Antes de comenzar: ¿Qué es exactamente una ‘G’ o ‘Generación’?
En pocas palabras, cada generación se define como un conjunto de estándares de red telefónica, que detallan la implementación tecnológica de un sistema particular de telefonía móvil.
1G – Analógico
Introducido en 1987 por Telecom (conocido hoy como Telstra), Australia recibió su primera red de telefonía móvil utilizando un sistema analógico 1G. La red analógica fue responsable de esos voluminosos ‘ladrillos’ de mano que podría haber tenido el disgusto de usar y su billetera el disgusto de comprar (originalmente vendido en alrededor de $ 4250).
La tecnología detrás de 1G fue la red AMPS (Advanced Mobile Phone System). Apagado permanentemente a fines de 1999, AMPS era una red de solo voz que operaba en la banda de 800MHz. Al ser una tecnología de radio primitiva, AMPS funcionaba de la misma manera que una transmisión de radio normal, al igual que su radio UHF donde la banda de 800MHz se dividió en varios canales (395 voz, 21 control) a través de FDMA (Acceso múltiple por división de frecuencia) . Cada canal tenía 30 KHz de ancho y podía admitir solo un usuario a la vez, lo que significa que el número máximo de usuarios de teléfonos móviles por torre celular era de 395. La torre evaluó la intensidad de la señal de cada usuario y asignó canales dinámicamente, asegurando que los canales pudieran reutilizarse. por múltiples torres sin interferencia.
¿Problemático? Sí, y no solo un número limitado de usuarios.
Al igual que su radio UHF, cualquier persona con un escáner de radio capaz de recibir / transmitir en la banda de 800MHz podría intervenir en su llamada. Al ser analógica, la banda de 800MHz también era susceptible al ruido de fondo y a la estática causada por dispositivos electrónicos cercanos. Sin embargo, la simplicidad del diseño AMPS significaba que tenía una ventaja sobre las redes 2G posteriores: la cobertura. Un usuario de AMPS podría conectarse a una torre celular en la medida en que se pudiera transmitir la señal (a menudo> 40 km según el terreno).
En su apogeo, la red 1G tenía alrededor de 2 millones de suscriptores.
2G – Digital
Avance rápido a 1993 Telecom, ahora conocido como Telstra, presenta la red digital. La introducción surgió para superar muchos de los problemas con la red AMPS resaltada anteriormente, siendo la congestión de la red y la seguridad los dos motivadores más importantes. Con esta nueva tecnología llegaron muchos de los servicios que ahora damos por sentados: mensajes de texto, mensajes multimedia, acceso a Internet, etc., y también nos presentaron la tarjeta SIM.
Esta nueva y elegante red digital se llama GSM – Sistema Global para Comunicación Móvil, y su columna vertebral tecnológica preferida es TDMA (similar a FDMA). La banda de radiofrecuencia utilizada por GSM es el espectro de 900MHz y luego se introdujo en la banda de 1800MHz.
Entonces, ¿cómo es esta red mejor que AMPS? El secreto está en TDMA – Acceso múltiple por división de tiempo. El componente FDMA divide la banda de 900MHz (en realidad de 890MHz a 915MHz) en 124 canales que tienen una anchura de 200KHz. El componente ‘tiempo’ entra en juego en el que cada canal se divide en ocho ráfagas de 0.577us, lo que aumenta significativamente el número máximo de usuarios en cualquier momento. No escuchamos un “tartamudeo” de la voz de una persona gracias a las maravillas de los códecs de compresión digital, que no vamos a abordar aquí.
Además de más usuarios por torre celular, la red digital ofrece muchas otras características importantes:
– cifrado digital (cifrado de flujo A5 / 1 de 64 bits)
– paquete de datos (utilizado para MMS / acceso a Internet)
– mensajes de texto SMS
– Identificador de llamadas y otras características de red similares.
¿Problemas? Usted apuesta. A diferencia de su predecesor AMPS, GSM tiene un alcance muy limitado. La tecnología TDMA detrás de la red 2G significa que si un teléfono móvil no puede responder dentro de su intervalo de tiempo determinado (ráfagas de 0.577us), la torre del teléfono lo dejará caer y comenzará a manejar otra llamada. Aparte de esto, las velocidades de transmisión de paquetes de datos en GSM son extremadamente lentas, y si está en Vodafone / 3 / Virgin / Optus, probablemente haya tenido experiencia de primera mano en esto cuando salga de la zona de cobertura definida de su red.
