Tecnologías de red de telefonía celular: 2G
Las redes de telefonía celular se dividen en tres categorías: 2G, 3G y 4G. En las redes 2G, existen tres tecnologías comunes utilizadas para transmitir información:
Acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA)
Acceso múltiple por división de tiempo (TDMA)
Acceso múltiple por división de código (CDMA)
Aunque estas tecnologías suenan muy intimidantes, puede tener una buena idea de cómo funcionan simplemente desglosando el título de cada una.
La primera palabra te dice cuál es el método de acceso. La segunda palabra, "división", le permite saber que divide las llamadas en función de ese método de acceso.
FDMA pone cada llamada en una frecuencia separada.
TDMA asigna a cada llamada una cierta porción de tiempo en una frecuencia designada.
CDMA le da un código único a cada llamada y lo extiende sobre las frecuencias disponibles.
La última parte de cada nombre es "acceso múltiple". Esto simplemente significa que más de un usuario puede usar cada celda.
FDMA separa el espectro en distintos canales de voz dividiéndolo en fragmentos uniformes de ancho de banda. Para comprender mejor la FDMA, piense en las estaciones de radio: cada estación envía su señal a una frecuencia diferente dentro de la banda disponible. FDMA se utiliza principalmente para la transmisión analógica. Si bien es ciertamente capaz de transportar información digital, FDMA no se considera un método eficiente para la transmisión digital.
TDMA es el método de acceso utilizado por Electronics Industry Alliance y Telecommunications Industry Association para el Estándar Provisional 54 (IS-54) y el Estándar Provisional 136 (IS-136). Usando TDMA, una banda estrecha que tiene 30 kHz de ancho y 6.7 milisegundos de largo se divide en tres intervalos de tiempo.
Banda estrecha significa "canales" en el sentido tradicional. Cada conversación recibe la radio por un tercio del tiempo. Esto es posible porque los datos de voz que se han convertido en información digital se comprimen para que ocupen significativamente menos espacio de transmisión. Por lo tanto, TDMA tiene tres veces la capacidad de un sistema analógico que usa el mismo número de canales. Los sistemas TDMA operan en las bandas de frecuencia de 800 MHz (IS-54) o 1900 MHz (IS-136).
GSM y CDMA
TDMA también se utiliza como tecnología de acceso para el Sistema Global de Comunicaciones Móviles (GSM). Sin embargo, GSM implementa TDMA de una manera algo diferente e incompatible con IS-136. Piense en GSM e IS-136 como dos sistemas operativos diferentes que funcionan en el mismo procesador , como Windows y Linux que trabajan en un Intel Pentium III.
Los sistemas GSM usan encriptación para hacer que las llamadas telefónicas sean más seguras. GSM opera en las bandas de 900 MHz y 1800 MHz en Europa y Asia y en la banda de 850 MHz y 1900 MHz (a veces denominada 1,9 GHz) en los Estados Unidos.
Se utiliza en celulares digitales y sistemas basados en PCS. GSM también es la base de Integrated Digital Enhanced Network (IDEN), un sistema popular introducido por Motorola y utilizado por Nextel. AT&T y T-Mobile usan GSM.
CDMA adopta un enfoque completamente diferente de TDMA. CDMA, después de digitalizar los datos, los distribuye por todo el ancho de banda disponible. Las llamadas múltiples se superponen entre sí en el canal, y cada una tiene asignado un código de secuencia único. CDMA es una forma de espectro extendido , lo que simplemente significa que los datos se envían en pequeños trozos a través de varias frecuencias discretas disponibles para su uso en cualquier momento dentro del rango especificado. Verizon, Sprint y la mayoría de las otras compañías estadounidenses usan CDMA, lo que significa que no tienen tarjeta SIM.
Todos los usuarios transmiten en la misma banda ancha de espectro. La señal de cada usuario se extiende por todo el ancho de banda mediante un código de expansión único. En el receptor, ese mismo código único se utiliza para recuperar la señal. Debido a que los sistemas CDMA necesitan poner una marca de tiempo precisa en cada parte de una señal, hace referencia al sistema GPS para obtener esta información. Se pueden transportar entre ocho y 10 llamadas separadas en el mismo espacio de canal que una llamada AMPS analógica. La tecnología CDMA es la base del Estándar Provisional 95 (IS-95) y opera en las bandas de frecuencia de 800 MHz y 1900 MHz.
