UMTS: Preguntas y Respuestas

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¿Qué es UMTS?
Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles (UMTS) es una tecnología inalámbrica de voz y datos a alta velocidad que integra la familia de normas inalámbricas de tercera generación (3G) IMT-2000 de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT). La tecnología radial utilizada en UMTS es la WCDMA, o CDMA en banda amplia. Como resultado de esto, las siglas "UMTS" y "WCDMA" a menudo se utilizan de manera intercambiable. Entre los grupos de la industria que avalan a UMTS se encuentran la Association of Radio Industries and Businesses (ARIB) en Japón, el Instituto Europeo de Normas de Telecomunicación (ETSI), el Proyecto de Asociación para la Tercera Generación (3GPP), la Asociación Global de Proveedores Móviles (GSA), GSM Association, UMTS Forum, 3G Americas y la UIT.

UMTS se desarrolla a partir de GSM, que es la tecnología inalámbrica más ampliamente utilizada en el mundo actualmente, disponible en más de 680 redes de más de 205 países y territorios de todo el mundo, para prestar servicio a más de mil millones de clientes. UMTS es la evolución desde GSM y es actualmente la opción de tecnología de 3G líder. Ofrece cobertura potencialmente mundial y permite economías de escala, roaming global, y una tecnología prioritaria para los desarrolladores de software y aplicaciones. UMTS se desarrolla a partir de la tecnología GSM porque 119 operadores de 42 países (a julio de 2004) ya han escogido UMTS como su tecnología de 3G. Se prevé que los clientes de las redes basadas en GSM, incluso los de UMTS, llegarán a representar hasta el 85% de los clientes de la próxima generación a nivel mundial, según el UMTS Forum. UMTS funciona en una diversidad de bandas de espectro nuevas y existentes, incluso la banda de 1900 MHz.

A agosto de 2004, UMTS es utilizada por más de seis millones de clientes de todo el mundo sobre 46 redes comerciales de 24 países, y está creciendo más rápidamente que GSM a la misma altura de su historia. Según el UMTS Forum, UMTS fue adoptada por 98% de los operadores adjudicatarios de nuevas licencias de 3G hasta la fecha y, hasta agosto de 2004, había 71 redes UMTS adicionales en etapas pre-comerciales, de planificación, gestionando licencias o en proceso de despliegue.

WCDMA se encuentra en servicio comercial en Japón desde 2001 y ahora también está disponible en Europa y los EUA. El 20 de julio de 2004, AT&T Wireless se convirtió en el primer operador en lanzar servicios UMTS comercialmente en el Hemisferio Occidental al desplegar esta tecnología en Detroit, Phoenix, San Francisco y Seattle. AT&T Wireless extendió su servicio UMTS a Dallas y San Diego el 1º de septiembre de 2004. Por su parte, Cingular Wireless también anunció su respaldo a UMTS. El operador ha desplegado una red UMTS-HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) en versión de prueba en Atlanta con Lucent Technologies, y recientemente emitió una Solicitud de Cotización a los proveedores UMTS por el despliegue de UMTS en mercados selectos a partir de 2005, tanto en las bandas de espectro de 850 como de 1900 MHz.

UMTS es una tecnología basada en Protocolo de Internet (IP) que da soporte a voz y datos en paquetes y entrega velocidades de datos pico de hasta 2 Mbps y velocidades promedio de 220 a 320 Kbps cuando el usuario se encuentra caminando o conduciendo. UMTS está diseñada para entregar servicios ávidos de ancho de banda tales como streaming multimedia, transferencias de archivos pesados y video-conferencia a una gran variedad de dispositivos, entre ellos teléfonos celulares, PDAs y computadoras portátiles. UMTS utiliza una combinación de las tecnologías Acceso Múltiple por División de Código (CDMA) y Acceso Múltiple por División de Tiempo (TDMA) para hacer un uso altamente eficiente del espectro. Un análisis conjunto realizado por los miembros de 3G Americas, publicado por Rysavy Research en noviembre de 2002, halló que, en comparación con otras tecnologías de la próxima generación, UMTS presenta la mayor eficiencia espectral para las velocidades de datos superiores a los 100 Kbps. 3G Americas además publicó un informe de análisis centrado en la fase evolutiva de UMTS, 3GPP Release 5.

