Telefonía móvil 3G o de tercera generación

3g

3G es el término abreviado comúnmente empleado para referirse a la tercera generación de la telefonía móvil, la cual comprende a toda aquella tecnología que surgió inmediatamente después del GPRS (2.5G) y del EDGE (2.75G), consistiendo principalmente en estándares regidos por la especificación global IMT-2000 de transmisión de voz y datos soportados generalmente por el UMTS (Universal Mobile Telecommunications System).

La especificación global IMT-2000 (International Mobile Telecommunications 2000) es un proyecto iniciado en la década de 1980 por la International Telecommunication Union (ITU) cuyo objeto fue producir nuevas tecnologías compatibles de telecomunicaciones móviles, tardando 15 años en desarrollar los estándares y especificaciones básicas del 3G. Gracias a esto, la telefonía móvil evolucionó para permitir el acceso inalámbrico rápido a Internet y la optimización de las llamadas.

El hecho de que la tasa de transferencia de datos del 3G es alrededor de tres veces más veloz que la ofrecida por el 2G, no solamente optimiza la realización de llamadas, el envío-recepción de mensajes y la navegación por Internet, sino que permite la descarga de archivos y programas, la mensajería instantánea, video llamadas, tecnología TV móvil, e incluso permite a los proveedores ofrecer módems USB a sus clientes para conectar sus computadores a la red 3G.           

Características

Entre las características más representativas de la telefonía 3G destacamos las siguientes:

  • Según el estándar, las redes 3G operan en diversas frecuencias de banda, entre las más comunes se hallan las de 850, 900, 1900 y 2100 MHz.
  • La especificación global IMT-2000 establece que teóricamente un servicio de telefonía 3G debe ofrecer una tasa mínima de transferencia de 144 kb/s. No obstante, los servicios 3G ideados alcanzan una velocidad del orden de los Mb/s, superando sin inconvenientes los 2Mb/s. Según sea el estándar y la tecnología de telecomunicaciones 3G, estos alcanzaran una velocidad máxima.
  • Salió a la luz en el año 2001, significando la llegada definitiva de la era del internet al mundo de la telefonía móvil.
  • Al igual que la telefonía 2G, el 3G ha evolucionado progresivamente, generando a las telefonías 3.5G, 3.75G, 3.9G y 3.95G, que buscan acerca la tecnología 3G a velocidades de transferencia de datos cercanas al orden de los Gb/s implementando estándares más avanzados.
  • En materia de seguridad, la telefonía 3G ha superado lo logrado por la telefonía 2G por medio del cifrado de bloques KASUMI, aunque este cifrado no es del todo infalible. Además, el 3G le permite al usuario autentificar la red a la que se está conectando y proporciona una seguridad de extremo a extremo al acceder a aplicaciones framework.
  • Es posible acceder a la redes 3G por medio de computadores (de escritorio o laptops), puesto que la mayoría de los proveedores de telefonía ofrecen módems USB. Pero, por otro lado, los teléfonos móviles con Android o iOS pueden hacer que los computadores accedan a redes 3G por medio del Wi-Fi o Bluetooth.
  • La telefonía 3G tuvo problemas iniciales durante su comercialización a principios del siglo XXI, ya que como servicio nuevo no proporcionaba tanta cobertura y las tarifas por la provisión del servicio eran costosas para la mayoría de los potenciales consumidores.      
La llegada de la era 3G y el internet permitió conectar a las personas de nuevas maneras

Cómo funciona

Como toda red de telefonía ideada, la red 3G se basa en la radiotransmisión de señales digitales entre terminales móviles y centrales públicas, compuestas por estaciones receptoras y emisoras de radio ondas, las cuales pueden presentar diferentes frecuencias según lo dado por el margen electromagnético y lo requerido por los estándares.

Sin embargo, aquellas redes 3G sustentadas en el UMTS presentan una arquitectura particular estructura por dos tipos de subredes; una dedica a las telecomunicaciones (transmisión de información entre los usuarios correspondientes) y otra dedicada a la gestión (facturación de los usuarios, registro de los perfiles, gestión y seguridad de datos, etc.). Profundizando en la arquitectura UMTS de las redes 3G se tiene que operan por medio de estos componentes:

  • UTRAN: siglas que simplifican a la denominación UMTS Terrestrial Radio Network, la cual se trata de un conjunto de subsistemas de redes de radio (RNS) que se ocupan del acceso de señales, administrar los recursos y controlar la trasmisión-recepción de datos en las celdas por medio de RNC (Radio Network Controller) y nodos B (análogos a las estaciones base). Este componente permite obtener mayor velocidad de transmisión y prepara los datos para ser procesados por el core network.
  • Core network: también conocido como núcleo de red, es aquel componente encargado del transporte inteligente de la información, abarcando el control del tráfico informativo, señalización y la conmutación. Este núcleo puede estar soportado por el Mobile Services Switching Center (MSC) o por el General Packet Radio System (GPRS). Adicionalmente, esta red permite al UMTS conectarse con otros sistemas de telecomunicaciones, haciendo que no solamente los usuarios UMTS puedan conectarse entre ellos sino también con otros pertenecientes a otras redes.
  • UE: acrónimo de User Equipment, es el componente comprendido por el terminal móvil y su módulo de identidad usuario-suscriptor (USIM) codificado en la tarjeta SIM del teléfono móvil. Cuya función es autentificar al usuario con la respectiva red de radio local, para acceder al núcleo de red.

