SISTEMA UMTS

El número de usuarios del servicio telefónico crece sin cesar, y si bien en los países más desarrollados el número medio de teléfonos supera los 50 por cada 100 habitantes, en los menos no llega al 5% y más de la mitad de la población mundial nunca ha realizado una llamada telefónica, según datos de la UIT. De una manera muy directa, el desarrollo económico de los países está muy ligado al de sus infraestructuras de comunicaciones, razón por lo que las inversiones en telecomunicaciones están siendo muy importantes en todo el mundo y así lo reconoce la industria y los grupos inversores que ven en ellas una vía de negocio en continua expansión y a largo plazo.
El área de las comunicaciones móviles, junto con Internet, es la de crecimiento más rápido dentro del sector de las telecomunicaciones, en línea con las expectativas que se tuvieron durante su concepción. En todo el mundo, a finales de 1998, se alcanzó los 300 millones de usuarios de telefonía móvil celular y la previsión es alcanzar los 1.000 millones al finalizar el año 2005, una cifra superior a la de
líneas de telefonía fija que existen en la actualidad. La explicación a este crecimiento del mercado se encuentra en el rápido avance de la tecnología, las oportunidades comerciales que se asocian con la movilidad personal, la bajada del precio de los terminales y de las tarifas de conexión y por tráfico.

Este crecimiento tan espectacular y rápido lleva aparejado el desarrollo e implantación de diferentes -analógicas y digitales/TDMA, CDMA, etc.- y estándares -AMPS, D-AMPS, NMT, TACS, GSM, DECT, PHS, etc.- muchas veces coexistiendo en el mismo país, lo que hace que resulte, al menos complicado, además de costoso, dotar de movilidad universal a los usuarios en sus desplazamientos. Es por ello que está en desarrollo dentro de la UIT una nueva solución, denominada IMT-2000, uno de cuyos estándares será el denominado UMTS, antes del año 2005, aunque algunas fases se pondrán en marcha mucho antes.

El Foro UMTS ha definido el sistema/servicio UMTS como sigue:
El Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles (UMTS) será un sistema de comunicaciones móviles que pueda ofrecer significativos beneficios a los usuarios, incluyendo una alta calidad y servicios inalámbricos multimedia sobre una red convergente con componentes fijos, celulares y por satélite.
Suministrará información directamente a los usuarios y les proporcionará acceso a nuevos y novedosos servicios y aplicaciones. Ofrecerá comunicaciones personales multimedia al mercado de masas, con independencia de la localización geográfica y del terminal empleado (movilidad del terminal, personal y de servicios).

