Hacia la comunicación multimedia móvil de tercera generación Torbjörn Nilsson

La tecnología que habilita la movilidad abarcará la Internet durante los próximos años. La nueva dimensión de comunicaciones que será el resultado pondrá a la Internet en los bolsillos de cientos de millones de personas. También hoy podemos ser testigos de los principios de estos desarrollos, que tendrán aún más influencia en el desarrollo y la evolución de redes futuras, inclusive la arquitectura, principales, aplicaciones, y acceso móvil. El desafío inmediato es de hacer que las redes existentes estén listas para entregar servicios múltiples – voz, datos y multimedia – en tiempo real a través de redes públicas y privadas y un nivel de calidad garantizado de punto a punto. En este artículo describe el autor los requisitos para la tercera generación de comunicación multimedia móvil y como se está haciendo la convergencia y el refuerzo de normas distintas de segunda generación para dar servicios de tercera generación. También presenta al lector un resumen de redes de tercera generación, dando breves líneas generales de la red de principal, acceso móvil de red, y redes de terminal móviles.

MARCAS REGISTRADAS cdmaOne™ es una marca de fábrica, de marca registrada y reservada para el uso exclusivo de las compañías miembros de CDMA Development Group (CDG).

La comunicación móvil está cambiando el comportamiento de la sociedad. Los teléfonos móviles han llegado a ser un accesorio de cada día para cientos de millones de personas. Más y más personas usan hoy teléfonos móviles como su único medio de comunicación de voz personal. Esta tendencia es más manifiesta entre adultos jóvenes y solteros. Esta pauta está ahora bien establecida en los Países Nórdicos y en los Estados

Unidos, así como en otros mercados de telecomunicación maduros y competitivos. La sociedad de la información se desarrollará durante la próxima década a una economía conectada por redes globales – un desarrollo que está siendo formado por la convergencia de tecnologías de computación, comunicación y difusión. La aparición de la tercera generación de comunicación móvil hace entrar un verdadero cambio de paradigma. Mientras que la comunicación móvil está centrada actualmente en voz, ofreciendo los beneficios de comunicación de voz de persona a persona en cualquier parte y en cualquier momento, se está transformando rápidamente la telefonía personal a un mercado en masa de servicios y terminales multimedia móviles personales. La comunicación móvil de tercera generación hará mucho más que traer capacidades de comunicación de voz a nuestros bolsillos. También hará que los servicios de información se encuentren disponibles de forma instantánea, inclusive la Internet, las intranets, y servicios de entretenimiento – por ejemplo, un terminal de tercera generación podría funcionar como una cámara de video desde la cual los usuarios finales pueden enviar postales electrónicas y recortes de video. Los usuarios finales podrán usar sus terminales también como una herramienta para comercio electrónico móvil (e-commerce). El usuario final tendrá esencialmente a un detallista en su bolsillo, con la capacidad de reservar billetes, hacer transacciones bancarias, pagar las cuentas

Figura 1 La telefonía móvil ha llegado a ser un servicio de mercado en masa.

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de aparcamiento, comprar artículos de un distribuidor automático, etc. La comunicación móvil de tercera generación introducirá también una manera más potente, flexible y eficaz de hacer negocios. Los servicios multimedia móviles y las soluciones de oficina móviles o sin hilos simplificará la realización de empresas virtuales. Y de forma similar tendrán mayor importancia las aplicaciones de comunicación de electrodoméstico a electrodoméstico y de electrodoméstico a persona, mejorando mucho la seguridad y la eficacia.

Crecimiento de mercado Creciente número de abonados El crecimiento de abonos tradicionales de voz fija está empezando a disminuir y puede nivelarse en los años venideros. Sin embargo prevemos una continuación del fuerte crecimiento en comunicación móvil. De hecho calculamos que este número se aproximará a los mil millones el año 2003/2004. El número de abonados de Internet se encuentra también en aumento. Aquí también prevemos cerca de mil millones de usuarios el año 2004. De estos, más de 350 mi-

Figura 2 El comercio electrónico móvil llegará a ser con toda probabilidad una parte fundamental de la economía digital que va apareciendo.

