Estándares de comunicación "olvidados": WiMAX, CDMA, ALOHAnet y otros

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El primer cable transatlántico conectó Europa y los Estados Unidos en 1858, reemplazando los enlaces de envío, y el tiempo para establecer comunicación entre los continentes se redujo de diez días a varias horas. Para 1965, ya se habían establecido cuatrocientos canales telefónicos entre los dos continentes.

Hoy no solo podemos llamar instantáneamente a cualquier país, sino también transmitir videos y fotos, recibiendo datos incluso desde el espacio. Todos estos logros deben su apariencia a la evolución de la comunicación. En el complejo proceso de competencia, algunas tecnologías inevitablemente se pierden. ¿Pero eran realmente peores, o las tecnologías de comunicación estaban "muriendo" por otras razones?

Alohnet


Esta es la primera red de computadoras con tecnología de datos inalámbrica, que se convirtió en la base para el desarrollo posterior de redes Ethernet, Wi-Fi y celulares.

ALOHAnet fue desarrollado por un equipo de científicos de la Universidad de Hawai que utilizó estaciones de radio de ultra alta frecuencia para crear una red. El equipo de desarrollo decidió que era necesario encontrar una manera para que cada terminal de comunicación utilizara una frecuencia. En otras palabras, todos los terminales tenían que hablar en el mismo "cable" al mismo tiempo.

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Para evitar la "colisión" de varios mensajes, se inventó el primer protocolo de acceso competitivo al canal de comunicación, que luego se utilizó en las redes Ethernet y Wi-Fi.

ALOHAnet se adelantó a su tiempo y tuvo un impacto a largo plazo en las soluciones técnicas del futuro. El desarrollo de la red comenzó en 1968, y en 1971 ALOHAnet comenzó a operar en el estado de Hawai. Sin embargo, ni una sola compañía lo usó con fines comerciales; nadie en ese momento podía evaluar qué tarea importante está resolviendo la nueva tecnología.

Acceso múltiple por división de código (CDMA)


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GSM y CDMA son diferentes maneras de lograr el mismo objetivo. En definitiva, la respuesta a la pregunta "¿cuál es mejor?" radica en la calidad de la infraestructura del operador: quien tenga una red mejor construida y una cobertura más amplia se convierte en el ganador. Técnicamente, ninguno de estos estándares supera significativamente al otro.

La diferencia entre GSM y CDMA estaba en los métodos de transferencia de datos: GPRS (Servicio general de radio por paquetes) en GSM proporcionaba un ancho de banda más lento que CDMA (1xRTT - Tecnología de transmisión de radio One Times), que tenía la capacidad de operar a velocidades de hasta 144 Kbps.

Pero CDMA tenía sus inconvenientes: la tecnología 1xRTT requiere una conexión de red dedicada, mientras que GPRS envía paquetes, por lo que el acceso a datos en teléfonos GSM no bloquea las llamadas de voz, como en los teléfonos CDMA .

Además, en GSM puede cambiar fácilmente la tarjeta SIM del teléfono. En las redes CDMA, los datos necesarios fueron grabados (flasheados) en el teléfono y no había tarjeta SIM. El teléfono CDMA no se pudo usar en roaming. El análogo de SIM para teléfonos CDMA, el llamado R-UIM , apareció solo en 2002.

GSM y CDMA son incompatibles entre sí, por lo que los usuarios están "bloqueados" en esta red. Mientras que Europa rápidamente cambió a GSM, en los Estados Unidos los suscriptores de varios operadores resultaron ser "rehenes" de CDMA. Además, en Europa, la comunicación se ha vuelto más barata y la cobertura es mejor.

Un CDMA más avanzado requería más potencia informática y poderosas inversiones financieras, mientras que la infraestructura GSM ya se había creado en Europa y Asia y no requería inversiones financieras significativas para mantenerla. Todos estos factores han llevado a una disminución gradual del interés en el desarrollo de CDMA.

En 1996, el operador celular Sonet fue el primero en Rusia en recibir una licencia para proporcionar servicios de comunicación en el estándar CDMA. Dos años después, sobre la base del equipo de Qualcomm, la red CDMA comenzó a operar en Moscú. En la segunda mitad de los años 90, comenzaron a aparecer redes CDMA dispares en toda Rusia. En 2003, se registraron 350,000 usuarios de la red CDMA (menos del 2% de toda la base de suscriptores rusos), con un 40% de ellos ubicados en el Distrito Federal Central.