Idealmente, TDMA y CDMA son transparentes entre sí. En la práctica, las señales CDMA de alta potencia aumentan el ruido de fondo para los receptores TDMA, y las señales TDMA de alta potencia pueden causar sobrecarga y bloqueo de los receptores CDMA.
2G es un protocolo de red de telefonía celular.
Tecnologías de red de teléfonos celulares: 3G
La tecnología 3G llegó para soportar mayores necesidades de datos. 3G significa "tercera generación": esto hace que la tecnología celular analógica generación uno y la generación digital / PCS dos. La tecnología 3G está diseñada para el verdadero teléfono celular multimedia, generalmente llamado teléfonos inteligentes , y presenta un mayor ancho de banda y tasas de transferencia para acomodar aplicaciones basadas en la Web y archivos de audio y video basados en el teléfono.
3G comprende varias tecnologías de acceso celular. Los comunes incluyen:
CDMA 2000 : basado en acceso múltiple por división de código 2G
WCDMA (UMTS) - Acceso múltiple por división de código de banda ancha
TD-SCDMA - Acceso múltiple por división de código síncrono por división de tiempo
Las redes 3G tienen velocidades de transferencia potenciales de hasta 3 Mbps (aproximadamente 15 segundos para descargar una canción MP3 de 3 minutos ). En comparación, los teléfonos 2G más rápidos pueden alcanzar hasta 144 Kbps (aproximadamente 8 minutos para descargar una canción de 3 minutos).
Las altas velocidades de datos de 3G son ideales para descargar información de Internet y enviar y recibir grandes archivos multimedia. Los teléfonos 3G son como mini computadoras portátiles y pueden acomodar aplicaciones de banda ancha como videoconferencias, recibir transmisión de video desde la Web, enviar y recibir faxes y descargar instantáneamente mensajes de correo electrónico con archivos adjuntos.
3G es un protocolo de red de telefonía celular.
Tecnologías de red de teléfonos celulares: 4G
El teléfono celular "4G" ha existido durante años, al menos desde 2006, si sigues la definición de Sprint de 4G. Esa red 4G original utilizaba una tecnología llamada WiMAX , uno de varios enfoques para la implementación de 4G. Al igual que las generaciones anteriores, 4G no es una designación estandarizada. Es simplemente el siguiente paso en velocidad.
Todos los principales proveedores de servicios tienen algún tipo de red 4G ahora, en varias etapas de desarrollo y cobertura, basada en una de las tres principales tecnologías de acceso celular: LTE, HSPA + y WiMAX.
WiMAX es algo único entre los métodos de acceso a teléfonos celulares, ya que se basa en los estándares inalámbricos 802.16, también conocido como Internet inalámbrico de banda ancha que se utiliza para hogares y oficinas.
El enfoque de WiMAX toma la segunda iteración de esos estándares, 802.16e, que admite el acceso móvil, y lo aplica al ámbito de los teléfonos celulares. Las transmisiones utilizan la multiplexación por división de frecuencia ortogonal, u OFDM, un método para dividir los datos de la señal en múltiples canales para acelerar la entrega y luego combinar todos los bits en una sola unidad en el destino. La transmisión de WiMAX teóricamente puede superar los 40 Mbps, pero en realidad es mucho menos.
HSPA +, por otro lado, es una actualización a un enfoque de larga data para celulares: HSPA o acceso a paquetes de alta velocidad. HSPA se basa en la infraestructura 3G WCDMA , que transporta señales en una o dos bandas de frecuencia dependiendo del modo.
En forma 3G, las redes HSPA tienen velocidades máximas de transferencia de datos de 14.4 Mbps. Al utilizar QAM de orden superior (modulación de amplitud en cuadratura, que codifica múltiples flujos de datos en una sola transmisión, imitando un mayor ancho de banda), los operadores pueden alcanzar velocidades HSPA + de hasta 21 Mbps. Las mejoras de la antena pueden aumentar aún más las tasas de transmisión HSPA +.
A pesar de las obvias ganancias en velocidad, muchos en el mundo de los teléfonos celulares consideran que tanto WiMAX como HSPA + son tecnologías de transición.
Continua con la parte 4 de Cómo funcionan los teléfonos celulares
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