ELECTIVA II (Sistemas Móviles)
Pregunta 1: ¿Quién se considera el inventor del teléfono celular, cuál fue el modelo del primer celular y en qué fecha se realizó la primera llamada desde un teléfono móvil?
Respuesta: El 3 de abril de 1973 se realizó la primera llamada desde un dispositivo portátil llamado DynaTAC. Su creador fue el ingeniero Martin Cooper. En 1983, Motorola lanzó la DynaTAC 8000X, que fue el primer celular comercial de la historia.
Pregunta 2: Características de 1ª, 2ª y 2.5ª generación (velocidad de transmisión, frecuencias de operación, tecnología de acceso)
- 1G
- Velocidad: aproximadamente 1 kbps a 2,4 kbps (voz analógica, baja tasa de datos).
- Frecuencia: alrededor de 800–900 MHz.
- Tecnología: sistemas analógicos (acceso por canales analógicos).
- 2G
- Velocidad: ~14 kbps a 64 kbps.
- Frecuencia: bandas típicas 850–1900 MHz (GSM) y rangos usados por CDMA en 800–900 MHz y 1700/1900 MHz según región.
- Tecnología: digital (GSM, CDMA) con multiplexación por tiempo y por frecuencia según estándar.
- 2.5G
- Velocidad: GPRS ~56–115 kbps; EDGE hasta ~384 kbps en condiciones ideales.
- Frecuencia: reutiliza las bandas de 2G (por ejemplo 850–1900 MHz según región).
- Tecnología: digital, evolución de GSM con conmutación por paquetes (GPRS) y mejoras de modulación (EDGE).
Pregunta 3: Características de 3ª y 4ª generación (velocidad de transmisión, frecuencias, tecnología de acceso)
- 3G
- Velocidad: típicamente 384 kbps hasta 2 Mbps (y en algunas implementaciones superiores).
- Frecuencia: aproximadamente 800 MHz hasta 2,5 GHz (depende de la banda asignada en cada región).
- Tecnología de acceso: tecnologías basadas en CDMA (por ejemplo WCDMA, UMTS) y variantes de multiplexación/imultiplexación para soportar voz y datos.
- 4G
- Velocidad: alrededor de 100 Mbps en movimiento y hasta 1 Gbps en condiciones estacionarias o de enlace óptimo.
- Frecuencia: bandas desde ~700 MHz hasta 2600 MHz y otras asignadas según operador y país.
- Tecnologías de acceso/multiplexación: OFDMA, MIMO y arquitecturas de paquete para optimizar capacidad y latencia; LTE es el principal estándar 4G.
Pregunta 4: ¿Qué es la tecnología LTE, qué frecuencias utiliza y a qué generación pertenece?
LTE (acrónimo de Long Term Evolution) es un estándar para comunicaciones inalámbricas orientado a la transmisión de datos de alta velocidad para teléfonos móviles y terminales de datos. Pertenece a la generación 4G. LTE utiliza múltiples bandas de frecuencia según la región y el operador —por ejemplo 700 MHz, 800 MHz, 1800 MHz, 2100 MHz, 2600 MHz— y emplea técnicas como OFDMA en el enlace descendente y SC-FDMA en el ascendente, junto con MIMO para aumentar capacidad y rendimiento.
Pregunta 5: Características de la 5ª generación (velocidad, frecuencias, tecnología de acceso)
- 5G
- Velocidad: del orden de 1 a 10 Gbps en condiciones óptimas.
- Frecuencia: utiliza bandas desde sub-1 GHz hasta bandas milimétricas (por ejemplo 3 GHz hasta 100+ GHz; rangos como 3–6 GHz y mmWave ~24–52 GHz según despliegue).
- Tecnologías de multiplexación/acceso: OFDM, MIMO masivo, beamforming, slicing de red y otras técnicas avanzadas para baja latencia, alta capacidad y densificación.
Pregunta 6: Concepto de celda en telefonía celular y clasificación (cobertura y potencia)
Una celda consiste en la subdivisión de un territorio en pequeñas áreas llamadas celdas, cada una con una antena de transmisión, de forma que la misma frecuencia puede reutilizarse en distintas zonas simultáneamente dentro de una ciudad. Esto permite aumentar la capacidad total de la red.
