Una guía simple para Banda Ancha 4G LTE

November 20, 2017

LTE (Long Term Evolution) es la última generación de estándares inalámbricos disponibles comercialmente para teléfonos móviles y otros dispositivos inalámbricos. Se desarrolló a partir de GSM (2G) y UMTS (3G) y se conoce comúnmente como 4G (4G LTE) o cuarta generación de tecnología de telecomunicaciones móviles inalámbricas. Los objetivos clave para LTE son aumentar el rendimiento de los datos y reducir las latencias en la prestación del servicio.

 

El nombre '4G' se implementó como un término de comercialización conveniente por los operadores de redes móviles (MNO). Querían una marca fácilmente comprensible a pesar del hecho de que 4G LTE no cumplía con las especificaciones genuinas de "próxima generación" establecidas por los organismos de estándares inalámbricos como ITU y 3GPP.

Rápido, pero no lo suficientemente rápido?

 

La especificación original del estándar LTE establece tasas máximas teóricas del enlace descendente de 300Mbps y velocidades máximas del enlace ascendente de 75Mbps, aunque admite que estas velocidades solo pueden lograrse bajo condiciones ideales de propagación. Las velocidades del mundo real generalmente caen por debajo de esta tasa y muestran típicamente alrededor de 15 Mbps para el enlace de descarga y velocidades de enlace ascendente de entre 2 y 5 Mbps.

 

Esto se debe a que las velocidades de transmisión se ven significativamente afectadas por una variedad de factores que incluyen: geografía, topología, distancia desde el mástil de la estación base LTE, la cantidad de usuarios en la red y las capacidades del dispositivo del usuario final. Al igual que en el mercado de la radio móvil profesional (PMR), otro factor clave es la cantidad limitada de espectro disponible.

 

No obstante, en lo que respecta a los usuarios finales, las redes LTE proporcionan velocidades de datos considerablemente más rápidas que 3G. Las estaciones base LTE también pueden soportar hasta cuatro veces la capacidad de voz y datos de las células 3G. Al utilizar los servicios de medios de los productos disponibles en el mercado de hoy en día, como la transmisión de video, esto será mucho más conveniente y eficiente usando LTE.

 

Arquitectura de red más simple

 

Además de mayores velocidades, uno de los objetivos principales de LTE fue simplificar la arquitectura de red al pasar de las redes de conmutación de circuitos 2G y conmutación de paquetes combinada 3G a un sistema de arquitectura plana completamente IP. Esta arquitectura más simple permite menores costos de operación para los MNO.

 

Llamadas de voz

 

LTE se concibió originalmente como una propuesta de solo datos por parte del organismo de estándares 3GPP. Cuando se hizo evidente que la transmisión de voz también era necesaria, la GSMA de la industria desarrolló y estandarizó una función llamada Voz sobre Evolución a Largo Plazo (VoLTE), que permite que las llamadas de voz se transmitan a medida que fluyen los datos dentro de la red LTE.

 

Si un operador ha implementado una red 4G LTE, pero aún no ha implementado VoLTE, los suscriptores pueden usar sus teléfonos 4G para obtener datos, pero las llamadas de voz se enrutan a través de la red 2G o 3G del operador. Esto se denomina recuperación de circuitos conmutados (CSFB), ya que las llamadas de voz 'retroceden' en el circuito 2G / 3G conmutado, a diferencia de la red IP 4G.

 

CSFB también se puede usar en otros escenarios, incluidas las llamadas habilitadas para teléfonos que no son compatibles con VoLTE o donde las llamadas VoLTE entre diferentes operadores no son posibles.

 

Lanzamiento de LTE

 

El primer servicio comercial 4G LTE fue lanzado en diciembre de 2009 por TeliaSonera en Oslo y Estocolmo. 4G LTE ahora está implementado en 188 países y uno de cada cuatro usuarios de teléfonos celulares ahora tiene una suscripción 4G en todo el mundo, según GSMA.

 

Sin embargo, a pesar de estos números, la adopción de 4G se concentra en una pequeña minoría de países. La mayoría de estos suscriptores 4G uno en cuatro se encuentran en solo 21 países (11%) y solo 10 de esos países representan el 80% de las suscripciones 4G globales.

