Telefonía móvil 3G

3G es la abreviación de tercera generación de transmisión de voz y datos a través de telefonía móvil mediante UMTS (Universal Mobile Telecommunications System o servicio universal de telecomunicaciones móviles).

Los servicios asociados con la tercera generación proporcionan la posibilidad de transferir tanto voz y datos (una llamada telefónica o una videollamada) y datos no-voz (como la descarga de programas, intercambio de email, y mensajería instantánea). Aunque esta tecnología estaba orientada a la telefonía móvil, desde hace unos años las operadoras de telefonía móvil ofrecen servicios exclusivos de conexión a Internet mediante módem usb, sin necesidad de adquirir un teléfono móvil, por lo que cualquier computadora puede disponer de acceso a Internet. Existen otros dispositivos como algunos ultrapórtátiles (netbooks) que incorporan el módem integrado en el propio equipo, pero requieren de una tarjeta SIM (la que llevan los teléfonos móviles) para su uso, por lo que en este caso sí es necesario estar dado de alta con un número de teléfono.

Un duro comienzo

Lo que iba a ser una revolución en las comunicaciones en telefonía celular en el año 2000 cuyo despliegue era cuestión casi de meses se convirtió en un tortuoso y largo trayecto de varios años. Uno de los motivos fue el desorbitado precio que debieron pagar los operadores para adquirir las licencias de transmisión, ya que en varios países europeos se alcanzaron cifras muy por encima de los 6.000 millones de euros por estas licencias,^[1] todo lo contrario de lo que ocurrió en España, donde apenas pasaron de 600 millones de euros, lo que llevó incluso a acusar al gobierno en aquella época de haber regalado las licencias.^[2] Además el espectro de frecuencias era diferente al que utilizaban las tecnologías anteriores 2G y utiliza una nueva forma de transmisión de datos, por lo que era una tecnología nueva sin apenas base tecnológica en cuanto a equipos de transmisión o los propios teléfonos móviles, que eran incompatibles. Por lo que más que adaptar la tecnología actual hubo que crear toda la infraestructura de comunicaciones para la plataforma UMTS/3G.
El primer país en implementar una red comercial 3G a gran escala fue Japón. En la actualidad, existen 164 redes comerciales en 73 países usando la tecnología WCDMA[3].

Estas diferencias supusieron un gran problema para Vodafone Japón cuando su sucursal británica quiso que la subsidiaria japonesa usara sus teléfonos estándar. Los consumidores japoneses estaban acostumbrados a teléfonos más pequeños y se vieron obligados a cambiar a los de estándar europeo, que eran más gruesos y considerados fuera de moda por los japoneses. Durante esta migración, Vodafone Japón perdió 6 consumidores por cada 4 que migraron al 3G. Poco después, Vodafone vendió esta subsidiaria (conocida ahora como Softbank Mobile). La tendencia general de tener móviles cada vez más pequeños parece haberse pausado, tal vez incluso dado un giro, ahora que los teléfonos con pantallas grandes ofrecen un mejor uso de Internet, vídeos y juegos en las redes 3G de telefonía móvil.

Estandarización de la net

La Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) definió las demandas de redes 3G con el estándar IMT-2000. Una organización llamada 3rd Generation Partnership Project (3GPP) ha continuado ese trabajo mediante la definición de un sistema móvil que cumple con dicho estándar. Este sistema se llama Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).

Ventajas de una arquitectura de redes por capas

A diferencia de GSM, UMTS se basa en servicios por capas. En la cima está la capa de servicios, que provee un despliegue de servicios rápido y una localización centralizada. En el medio está la capa de control, que ayuda a mejorar procedimientos y permite que la capacidad de la red sea dinámica. En la parte baja está la capa de conectividad donde cualquier tecnología de transmisión puede usarse y el tráfico de voz podrá transmitirse mediante ATM/AAL2 o IP/RTP.