¿Es lo mismo UMTS que WCDMA?
CDMA de banda ancha (WCDMA) es la tecnología radial utilizada dentro de UMTS. Como resultado de ello, las siglas "UMTS" y "WCDMA" a menudo se utilizan de manera intercambiable, si bien UMTS hace referencia al sistema completo.

¿Existen distintos tipos de sistemas UMTS?
Existen dos tipos de sistemas UMTS: acceso múltiple por división de código en banda amplia con dúplex por división de frecuencias (FDD/WCDMA) y acceso múltiple por división de código en banda amplia con dúplex por división de tiempo (TDD/WCDMA). FDD/WCDMA utiliza dos frecuencias, lo que permite transmisión y recepción independientes en dos frecuencias distintas. TDD/WCDMA permite la transmisión en dúplex en la misma frecuencia al asignar distintas ranuras temporales en un mismo marco para transmisión y recepción. Los sistemas están diseñados para ser compatibles en sentido inverso con otros sistemas celulares establecidos, lo que permite la transición gradual entre sistemas existentes tales como GSM y el avanzado sistema UMTS.

¿Cuáles son las ventajas de UMTS?
Las ventajas de UMTS pueden dividirse en dos categorías: beneficios para el usuario y beneficios para el operador.

Los beneficios clave para el usuario incluyen:

Velocidad: UMTS soporta velocidades pico de 2 Mbps cuando el usuario se encuentra en un lugar fijo y 384 Kbps cuando se encuentra en movimiento. La velocidad promedio es de 220 a 320 Kbps, que es lo suficientemente rápido como para soportar una amplia gama de servicios de datos avanzados, incluidos el streaming de audio y video de alta calidad, acceso rápido a Internet y descarga de grandes archivos. Por ejemplo, en GPRS un video clip MMS de 100 KB tarda 26,7 segundos en bajar, mientras que en una red UMTS con velocidad promedio de 128 Kbps tarda sólo 6,8 segundos (fuente: Nokia).

Una conexión "siempre activa": Al igual que la banda ancha por cable y el DSL, UMTS ofrece una conexión permanente a Internet, de modo que los usuarios no tienen que conectarse cada vez que necesitan el acceso, y pueden recibir servicios de notificaciones, como alertas con los valores del mercado accionario.

Valor: UMTS es una tecnología basada en paquetes, lo que constituye una forma más eficiente de provisión de servicio por parte de los operadores. Esos ahorros pueden ser trasladados a los usuarios en forma de tarifas más bajas. El hecho de que se trate de tecnología en paquetes también significa que los usuarios sólo pagan por los datos que envían y reciben en lugar de pagar también por el tiempo de aire utilizado para establecer una conexión y esperar a que responda el servidor.

Compatibilidad: UMTS es compatible con EDGE y GPRS, lo que permite que los usuarios salgan de un área con cobertura UMTS y sean conmutados automáticamente a una red EDGE o GPRS, dependiendo de factores tales como disponibilidad de la red y cantidad de ancho de banda requerida para la aplicación de que se trate. De este modo, los usuarios de UMTS siempre tienen asegurado algún nivel de servicio de datos en paquetes ya sea que estén en su área original o de viaje. Más de 119 operadores de Europa, del continente americano y de otras regiones han construido, o se han comprometido a construir, redes UMTS, lo que asegura un rápido crecimiento de la cobertura UMTS en el continente americano y en otras regiones. A agosto de 2004, hay 46 redes UMTS en servicio alrededor del mundo.

