viernes, 1 de noviembre de 2013

Telefonía móvil antes de GSM. Particularización en España.




La edad de piedra de los teléfonos móviles (versión 1)

Me faltan unas releídas y la entrada se complementa con una presentación, en la que digo burradas como por ejemplo que en 1952 ya había redes móviles en Alemania Occidental. El tema da para mucho más.



0G: El Teléfono Automático en Vehículos

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            Los servicios móviles funcionan en España desde 1976, cuando la Compañía Telefónica Nacional de España (CTNE) comenzó a ofrecer en monopolio el llamado Teléfono Automático en Vehículos (TAV). Este servicio estaba disponible exclusivamente en Madrid y Barcelona. Es importante notar que la Compañía no solo vendía su servicio de forma de exclusiva, sino que también sería la única proveedora de soporte de red y de terminales.

            Poca información existe acerca de estos sistemas analógicos: debían ser transportados en vehículos por su peso, y su elevado precio los convertían en exclusivos para las clases pudientes y altos cargos de la CTNE o las Administraciones Públicas. Sí existe más bibliografía acerca de sus homólogos soviéticos, suecos o norteamericanos.
            Algunas de las tecnologías que dieron soporte a este servicio allí fueron: Advanced Mobile Telephone System (AMTS), Mobile Telephone System (MTS) lanzado en 1946 por Motorola y Bell, MTD (Mobile telephony system D), OLT (Offentlig Landmobile Telefoni), Push to Talk (PTT) e Improved Mobile Telephone Service (IMTS) -primer sistema automático.
            Para hacerse una idea de las prestaciones de estos terminales primitivos, el sistema telefónico ideado en Rusia (Altai) operaba en un principio en la banda de 150 MHz para luego pasar a 330 MHz. Estas bandas estaban compartidas con la televisión (UHF y VHF). Este hecho propició numerosas similitudes en cuanto a nivel de despliegue y de circuitería. Telefónica sin embargo solo empleó la zona de 160 MHz.
            Se trataba de un sistema automático (es decir, no habría operadoras conectando los extremos de la comunicación y sí circuitos) tanto en la parte móvil como en los nodos fijos. Además, las estaciones base eran capaces de atender 22 tramos independientes de ocho canales cada uno.
            Estos primeros terminales se enmarcan dentro de lo que se conoce como 0G. A nivel de propagación, este sistema era por radio y lo habitual era instalar una antena con la altura y potencia (transmitían con una potencia que podía llegar a los 225W) suficiente para atender a una ciudad. Esto -además de las estrecheces en el espectro- limitaba la capacidad del sistema, aunque tampoco fue muy demandado en España (entre Madrid y Barcelona había unos 480 abonados). Donde sí lo fue, llegó un punto en el que los usuarios debían esperar para conectarse a la red y había lista de espera para acceder al servicio.
            Los teléfonos por radio son considerados los predecesores de la tecnología celular, pese a que esta ya comenzó a desarrollarse en 1947 por los laboratorios Bell.



1G: La radiocomunicación celular


            A principios de los década de 1970 ya se comenzaban a intuir las estrecheces que el sistema de telefonía móvil empleado en aquel momento podía tener. La limitación de potencia de los equipos, su excesivo coste y tamaño y, especialmente, la saturación espectral, hicieron que las compañías que ofrecía el servicio se replanteasen el funcionamiento del mismo. Los avances tecnológicos hacían posible pensar en el sistema celular ideado por Bell veinticinco años antes.
            Así, en el año 1982 la CTNE aprovechó la celebración del mundial de fútbol para explotar comercialmente el primer sistema de telefonía móvil celular automática (TMA). Se trató de un derivado del estándar nórdico NMT (Nordic Mobile Telephone).