Evolución del 3G (pre-4G)

La estandarización de la evolución del 3G está funcionando tanto en 3GPP como 3GPP2. Las especificaciones correspondientes a las evoluciones del 3GPP y 3GPP2 se llaman LTE y UMB, respectivamente. El desarrollo del UMB ha sido cancelado por Qualcomm a fecha de noviembre de 2008. La evolución del 3G usa en parte tecnologías más allá del 3G para aumentar el rendimiento y para conseguir una migración sin problemas.

Hay 7 caminos diferentes para pasar de 2G a 3G. En Europa el camino principal comienza en GSM cuando se añade GPRS a un sistema. De ahí en adelante es posible ir a un sistema UMTS. En Norteamérica la evolución de sistema comenzará desde el Time Division Multiple Access (TDMA), cambiará a Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE) y después a UMTS.

En Japón, se utilizan dos estándares 3G: W-CDMA usado por NTT DoCoMo (FOMA, compatible con UMTS) y SoftBank Mobile (UMTS), y CDMA2000, usado por KDDI. La transición por razones de mercado al 3G se completó en Japón durante 2006.

La primera introducción de la tecnología 3G en el Caribe (2008) se hizo por América Móvil, que era anteriormente MIPHONE en Jamaica. La fase de implementación de esta red fue llevada a cabo por Huawei en conjunto con otras subcontratadas como TSF de Canadá.

Evolución del 2G al 3G

Las redes 2G se construyeron principalmente para datos de voz y transmisiones lentas. Dados los cambios rápidos en las expectativas de los usuarios, no cumplen las necesidades inalámbricas de la actualidad. La evolución del 2G al 3G puede subdividirse en las siguientes fases:

• De 2G a 2.5G
• De 2.5G a 2.75G
• De 2.75G a 3G

De 2G a 2.5G (GPRS)

El primer gran paso en la evolución al 2G ocurrió con la entrada del Servicio General de Paquetes vía Radio (GPRS - General Packet Radio Service). Los servicios de los móviles relacionados con el GPRS se convirtieron en 2.5G.

El GPRS podía dar velocidad de datos desde 56 kbit/s hasta 114 kbit/s. Puede usarse para servicios como el acceso al protocolo de aplicaciones inalámbricas (WAP - Wireless Application Protocol), servicio de mensajes cortos (SMS - Short Messaging Service), sistema de mensajería multimedia (MMS - Multimedia Messaging Service), y para servicios de comunicación por Internet como el email y el acceso a la web. La transmisión de datos GPRS es normalmente cobrada por cada megabyte transferido, mientras que la comunicación de datos vía conmutación de circuitos tradicional es facturada por minuto de tiempo de conexión, independientemente de si el usuario está realmente usando la capacidad o si está parado.

El GPRS es una gran opción para el servicio de intercambio de paquetes, al contrario que el intercambio de circuitos, donde una cierta calidad de servicio (QoS) está garantizada durante la conexión para los no usuarios de móvil. Proporciona cierta velocidad en la transferencia de datos, mediante el uso de canales no usados del acceso múltiple por división de tiempo (TDMA). Al principio se pensó en extender el GPRS para que diera cobertura a otros estándares, pero en vez de eso esas redes están convirtiéndose para usar el estándar GSM, de manera que el GSM es el único tipo de red en la que se usa GPRS. El GPRS está integrado en el lanzamiento GSM 97 y en nuevos lanzamientos. Originariamente fue estandarizado por el Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones (ETSI), pero ahora lo está por el 3GPP.

3GPP

3GPP es el acrónimo (en inglés) de "3rd Generation Partnership Project"[4]. Esta organización realiza la supervisión del proceso de elaboración de estándares relacionados con 3G.

Estándares en 3G

Las tecnologías de 3G son la respuesta a la especificación IMT-2000 de la Unión Internacional de Telecomunicaciones. En Europa y Japón, se seleccionó el estándar UMTS (Universal Mobile Telephone System), basado en la tecnología W-CDMA. UMTS está gestionado por la organización 3GPP, también responsable de GSM, GPRS y EDGE.

En 3G también está prevista la evolución de redes 2G y 2.5G. GSM y TDMA IS-136 son reemplazadas por UMTS, las redes cdmaOne evolucionan a CDMA2000.

