Estaciones base de telefonía móvil celular punto a punto y punto a multipunto

1. Universidad Fermín Toro
Vice rectorado Académico
Facultad de ingeniería
Escuela de telecomunicaciones
Estaciones base de telefonía móvil
celular punto a punto y punto a
multipunto
Integrantes:
Jhoan Mota
CI: 21459666
Maria Hernandez
CI: 24393674
Andrea D´ Angelo
CI: 20929067
Profesora:
Heddy Lu Gimenez
Catedra: Radio enlace

2. En comunicaciones por radio, una estación base es una instalación fija de radio
para la comunicación bidireccional. Se usa para comunicar con una o más radios
móviles o portátiles. Las estaciones base normalmente se usan para conectar
radios bidireccionales de baja potencia, como por ejemplo la de un telefonía
móvil, un teléfono inalámbrico o una computadora portátil con una tarjeta WiFi.
La estación base sirve como punto de acceso a una red de comunicación fija
(como la Internet o la red telefónica) o para que dos terminales se comuniquen
entre sí yendo a través de la estación base.
En el área de las redes informáticas inalámbricas (WiFi o WiMAX), una estación
base es un transmisor/receptor de radio que sirve como nexo (hub) de la red de
área local inalámbrica. También puede servir como pasarela entre las redes
inalámbrica y fija.
En el contexto de la telefonía móvil, una estación base (Base Transceiver Station
(BTS)) dispone de equipos transmisores/receptores de radio, en la banda de
frecuencias de uso (900 / 1800 MHz) que son quienes realizan el enlace con el
usuario que efectúa o recibe la llamada con un teléfono móvil. Las antenas
utilizadas suelen situarse en lo más alto de la torre, de edificios o colinas para dar
una mejor cobertura y son tipo dipolo. Normalmente, está compuesta por un
mástil al cual están unidas tres grupos de una o varias antenas equidistantes. El
uso de varias antenas produce una diversidad de caminos radioeléctricos que
permite mejorar la recepción de la información.

3. En una red telefónica móvil, se tienen los siguientes elementos:
• 1. Estaciones Base
• 2. Controladores de la red de radio (RNC: Radio Network Controller)
• 3. Centros de operación y mantenimiento (OMC: Operation and
Maintenance Center)
Una antena es un dispositivo pasivo (un arreglo de conductores eléctricos) que
convierte potencia RF (radiofrecuencia) en campos electromagnéticos o en su
defecto intercepta éstos mismos y los convierte a energía RF. Una antena de
telefonía móvil es una estación base, de instalación fija, que se conecta con los
teléfonos móviles mediante ondas electromagnéticas de radiofrecuencia,
asimismo las antenas se comunican con la central de su propia red.

4. Los enlaces que interconectan los nodos de una red punto a punto se pueden
clasificar en tres tipos según el sentido de las comunicaciones que transportan:
– Simplex: la transacción sólo se efectúa en un solo sentido.
– Half-duplex: la transacción se realiza en ambos sentidos, pero de forma
alternativa, es decir solo uno puede transmitir en un momento dado, no
pudiendo transmitir los dos al mismo tiempo.
– Full-duplex: la transacción se puede llevar a cabo en ambos sentidos
simultáneamente. Cuando la velocidad de los enlaces semi-dúplex y dúplex es la
misma en ambos sentidos, se dice que es un enlace simétrico, en caso contrario
se dice que es un enlace asimétrico.
Punto a punto
Cuando hablamos de un enlace punto a punto, nos referimos a uno en el cual
toda la comunicación se produce entre dos puntos, y sólo entre éstos. El caso
más simple y tal vez el más común es el de la unión de dos equipos mediante
un cable.
Las redes punto a punto son relativamente fáciles de instalar y operar. A
medida que las redes crecen, las relaciones punto a punto se vuelven más
difíciles de coordinar y operar.
Su eficiencia decrece rápidamente a medida que la cantidad de dispositivos
en la red aumenta

5. Características
• Se utiliza en redes de largo alcance (WAN).
• Los algoritmos de encaminamiento suelen ser complejos, y el control de errores
se realiza en los nodos intermedios además de los extremos.
• Las estaciones reciben sólo los mensajes que les entregan los nodos de la red.
Estos previamente identifican a la estación receptora a partir de la dirección de
destino del mensaje.
• La conexión entre los nodos se puede realizar con uno o varios sistemas de
transmisión de diferente velocidad, trabajando en paralelo.
• Los retardos se deben al tránsito de los mensajes a través de los nodos
intermedios.
• La conexión extremo a extremo se realiza a través de los nodos intermedios, por
lo que depende de su fiabilidad.
• La seguridad es inherente a la propia estructura en malla de la red en la que
cada nodo se conecta a dos o más nodos.
• Los costes del cableado dependen del número de enlaces entre las estaciones.
Cada nodo tiene por lo menos dos interfaces.