Calidad de servicio (QoS): UMTS incluye sofisticados mecanismos de calidad de servicio (QoS), con lo cual se asegura que cada tipo de servicio de datos recibe exactamente la cantidad de espectro y recursos de infraestructura que necesita. Por ejemplo, a un servicio de streaming de video se le asignaría suficiente ancho de banda para que la imagen sea estable y de calidad.

Roaming: UMTS es la tecnología 3G líder en todo el mundo, y se encuentra desplegada sobre redes licenciadas en 42 países (a agosto de 2004), lo que da soporte a la oportunidad de roaming global con compatibilidad regresiva a GPRS y/o EDGE.

Los beneficios clave para el operador incluyen:

Facilidad de actualización: UMTS reutiliza las inversiones previas más importantes, en particular la infraestructura de la red de datos en paquetes desplegada para GPRS. Según el fabricante de que se trate, la actualización puede ser tan sencilla como agregar software UMTS y tarjetas de canales a la infraestructura de radio GSM/GPRS/EDGE existente, que continúa atendiendo a los clientes utilizando esas tecnologías. Esta arquitectura modular reduce el costo de la actualización a UMTS, permitiendo de este modo que los operadores establezcan precios para sus servicios 3G mucho más competitivos de lo que serían si la actualización requiriera el reemplazo de importantes elementos de la infraestructura.

Eficiencia en el uso del espectro y flexibilidad: UMTS funciona en varias bandas del espectro nuevas y existentes, incluida la de 1900 MHz. Tal flexibilidad es especialmente importante para los operadores del continente americano, donde, a diferencia de Europa, las autoridades regulatorias de la mayoría de los países no requieren nuevas licencias para las bandas de espectro destinadas únicamente a 3G. UMTS también hace un uso altamente eficiente del espectro debido a la combinación de las tecnologías CDMA (Acceso Múltiple por División de Código) y TDMA (Acceso Múltiple por División del Tiempo). Por ejemplo, un único canal de radio de 5 MHz puede manejar más de 100 llamadas de voz WCDMA simultáneas y una cantidad aún mayor de sesiones simultáneas de datos. Un análisis conjunto realizado por los miembros de 3G Americas, publicado por Rysavy Research en noviembre de 2002, halló que, en comparación con otras tecnologías de la próxima generación, UMTS presenta la mayor eficiencia espectral para las velocidades de datos superiores a los 100 Kbps. 3G Americas además publicó un informe de análisis centrado en la fase evolutiva de UMTS, 3GPP Release 5.

Compatibilidad: UMTS es compatible con EDGE y GPRS, lo que permite que los usuarios salgan de un área con cobertura UMTS y sean conmutados automáticamente a una red EDGE o GPRS, dependiendo de factores tales como disponibilidad de la red y cantidad de ancho de banda requerida para la aplicación de que se trate. Este diseño les otorga a los operadores la flexibilidad de lanzar UMTS en ciertas partes de su área de cobertura, como las grandes ciudades, antes de extenderse hacia otras áreas. Un operador también puede elegir tener desplegados GSM, GPRS, EDGE y UMTS en el mismo mercado. Este enfoque no constituye un derroche en redundancia, sino que le permite al operador rutear cada tipo de tráfico hacia la red que esté mejor equipada para manejarlo. Por ejemplo, mensajes de texto que requieren poco ancho de banda podrían enviarse por la red GPRS, liberando así a la red WCDMA para los servicios que requieren gran ancho de banda, como el streaming de video.

Volúmenes: Más de 119 operadores de todos los continentes están desarrollando, o se han comprometido a desarrollar, redes UMTS. A agosto de 2004, hay 46 redes UMTS en servicio alrededor del mundo, que atienden a casi seis millones de clientes globalmente. Ya existen servicios WCDMA comerciales en Japón, países de todo Europa y, recientemente, se sumaron seis ciudades de los EUA (Detroit, Phoenix, San Francisco, Seattle, Dallas y San Diego). Cingular Wireless anunció una red piloto en Atlanta, y tiene planes de lanzar UMTS en las bandas de 850 y 1900 MHz. Se prevé que la familia de tecnologías GSM representará hasta el 85% de la población celular mundial, según el UMTS Forum. Este tamaño de mercado se traduce en altos volúmenes de infraestructura y dispositivos UMTS para el usuario y una regla en los negocios es que a mayores volúmenes, menores costos. En el caso de UMTS, el resultado es una infraestructura de costos accesibles para los operadores y dispositivos para los usuarios con gran variedad de niveles de precio.