CUADRO A, ABREVIATURAS 1XRTT

Tecnología para la migración de CDMA / IS-95 hacia 3G (La norma introduce datos en paquetes de 144 kbit/s en ambientes móviles y mayores tasas en ambientes fijos) ATM Asynchronous transfer mode CAMEL Customized application for mobile enhanced logic CDMA Code-division multiple access Cdma2000 Norma de Telecommunications Industry Association (TIA) para la tecnología de tercera generación que es un resultado evolucionario de cdmaOne CDMA / IS-95 Norma digital celular IS-95 cdmaOne cdmaOne describe un sistema sin hilos completo que incorpora el interfaz de aire CDMA / IS-95, la norma de red ANSI-41 para interconexión de conmutador y numerosas otras normas que forman un sistema sin hilos completo CDPD Cellular digital packet data DWOS Digital wireless office system EDGE Enhanced data rates for GSM and TDMA /136 evolution FDD Frequency-division duplex GPRS General packet radio services Ericsson Review No. 3, 1999

GSM HSCDS IMT-2000 IN IP MAP MPLS PDC PMR P-PDC PSTN QoS SDH SMR SONET TDD TDMA TDMA / 136 UMTS VHE WAP WCDMA WCDMA-DS WDM WIN WWW

Global system for mobile communication High-speed circuit-switched data International mobile telecommunication 2000 Intelligent network Internet protocol Mobile application part Multiprotocol label switching Personal digital cellular Private mobile radio Packet-mode PDC Public switched telephone network Quality of service Synchronous digital hierarchy Specialized mobile radio Synchronous optical network Time-division duplex Time-division multiple access Norma digital celular IS-136 Universal mobile telecommunications system Virtual home environment Wireless application protocol Wideband CDMA Direct-sequence WCDMA Wavelength-division multiplexing Wireless intelligent network World Wide Web

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Millones 1000

Fija 800

Móvil 600

Total Internet 400

Crecientes volúmenes de tráfico El tráfico constituye la segunda área importante de crecimiento. El volumen acumulado de tráfico de datos está actualmente a punto de sobrepasar el volumen acumulado de tráfico de voz en todas las redes públicas. El tráfico de datos dominará por completo en cinco años (Figura 4). El tráfico de voz se encuentra sin embargo en aumento en la red móvil. Nosotros pronosticamos que el volumen acumulado de tráfico por abonado se duplicará o hasta triplicará para el 2004, debido principalmente a tarifas más bajas.

Requisitos Móvil Internet

200

0

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

Figura 3 Crecimiento proyectado (abonados) de telefonía fija y móvil y la Internet.

llones serán abonados móviles Internet (Figura 3). El crecimiento de Internet móvil será estimulado por el crecimiento de Internet fijo, por normas globales de datos móviles para los cuatro principales sistemas móviles celulares (GSM, TDMA/136, PDC y CDMA / IS-95), y por altos volúmenes y cortos ciclos de vida de producto de terminales móviles (cuyos números sobrepasarán por mucho el de computadoras personales).

Figura 4 Crecimiento proyectado de tráfico de voz y datos.

Para tener éxito es necesario que la comunicación móvil de tercera generación proporcione servicios multimedia móviles sin hilos, de alta calidad, eficaces y fáciles de usar. Los sistemas de tercera generación deben dar apoyo para • altas tasas de datos – de hasta por lo menos 144 kbit/s (384 kbit/s) en todos los ambientes de radio y de hasta 2 Mbit/s en ambientes de baja movilidad y de interior; • transmisión de datos simétrica y asimétrica; • servicios de conmutación por paquetes y en modo circuito, tales como tráfico Internet (IP) y video de tiempo real; • buena capacidad de voz (comparable a calidad de línea alámbrica); • mayor capacidad y mejor eficacia de espectro comparando con sistemas actuales sin hilos de segunda generación; • varios servicios simultáneos para usuarios finales y terminales – o sea, para servicios multimedia; • la incorporación sin fisuras de sistemas celulares de segunda generación y para coexistencia de, e interconexión con, servicios móviles de satélite; • itinerancia, inclusive itinerancia internacio-

Tráfico de acceso

Tráfico de acceso

Petabit/dia

Petabit/dia

150

150

Datos (Internet)

125

Datos (Internet)