Para superar estos dos problemas, vamos a presentar dos nuevas redes: CDMA y EDGE.
CDMA
Codigo de DIVISION DE ACCESO multiple. Esta rama de 2G fue introducida por Telstra en septiembre de 1999 como un reemplazo para los clientes que podían recibir una buena señal en AMPS, pero que estaban fuera del alcance limitado de GSM. El rango extendido se logra eliminando la multiplexación basada en el “tiempo” con una multiplexación basada en código. Una banda de frecuencia más baja (800MHz) también ayudó en el rango mediante la reducción de la pérdida y atenuación del camino.
Imagine una sala llena de personas que tienen conversaciones: bajo TDMA, cada persona se turna para hablar (es decir, división de tiempo), por el contrario, CDMA permite que muchas personas hablen al mismo tiempo, pero es el equivalente de cada persona que habla un idioma diferente, es decir, en un idioma único. código. Por supuesto, esto no es exactamente cómo funciona, si desea saber más, hay algunos recursos en la parte inferior de la página.
BORDE
Tarifas de Datos Realzadas para Evolución GSM. GSM introdujo una red de paquetes de datos basada en GPRS en 2001, con una velocidad máxima de alrededor de 60-80 kbps (enlace descendente), lo que equivale a una velocidad de descarga de 10 kb / s, un poco más rápido que el acceso telefónico.
EDGE se introdujo más tarde como un protocolo atornillado (no se requería nueva tecnología) aumentando la velocidad de datos de la red 2G a alrededor de 237 kbps (29 kb / s).
Imagen: rfcafe.com
3G – La revolución de la banda ancha móvil
Presentamos la red de 2100MHz. Three Mobile junto con Telstra dieron vida al estándar 3G en 2005, prestando servicios a las principales áreas metropolitanas inicialmente y durante los años siguientes ampliando la cobertura al 50% de la población australiana. Arrendado a Optus / Vodafone / Virgin, los 2100MHz combinados con una red de 900MHz forman la base de todos los servicios de banda ancha móvil que no son de Telstra, atendiendo alrededor del 94% de las residencias australianas.
El estándar 3G utiliza una nueva tecnología llamada UMTS como su arquitectura de red central: el Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles. Esta red combina aspectos de la red 2G con algunas tecnologías y protocolos nuevos para ofrecer una velocidad de datos significativamente más rápida.
La tecnología base de UMTS es la interfaz aérea WCDMA, que es tecnológicamente similar a la CDMA presentada anteriormente, donde múltiples usuarios pueden transmitir en la misma frecuencia mediante el uso de una multiplexación basada en código. Wideband CDMA (WCDMA) toma este concepto y estira la banda de frecuencia a 5MHz. El sistema también implica mejoras algorítmicas y matemáticas significativas en la transmisión de señal, lo que permite transmisiones más eficientes a una menor potencia (250 mW en comparación con 2 W para redes 2G).
La nueva red también emplea un algoritmo de cifrado mucho más seguro cuando se transmite por el aire. 3G utiliza un cifrado de flujo A5 / 3 de 128 bits que, a diferencia del A5 / 1 utilizado en GSM (que se puede descifrar casi en tiempo real usando un ataque solo de texto cifrado), no tiene debilidades prácticas conocidas.
Entonces, ¿cómo es 3G más rápido que EDGE?
UMTS emplea un protocolo llamado HSPA – Acceso a paquetes de alta velocidad, que es una combinación de protocolos HSDPA (enlace descendente) y HSUPA (enlace ascendente). La red HSDPA de Telstra admite dispositivos de categoría 10 (velocidades de hasta 14.4Mbps hacia abajo), sin embargo, la mayoría de los dispositivos solo son capaces de transmisión de categoría 7/8 (7.2Mbps hacia abajo), y su red HSUPA admite la categoría 6 (5.76Mbps hacia arriba). Estos protocolos tienen una capa de transporte mejorada mediante una disposición compleja de canales de capa física (HS-SCCH, HS-DPCCH y HS-PDSCH). La implementación tecnológica de HSPA no se discutirá aquí, pero para una explicación básica, no dude en ver el siguiente video.