Control de calidad: UMTS incluye avanzados mecanismos de calidad de servicio que les dan a los operadores un mayor control y que permiten asegurar que cada aplicación o usuario reciba la cantidad de ancho de banda que necesita. La calidad de servicio es un aspecto clave para un servicio que apunta a los usuarios de empresas; contribuye a la retención de clientes y reduce la necesidad de bajar las tarifas para atraer clientes que reemplacen a aquellos que cambiaron de operador. Los mecanismos de calidad de servicio de UMTS cubren todos los pasos del viaje de una aplicación de datos, desde el dispositivo, a la celda, a través de la red y en el gateway de entrada a Internet. Ninguna otra tecnología inalámbrica brinda semejante nivel de calidad de servicio.

Diseño con miras al futuro: Los mecanismos de calidad de servicio de UMTS también pueden soportar Voz sobre Protocolo de Internet (VoIP), la etapa final de la visión de UMTS, donde la voz y los datos viajan sobre la misma infraestructura de paquetes. Dicho diseño reduce la necesidad y los costos de contar con una infraestructura separada para la voz por conmutación de circuitos. Mediante el uso del protocolo de inicio de sesión (SIP), que controla el flujo del tráfico, UMTS asegura que la voz no sufra demoras y brinda, de este modo, una experiencia de calidad telefónica.

¿Cómo despliega UMTS un operador de GSM?
Todas las redes inalámbricas de próxima generación, independientemente de la tecnología, tienen tres componentes principales:

*La infraestructura de radio, que incluye las celdas.

*La infraestructura central de paquetes, que maneja únicamente el tráfico de datos en paquetes. Este conjunto de componentes se agrega cuando el operador despliega GPRS.

*La infraestructura de conmutación de circuitos, que incluye los centros de conmutación móvil (MSC) y maneja el tráfico de voz por circuitos conmutados.

UMTS reutiliza las inversiones previas más importantes, en particular la infraestructura de la red de datos en paquetes desplegada para GPRS. Según el fabricante de que se trate, la actualización puede ser tan sencilla como agregar software UMTS y tarjetas de canales a la infraestructura de radio GSM/GPRS/EDGE existente, que continúa atendiendo a los clientes utilizando esas tecnologías. Esta arquitectura modular reduce el costo de la actualización a UMTS, permitiendo de este modo que los operadores establezcan precios para sus servicios 3G mucho más competitivos de lo que serían si la actualización requiriera el reemplazo de importantes elementos de la infraestructura.

Si bien UMTS requiere una nueva red de acceso por radio, varios factores facilitan su despliegue. En primer lugar, la mayoría de las celdas UMTS pueden co-ubicarse con las celdas GSM, gracias a los gabinetes multi-radio capaces de albergar equipos tanto GSM/EDGE como UMTS. En segundo lugar, puede utilizarse buena parte de la red central de GSM/GPRS. Si bien la SGSN requiere una actualización, el centro móvil de conmutación necesita solamente un upgrade sencillo, mientras que la GGSN puede ser la misma.

Una vez desplegada, el operador podrá minimizar los costos de administración de las redes GSM y UMTS, ya que estas redes comparten muchos aspectos, entre ellos:

* Arquitectura de datos en paquetes
* Arquitectura de calidad de servicio
* Administración de movilidad
* Administración de cuentas de abonados

¿Cómo despliega UMTS un operador de tecnología analógica o TDMA?
La migración hacia UMTS de un operador analógico o de TDMA comienza con el despliegue de una red GSM/GPRS en forma paralela a su red existente. Esto permite que el operador continúe obteniendo ingresos de los clientes con los que ya cuenta mientras incorpora nuevos clientes para GSM/GPRS.

