DISEÑO Y MODELAMIENTO DE REDES DE COMUNICACIONES INALÁMBRICAS Y SISTEMA DE

CABLE CELULAR INALÁMBRICO CON TECNOLOGÍA CDMA Y TOMA

LUGO MANUEL BARBOSA GUERRERO Ingeniero de Sistemas, Especialista en Gerencia de Proyectos Telemáticos, Informática para Docentes,

Ingeniería de Software. Docente Investigador Universidad Libre

RESUMEN

El proyecto de Diseño y modelamiento de una red de comunicaciones inalambrica y sistema de cable celular inalambrico con tecnología COMA y TOMA, consiste en la implementación de un software . de modelamiento para las redes de comunicaciones inalámbricas con un sistema de cable inalámbrico mediante el uso de las tecnologías COMA y TOMA, esto se realizará en los laboratorios de la Universidad Libre para poder simular la transmisión de datos.

Las redes con este tipo de tecnologías inalámbricas ofrecen muchas ventajas, debido a la creación de nuevos estándares y al crecimiento del ancho de banda, algyn~s de estas ventajas son:

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• AccJso a los seNidores de la oficina desde cualquier ',Ju~ar . .

• Más fácil conectar un nuevo usuario a la red inalámbrica.

• La transportabilidad de los equipos de la red.

PALABRAS CLAVE

Modelación, Simulación, inalámbrica, transportabilidad, red Híbrida.

Fecha de recepción del artículo: 23 de septiembre de 2005. Fecha de aceptación del artículo: 29 de septiembre de 2005.

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ABSTRACT

This project of Design and modeling of a cellular cable system and communicatlon network inalambrica with tecnology CDMA ANO TOMA, consists in the implementation of a software of modeling far the wireless communication networks with a wireless cable system by means of the use of technologies COMA and TOMA, this will be made in the laboratory of the Universidad Libre to be able to simulate the data transmission.

The networks with this type of wireless technologies offer many advantages, due to the creation of new standards and to the growth of the bandwidth, sorne of these advantages are:

• Access to the seNants of the office from any place.

• 'Easier to connect a new user to the radio network.

• The transportabilidad of the equipment of the network.

KEY WORDS

Modeling, Simulation, wireless, transportability, hybrid network.

MÓDELO DE RED INALAMBRICA

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INTRODUCCIÓN

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Una de las tecnologías más prometedoras en los últimos años es la de comunicación de computadores mediante tecnología inalámbrica. La conexión de computadores mediante ondas de radio o luz Infrarroja, actualmente está siendo ampliamente investigado. Las Redes Inalámbricas facilitan la operación en lugares donde el computador no puede permanecer en un solo lugar, como en almacenes o en oficinas que se encuentren en varios pisos.

Aunque no se puede esperar que estas redes inalámbricas vayan a remplazar a las redes cableadas, ya que las cableadas ofrecen velocidades de transmisión mayores que las logradas con la tecnología inalámbrica. Mientras que las redes inalámbricas actuales ofrecen velocidades de 2 Mbps, las redes cableadas ofrecen velocidades de 1 O Mbps y se espera que alcancen velocidades de hasta 100 Mbps. Las redes con cable de Fibra Óptica logran velocidades aún mayores, y pensando futuristamente se espera que las redes inalámbricas alcancen velocidades de solo 1 O Mbps.

Sin embargo se pueden mezclar las redes cableadas y las inalámbricas, y de esta manera generar una "red Híbrida" y así resolver los últimos metros hacia la estación. Se puede considerar que la parte de la red cableada sea la principal y la parte de la red inalámbrica

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le proporcione movilidad adicional al equipo, y esto ayude al usuario a desplazarse con facilidad dentro de un almacén o una oficina.