TMA-450

Figura X: Anuncio de Telefónica para TMA-450

            El NMT fue especificado a comienzos de los años setenta; y se trató de un documento abierto y gratuito. Esto propició que el sector de las telecomunicaciones cogiera un impulso especial en el Norte de Europa, por la competencia entre empresas para comercializar sus productos basados en el estándar.
             En España se adoptó una variante del documento nórdico llamada TMA-450. En un principio solo se cogió la parte técnica, ya que en el ámbito empresarial seguía siendo la empresa estatal de comunicaciones quien seguiría copando el mercado.
            Trabajaba en torno a 450 MHz, y empleaba multiplexación en frecuencia con semicanales de 25 KHz que permitían transmisión half-duplex. Para evitar interferencias se colocaban bandas de guarda de 10 MHz  entre la transmisión y la recepción. Las señales de control moduladas viajaban en el mismo canal que el audio. Las especificaciones del sistema indicaban que este podía controlar hasta 180 canales en células de hasta 40 km de radio. Esta extensión era factible si se instalaban repetidores para cubrir las zonas de bajo tráfico. La potencia de los terminales de usuario iba desde 1W (teléfonos portátiles) hasta los 15W (teléfonos instalados en coches).
            Además, aunque apenas fue comercializado, NMT ya anticipó un primer servicio de mensajería de texto llamado DMS (Data and Messaging Service) o NMT-Text.
            Como punto negativo, el tamaño de los equipos aunque más manejables, seguían siendo muy grandes; y las comunicaciones analógicas no estaban cifradas.
            España fue pionera en el uso de NMT, junto a los países en que se desarrolló originalmente y a Arabia Saudí. Sin embargo, no fue una decisión unánime emplearlo. En Estados Unidos AT&T desarrolló AMPS (Advanced Mobile Phone System), que pese a esta implementado en 1978 no fue comercializado hasta 1983. En Japón la NTT (National Telegraph and Telephone Corp.) lanzó el primer sistema celular comercial del mundo en 1979, en la banda de 900 MHz como las evoluciones de NMT, que podía atender hasta a 600 canales en el área de Tokio. También Inglaterra hizo su desarrollo, conocido como TACS (Total Access Communication System), cuyo objetivo era atender hasta a 1000 canales.
            La tabla que se muestra a continuación resume las características de los diferentes sistemas:

Parámetros
AMPS
NMT
TACS
NTT
Frecuencia Tx (MHz)
Base
Móvil

870-890
825-845

463.5-467.5
453-457.5

935-960
890-915

870-885
925-940
Separación portadoras emisión-recepción (MHz)
45
10
45
55
Ancho canales (kHz)
30
25
25
25
Número de canales
882
180
1000
600
Radio de cobertura (km)
2-25
2-40
2-20
5-10

Tabla I: Comparativa entre estándares 1G.


            Incluso dentro de los distintos países existió un debate sobre cuál sería el sistema a emplear. Al otro lado del Atlántico, también Motorola desarrollaría su propio sistema celular adelantándose a AT&T. Como hecho reseñable, la compañía homologó el primer teléfono móvil personal: el DynaTAC 8000x. Este móvil tenía una autonomía de una hora en conversación, y su precio rondaba los 4000 dólares. En menos de un año se habían vendido 300.000 unidades del terminal, que pesaba 800 gramos.
            Volviendo a España, no fue hasta 1986 cuando la telefonía móvil cogió verdadero impulso. La red se extendió a Barcelona, Cádiz, Málaga, Segovia y Sevilla, y se amplió su capacidad en Madrid. Esto además vino acompañado de la aprobación del Reglamento de Servicio de Telefonía Móvil Automática, que contemplaba una primera liberalización del negocio abriendo la puerta a que la distribución de terminales no fuera monopolizada por la CTNE. Este hecho fue confirmado un año después por la Ley de Ordenación de las Telecomunicaciones que extendía a su vez el Libro Verde de las Telecomunicaciones (Comisión Europea).
            Esta decisión llevó consigo que florecieran tres nuevas empresas, participadas las tres por la CNTE y capital extranjero (Philips y Ericsson entre otros), que trajeron consigo la competencia en el sector, abaratando los terminales y -por tanto- facilitando su expansión.
            Desde su entrada en funcionamiento hasta 1990 ya se habían adherido unos 55.000 abonados al servicio llegando a todas las provincias españolas, muy por encima de las 30.000 personas esperadas por Telefónica (ya no CNTE). Esto se tradujo en una incipiente congestión del espectro en la banda de 450 MHz.
            La nueva estrategia pasaría por un cambio de banda hasta los 900 MHz, la adopción  de una variante del estándar TACS que ya funcionaba en Gran Bretaña (como se explica unos párrafos más arriba) y una nueva estrategia comercial bajo el nombre de Moviline -que resultó más atractivo a los clientes que TMA-900.

TMA-900

            TMA-900 es un sistema analógico multiplexado en frecuencia. Utiliza una tecnología más avanzada y barata que NMT. Disminuía el tamaño de las celdas y por tanto la potencia a radiar; y al moverse en una frecuencia más alta, la longitud de onda es menor y el tamaño de las antenas requeridas también. Esto último favoreció la aparición de terminales de usuario más pequeños. Además, la señalización se realizaba fuera de banda, con la consiguiente mejora de la calidad de audio y del traspaso entre células. Notar que la señalización se realizaba de forma digital, mientras que la comunicación de llamadas seguía siendo analógica (modulada en FM).
            La implementación española dispone 1320 canales dúplex (21 de ellos para notificar del canal empleado) separados entre sí 25 KHz, con una distancia entre las portadoras de emisión y recepción de 45 MHz. El control de potencia se realizaba mandando una señal no audible desde la estación base (EB) al terminal móvil, que la retransmitía a la EB y en función de la potencia que esta reciba la central de conmutación (MSC) deberá valorar un cambio de celda o no.
            Había distintos tipos de canales radio:
                        - Canal de llamada (CC): llamadas hacia el terminal.
                        - Canal de tráfico (TC): conversación hacia el terminal.
                        - Canal combinado (CC/TC): usado indistintamente.
            Algunos servicios básicos que podía soportar esta última telefonía analógica son la conversación, la transmisión de datos, el correo electrónico, el buzón de voz y el desvío de llamadas.
            Para realizar el procesamiento de llamadas, todas las estaciones base del área donde se encuentra el terminal son avisadas de ella. Los teléfonos eran identificados mediante los números de identificación móviles (MIN) y el número de serie electrónico (ESN).
            El crecimiento fue espectacular hasta 1994, año en que se concede la primera licencia para utilizar GSM en España.