En cada celda, se despliegan radios GSM/GPRS junto con las radios analógicas o TDMA ya existentes. Muchos proveedores venden infraestructura de radio GSM/GPRS que puede ser fácilmente reconfigurada para soportar múltiples combinaciones de GSM, GPRS, EDGE y/o WCDMA. En algunos casos, las radios nuevas y las anteriores pueden ser capaces de compartir las antenas, con lo cual se reduce el costo del despliegue. Al igual que en una red GSM que está siendo actualizada a GPRS, también se agrega una infraestructura central de paquetes.

¿Cuál es el costo promedio de un despliegue UMTS?
El costo varía en forma significativa según factores tales como el tamaño, antigüedad y diseño de la red existente. Por ejemplo, si la infraestructura de radio con que cuenta el operador puede ser actualizada a UMTS, el costo es relativamente mínimo. En el caso de redes de una antigüedad de más de cinco años, es posible que la infraestructura de radio no sea actualizable, lo cual aumenta el costo del despliegue de UMTS. Si el operador necesita más espectro o una mayor densidad de celdas, el costo de desplegar UMTS será mayor.

En otro sentido, actualizar una estación base de 2G a 3G incrementa su capacidad total en hasta diez veces. Además, el costo incremental de actualizar la misma estación base 2G no es masivamente mayor que el de re-equipar una estación base 2G al llegar al fin de su vida útil. En otras palabras, es sensato desde el punto de vista económico actualizar una estación base 2G a 3G en lugar de re-equiparla meramente. El operador obtendrá sustancialmente más capacidad (de voz) a un costo incremental.

¿UMTS afecta la capacidad de voz?
UMTS permite que la infraestructura y el espectro manejen una mayor cantidad de llamadas de voz y sesiones de datos simultáneas. Es altamente eficiente porque el operador puede asignar cada tipo de tráfico al sistema más adecuado, incluyendo GSM, GPRS, EDGE y WCDMA.

Supongamos que hay varios usuarios en una red UMTS. Algunos la están usando para enviar y recibir mensajes de correo electrónico, otros para efectuar llamadas de video, otros están realizando llamadas de voz y otros están usando el FTP. Cada uno de estos distintos tipos de tráfico presenta diferentes necesidades. Una llamada de voz, por ejemplo, usa una cantidad de ancho de banda bastante constante, mientras que muchas aplicaciones de datos funcionan en ráfagas y necesitan mucho ancho de banda por un período breve.

UMTS le brinda al operador de GSM una forma elegante de permitir la convivencia de estos tipos de tráfico mediante una técnica denominada spreading (distribución), que consiste en que la red encoge y expande la capacidad de cada canal según el tipo de tráfico de que se trate. Por ejemplo, la red expandiría un canal para hacer lugar para una llamada de video derivando una llamada de voz a otro canal.

Este método hace un uso más eficiente de la infraestructura y del espectro disponibles que otras tecnologías que dedican todo un canal sólo a los datos de alta velocidad. Así, no ocurre que UMTS tenga un canal de datos ocioso mientras que las llamadas de voz imploran por que se les asigne capacidad. Esto se traduce en que UMTS maneja casi tres veces más llamadas simultáneas que una red GSM básica.

Mientras que EDGE es una tecnología sumamente eficiente para dar soporte a usuarios de bajo ancho de banda, UMTS es sumamente eficiente para dar soporte a usuarios de alto ancho de banda (es decir, 100 kbps o más). En una red UMTS multi-radio, los operadores pueden asignar canales EDGE para usuarios de bajo ancho de banda y canales UMTS a otros usuarios, optimizando así el desempeño y la eficiencia generales de la red.


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HISTORIA GSM
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