La red Sonet dejó de existir en 2004 debido a la negativa a renovar la licencia para el rango de frecuencia de 800 MHz, donde funcionaba la red CDMA 800 original. Se planeó utilizar estas frecuencias para el desarrollo de la televisión digital.

En 2002, se lanzó una red construida de acuerdo con el estándar CDMA2000 en la banda de 450 MHz, y Delta Telecom se convirtió en su operador. En el momento del lanzamiento, la compañía afirmó que "esta tecnología [CDMA2000] utiliza recursos de frecuencia 7.5 veces más eficientemente que GSM".

Sin embargo, la tasa de crecimiento de la base de suscriptores comenzó a disminuir y en 2006 "no cumplió ni con los pronósticos más pesimistas". El desvanecimiento de CDMA duró muchos años: el último operador estándar en nuestro país dejó de funcionar en 2018.

Datos de circuito conmutado (CSD)


Tecnología de transmisión de datos de la década de 1990, que se utilizó en redes GSM antes de la llegada de GPRS. Permitió por primera vez transmitir datos digitales y conectarse a Internet (con facturación por minuto) a una velocidad de 9.6 Kbps.

Antes de CSD, la transferencia de datos en teléfonos móviles se realizaba (cuando se conectaba a un módem externo) a una velocidad de hasta 2,4 Kbps (según la definición del estándar GSM de mayo de 1996).

La mejora de la tecnología llevó al advenimiento de los datos de conmutación de circuitos de alta velocidad (HSCSD), en los cuales la velocidad aumentó a 14.4 Kbps, y debido al uso de cuatro canales paralelos, la velocidad aumentó a 57.6 Kbps.

La tecnología CSD finalmente dejó de desarrollarse cuando la mayoría de las compañías de telecomunicaciones abandonaron el soporte CSD y cambiaron a GPRS y EDGE (E-GPRS), que utilizan métodos de codificación de señal más avanzados para aumentar el rendimiento.

Interoperabilidad mundial para acceso de microondas (WiMAX)



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Para el mercado de redes de cuarta generación (4G), se han desarrollado varios estándares inalámbricos, incluido WiMAX. Esta tecnología tenía muchas ventajas: ancho de banda de hasta 75 Mbps , rango: 25-80 kilómetros , facilidad de implementación y fácil escalabilidad.

De todos los estándares desarrollados para 4G, WiMAX es el más cercano (por tecnología) a Wi-Fi. El estándar, desarrollado en 2001, a veces se llama " Wi-Fi con esteroides " por su ancho de banda mucho mayor en comparación con las redes Wi-Fi.

En 2005, el estándar se actualizó a 802.16d (" WiMax fijo "), proporcionando una impresionante velocidad de 25 Mbps para ese momento. Esto hizo posible realizar videoconferencias sin retrasos y ver videos en streaming en calidad HD.

La actualización del estándar a 802.16m (" Mobile WiMax ") en 2011 proporcionó velocidades de hasta 1 gigabit por segundo. Cabe señalar que el ancho de banda de la red WiMAX depende de la cantidad de usuarios: cuantas más conexiones, menor es la velocidad de transferencia de datos.

El estándar WiMAX ha sido considerado durante algún tiempo un buen reemplazo para la infraestructura de cable terrestre tradicional. Debido al largo alcance y al costo relativamente bajo de implementación (en comparación con 3G, la red telefónica xDSL o la red híbrida óptico-coaxial), la tecnología no solo podría competir con éxito con otros estándares, sino que también resolvería el problema de la "última milla" en regiones remotas.

Recuerde que la última milla en el campo de las comunicaciones es el canal que conecta el último nodo de red del proveedor y el equipo final del cliente. Dicho canal se puede crear utilizando las tecnologías xDSL, WiMAX, FTTx (fibra a fibra x), Wi-Fi.