 

Lo que esto muestra es que mientras la industria de la telefonía móvil está trabajando ansiosamente en las especificaciones de 5G, muchos países ni siquiera han comenzado a desplegar redes 4G LTE. 3G sigue siendo la tecnología más común en el 37% de los países, y el resto aún depende principalmente de las redes 2G (fuente: GSMA1).

 

LTE-Avanzado

 

Como su nombre lo indica, LTE es un estándar en evolución. La última versión comercialmente disponible es LTE Advanced (LTE-A). La diferencia clave entre 4G LTE y LTE-A es que es mucho más rápido. Son posibles velocidades de hasta 1 Gbps, aunque las velocidades del mundo real de 42 Mbps son más probables. Aún así, esta es una gran mejora en el estándar 4G LTE.

 

El aumento de las velocidades de datos que puede lograr LTE-A se ha logrado en parte gracias a la introducción de conceptos tales como la agregación de portadoras, donde el espectro de anchuras de banda separadas se combina para proporcionar una 'tubería' más grande y más rápida.

 

Sin embargo, la agregación de operadores es en gran medida una función de telecomunicaciones y no está claro si un usuario potencial de LTE como una fuerza policial tendría suficiente espectro disponible en bandas separadas para poder aprovecharlo.

 

LTE-Advanced Pro

 

LTE-Advanced Pro (LTE-A Pro), a veces denominado 4.5G, es la evolución más reciente del estándar LTE. De nuevo, en lo que respecta a los usuarios finales, la diferencia más notable será la velocidad, que será superior a 3Gbps. Solo 19 operadores móviles (de un total mundial de casi 800) lanzaron comercialmente algún aspecto de LTE-A Pro en abril de 2017 (Fuente: GSA2).

 

LTE para comunicaciones de misión crítica

 

Lo que 4G LTE, al igual que sus predecesores 2G y 3G, carecían hasta hace muy poco tiempo, es la característica y funcionalidad de misión crítica comunes a los estándares inalámbricos de PMR. La versión 12 de 3GPP, finalizada en marzo de 2015, introdujo el concepto de funciones de misión crítica en el estándar LTE con el objetivo de proporcionar una respuesta a los requisitos de servicio de los usuarios de PMR.

 

Desde entonces, los servicios de voz se han especificado en el flujo de trabajo de MCPTT (misión crítica push-to-talk), mientras que otras funciones críticas como los servicios de proximidad (ProSe) o la operación aislada han comenzado a formarse.

 

Sin embargo, a pesar de la rápida evolución de la norma, aún existen lagunas de funcionalidad en cuanto a las tecnologías tradicionales de banda estrecha como TETRA: el modo directo no es tan directo y requiere retransmisiones de red, y las especificaciones para los servicios de datos y los modos de recuperación aún están en curso.

 

Pero de manera significativa, existe una limitación clave para las comunicaciones de misión crítica sobre LTE: a saber, la disponibilidad de espectro para los usuarios finales. Algunos países han empezado a asignar espectro dedicado para organismos públicos nacionales, como la red FirstNet LTE en los EE. UU., Que complementará las redes de seguridad pública P25 de banda estrecha existentes. Qatar en el Medio Oriente también tiene una red LTE para la seguridad pública con espectro dedicado.

 

Corea del Sur está proporcionando espectro dedicado para la seguridad pública LTE, pero la infraestructura y las operaciones serán provistas por empresas de telecomunicaciones comerciales. La Red de Servicios de Emergencia del Reino Unido está siguiendo un modelo de operador de red virtual móvil (MVNO) basado en la red de EE. Sin embargo, en algunos casos, los niveles de inversión requeridos y las incertidumbres técnicas están retrasando el proceso.

 

La tecnología avanza rápidamente para cumplir con los requisitos de los usuarios del nuevo mundo de entregar grandes cantidades de datos, transmisión de información, etc. Pero existen limitaciones, en particular cuando se trata de entregar comunicaciones críticas instantáneas y confiables. Consulte nuestro próximo blog para descubrir cómo una solución de red híbrida podría ser la respuesta.

 

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