de nuevas antenas MIMO de 4x4 por lo menos, y se necesita del uso de redes xDSL para el transporte de información en ciertos tramos, el escenario de telecomunicaciones útiles que se plantea es bien complejo. Se puede plantear el uso de antenas tipo YAGI o parabólicas con los equipos de transmisión, y pues las torres de comunicaciones auto soportadas.

Conclusiones - El presente trabajo requiere de mucha más investigación aparte de las referencias dadas, seria bastante saludable que se desarrollara un OVI donde se explicase paso por paso y concepto a concepto.

Bibliografía Sendín, E. A. (2008). Tecnologías de acceso para las icts. el instalador, los servicios y las redes de telecomunicaciones. (pp. 165-169). Bates, (. R. J. (. (2003). Comunicaciones inalámbricas de banda ancha. (pp. 133-145). Sanz, R. L., & Galán, L. R. (2014). Introducción a la movilidad: 4g/lte y el desarrollo de aplicaciones android. (pp. 13-31). (No

Title). (n.d.-a). Retrieved April 20, 2020, from http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/11435/fichero/Documentació n+%252F07+-+Capitulo+3+-+La+Norma+IEEE+802.pdf

(No

Title). (n.d.-b). Retrieved April 21, 2020, https://www.crcom.gov.co/uploads/images/files/DocumentoModernizacion-redes-moviles.pdf

from

Ezhilarasan, E., & Dinakaran, M. (2017). A Review on Mobile Technologies: 3G, 4G and 5G. Proceedings - 2017 2nd International Conference on Recent Trends and Challenges in Computational Models, ICRTCCM 2017, (July), 369–373. https://doi.org/10.1109/ICRTCCM.2017.90 Hong, J. W., & Leon-garcia, A. (n.d.). Requirements for the Operations

and Management of 4G Networks. 981–990.