EvDO es una evolución muy común de redes 2G y 2.5G basadas en CDMA2000

Seguridad

Las redes 3G ofrecen mayor grado de seguridad en comparación con sus predecesoras 2G. Al permitir a la UE autenticar la red a la que se está conectando, el usuario puede asegurarse de que la red es la intencionada y no una imitación. En la conferencia BlackHat 2010 un hacker demostró (con un presupuesto de US$ 1.500) que podía obtener números celulares e incluso escuchar las llamadas de teléfonos GSM cercanos, esto era logrado haciéndose pasar por una base (antena receptora/transmisora) de la telefónica AT&T en este caso. Las redes 3G usan el cifrado por bloques KASUMI en vez del anterior cifrador de flujo A5/1. Aún así, se han identificado algunas debilidades en el código KASUMI.

Además de la infraestructura de seguridad de las redes 3G, se ofrece seguridad de un extremo al otro cuando se accede a aplicaciones framework como IMS, aunque esto no es algo que sólo se haga en el 3G.

Problemas

Aunque el 3G fue introducido con éxito a los usuarios de todo el mundo, hay algunas cuestiones debatidas por proveedores de 3G y usuarios:

• Las licencias de servicio 3G son caras.
• Muchas diferencias en las condiciones de licencia.
• Muchas compañías tienen grandes cantidades de deudas, lo que convierte en un reto el construir la infraestructura necesaria para el 3G.
• Falta de apoyo a los operadores con problemas.
• Coste de los móviles 3G.
• Falta de apoyo a los nuevos servicios inalámbricos del 3G por parte de los usuarios de móviles 2G.
• Falta de cobertura por tratarse de un nuevo servicio.
• Precios altos de los servicios de los móviles 3G en algunos países, incluyendo el acceso a Internet.

Ventajas y desventajas de IP en 3G

Ventajas

• El protocolo IP está basado en paquetes, pues solo se paga en función de la descarga lo que supone, relativamente, un menor costo. Aunque dependiendo del tipo de usuario, también se podría calificar como desventaja.
• Velocidad de transmisión alta: fruto de la evolución de la tecnología, hoy en día se pueden alcanzar velocidades superiores a los 3 Mbit/s por usuario móvil.
• Más velocidad de acceso.
• UMTS, sumado al soporte de protocolo de Internet (IP), se combinan para prestar servicios multimedia y nuevas aplicaciones de banda ancha, tales como servicios de video-telefonía y video-conferencia.
• Transmisión de voz con calidad equiparable a la de las redes fijas.
• Mayor velocidad de conexión, ante caídas de señal.

Todo esto hace que esta tecnología sea ideal para prestar diversos servicios multimedia móviles.

Desventajas

• Cobertura limitada. Dependiendo de la localización, la velocidad de transferencia puede disminuir drásticamente (o incluso carecer totalmente de cobertura).
• Disminución de la velocidad si el dispositivo desde el que nos conectamos está en movimiento (por ejemplo si vamos circulando en automóvil).
• No orientado a conexión. Cada uno de los paquetes pueden seguir rutas distintas entre el origen y el destino, por lo que pueden llegar desordenados o duplicados. Sin embargo el hecho de no ser orientado a conexión tiene la ventaja de que no se satura la red. Además para elegir la ruta existen algoritmos que "escogen" qué ruta es mejor, estos algoritmos se basan en la calidad del canal, en la velocidad del mismo y, en algunos, oportunidad hasta en 4 factores (todos ellos configurables) para que un paquete "escoja" una ruta.
• Elevada Latencia respecto a la que se obtiene normalmente con servicios ADSL. La latencia puede ser determinante para el correcto funcionamiento de algunas aplicaciones del tipo cliente-servidor como los juegos en línea.
• Elevada Tasa de absorción específica (SAR)

Véase también

• Telefonía móvil 1G
• Telefonía móvil 2G
• Telefonía móvil 4G
• WWAN

Referencias

Enlaces externos

• Portal de Telefonía Móvil, Todo sobre Moviles. Las Ultimas Novedades sobre Tecnología para Celulares y otros dispositivos Móviles.