125

100

100

75

75

Voz

Voz 50

50

25

25 0

0 1998

124

1999

2000

2001

1998

1999

2000

2001

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nal, entre distintos operadores IMT-2000; y • economías de escala y una norma abierta global que cumple con las necesidades del mercado en masa. Aplicaciones y servicios La evolución de la comunicación multimedia móvil se lleva por la demanda de una infraestructura fácil de usar y aplicaciones y soluciones relacionadas con terminales. En los años venideros se adaptarán servicios basados en Internet e intranet a la red sin hilos, donde serán disponibles. Los siguientes servicios y aplicaciones dan cuerpo a las capacidades de más alto valor de un sistema sin hilos de tercera generación (Figura 5); • Una gama completa de servicios – de voz de banda estrecha a servicios multimedia de tiempo real y banda ancha. Se espera que el tráfico de voz siga siendo una aplicación importante y fuente de ingresos; • Apoyo para datos en paquetes de alta velocidad, inclusive – el hojear información y la World Wide Web (W W W); – entrega de información (noticias, el tiempo, tráfico, finanzas) por técnicas de empuje – la información podría ser hasta dependiente de posición; y – acceso remoto y sin hilos a la Internet/intranets. • Servicios unificados de mensajes, tales como correo electrónico multimedia. • Aplicaciones audio/video de tiempo real, tales como videoteléfono, videoconferencias interactivas, audio y música, y aplicaciones comerciales multimedia especializadas, inclusive telemedicina y supervisión remota de seguridad. • Aplicaciones de comercio electrónico móvil: – operaciones bancarias móviles; y – compras móviles. • Aplicaciones de oficina móvil: – multimedia sin fisuras para usuarios que se encuentran en movimiento y en la oficina; – Servicios especializados y privados de radio móvil (SMR/PMR); y – acceso intranet. Nuevos terminales portátiles y de tamaño de bolsillo apoyarán estas nuevas aplicaciones multimedia.

LAN remoto e intranet

Voz / audio

• transferencia de ficheros • agrupamientos • correo electrónico • información empresarial

• voz de alta calidad • música

Aplicaciones especializadas • telemedicina • supervisión remota de seguridad • servicios de posiciones

Aplicaciones Internet • hojeador WWW • videoteléfono • correo electrónico • empuje de noticias • juegos en la red • comercio electrónico

ISDN/ PSTN

Red UMTS/IMT-2000

Video terminal Internet

Intranet empre- sarial / LAN Proveedor de servicio Internet

Videoconferencia

Postal sin hilos y tarjeta comercial electrónica

Servidores de aplicación

Servidores de aplicación

Figura 5 Ejemplos de aplicaciones de usuario de tercera generación.

Figura 6 Posible herramienta de oficina móvil futura para una persona de negocios en viaje.

Evolución de normas de radio móvil Las normas digitales sin hilos de hoy siguen evolucionando – especialmente en lo que se refiere a servicios de valor añadido, capacidad, cobertura, calidad, costos, ancho de banda, y servicios de datos o multimedia. Cada norma celular principal (GSM, TDMA/136, CDMA/IS95 y PDC) está siendo desarrollada para dar capacidades de tercera generación. Los sistemas de segunda y tercera generación acomodarán terminales de bisistema que trabajan con distintos sistemas de Ericsson Review No. 3, 1999

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Capacidades IMT-2000 7–28.8 kbit/s

50–144 kbit/s

TDMA/CDPD

TDMA+/ GPRS

GSM

HSCSD GPRS

~384 kbit/s–2Mb/s

EDGE

WCDMA-DS (FDD, TDD)

PDC/P–PDC

cdmaOne IS95 A/B

cdma2000 1x

cdma2000 3x portador múltiple

1999/2000

2001/2002

Figura 7 Evolución principal hacia normas globales de tercera generación.

Figura 8 Evolución básica de GSM hacia capacidades de tercera generación.

