De todos los esquemas
inalámbricos para usar Internet, Servicio general de
radiocomunicaciones por paquetes (General Packet Radio Service) o GRPS
es el más popular con los operadores de telefonía móvil. Está diseñado
para datos y ofrece al usuario una conexión a Internet permanente y de
alta capacidad. GPRS está diseñado para ser integrado a la red GSM,
para proveer el acceso a Internet. El diagrama
de la Fig. muestra la arquitectura de una red GSM con GPRS
incluido.
Inicialmente se concibió que
GPRS pudiera actualizar cualquier sistema TDMA, pero en
la práctica sólo está integrado con GSM. La primera generación
de terminales soportan tasas de
transferencia inferiores a las más primitivas de tecnología HSCSD,
lejos de los 115.2 kbps anunciados. Sin
embargo, GPRS representa un paso importante en redes de
telefonía móvil. El principal avance es la utilización de
conmutación de paquetes, que es bastante más
eficiente para la mayoría de aplicaciones de datos que conmutación de
circuitos. Con GSM o HSCSD, cada usuario debe mantener abierto
un circuito completo de 9.6 kbps o más por
la duración de su transmisión en línea, aunque en las consultas por
la Web el usuario utiliza más tiempo leyendo páginas que
transfiriendo información. Esto es un
desperdicio de recursos, tanto para el operador como para el
suscriptor.
La conmutación de paquetes
sólo utiliza ancho de banda cuando lo necesita, permitiendo
que otros usuarios utilicen y compartan los recursos de la red.
Con GPRS un solo slot de tiempo de 14.4 kbps
se puede compartir con cientos de usuarios, siempre y cuando no lo
utilicen concurrentemente. Cada uno tiene una conexión continua
por un tiempo muy pequeño a una tasa de
transferencia de 0.1 kbps o menor, con ráfagas a mayor velocidad
cuando reciben o envían datos.
Debido a esta mayor
eficiencia, la especificación requiere que los dispositivos puedan
utilizar los ocho slots de tiempo a la vez. En efecto, esto
elimina la estructura rígida de TDMA,
permitiendo que cada usuario disponga hasta de 115.2 kbps (14.4
×
8). Sin
embargo, tales velocidades de transmisión han sido difíciles de
lograr por los mismos problemas de
recalentamiento y consumo de energía que afectan a HSCSD.
Como en HSCSD, la mayoría de
los sistemas GPRS son asimétricos, en parte por
aspectos relacionados con el diseño de los dispositivos
móviles, pero también por la forma como se
implementa la conmutación de paquetes. Una estación base puede
monitorear todo el tráfico descendente y organizarlo en la
manera más eficiente posible, pero el móvil
no puede hacer lo mismo para el tráfico ascendente porque no tiene
acceso a las otras transmisiones. El
resultado es que existe más capacidad disponible para el
enlace descendente que para el ascendente.
El plan es que en las redes
GPRS se transporte voz sobre los paquetes (voz sobre IP),
usando codecs de tasa variable, de tal manera que se puedan
transmitir datos entre las pausas de una
conversación. Mientras tanto, GPRS debe coexistir con GSM y
posiblemente HSCSD, lo cual significa que los móviles deben
soportar conmutación de circuitos y de
paquetes.
Se han definido tres grados
distintos de GPRS, que corresponden a como los terminales
soportan las dos técnicas de conmutación:
-
Grado C: terminales con la
capacidad de operar con conmutación de circuitos
o conmutación de paquetes, pero no en forma simultánea.
Cuando se hace una llamada de voz se debe
deshabilitar la conexión permanente de datos.
-
Grado B: terminales que
pueden mantener la conexión de conmutación de
circuitos mientras una llamada que utiliza conmutación de
circuitos está activa, pero no se pueden
transmitir datos. Por ejemplo, un suscriptor puede
ser notificado de que está recibiendo un correo electrónico
mientras está conversando por el móvil,
pero debe cancelar la llamada para recibir el correo.
-
Grado A: terminales que
pueden mantener la conexión de conmutación de
circuitos y de paquetes al mismo tiempo. El usuario puede
conversar por el teléfono y navegar por la
Web al mismo tiempo.
Para complicar más las cosas,
los dispositivos móviles GPRS se dividen en 29 clases,
dependiendo de la combinación específica de slots y la
correspondiente capacidad de transferencia
de datos que pueda manejar. No todas las clases tienen capacidad de
fullduplex en el uso del enlace ascendente y
descendente. De todas las clases, solamente los
terminales de clase 18 pueden transmitir full-duplex a 115.2
kbps, que es lo que generalmente se anuncia
para el sistema.
Además de nuevos dispositivos
móviles, la red GPRS requiere cambios importantes en la
infraestructura que representan inversiones adicionales para
los operadores. Se requiere construir una
nueva estructura dorsal (backbone) en la red, reemplazando el sistema
telefónico por uno más parecido a Internet. Sin embargo este es
un paso en la dirección de 3G pues la
mayoría de esa tecnología se basa en conmutación de paquetes.
Jorge Villalobos
Director
Escuela Colombiana de Ingeniería “Julio Garavito”
Información adicional: La
Escuela Colombiana de Ingeniería “Julio Garavito”, Centro Regional de Capacitación
de la CITEL y nodo del Centro de Excelencia para la Región
Américas de la Unión Internacional de Telecomunicaciones ofrecerá
el curso a distancia
Seguridad en redes inalámbricas y móviles del
22 de septiembre al 19 de octubre. Se ofrecerán 15
becas del monto completo de la matrícula. Este artículo es parte
del material del curso y el Sr. Jorge Villalobos es uno de los
tutores.
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