Estándares

Todas las tecnologías de la telefonía 3G se basan en la especificación global IMT-2000 de la ITU, razón por la cual todas ellas son compatibles y han evolucionado conjuntamente para alcanzar mayores velocidades de transferencia de datos. Entre los principales estándares 3G se encuentran aquellos basados en la tecnología de espectro ensanchado, los cuales son:

UMTS

Este fue el primer estándar 3G comercializado en el mundo, desarrollado por el 3GPP (3rd Generation Partnership Project), basado en la tecnología Wideband Code Division Multiple Access (W-CDMA) y presentado en el año 2001. Este estándar es usado principalmente en Europa, Japón, China y otras regiones anteriormente predominadas por la tecnología GSM. Es considerada como la sucesora del GPRS, puesto que ha posibilitado una veloz transferencias de datos para el envío de mensajes multimedia, el acceso inmediato a Internet y la realización de llamadas de calidad. Este estándar no se limita únicamente a los teléfonos móviles y también puede estar basado en tecnología Time Division Synchronous Code Division Multiple Access (TD-SCDMA).

HSPA

Acrónimo anglosajón de High Speed Packet Access, es una fusión de los estándares de telefonía móvil High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) y High Speed Uplink Packet Access (HSUPA), en encargada de mejorar y extender las bondades de las redes 3G, contribuyendo a la evolución de la tercera generación en 3.5G y 3.75G. Este estándar se basa en la tecnología W-CDMA, y permite unas velocidades de bajada al alrededor de 14,4 Mb/s y una tasa de subida de 5,76Mb/s.

HSPA+

También conocido como Evolved HSPA, es la versión mejorada del anterior estándar desarrollado por 3GPP, siendo este último capaz de lograr velocidades superiores a las de su precursor debido a implementar la técnica MIMO (Multiple Input Multiple Output), modulaciones 64-QAM y una arquitectura IP opcional. Las últimas versiones de este estándar son capaces de alcanzar una velocidad máxima teórica de hasta 672 Mb/s. 

CDMA2000

Es un conjunto de estándares de 3G desarrollados por 3GPP2, siendo comercializada en el año 2002. Se basan en tecnología CDMA (Code Division Multiple Access), la cual fue creada en la anterior generación de telefonía y proporciona un entorno para el múltiple acceso de redes digitales, ya sea para realizar llamadas, enviar mensajes, etc. Por ello, su arquitectura sigue ciertos parámetros dados por el estándar IS-95 2G. Ha sido un estándar muy usado en Norteamérica y en Corea del Sur, ofreciendo velocidades de transferencia de hasta 14,7 Mb/s.    

Ventajas y desventajas

La telefonía 3G representó efectivamente un salto superlativo en tecnología de telecomunicaciones con respecto a la telefonía 2G, principalmente por posibilitar el incremento en varios órdenes de magnitud de la tasa de transferencia y por prolongar la evolución tecnológica. A pesar de sus notables ventajas, esta generación presenta ciertos defectos que hasta nuestros días siguen degradando la experiencia telefónica. Dicho esto, daremos a conocer las ventajas y desventajas más significativas de la telefonía 3G:

Ventajas

  • En principio, el empleo de protocolos IP permite reducir los gastos por conexión a internet registrados en las tarifas de los usuarios.
  • Elevada velocidad de acceso y navegación en Internet, las cuales tienden a superar los 2Mb/s.
  • La mayoría de los estándares 3G están pensados para soportar los softwares relacionados con servicios de mensajería multimedia.
  • La transmisión de la voz durante las llamadas se acerca sensiblemente a la calidad de los teléfonos de línea fija.

Desventajas

  • La velocidad de transferencia de datos es inversamente proporcional al estado de movimiento del terminal móvil, por ello es que la tasa decae cuando el usuario se desplaza junto con su móvil, ya sea en un vehículo o caminando.
  • La calidad de la cobertura depende de la localización del usuario. En la mayoría de los poblados urbanos tiende a ser alta, mientras que los poblados rurales tiende a ser baja.
  • Las redes 3G son susceptibles al efecto cell breathing (respiración celular), fenómeno en el que el sistema de telecomunicaciones pierde potencia a medida que se incrementa la carga de tráfico en la celda (sector). Esto implica una reducción de la cobertura en el sector, dejando a áreas sin conexión a la red entre celdas cercanas.
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