Funcionalidad

IMT-2000 EDGE

HSCSD < 58 k

EFR

CAMEL/IN

UMTS WCDMA-DS

GPRS < 115 k

ASCI/ GSM pro

Oficina / hogar sin hilos

Datos en circ. < 9.6 k SMS/VM Habla

Armonización global de normas La industria global de telecomunicaciones quiere reducir en general el número de normas móviles de tercera generación (del número actual de normas 2G), respetando al mismo tiempo las normas existentes. La industria, teniendo en cuenta lo anterior, ha hecho recientemente dos logros importantes: la convergencia de TDMA/136 y GSM, y la convergencia de modos CDMA. La convergencia de TDMA/136 y GSM comienza con la norma servicios generales de radio por paquetes (GPRS), que crea una arquitectura de núcleo de la red común y comparte componentes de red, y continúa con EDGE, que unifica la red de radio y terminales (Figura 7). La convergencia de los modos CDMA crea sólo una familia de acceso de radio de modos CDMA de tercera generación: • modo WCDMA de secuencia directa, duplex de división de frecuencia (FDD); • modo WCDMA de secuencia directa, duplex de división de tiempo (TDD); y • modo portador múltiple CDMA, modo FDD. Los modos WCDMA de secuencia directa (WCDMA-DS) son los modos principales que se proponen para el sistema universal de telecomunicaciones móviles (UMTS). El modo de portador múltiple es sobre todo para la evolución de cdmaOne/cdma2000. La norma PDC se está evolucionando directamente al modo WCDMA-DS. En resumen, ahora tenemos menos normas de radio y protocolos de red: MAP/GSM, IS41/TDMA y cdmaOne. Para que puedan trabajar juntas las dos normas o modos de tercera generación y las cuatro normas de segunda generación, se debe dar funcionalidad de interoperabilidad al nivel de red (con unidades de interoperabilidad entre protocolos) y al nivel terminal (terminales bisistema/modo múltiple). Refuerzos GSM

Tiempo

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satélite, para ofrecer cobertura completa hasta en regiones rurales y remotas. Cuando los primeros volúmenes de sistemas de tercera generación lleguen a estar comercialmente disponibles (alrededor del 2002), se espera que más de 700 millones de abonados estén usando servicios celulares. Unos 50 millones de éstos tendrán acceso a servicios de datos e Internet. Este número forma una importante base de clientes y representa considerables inversiones de operadores. Dos de los requisitos más importantes para sistemas de tercera generación son por consiguiente que deben dar un camino de migración sin fisuras de las actuales redes digitales sin hilos, y que sean capaces de interoperar con redes existentes.

La norma GSM se está reforzando para dar aún mejores servicios, capacidad, cobertura, calidad Ericsson Review No. 3, 1999

y tasas de datos. Ya se ha iniciado una serie de desarrollos para reforzar la funcionalidad de las redes GSM (Figura 8): • La aplicación personalizada para lógica móvil reforzada (CAMEL) dará a los abonados un apoyo continuado para servicios de red inteligente (IN) cuando hacen itinerancia en otras redes, por ejemplo, al crear un ambiente de hogar virtual (VHE) para abonados visitantes. Ya ha sido implementada la primera fase de CAMEL. • Se están implementando varias aplicaciones nuevas de valor añadido, inclusive GSM on the net (GSM at the office), GSM Pro (funciones SMR/PMR) y abonos pagados por adelantado.1, 2 • El primer refuerzo instalado comercialmente para aumentar tasas de datos – denominado datos de alta velocidad en modo circuito (HSCSD) – apoyará inicialmente tasas de datos de hasta 57,6 kbit/s, usando de uno a cuatro segmentos de tiempo de 14,4 kbit/s. • GPRS es un servicio de conmutación por paquetes que permite movilidad completa y cobertura de área amplia con tasas de transmisión de datos de hasta 115 kbit/s.3 • Las tasas de datos reforzadas para GSM y evolución TDMA/136 (EDGE) usan modulación reforzada y técnicas relacionadas, aumentando las tasas de datos a 384 kbit/s ó mayor.4 El ancho de banda del portador GSM (200 kHz) y la estructura de trama completa TDMA, la estructura de canal lógica, los planes de frecuencia y los métodos siguen sin cambios. Los canales y transceptores con funcionalidad EDGE funcionarán en modos GSM/GPRS ó EDGE. La coexistencia de este tipo en la misma red permite que los operadores puedan introducir la tecnología EDGE en aumento en cualquiera de las bandas de frecuencia GSM de hoy: 900, 1800 y 1900 MHz.

de 384 kbit/s. Los operadores podrán así ofrecer servicios sin hilos de tercera generación en cualquiera de las bandas de frecuencia TDMA de hoy, 850 y 1900 MHz. Los operadores podrían conectar después el interfaz de aire WCDMA también (en un espectro nuevo o reformado). Refuerzos cdmaOne

Al igual que con GSM y TDMA/136, se reforzará CdmaOne también para dar mejores servicios, capacidad, cobertura, calidad y tasas de datos. La tasa de datos actual es de 14,4 kbit/s, pero la introducción de cdma2000/1XRTT dará tasas de datos en paquetes de entre 9,6 y 144 kbit/s. La introducción más tarde de cdma2000 banda ancha (portador múltiple CDMA y

Figura 9 Evolución básica de TDMA / 136 hacia capacidades de tercera generación.