6. • Ventajas de los enlaces punto a punto
- Independencia de la existencia de redes terrestre
- Portadoras de velocidad programable
- Circuitos transparentes
- Alta fiabilidad de los enlaces
- Coste independiente de la distancia.
Los enlaces punto a punto generalmente se usan para conectarse a internet
donde dicho acceso no está disponible de otra forma. Uno de los lados del
enlace punto a punto estará conectado a internet, mientras que el otro
utiliza el enlace para acceder al mismo. Por ejemplo, una universidad puede
tener una conexión FrameRealy o una conexión VSAT dentro del campus,
pero difícilmente podrá justificar otra conexión de la misma índole o un
edificio muy importante fuera del campus. Si el edificio principal tiene una
visión libre de obstáculos hacia el lugar remoto, una conexión punto a
punto puede ser utilizada para unirlos. Esta puede complementar o incluso
remplazar enlaces discados existentes.

7. Con antenas apropiadas y existiendo línea visual, se pueden hacer enlaces
punto a punto seguros de más de treinta kilómetros. Los enlaces punto a
punto no necesariamente tienen que estar relacionados con el acceso a
internet. Supongamos que debe desplazarse hasta una estación de
monitoreo meteorológico alejada, ubicado en lo alto de una colina, para
recolectar los datos que ella toma. Podría conectar el lugar con un enlace
punto a punto, logrando la recolección y el monitoreo de datos en tiempo
real, sin tener que ir hasta el lugar. Las redes inalámbricas pueden proveer
suficiente ancho de banda como para transmitir grandes cantidades de
datos (incluyendo audio y video) entre dos puntos, aun en ausencia de
conexión a internet

8. • Punto a multipunto
Es un término que se utiliza en el ámbito de las telecomunicaciones, que
se refiere a la comunicación que se logra a través de un específico y
distinto tipo de conexión multipunto, ofreciendo varias rutas desde una
única ubicación a varios lugares. Una conferencia puede ser considerada
una comunicación punto a multipunto ya que existe solo un orador
(transmisor) y múltiples asistentes (receptor). Punto a multipunto es a
menudo abreviado como P2MP, PTMP, o PMP.
El punto a multipunto de telecomunicaciones es el más típico (2003)
utilizado en conexión inalámbrica a Internet y la telefonía IP a través de
radiofrecuencias de gigahercios. Los sistemas P2MP han sido diseñados
tanto como sistemas únicos como bi-direccionales. Una antena o antenas
que reciben las emisiones de varias antenas y el sistema utilizan una
forma de multiplexación por división en el tiempo para permitir el regreso
de canales de tráfico.

9. Hay diferentes tipos de conexiones punto a multipunto:
• Estrella: Un host conectado a varias terminales remotas.
• Bus: Un medio de comunicación común conectado a muchas estaciones
remotas.
• Anillo: Todas las terminales conectadas a un mismo cable. Si una falla hay
problemas con todas.
• Malla: Es el tipo de conexión utilizado en las centrales telefónicas. Todas
las terminales interconectadas entre sí.
En un enlace punto a multipunto, existe un punto central que se comunica
con varios otros puntos remotos. Generalmente esto implica que la
comunicación es solamente entre el punto central y los remotos, y de
éstos hacia el central; no existe comunicación entre los remotos.
El modelo punto multipunto es comúnmente usado para compartir una
conexión a varios nodos desde un punto central. Un ejemplo típico son las
redes WIFI donde varias computadoras se conectan a un solo Acces Point.
La siguiente red más comúnmente encontrada es el punto a multipunto
donde varios nodos están hablando con un punto de acceso central, esta
es una aplicación punto a multipunto. El ejemplo típico de esta disposición
es el uso de un punto de acceso inalámbrico que provee conexión a varias
computadoras portátiles. Las computadoras portátiles no se comunican
directamente unas con otras, pero deben estar en el rango del punto de
acceso para poder utilizar la red.