La única limitación importante de la red 3G es, como es lógico, la cobertura. Como se dijo anteriormente, la red de 2100MHz está disponible para alrededor del 50% de la población de Australia y cuando se combina con una red UMTS de 900MHz disponible para aproximadamente el 94%. Como se esperaba, el componente más alto de 2100MHz sufre mucha más atenuación y FSPL y a menudo se considera una red móvil de ‘corto alcance’, por lo que se requiere una red más baja de 900MHz para dar servicio a muchas áreas regionales y rurales.
Next-G – 3G con esteroides
Para superar las limitaciones de cobertura del 3G regular, Telstra introdujo su red Next-G (considerada una red ‘3.5G’) a fines de 2006, operando en el espectro de 850MHz. La frecuencia de radio más baja junto con un número mucho mayor de torres telefónicas es responsable de que la red Next-G de Telstra tenga más del doble del tamaño geográfico (alrededor de 2,2 millones de kilómetros cuadrados) de cualquier otra red y atienda al 99% de las residencias australianas.
Además de la cobertura, el otro gran punto de venta detrás de la red Next-G es su velocidad de red increíblemente rápida. Con una capacidad de hasta 42 Mbps (hasta 5,25 MB / s), la red tiene la capacidad de operar más rápido que el máximo teórico de la mayoría de los servicios de Internet por cable de alta velocidad. Este es el resultado de una red mejorada de paquetes de datos: HSPA +, que se implementó en 2008 como una actualización de grandes porciones de la red Telstra.
HSPA + también conocido como Evolved HSPA, utiliza la tecnología Dual Carrier y la orden de modulación 64QAM para ofrecer estas altas velocidades. HSPA + es responsable de los módems de la serie ‘Elite’ y ‘Ultimate’ lanzados en 2010, con Elite capaz de hasta 21Mbps y Ultimate hasta 42Mbps.
Los módems de la serie Ultimate teóricamente duplican la velocidad del dispositivo Elite mediante la utilización de Dual Carrier HSPA +. Este gran aumento en la velocidad se logra mediante el uso de antenas duales, puede pensar que un módem Ultimate tiene dos módems Elite en la misma unidad. Combinando esta tecnología con la arquitectura MIMO “Multiple In Multiple Out” podemos esperar ver velocidades incrementadas a 84Mbps (es decir, duplicar los 42Mbps) en la red Telstra Next-G en el futuro cercano.
Imagen cortesía de wikipedia.
Si desea una explicación simple de Next-G, le recomendaría esta serie de videos (algo cursi) producida por Telstrahttp: //www.telstra.com.au/mobile…
4G – LTE-Avanzado
Inicialmente disponible en las principales ciudades, aeropuertos y áreas regionales seleccionadas en octubre de 2011, la red 4G de Telstra ofrece velocidades significativamente más rápidas, menor latencia y congestión de red reducida.
La red 4G se basa en LTE-Advanced – Evolución a largo plazo de 3GPP. LTE es una serie de actualizaciones a la tecnología UMTS existente y se implementará en la banda de frecuencia de 1800MHz existente de Telstra. Esta nueva red aumenta las velocidades de descarga máximas de hasta 100Mbps y la carga de 50Mbps, la latencia se reduce de alrededor de 300ms a menos de 100ms, y una congestión significativamente menor. Para obtener más detalles técnicos sobre las velocidades máximas de 4G, consulte nuestra guía de velocidad 4G más rápida.
La mayoría de las áreas en Australia 4G tiene un ancho de banda de 15MHz y opera en los siguientes rangos de frecuencia:
Torre Tx: 1805-1820MHz
Torre Rx: 1710-1725MHz
Nueva Gales del Sur y Victoria tienen un ancho de banda mucho menor de 10MHz y operan en las siguientes frecuencias:
Torre Tx: 1805-1815MHz
Torre Rx: 1710-1720MHz
El ancho de banda 4G (es decir, el ancho de frecuencias en las que podemos enviar y recibir) es fundamental para admitir alta velocidad y un gran número de usuarios. Porque para que su conexión no se confunda con la de otra persona, a cada usuario se le asigna una pequeña franja de frecuencias que pueden transmitir y nadie más puede. Notará esto más durante las horas pico de uso, donde a medida que más personas comiencen a usar la torre, reducirá el ancho de su banda de frecuencias (y la de todos los demás), lo que dará como resultado que cada persona obtenga una velocidad de descarga / carga reducida.
Naturalmente, esta es una explicación muy simplificada (para obtener más información sobre OFDMA y SCFDMA), pero para nuestros propósitos será suficiente.