La tercera generación de móviles.
No cabe duda de que la movilidad generalizada, asociada a una amplia oferta de servicios de voz y datos presenta una serie beneficios para los usuarios, pero como contrapartida, también presenta algunos problemas ya que exige una tecnología más avanzada, interconexión entre todas las redes por las que el usuario se mueve y unos sistemas de señalización muy potentes para garantizar la rapidez en el establecimiento de la comunicación, la seguridad de la misma y permitir un importante flujo de datos al utilizarse aplicaciones multimedia que demandan un gran ancho de banda.
Así, surge UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), que se está diseñando, básicamente en Europa, como un miembro de la familia global IMT-2000 de la UIT que contempla la validez para todas las regiones del mundo y sistemas tanto terrestres como por satélite. La estandarización de UMTS está siendo llevada a cabo por el ETSI (Instituto Europeo de Estándares de Telecomunicación) en estrecha colaboración con otros organismos como es la TIA (Asociación de Industrias de Telecomunicación) en
Estados Unidos y la ARIB (Asociación de las Empresas de Difusión de Radio) en Japón, que también colaboran en la definición de los estándares de IMT-2000.
En los Estados Unidos la adopción de UMTS, según ha sido aprobado por ETSI, presenta ciertas dificultades. En el WARC 92 se definió un rango de 230 MHz de espectro radioeléctrico, sin asociarlo a ninguna determinada tecnología, en las bandas 1885-2025 y 2110-2200 MHz identificadas para los servicios públicos de telecomunicaciones móviles terrestres (FPLMTS), incluyendo sus componentes basados en satélites (MSS); como resultado de tal decisión en Europa y Japón hoy tales bandas se están considerando para su asignación a los servicios móviles de tercera generación, pero no sucede lo mismo en los Estados Unidos que tienen un criterio algo diferente, y la banda elegida alrededor de los 2 GHz ha sido asignada para los servicios PCS (GSM 1900 y D-AMPS 1900), por lo que se ha de resolver esta incompatibilidad para tener un estándar único y global.
UMTS evoluciona para integrar todos los servicios ofrecidos por las distintas y redes actuales: GSM, DECT, RDSI, Internet, etc. y se podrá utilizar con casi cualquier tipo de terminal: teléfono fijo, inalámbrico, celular, terminal multimedia, etc., tanto en ambientes profesionales como domésticos, ofreciendo una mayor calidad de los servicios y soportando la personalización por parte del usuario y los servicios multimedia móviles en tiempo real.
Entre todas las consideradas el ETSI ha elegido, mayoritariamente, para el interface aire de UMTS la nueva W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) en operación FDD (Frequency Division Duplex), aunque también se ha tenido en cuenta la TD/CDMA en operación TDD (Time Division Duplex) para uso en recintos cerrados, lo que constituye la solución llamada UTRA (UMTS Terrestrial Radio Access). Wide CDMA (con una capacidad 8 veces superior a CDMA) es una técnica de acceso múltiple por división de código que emplea canales de radio con una anchura de banda de 5 MHz frente a los 1,25 MHz de CDMA y se basa en la codificación de las tramas digitales transmitidas por el emisor, de tal manera que sólo los terminales a las que va dirigida la señal original pueden reconstruirla, aunque llegue enmascarada con otras señales. W-CDMA, que está soportada entre otros fabricantes por Alcatel, Ericsson, Motorola, Nokia y Siemens, se presenta al menos en Europa y Asia como la alternativa principal para soportar el interface aire de UMTS que sirva para conectar a los usuarios con las estaciones base de radio y ofrecer servicios de conmutación de voz y datos, frente a la TDMA que utiliza GSM. El uso de esta tecnología no es incompatible con las actuales redes GSM, por lo que una gran parte de la infraestructura actual sigue siendo válida y las inversiones necesarias para el despliegue de UMTS serán
en consecuencia menores que en el caso de tener que desplegar una red totalmente nueva.

La evolución de GSM.
Con GSM se puede transmitir voz y datos, pero hasta ahora el uso que se hace para la transmisión de datos es muy bajo (inferior al 1%), posiblemente debido a que la velocidad que alcanza no es muy elevada, algo que viene a solucionar a corto plazo la nueva generación de GSM, conocida como GSM phase2+, y, a largo plazo y con mayor ambición, la tercera generación UMTS. Con una mayor velocidad de transmisión, muy superior a la actual, serán plenamente operativas aplicaciones como la telefonía móvil, el acceso a Internet (GSM on the Net), la videoconferencia, y otras muchas.
La tercera generación de móviles, denominada UMTS, evoluciona para integrar todos los servicios ofrecidos por las distintas y redes actuales: GSM, TACS, DECT, RDSI e Internet, utilizando cualquier tipo de terminal, sea un teléfono fijo, inalámbrico o celular, tanto en un ámbito profesional como doméstico, ofreciendo una mayor calidad de los servicios y soportando la personalización por el usuario y los servicios multimedia móviles en tiempo real. La velocidad de transferencia de datos que la UIT requiere en su solución IMT-2000 va desde los 144 kbit/s sobre vehículos hasta los 2 Mbit/s sobre terminales fijos, pasando por los 384 kbit/s para usuarios móviles.