10. Estos enlaces son útiles y posibles en muchas circunstancias, pero no
cometamos el clásico error de instalar una torre de radio de gran potencia en
el medio de un pueblo esperando ser capaces de servir a miles de clientes,
como podría hacerlo con una estación de radio FM. Como veremos, las redes
de datos se comportan de forma muy diferente a las emisoras de
radiodifusión.
• QUE ES WIMAX?
Basado en el estándar IEEE 802.16 o WIMAX
(WorldwideInteroperabilityforMicrowave Access), es una potente solución a
las necesidades de redes de acceso inalámbricas de banda ancha, de amplia
cobertura y elevadas prestaciones. Ofrece una gran capacidad (hasta 75 Mbps
por cada canal de 20 MHz), e incorpora mecanismos para la gestión de la
calidad de servicio (QoS). WIMAX permite amplias coberturas tanto con línea
de visión entre los puntos a conectar (LOS) como sin línea de visión (NLOS) en
bandas de frecuencias de uso común o licenciadas.
WIMAX asegura la interoperabilidad con el estándar para redes de área
metropolitana inalámbrica o WMAN desarrollado por la ETSI (European
Telecommunications Standards Institute) y conocido como HiperMAN (High
Performance Radio Metropolitan Area Network), de objetivos muy similares a
WIMAX. En junio de 2001 se constituyó el llamado WIMAX Forum promovido
por fabricantes de equipos de la industria inalámbrica y de comunicaciones
con el objetivo de definir y promover el estándar IEEE 802.16, Esta
organización sin ánimo de lucro busca dar soporte a los grupos de trabajo del
IEEE 802.16, certificar y asegurar la interoperabilidad entre los equipos de
distintos fabricantes.

11. Las aplicaciones típicas de la tecnología WIMAX son el backhaul
inalámbrico de otras redes (como puede ser el caso de las estaciones base
de telefonía móvil o los hot spots), la “última milla” de la red de acceso a
Internet alta velocidad tanto en segmento doméstico como en el
profesional (especialmente indicado en aquellas zonas sin cobertura de
banda ancha) y soluciones nómadas, que en conexión con otras redes
permiten lo que se ha venido a llamar como “AlwayBestConnected”, esto
es, la conexión a un WISP (Wireless Internet ServiceProvider) a través de la
red óptima en cada momento.

12. • Arquitectura Punto-Multipunto (PMP).
En las configuraciones punto-multipunto (PMP) un enlace WiMAX se
realiza a partir de una estación base (BS) central con antenas sectoriales,
que consisten en un conjunto de antenas direccionales distribuidas
alrededor de un mástil central. En estas redes pueden haber estaciones
con 2 sectores (a 180º), 4 sectores (a 90º) u 8 sectores (a 45º) todo
depende del tipo de antena que se utilice y de la zona que se pretende dar
cobertura. Dentro de un sector y para una determinada frecuencia (canal)
todas las estaciones (BS) reciben la misma potencia o partes de la misma.
Cada antena define un sector, un área donde la frecuencia puede ser
rehusada. Los sectores también pueden ser desarrollados en base a arrays
de antenas, donde un conjunto de dipolos son combinados y se consiguen
lóbulos direccionales para variar las relaciones de fase de las señales de
cada una de las antenas. Las relaciones de fase son modificadas
electrónicamente y, en el caso de antenas adaptativas, el sistema es capaz
de ajustar la anchura y dirección del lóbulo para facilitar la mejor conexión
con un determinado usuario. Son las conocidas antenas inteligentes.