Funcionalidad

Refuerzos TDMA/136

TDMA/136 (anteriormente IS-136 ó D-AMPS) está siendo reforzado también para dar mejores servicios, capacidad, cobertura, calidad y tasas de datos (Figura 9): Numerosos refuerzos de servicio han sido implementados recientemente, inclusive redes inteligentes sin hilos (WIN), sistemas de oficina digital sin hilos (DWOS), y servicios SMR/PMR.5, 6 • También se proyectan dos fases adicionales de refuerzos de tasas de datos. En la primera fase se aumentará la tasa de bit del portador de radio de 30 kHz por medio de modulación de alto nivel para dar tasas de bit de hasta 64 kbit/s aproximadamente. De forma similar se introducirá GPRS al núcleo de la red. Durante la segunda fase (EDGE) se introducirá un nuevo interfaz de aire (el mismo interfaz de aire que en GSM/EDGE). TDMA/136 dará inicialmente tasas de datos de hasta y de más Ericsson Review No. 3, 1999

IMT-2000 EDGE

Datos en circ. < 28.8 k

TDMA+/ GPRS

EFR WIN

WCDMA-DS

TDMA pro

Oficina / hogar sin hilos

CDPD SMS/VM Habla Tiempo

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Funcionalidad

IMT-2000 Portador múlt. cdma2000 3x

Datos en circ. 14.4 k EFR (13 k)

WCDMA-DS

cdma2000/1x

WIN

CDPD SMS/VM Habla Tiempo Figura 10 Evolución básica de cdmaOne / cdma2000 hacia capacidades de tercera generación.

WCDMA-DS) aumentará las tasas de datos a tanto como 2 Mbit/s (Figura 10). Refuerzos PDC

La norma PDC se está mejorando también para dar refuerzos de servicios, capacidad, cobertura, calidad, y tasas de datos. La norma ha implementado recientemente el modo paquetes (PPDC), que da tasas de datos en paquetes de hasta 28,8 kbit/s. También se han introducido varios servicios innovadores de datos. En una fase posterior los operadores pasarán directamente de PDC al modo IMT – 2000/WCDMA-DS. WCDMA-DS

En Europa (UMTS) y en Japón así como en muchas otras partes del mundo, se está asignando un nuevo espectro a las normas de tercera generación. Inicialmente se usará el modo WCDMA de secuencia directa, que emplea portadores de banda ancha (5 MHz). Esta norma puede ser introducida también en otras bandas de frecuencia móvil, a condición de que haya espectro suficiente para introducir portadores de 5 MHz. WCDMA-DS funcionará también como el modo de secuencia directa conectado a cdmaOne/cdma2000. 128

Sistemas móviles de segunda generación en paso a sistemas móviles de tercera generación El acceso WCDMA-DS coexistirá con el acceso de hoy así como con el acceso ”evolucionado” GSM (GPRS/EDGE), y los terminales móviles bisistema relacionados apoyarán una itinerancia completa y traspaso de un sistema a otro. En las fases introductorias de WCDMA asegurarán los terminales bisistema que los abonados puedan disponer de itinerancia e interoperar con el resto de la comunidad GSM desde cada (Figura 11). El núcleo de la red GSM evolucionada servirá de base para un núcleo de la red común GSM/UMTS que conecta GSM/GPRS/EDGE con el acceso UMTS/WCDMA-DS. El plan en Japón es de instalar IMT – 2000 como una red completamente superpuesta encima de la red PDC, con funciones interoperantes entre las dos redes. También se podrían introducir terminales bisistema PDC/IMT – 2000. La comunidad cdmaOne tiene como objetivo principal de evolucionar la norma cdmaOne a portador múltiple CDMA. Sin embargo también tiene planes de añadir y adaptar WCDMADS a su núcleo de la red. La comunidad TDMA está estudiando también la posibilidad de añadir acceso de radio global WCDMA-DS, por lo menos en aplicaciones multimedia basadas en Internet. La estrategia de migración GSM/UMTS, que incluye terminales bisistema y sistema múltiple, es una estrategia de migración genérica entre los sistemas de segunda y tercera generación. Unidades de interoperación al nivel de red permitirán que distintas normas puedan interoperar entre sí.