Debido a lo anterior se inicia en la Universidad Libre una serie de proyectos que ayuden en la investigación de este tipo de tecnología, proyectos que se generaran a partir de este macro proyecto Diseño y modelamiento de redes de comunicaciones inalambricas y sistema de cable celular inalambrico con tecnología COMA y TOMA, y que tienen como finalidad el diseño y modelamiento de este tipo de redes, el estudio de las técnicas y métodos, entre otros.

OBJETIVOS

GENERAL • Diseñar e implementar un prototipo que modele la

construcción del entorno de una Red Celular con la especificación de tecno logía CDMA y TDMA, vinculandotopológicamente la relación entre un móvil y una estación base.

ESPECÍFICOS • Desarrollar una herramienta de ambiente

Multiplataforma (Java) que a través de clases específicas, permita generar bosquejos interactivos en un entorno completamente grafico de fácil uso del diseño de una Red Celular COMA y/o TDMA.

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• Codificar los algoritmos de protocolos COMA y TOMA que modelen el entorno de conexión entre una estación base y un móvil celular.

• Investigar acerca de los factores que intervienen en el flujo de una llamada para el desarrollo del aplicativo.

DESARROLLO TEMÁTICO

La propuesta de investigación está orientada a ofrecer apoyo a la sociedad mediante el mejoramiento de las comunicaciones móviles, en cuanto a desarrollo tecnológ ico en el sector de las comunicaciones inalámbricas, se generará nuevo conocimiento que pondrá a disposición de la comunidad de la Universidad Libre la facilidad para administrar este tipo de redes.

Teniendo en cuenta que las tecnologías COMA y TOMA pueden ser desarrolladas rápida y económicamente en cualquier lugar que el servicio celular sea disponible sin la necesidad de implementar una completa y nueva red de datos móviles, se busca con este proyecto llegar a soluciones de datos inalámbricos más económicas y de mayor eficiencia para la demanda de usuarios de Internet Móvil.

Generaciones de las comunicaciones inalámbricas

• Primera generación Hizo su aparición en 1979, se caracterizó por ser analógica y estrictamente para voz. La calidad de los ·enlaces de voz era muy baja, baja velocidad [2400 bauds], la transferencia entre celdas era muy imprecisa, tenían baja capacidad [basadas en FOMA, Frequency Divisan Multiple Access] y la seguridad no existía. La tecnología predominante de esta generación es AMPS (Adv~nced Mobile Phone System).

• Seg4nda generación

Se, i~i6.ip en 1990 y a diferencia de la primera se caracteb.zó por ser digital, es conocida como PCS (PE¡rs~aLCommunications Services). En esta generación se''empezo a utilizar protocolos de codificación más sofisticados y son los sistemas de telefonía celular usados en la actualidad. Las tecnologías predominantes

~ son: GSM (Global System for Mobile Communications); IS-136 (conocido también como TIA/EIA-136 o ANSl-136) y COMA (Code Oivision Multiple Access) y PDC (Personal Digital Communications).

• Tercera generación

Se caracteriza por la convergencia de la voz y datos con acceso inalámbrico a Internet, aplicaciones

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multimedia y altas transmisiones de datos. Los protocolos empleados en los sistemas de tercera generación soportan más altas velocidades de información enfocados para aplicaciones mas allá de la voz tales como audio (MP3) , video en movimiento, video conferencia y acceso rápido a Internet, etc.

Entre las tecnologías contendientes de la tercera generación se encuentran UMTS (Universal Mobile Telephone Service) , cdma2000, IMT-2000, ARIB[3GPP], UWC-136, entre otras.

• Cuarta generación

Se planean hacer pruebas de esta tecnología en el año 2006 y se espera que se empiecen a comercializar la mayoría de los servicios hasta el 201 O.

ALGUNAS TÉCNICAS O MÉTODOS DE REPARTICIÓN DE UN CANAL INALÁMBRICO

FOMA -Acceso múltiple por división de frecuencia: Esta tecnología separa el espectro en distintos canales de voz, al separar el ancho de banda en pedazos (frecuencias) uniformes . La tecnología FDMA es mayormente utilizada para la transmisión analógica . Esta tecnología no es recomendada para transmisiones digitales, aun cuando es capaz de llevar información digital.