13. Para esta topología de red, el downlink se maneja mediante una estación
base (BS) centralizada y una antena sectorizada que es capaz de manejar
varias zonas simultáneamente. Dentro de un canal de frecuencia y un
sector de antenas dado, sólo existe una BS transmitiendo, de manera que
no se tiene que coordinar con las demás BS, excepto en la multiplexación
de tiempo. Las transmisiones en el enlace de bajada ( downlink, DL)
suelen ser broadcast, de forma que todas las estaciones de usuario
reciben toda la información y escogen la que vaya dirigida a ellos. En el
enlace de subida ( uplink , UL) las estaciones de usuario comparten el
canal mediante mecanismos de gestión de demanda.
En este sentido, un enlace Punto-multipunto, comparte un determinado
nodo (en el lado uplink), que se caracteriza por tener una antena
onmidireccional (o con varios sectores) y puntos de terminación (o
repetidores) con antenas direccionales con una ganancia elevada. Este
tipo de red es más sencillo de implementar que las redes punto a punto,
ya que el hecho de añadir un subscriptor sólo requiere incorporar
equipamiento del lado del cliente, no teniendo que variar nada en la
estación base. Aunque, cada sitio remoto debe encontrarse dentro del
radio de cobertura de la señal, que en el caso de WiMAX (a diferencia de
la tecnología LMDS) no requerirá que se sitúe en puntos con visión directa.

14. • En síntesis, existe una Estación Base que controla la red, donde:
• - Los usuarios se conectan a la Estación Base.
• - La transmisión se divide en tramas de uplink y downlink por TDD o FDD
• - El downlink es dividido para los usuarios. El uplink se accede por
TDMA/TDM.
Por otra parte, la capa MAC es orientada a la conexión. Para propósitos de
relacionar los servicios a las SS y asociarlos a los diferentes niveles de
calidad de servicio (QoS),

15. todas las comunicaciones de datos están en el contexto de una conexión. El
flujo de servicio debe ser suministrado en el momento en el que la SS se
instala en el sistema y justo después de que se registra; las conexiones se
deben asociar a ese flujo de servicio para tener una referencia al hacer las
peticiones de ancho de banda. El flujo de servicio define los parámetros
de QoS de los packet data units (PDU) que se intercambian durante la
conexión.
En adición, el 802.16 provee una tecnología inalámbrica ideal para
conectar WLAN’s 802.11 y hotspots comerciales con Internet, como se
puede apreciar en la siguiente figura.

16. La arquitectura Punto - Multipunto representa la arquitectura más
extendida que permite al operador de red alcanzar el mayor número de
usuarios al menor coste y limita el número de routers y switches
necesarios para operar la red.
Esta topología ha sido recomendada en ocasiones también para su uso en
bandas milimétricas. El problema radica en la topografía de la mayor parte
de las ciudades, que podrían ser los principales mercados para este tipo
de servicios.
Dispositivos usados para establecer una conexion por WiMAX.
• Estos son algunos de los dispositivos usados por esta tecnología:

17. • CPE
El CPE (Customer Premises Equipment) es un aparato conectado a nuestro
computador (De escritorio o Laptop) que nos permite crear una red
WiMAX dentro de nuestra casa. Tambien podemos conectar nuestro
teléfono para realizar llamadas VoIP de bajo costo. Al igual que las tarjetas
WiMAX este se puede llevar a todas partes que queramos y conectarnos
inalámbricamente donde sea a una alta velocidad.
Tarjeta WiMAX
Tarjeta de red portátil usada para hacer conexiones de red usando el
estandar802.16x (WiMAX). Esta es usada en laptops. Solo la conectamos,
instalamos el driver y configuramos la conexión de modo que podremos salir a
la calle y nuestra conexión WiMAX estará accesible a donde quiera que
vayamos sin necesidad de buscar un router o punto de acceso (HotSpot).

18. • GIGASET SE461 WIMAX
• Conexión de la mini-antena
• Conexión adaptador de energía
• Conexión de Red
• RSI: Intensidad de la señal
• DATA: Transmisión de datos
• LINK: Cable de red conectado
• STATUS: Estado
• POWER: Indicador de Energía
Equipos para Terminales del Abonado:

19. CARACTERÍSTICAS
• Modelo: SWC-P105
• Rango de Frecuencia: 2.570 ~ 2.580 MHz
• Frecuencia central: 2.575 MHz
• Ancho de banda: 10 MHz
• Precisión de la Frecuencia: ± 200 Hz
• Dimensión: 124 mm x 54 mm x 13 mm
• Peso: 62 g
• Salida de Transmisión: 190 mW
• Temperatura: - 10 ~ + 50° C
• Humedad: 0 ~ 85 %
• Velocidad Estándar: DL 1Mbps, UL 512kbps
• Rango de Velocidad: DL 4Mbps ~ UL 2Mbps
• Consumo de energía: 1.25W + 10dBm
TARJETA PCMCIA (802.16e)