Redes de próxima generación El Nuevo Mundo Telecom tiene sus raíces en la convergencia de dominios de red de comunicación fundamentalmente distintos. Hoy hay varias redes separadas, orientadas verticalmente y de servicio único que han sido perfeccionadas lo más posible para entregar telefonía fija (PSTN), telefonía móvil, datos y servicios de TV cable. Por ejemplo, desde hace más de 100 años se han perfeccionado lo más posible las redes clásicas de teléfonos para llevar tráfico de voz de tiempo real entre cientos de millones de teléfonos por todo el mundo. La comunicación de datos por contraste viene a nosotros de un ambiente en que la calidad de servicio está basada en un enfoque de mejor esfuerzo. Los datos en paquetes son considerados como la mejor solución de comunicación de coste eficaz, porque la comunicación de datos consiste típicamente de aplicaciones que no son de tiempo real. Existe mucho apoyo para redes listas para paEricsson Review No. 3, 1999

quetes. En efecto, los datos en paquetes dan cuenta de más de 50 % del volumen de tráfico en redes de acceso en algunos mercados.

PSTN/ ISDN

Estructura de red de próxima generación El importante aumento en el tráfico de datos, junto con la convergencia de servicios en una red de servicios múltiples, hace necesaria una nueva generación de redes (Figura 12). La red orientada en paquetes de próxima generación será caracterizada por • una estructura de red en capas y que desconecta aplicaciones, control y conectividad (o sea, transporte y conmutación) de bits; • una capa de conectividad compuesta de una red común de principal; accesos separados sin hilos, de cobre, y fibra/coax; y puertas de medios que conectan distintas redes orientadas en paquetes (ATM/IP) y en modo circuito; • un tipo de arquitectura cliente/servidor entre servidores en el nivel de control llamada/movilidad y en la capa de conectividad (puertas de medios). Una arquitectura de cliente/servidor existirá también entre distintas aplicaciones de comunicación y aplicaciones de contenido exterior, así como entre dispositivos de usuario final (clientes). Los dispositivos de usuario final trabajarán también entre sí en redes de cliente/servidor; • el desarrollo de interfaces y normas abiertas, que son esenciales en este tipo de arquitectura. De especial importancia son la aceptancia y el apoyo, contenido y aplicaciones para terceros, y estructura abierta entre dispositivos de usuario final y la red; y • control de punto a punto por las capas, para dar una solución o aplicación de calidad de servicio. De vital importancia para el control y la gestión de punto a punto son la gestión telecom, la gestión de red (supervisión, manejo de alarmas, control de tráfico, acuerdos QoS), facturación, seguridad, y cuidado de clientes. Los beneficios de una red de servicios múltiples son una red común con gestión y servicios y servidores compartidos (para servicios múltiples) y una arquitectura abierta y en capas con interfaces abiertos para mejorar el tiempo al mercado y aplicaciones de terceros. Expresado de otra manera, las redes de servicios múltiples cuestan menos para operar y ofrecen una mayor flexibilidad.

Internet

ISUP+

interfaz lu

interfaz A GRPS/EDGE < 115 kbit/s área amplia < 384 kbit/s área local Acceso de radio GSM

GSM

Acceso de radio UMTS

GSM/UMTS

Ericsson Review No. 3, 1999

WCDMA < 384 kbit/s área local < 2 Mbit/s área local

UMTS

Acceso a personas e información Figura 11 Evolución de red y migración entre GSM y la comunicación multimedia móvil de tercera generación (UMTS).

Figura 12 Evolución hacia redes de servicio múltiple de próxima generación.

Hoy

En el futuro

Redes de servicio único

Redes de serv. múltiple / Servidor de cliente

Servicios

Contenido

Contenido

Control

PLMN celular

Aplicaciones de comunicación CATV

PSTN/ ISDN Redes de datos / IP

Redes de conectividad multimedia móviles La base de abonados conectados a redes en modo circuito no dejará de existir de repente. Durante un tiempo coexistirán las redes en modo circuito y de conmutación por paquetes. Inicialmente se está introduciendo el tráfico de datos

TCP/IP+

GSM/UMTS núcleo de la red

Redes de acceso de transporte y conmutación

Puertas de medios Red de principal

Acceso sin hilos

Acceso sin hilos

Acceso por cable

Clientes / aplicaciones

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en una red superpuesta encima de las redes de voz. Cada red está perfeccionada lo más posible para sus servicios básicos: • la voz en modo circuito da calidad de servicio de tiempo real; • los datos de conmutación por paquetes dan calidad de servicio de ”mejor esfuerzo” y capacidades ”siempre en línea”. Las redes en modo circuito y en paquetes serán interconectadas por medio de puertas que dan un control de movilidad común. Para empezar se deben desarrollar los datos a ser un servicio móvil sin hilos y robusto de ”clase portador”. Se necesitan desarrollos y normas específicas para hacer que los datos trabajen de forma eficaz por el aire (sin hilos) y en ambientes móviles. Los ejemplos incluyen Mobitex, datos en paquetes digitales celulares (CDPD) y GPRS.7 Estas tecnologías serán seguidas por normas de tercera generación, tales como EDGE y WCDMA.