HSCSD, GPRS y EDGE.
Mayor capacidad para datos, el plan de evolución para GSM (GSM2+), hasta la introducción de UMTS en el año 2002 (UMTS fase 1), contempla una nueva funcionalidad multimedia que va mas allá de las aplicaciones actuales de transmisión de voz y de datos a 9,6 kbit/s, con lo que el estándar GSM será capaz de soportar las comunicaciones de datos a velocidades mucho mayores, ya adecuadas para servicios multimedia.
Cabe destacar HSCSD y GPRS como las dos más significativas que, junto con EDGE, serán previsiblemente lanzadas comercialmente entre 2000 y el año 2005.
Uno de tales desarrollos para integrar datos en los móviles es el denominado HSCSD (High Speed Circuit-Switched Data) de circuitos conmutados de alta velocidad, utilizando una técnica de codificación mejorada que proporciona un flujo de datos de 57,6 kbit/s e integra múltiples canales independientes en uno sólo de tal manera que se aumente la capacidad del terminal móvil para acceder simultáneamente a varios servicios, de manera similar a como sucede con la RDSI. Con esta tecnología el número de timeslots utilizado en cada instante por una comunicación de datos puede ser variable, dependiendo de la saturación de la célula en la que se encuentre conectado el móvil.
Otro desarrollo es el servicio general de paquetes por radio GPRS (General Packet Radio Service) para soportar el acceso a Internet, a una LAN, y a redes de conmutación de paquetes X.25, con velocidad de hasta 115 kbit/s con un tiempo de establecimiento de la conexión nulo, vía radio utilizando el protocolo IP y el mismo subsistema de estaciones base (BSS) que para los servicios de voz, pero con pasarelas específicas (SGSN/Serving GPRS Support Node y GGSN/Gateway GPRS Support Node) para el encaminamiento de la información a través de una red de datos. Resulta muy adecuado para aplicaciones tales como validación de tarjetas de crédito, telemetría, etc.
GPRS es una técnica de conmutación de paquetes que emplea una codificación reducida del canal para alcanzar una velocidad neta de 14,4 kbit/s por timeslot, consiguiendo un caudal máximo de 115 kbit/s. Es adecuada para manejar tráfico impulsivo (bursty), como el que se da en Internet o en redes de área local.
Tiene la capacidad para suministrar datos directamente al terminal de usuario, incluso si éste se encuentra apagado o fuera de cobertura, con lo que no hay necesidad de llamar a un buzón para recuperar los mensajes, como sucede ahora con GSM en el caso de recibir un mensaje corto o de voz; en su lugar, cada vez que el usuario se presenta ante la red, el sistema automáticamente le indica que tiene un mensaje en espera y le remite el texto y las imágenes que contiene. Siendo una técnica de conmutación de paquetes
solamente se ocupa ancho de banda cuando se envían datos, permitiendo una utilización eficiente del espectro al compartir un canal entre distintos usuarios.
Por último, EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution), también llamado GSM384, abrirá el camino hacia las comunicaciones personales multimedia. Utiliza un esquema de modulación y codificación alternativo que alcanza transferencias de datos de hasta 384 kbit/s, o sea 48 kbit/s por timeslot, (ya adecuada para soportar vídeo con calidad) sobre la portadora estándar de 200 kHz propia de GSM, siendo comparable con las que promete UMTS. Esta posibilidad permite seguir utilizando las actuales redes GSM y D-AMPS por mucho tiempo, lo que es un factor muy importante para los operadores que actualmente ofrecen servicios de comunicaciones móviles celulares vía radio, y para los fabricantes que están desarrollando terminales duales compatibles GSM y W-CDMA.
Además, las velocidades de transferencia de datos anteriormente comentadas pueden ser incrementadas utilizando la facilidad de compresión de datos, según la norma V.42 bis, que soporta GSM.

La nueva generación de telefonía móvil, que será la tercera tras los sistemas analógicos y el GSM, promete implementar el llamado multimedia celular, con un nuevo universo de servicios de banda ancha que parecían reservados al cable.
La introducción de los nuevos servicios permitirá la entrada de la era del multimedia personal. Así, buzón de voz y correo electrónico se convertirán en correo móvil multimedia; los mensajes cortos, en postales electrónicas con dibujos y vídeoclips integrados y las llamadas de voz se complementarán con imágenes en tiempo real. Asimismo, se verán favorecidas las transacciones de negocio, que mejorarán gracias al equipo con multimedia y videoconferencia, permitirá un rápido desarrollo del comercio electrónico, facilitando las compras a distancia y el info-entretenimiento crecerá vertiginosamente.
Para ello, los terminales se deberán adaptar a los nuevos servicios y, así, habrá complejos terminales que contarán con una serie de características evidentes como grandes displays y una resolución mejorada con capacidades de vídeoteléfono y navegadores, que coexistirán con otros mucho más sencillos para voz, pequeños y fáciles de usar, que permitirán comunicarse al usuario medio no interesado por estos sofisticados servicios.