- Picocelda: de menor tamaño, destinada a cubrir zonas muy localizadas (interiores o hotspots). Radio típico: 20–400 m. Potencia aproximada: 0,05 W a 0,5 W.
- Microcelda: tamaño intermedio, utilizada en áreas urbanas. Radio: ~400 m hasta 2 km. Potencia típica: 0,1 W a 1 W.
- Macrocelda: mayor cobertura, usada en zonas suburbanas y rurales. Radio: ~2 km hasta 20 km (o más según topología). Potencia típica: 1 W a 10 W.
Pregunta 7: Definición de cluster en telefonía móvil
También llamado agrupación celular, un cluster es un conjunto de celdas que emplean N canales distintos para reutilización de frecuencias. Cada cluster tiene un conjunto de N canales que se asignan para evitar interferencia entre celdas adyacentes. Un cluster típico representado para planificación suele mostrarse con 7 celdas en un patrón hexagonal para ilustrar reutilización de frecuencia.
Pregunta 8: Defina Handover y Roaming
- Handover (o handoff): sistema utilizado en comunicaciones móviles para transferir el servicio de una estación base a otra cuando la calidad del enlace disminuye. Este mecanismo garantiza la continuidad del servicio cuando un móvil se desplaza dentro de la cobertura.
- Roaming: servicio que permite a un teléfono móvil recibir y transmitir datos y voz a través de redes que no pertenecen al operador de origen del usuario, gracias a acuerdos de interconexión entre operadores.
Pregunta 9: Tecnología GSM, procedencia y velocidad de transmisión
GSM (Sistema Global para las Comunicaciones Móviles) se presentó a principios de la década de 1990 (implementaciones comerciales en los primeros años de los 90) y marcó la transición de la telefonía móvil analógica a una totalmente digital. GSM permite servicios de voz y datos con velocidades básicas de hasta decenas de kbps; con evoluciones como GPRS y EDGE se incrementó la capacidad para datos.
Pregunta 10: Tecnología GPRS y EDGE, velocidad y generación
GPRS es básicamente una extensión de GSM desarrollada para la transmisión de datos mediante conmutación por paquetes. Proporciona velocidades de orden decenas a alrededor de 115 kbps en condiciones ideales. EDGE mejora la modulación y puede alcanzar teóricamente hasta ~384 kbps en condiciones óptimas. Ambos pertenecen a la evolución de la 2ª generación, a menudo denominados 2.5G.
Pregunta 11: Tecnología UMTS, tipo de acceso, velocidad y generación
UMTS es la evolución de la red móvil hacia 3G. Su principal ventaja frente a la 2ª generación es la capacidad de soportar mayores velocidades de transmisión de datos. UMTS utiliza WCDMA (Wideband CDMA) como técnica de acceso y puede ofrecer velocidades desde ~384 kbps hasta varios Mbps según la versión y condiciones del enlace. Pertenece a la 3G.
Pregunta 12: Técnica de acceso TDMA (definición e ilustración)
TDMA (Acceso Múltiple por División de Tiempo) es una técnica que utiliza un canal común para comunicaciones entre múltiples usuarios asignando a cada usuario una ranura de tiempo distinta. De este modo, varios usuarios comparten el mismo canal físico en distintos intervalos temporales.
Pregunta 13: Técnica de acceso FDMA (definición e ilustración)
FDMA (Frequency Division Multiple Access) o acceso múltiple por división de frecuencia es una técnica de multiplexación en la que a cada usuario o llamada se le asigna una banda de frecuencia exclusiva durante la duración de la comunicación. Se usa en múltiples protocolos, tanto digitales como analógicos.
Pregunta 14: Técnica de acceso CDMA (definición e ilustración)
CDMA (Code Division Multiple Access) es un conjunto de métodos de multiplexación y control de acceso que emplean espectro expandido. Cada usuario transmite sobre la misma banda de frecuencia pero con un código ortogonal o pseudoaleatorio que permite distinguir y recuperar la señal deseada en el receptor.
Pregunta 15: Técnica de acceso WCDMA (definición e ilustración)
WCDMA es una tecnología móvil inalámbrica de tercera generación que aumenta la tasa de transmisión de datos de los sistemas GSM usando interfaces basadas en CDMA en lugar de TDMA. Es la base de UMTS y permite mayores tasas de datos y mayor capacidad para servicios multimedia.