El protocolo de aplicación sin hilos (WAP), que da acceso a los usuarios móviles a distintos servicios basados en Internet, es un ejemplo de como se pueden adaptar los datos a ambientes sin hilos o móviles.8 Esta nueva dimensión de comunicación móvil está destinada a poner servicios Internet en los bolsillos de cientos de millones de personas. WAP sirve también de ejemplo de una norma sin hilos de punto a punto dentro de la arquitectura de cliente/servidor. Un segundo desafío principal es de preparar redes de conectividad para ofrecer servicios múltiples por la misma tecnología de red. En el proceso tendrán que sobrepasarse muchos obstáculos en las redes públicas (portadoras). El objetivo es de dar una entrega eficaz, de tiempo real con calidad de servicio garantizada en y entre redes públicas, a redes privadas, y por el aire, y de garantizar la fiabilidad y la seguridad como se exige por las grandes redes públicas. Distintos cuerpos de normas están tratando actualmente de resolver este desafío.

Mapa del camino hacia redes de tercera generación Figura 13 El AXD301 de Ericsson, un sistema de conmutación por paquetes, adaptable y de alto rendimiento para el principal del portador.

REFERENCIAS 1 Granberg, O.: GSM on the Net, Ericsson Review 75 (1998):4, pág. 184 – 191. 2 Gratorp, A., Nilsson, P. y Smedman, T. Ericsson Pro products – Adapting mass-market technology to fit specialized needs. Ericsson Review 76 (1999):1, pág. 8-13. 3 Granbohm, H. y Wiklund, J. GPRS – General packet radio service, Ericsson Review 76 (1999):2, pág. 82-88. 4 Furuskär, A., Näslund, J. y Olofsson, H. Edge – Enhanced data rates for GSM and TDMA / 136 evolution. Ericsson Review 76 (1999):1, pág. 28-37. 5 Foster, R. Wireless intelligent networks – The flexible future. Ericsson Review 75 (1998):2, pág. 78-82. 6 Johansson R., Nilsson M. y Ward, T. Mobile Advantage Wireless Office – A digital wireless office system for TDMA / 136 networks. Ericsson Review 76 (1999):1, pág. 20-27. 7 Wetterborg, L. CDPD – Adding wireless IP services to D-AMPS / AMPS wireless networks.

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Ericsson Review 73(1996):4, pág. 151-156. 8 Erlandson C. y Ocklind, P. WAP – The wireless application protocol. Ericsson Review 75(1998):4, pág. 150 – 161. 9 Grenfeldt, M. Erion – Ericsson optical networking using WDM technology. Ericsson Review 75(1998):3, pág. 132-137. 10 Hopfinger, J., Khodaverkian, O. y Saure, E. The SDH interface in AXE. Ericsson Review 75(1998):4, pág. 192-204. 11 Blau, S. y Rooth, J. AXD 301 – A new generation ATM switching system, Ericsson Review 75(1998):1, pág. 10-17. 12 Hågård, G. y Wolf, M. Multiprotocol label switching in ATM networks, Ericsson Review 75(1998):1, pág.32-39. 13 Waesterlid, A. Open communication devices using the EPOC operating system, Ericsson Review 75(1998):1, pág. 14-19. 14 Haartsen, J. Bluetooth – The universal radio interface for ad hoc, wireless connectivity. Ericsson Review 75(1998):3, pág. 110-117.