La primera red WiMAX en Rusia fue lanzada por Yota en 2008 en Moscú y San Petersburgo. En total, se instalaron 150 estaciones base que operan en el rango de 2.5 - 2.7 GHz en dos ciudades. En el primer año, el número de usuarios de la nueva tecnología alcanzó varios cientos de miles.

En 2011, los analistas de J'son & Partners expresaron una suposición pesimista de que LTE "matará" a WiMAX en los próximos años, pero la red estaba funcionando muy bien en Rusia: los operadores de WiMAX hicieron grandes planes para un mayor desarrollo. No hubo problemas con la licencia de frecuencia que enfrentan los operadores CDMA aquí: las frecuencias 2.3, 2.5 y 3.5 GHz estaban completamente abiertas para la implementación de la versión móvil de WiMAX.

En 2012, Yota rechazó WiMAX, tras haber "trasplantado" con éxito a sus usuarios a la primera red LTE en Rusia . La cobertura de las estaciones base LTE proporcionó un área de servicio más cómoda y proporcionó a los clientes de Yota un nivel de comunicación cualitativamente nuevo en comparación con WiMAX.

Hoy, las grandes empresas ya han reducido el desarrollo del software WiMAX y se han cambiado a LTE.

Estándares asiáticos raros: PHS y PDC


Desarrollado en 1989 por Nippon Telegraph and Telephone Corporation, el estándar del Sistema de teléfono inteligente personal (PHS) se implementó activamente en Japón y otros países asiáticos. Se utilizaron celdas compactas en PHS, con estaciones base con una potencia de hasta 500 mW y un alcance de hasta cientos de metros (algunos modelos tenían un radio de hasta 2 km).

Todo comenzó con éxito: fácil despliegue de redes, tarifas fijas bajas y buena comunicación incluso en el metro, todo esto afectó favorablemente el desarrollo comercial. Sin embargo, los estándares competidores alcanzaron rápidamente una calidad de comunicación similar, y la diferencia entre los teléfonos PHS y GSM se borró.

En 2010, el número de usuarios de PHS era de 4 millones de suscriptores (no todos estaban activos). Al mismo tiempo, incluso en 2011, se lanzaron teléfonos compatibles con PHS.

Otro estándar popular en Japón es el Personal Digital Cellular (PDC). Perteneció a la generación 2G y proporcionó una velocidad de transferencia de datos de 11.2 Kbps. Japón podría participar en el desarrollo de un estándar internacional de comunicaciones, pero eligió apoyar el desarrollo de la industria nacional de telecomunicaciones.

Cuando apareció el PDC, rápidamente ocupó todo el mercado interno de Japón. Esto llevó a la incompatibilidad de los productos de telecomunicaciones japoneses con el estándar GSM, que se convirtió en dominante en la era 2G. Las empresas de comunicación japonesas, por lo tanto, quedaron aisladas del enorme mercado extranjero.

La contribución a largo plazo a su propia infraestructura también ha hecho que las empresas japonesas sean demasiado vulnerables a la competencia externa. No solo las empresas promotoras de GSM pudieron aprovechar esta situación: el estándar W-CDMA también fue ampliamente adoptado en Japón.

La tecnología de acceso múltiple por división de código de banda ancha (W-CDMA) proporciona acceso de banda ancha a velocidades de hasta 2 Mbps. Aquellos que viajan mucho por el mundo se encuentran en situaciones en las que un teléfono móvil solo puede conectarse a una red W-CDMA; este estándar sigue siendo relevante. Para 2016, W-CDMA cubrió aproximadamente el 65% de la población mundial (LTE - 40% y GSM - más del 90%).

Otros "olvidados"


Puede parecer que las tecnologías antiguas han quedado obsoletas y solo se mencionan en los libros de texto. Pero esto es una falacia: según el Pew Research Center, en 2015, el 3% de los estadounidenses usaba el acceso telefónico para conectarse a Internet. Esto significa que millones de personas han utilizado la red a velocidades de hasta 56,6 Kbps.

También hay raros nuevos (o actualizados) estándares de comunicación de nicho. Todos han escuchado sobre 5G, pero en el mercado existe, por ejemplo, DECT-2020 , un estándar prometedor, que es la próxima etapa en la evolución de los teléfonos inalámbricos inalámbricos antiguos .

Source: https://habr.com/ru/post/es413513/


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