2G: Los inicios de GSM

            GSM (Groupe Speciale Mobile) nació ya en 1982 como una iniciativa para tratar de estandarizar las comunicaciones móviles dentro de Europa. Se buscaba hacer una norma pública y común que avanzase hacia tecnologías digitales, con la creencia de que esto no haría más que expandir la red al permitir las comunicaciones sin fronteras, favoreciendo que los fabricantes se centraran en una tecnología y compitieran entre ellos. Esta idea caló también fuera de Europa, y otros países como Estados Unidos, Indonesia, Kuwait, India, Sudáfrica o Australia también trabajaron en ella. Las estimaciones eran de llegar a los 10 millones de usuarios europeos en el año 2000.
            Por escenificar el paso del tiempo, en el año 1992 se envió el primer SMS a través de una red GSM. En 2012 se estima que se envió un billón de mensajes cortos. Otra muestra de lo que ha supuesto esta tecnología, también en 1992 se firmó el primer acuerdo de roaming entre Vodafone (Reino Unido) y Telecom (Finlandia); hoy la regulación europea trata de acabar con las tarifas para llamadas desde el extranjero al ser una práctica relativamente común.
            En España la primera experiencia GSM se remonta a 1992 durante los Juegos Olímpicos de Barcelona y la Exposición Universal de Sevilla, aunque no se lanzó hasta 1995


            La imagen anterior muestra que España iba atrasada respecto a sus vecinos europeos en la implantación de la red GSM, y es que el crecimiento del sistema estaba lejos de cumplir las expectativas europeas. El objetivo era llegar al 7% de la población, y esa cifra aun estaba lejana. Este hecho y el cumplimiento de las recomendaciones de la UE aceleraron la entrada de un nuevo operador -Airtel, a su vez fusión de varias compañías- en 1994. La competencia real había llegado, y el servicio se extendió de forma espectacular.




Referencias

            «El proceso de implantación de la telefonía móvil en España»: Antonio Pérez Yuste. Revista Antena del COITT. Septiembre 2002. Disponible en:
            http://www.euitt.upm.es/estaticos/catedra-coitt/web_socioeconomica/articulos/procesoimplantaciontelefoniamovil.pdf. [Accedido: 01-nov-2013].
           
            «El servicio de telefonía móvil en España»: Antonio Pérez Yuste. [En linea]. Disponible en:
            http://www.coit.es/foro/pub/ficheros/10._el_servicio_de_telefonia_movil_en_espana_a9ed2413.pdf. [Accedido: 01-nov-2013].

            Moya, José Manuel Huidobro, y Rafael Conesa Pastor. Sistemas de telefonía. Editorial Paraninfo, 2006.

            Telefonistas. Temario Y Test.coleccion Temarios Generales.ebook. MAD-Eduforma, s. f.
           
            Computer Networks. A. S. Tanenbaum. Fourth Edition. Disponible en:
            http://authors.phptr.com/tanenbaumcn4/samples/section02_06.pdf. [Accedido: 01-nov-2013].

            «Cuando el móvil era el teléfono automático de vehículos (Parte II) | CNMC blog». Disponible en:
            http://blogcmt.com/2008/12/03/cuando-el-movil-era-el-telefono-automatico-de-vehiculos-parte-ii/. [Accedido: 01-nov-2013].

            «Telefonía móvil en España - Wikipedia, la enciclopedia libre». [En línea]. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Telefon%C3%ADa_m%C3%B3vil_en_Espa%C3%B1a. [Accedido: 01-nov-2013].

      «Mobile radio telephone - Wikipedia, the free encyclopedia». [En línea]. Disponible en: http://en.wikipedia.org/wiki/Mobile_radio_telephone. [Accedido: 01-nov-2013].

      «SET E-ZINE: TMA-900». [En línea]. Disponible en: http://www.set-ezine.org/index.php?num=11&art=5. [Accedido: 01-nov-2013].