TOMA - Acceso múltiple por división del t iempo: Esta tecnología comprime las conversaciones (digitales), y las envía cada una utilizando la señal de radio por un tercio de tiempo solamente. La compresión de la señal de voz es posible debido a que la información dig ital puede ser reducida de tamaño por ser información binaria (unos y ceros). Debido a esta compresión, la tecnología TOMA tiene tres veces la capacidad de un sistema analógico que utilice el mismo número de canales .

COMA - Acceso múltiple por división de código: Esta tecnología es muy diferente a la tecnología TOMA. La COMA, después de digitalizar la información, la transmite a través de todo el ancho de banda disponible. Varias llamadas son sobrepuestas en el canal, y cada una tiene un código de secuencia único. Usando la tecnología COMA, es posible comprimir entre 8 y 1 O llamadas digitales para que estas ocupen el mismo espacio que ocuparía una llamada en el sistema analógico.

RECURSOS HUMANOS

Investigador principal Lugo Manuel Barbosa Guerrero

Co-investigadores Ingenieros: Mauricio Plaza, Juan Fernando Velásquez, Gustavo Herazo

Auxiliares Estudiantes de Semilleros de investigacione$ y estudiantes de sexto semestre en adelante del programa de ingeniería de sistemas.

CONCLUSIONES

Las comunicaciones han tenido grandes avances sobre todo con la telefonía celular con la que ya se pueden hacer muchas de las operaciones que se hacían desde computadores conectados a Internet, como leer correos electrónicos, consulta de saldos en bancos, transacciones e inclusive comprar algún producto desde el teléfono celular.

Las comunicaciones inalámbricas en el mundo han ten ido un gran avance y uso. En Japón más de dos millones de personas utilizan sus dispositivos portátiles para mandar correos electrónicos y accesar a Internet por medio de un protocolo de acceso propietario conocido como i-mode. En Finlandia, el 90% de los adolescentes tienen teléfonos inalámbricos, y pueden utilizarlos para comprar un refresco y el lavado del auto.

Las redes inalámbricas van a tener mucho auge en Colombia debido a la necesidad de movilidad que se requiere en la industria, dentro del enorme horizonte de las comunicaciones inalámbricas y la computación móvil, las redes inalámbricas van ganando cada día más adeptos como una tecnología madura y robusta que permite resolver varios de los inconvenientes del uso del cable como medio físico de enlace en las comunicaciones, muchas de ellas de vital importancia en el trabajo diario.

Los equipos inalámbricos otorgan la libertad necesaria para trabajar prácticamente desde cualquier punto del planeta e, incluso, permiten el acceso a todo tipo de información cuando se está de viaje. No importa que el sistema inalámbrico esté accediendo al e-mail desde un aeropuerto o recibiendo instrucciones desde el despacho para realizar alguna tarea, lo realmente relevante de esta tecnología es la extremada efectividad

que se logra al poder mantener una conexión de datos con una red desde cualquier remoto sitio del globo mundial.

RECOMENDACIONES

Apoyar los proyectos que tengan que ver con la implementación de un Campus Inalámbrico donde cualquier estudiante, administrativo y/o docente que posea un computador portátil pueda conectarse. 5.1 una red inalámbrica destinada por la Universidad Li~(¿ p~ra la academia o la investigación, ya que se estará dentro del alcance de las redes con este tipo de tecnologíá que se implemente dentro del Campus de la universidad en la sede "El Bosque", este proyecto ya se ha implementado en varias universidades de América Latina.

Para la línea de Telecomunicaciones se debe estimular aún más los proyectos que tengan como objetivo la implementación o desarrollo de software para redes de comunicaciones inalámbricas.

BIBLIOGRAFÍA

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INFOGRAFÍA

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