Pregunta 16: Código G.711, estandarización y versiones
G.711 es un estándar de la UIT-T para la codificación de audio utilizado principalmente en telefonía. Fue publicado originalmente en 1972. Representa la modulación de códigos de pulsos muestreando a 8000 muestras por segundo con palabras de 8 bits, lo que resulta en un flujo de 64 kbps. El códec G.711 tiene dos variantes comunes: µ-law (mu-law) usado en Estados Unidos y Japón, y A-law usado en Europa.
Pregunta 17: Sistema de puesta a tierra de una radio base (normas, valores, formas de instalación)
Según IEEE, la puesta a tierra es la conexión conductora (intencional o accidental) mediante la cual un circuito o equipo queda conectado a tierra o a un cuerpo conductivo relativamente grande que cumple la función de tierra. Normas relevantes: IEEE Std 1100, IEEE Std 80 y serie UIT-T K. El valor de resistencia a tierra requerido depende de la normativa local y del tipo de instalación, pero en muchas instalaciones de telecomunicaciones se busca una resistencia de puesta a tierra lo más baja posible (típicamente por debajo de unos pocos ohmios) y el cumplimiento de los requisitos de seguridad y protección contra descargas.
Formas de instalación de jabalinas y cables de cobre desnudo: se emplean esquemas tipo triangular, malla, anillos de tierra y combinaciones que aseguren baja impedancia y buena dispersión de corriente a tierra. La implementación concreta se diseña según el terreno y las exigencias del proyecto.
Pregunta 18: Sistema de pararrayos (modelos, ángulo de cobertura e instalación en torre)
Un sistema de pararrayos es una protección contra descargas eléctricas atmosféricas. Está formado por:
- Puntas captadoras (o puntas receptoras)
- Bajantes conductores
- Sistema de puesta a tierra
- Dispositivos y tecnologías de protección
Actualmente existen tecnologías con respaldo técnico y certificación, entre las que se encuentran:
- PDC (Pararrayo con Dispositivo de Cebado)
- Jaula de Faraday (para protección global de estructuras sensibles)
El ángulo de protección y la ubicación de las puntas y bajantes se diseñan según normas nacionales e internacionales y en función de la altura de la torre y la geometría de la instalación. La correcta conexión a un sistema de puesta a tierra de baja impedancia es esencial para disipar la energía de la descarga.
Pregunta 19: En un sistema punto a punto, parámetros a considerar en el reporte de ingeniería o estudio de campo e instrumentos
En enlaces punto a punto se deben considerar los siguientes parámetros y verificaciones en el reporte de ingeniería o estudio de campo:
- Presupuesto de enlace (Link budget): potencia transmitida, ganancias de antena, pérdidas por cable y conectores, pérdidas de espacio libre, margen de desvanecimiento.
- Nivel de señal recibido (RSSI/RSRP), relación señal/ruido (SNR), relación portadora/ruido (C/N) y BER.
- Capacidad y throughput esperados, latencia, jitter.
- Fresnel clearance y obstrucciones en la trayectoria (terreno, vegetación, edificaciones).
- Polos y torres, alineamiento de antenas y precisión angular.
- Asignación de frecuencia y coordinación para evitar interferencias.
- Condiciones climáticas y afectación por fenómenos meteorológicos (lluvia en bandas mmWave, etc.).
Instrumentos y equipos a considerar en campo:
- Analizador de espectro y medidor de potencia RF.
- Medidor de campo / field strength meter.
- Alineador de antenas (antenna alignment tool) y brújula/GPS para posicionamiento.
- Instrumentos para prueba de enlace: equipo CPE o radio idéntico al de producción, laptop con software de prueba, generador/medidor de tráfico.
- Medidor de pérdida de cable y reflectómetro óptico (OTDR) si aplica fibra.
- Herramientas para verificar puesta a tierra y continuidad (ohmímetro, pinza de tierra).
Las redes punto a punto son aquellas en las que cada canal de datos se usa para comunicar únicamente dos nodos, en contraste con las redes multipunto que permiten comunicación con múltiples nodos a través del mismo canal.