La red de principal El principal y el núcleo de la red de las redes móviles de próxima generación evolucionarán a una arquitectura centrada en paquetes que hace uso de distintas técnicas de conmutación o encaminamiento y transporte, tales como multiplexación por división en longitudes de onda (WDM), redes de jerarquía digital síncrona y redes ópticas síncronas (SDH/SONET), modo de transferencia asíncrona (ATM) y el protocolo Internet (IP).9, 10 Muchas redes de servicios múltiples usan hoy conmutación y transporte ATM de alta capacidad y pueden dar servicios ATM y servicios de relé de trama con servicios IP encima; por ejemplo, usando la norma de conmutación por etiqueta de protocolo múltiple (MPLS).11, 12 El protocolo Internet debe ser desarrollado aún más para llegar a ser más eficaz en redes grandes de servicios múltiples y tiempo real. En la próxima versión (IPv6) se mejorará mucho la dirección y la movilidad de núcleo de la red. Sin embargo se necesitarán aún más refuerzos para crear un protocolo Internet de próxima generación que maneje de forma eficaz las redes públicas, de tiempo real, servicio múltiple y sin hilos. Ericsson y otros en la industria están llevando el trabajo de definir el protocolo Internet sin hilos óptimo. Acceso móvil a la red La tecnología ATM e IP será usada para ”empaquetar” nodos de la red de acceso móvil. De la misma manera se usará cada uno de ATM e IP para dar capacidades eficaces de transporte y encaminamiento. La red de paquetes será adaptada también para cumplir con los requisitos de Ericsson Review No. 3, 1999

servicio de tiempo real y transmisión sin hilos, que abarca terminales sin hilos (perspectiva de punto a punto). La primera parte de este camino evolucionario, que será caracterizado por una normalización continua de paso a paso y desarrollo (de punto a punto), comienza con GPRS. Redes de terminales móviles Nuevas aplicaciones multimedia llevarán el mercado de servicios de tercera generación. Los terminales usados en la era multimedia móvil estarán casi siempre en funcionamiento, sirviendo de puerta a la Internet o a intranets empresariales por medio de redes de conectividad de conmutación por paquetes. Esto eliminará los retardos asociados con poner en condiciones de servicio, y añadir facilidad de utilización al uso de servicios de datos y multimedia. Ericsson y otros miembros de la industria están creando plataformas y normas nuevas y abiertas que facilitan las aplicaciones multimedia a las que se puede tener acceso y hechas funcionar en terminales sin hilos (Figura 14): El protocolo de aplicación sin hilos adapta fácilmente información de la Internet para acceso por terminales móviles. Ericsson es un miembro fundador de Symbian, una sociedad en conjunto que reconoce la necesidad de normalizar un sistema operativo (EPOC) que apoya dispositivos móviles y uso. 13 Los socios de Symbian están trabajando para crear una caja de herramientas que permitirá a desarrolladores de software de terceros de crear servicios innovadores para dispositivos móviles de tercera generación. Bluetooth es una nueva tecnología de radio de corta distancia y bajo costo que fue diseñada para eliminar cables entre terminales y dispositivos portátiles y periféricos. 14 Bluetooth puede por ejemplo conectar terminales móviles, cámaras digitales, scanners, impresoras, y PCs.

La segunda generación de acceso móvil está siendo reforzada para ofrecer acceso de radio de alta velocidad con capacidad para multimedia – la convergencia y migración de TDMA/136 y GSM empieza con la norma GPRS y continúa con EDGE; la convergencia de los modos CDMA crea sólo una familia de acceso de radio de modos CDMA de tercera generación. Al mismo tiempo se está haciendo la convergencia de servicios de tiempo, datos, voz e imagen/video en una red única de servicios múltiples que está basada en una nueva arquitectura de red en capas. El desafío inmediato para suministradores y operadores es de dar una calidad de servicio eficaz de tiempo real y comunicación fiable de área amplia usando técnicas de conmutación por paquetes, de punto a punto. Al pasar el tiempo más y más redes de conectividad (encauzamientos de bit) migrarán hacia tecnologías de conmutación por paquetes (ATM e IP).

Figura 14 El concepto multimedia móvil de tamaño de bolsillo del futuro destaca voz y video – por una cámara giratoria. El auricular sin hilos y manos libres conecta por una conexión Bluetooth.

Conclusión La sociedad de la información evolucionará dentro de la próxima década a una economía conectada a una red global – un desarrollo que está siendo formado por la convergencia de las tecnologías de computación, comunicación y difusión. Por consiguiente, la tercera generación de comunicación móvil permitirá a los usuarios finales de gozar de los beneficios de datos e imagen o comunicaciones de video al estar en movimiento – verdadera multimedia móvil. Para el 2003 ó el 2004 habrá aumentado el número de abonados de comunicación móvil a casi mil millones. De forma similar, para el 2004 se aproximará a los mil millones el número de abonados de Internet. De éstos, más de 350 millones serán abonados Internet móviles. La popularidad explosiva de la Internet es testimonio de que la gente quiere tener comunicación multimedia y acceso instantáneo a información. Ericsson Review No. 3, 1999

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