Si has estado un poco atento a los anuncios de 4G que hay por todas partes últimamente, te sonará la asombrosa cifra de 150 Mbps. Es la velocidad con que nos dicen que podremos navegar a partir de ahora si nos pasamos al 4G.
Sin embargo, como ocurre siempre en estos casos, se trata de la velocidad máxima teórica que da el sistema, y que sólo se podría alcanzar si la operadora cuenta con el máximo ancho de banda posible (20 MHz), estuviéramos solos en toda la red, y nuestro terminal fuera de una determinada categoría.
Estas condiciones por desgracia, serán difíciles de conseguir de forma simultánea, y por ello a continuación mostraremos con algo más de precisión a qué velocidades podremos llegar dependiendo de estos parámetros. Hay muchos factores, como hemos comentado, que influyen en la velocidad que experimentemos. Por supuesto la carga de la red hará que varíe significativamente, pero este análisis, mucho más teórico, lo dejamos para futuros posts.
En principio supondremos que el móvil dispone de todos los recursos radio para él en el cálculo de las velocidades. En este caso, hay dos cosas que afectan de forma directa a la pérdida de velocidad: la categoría LTE del móvil que tengamos y el ancho de banda del que disponga el operador que hemos contratado. Vamos a ver brevemente cada una de ellas:

• Categorías de terminales LTE

Hay cinco categorías distintas para los móviles LTE. Estas categorías traen implícitos los estándares de comunicación entre el móvil y la base. El móvil informa a la base de su categoría, para que ésta sepa cómo puede comunicarse con él.
Los parámetros más importantes de cada categoría, y que limitarán las velocidades, son el tipo de modulación y la configuración de antenas. A continuación se muestran ambos para las cinco categorías, además de las velocidades que se pueden alcanzar con cada una de ellas:

La mejor modulación es 64 QAM en cuanto a velocidad, pues es la que envía más información por símbolo, pero que se pueda usar o no depende del estado del canal radio. Para el cálculo de las velocidades siempre se supone que se emplea esta modulación (si la categoría lo permite).

A mayor número de antenas TX y RX (MIMO) mayor velocidad. Sin embargo como vemos, es bastante probable que el terminal sólo soporte un esquema de 2×2.
Según la configuración de antenas, la velocidad de descarga máxima es la que se muestra en esta tabla:

No es hasta la categoría 4 cuando podemos tener los famosos 150 Mbps.
Como curiosidad cabe destacar que un terminal LTE de categoría 1 ofrece peores prestaciones que un terminal HSDPA de la categoría más alta.
Vemos también que se pude conseguir incluso el doble con categoría 5, sin embargo esta velocidad no se publicita porque en los despliegues estándar de LTE que se están realizando se emplea 2×2 MIMO.
(Todas las categorías con valores para 20 MHz de ancho de banda).

Qué categoría tiene nuestro terminal es algo que generalmente nos pasará desapercibido, y sin embargo, condicionará significativamente las velocidades objetivo que podremos alcanzar. Los terminales de gama alta que tenemos disponibles hoy en día como el Iphone 5 o el Samsung Galxy s4 son de categoría 3. Huawei ha lanzado en mayo de 2013 el Pocket Wi Fi LTE GL04P que tiene como novedad ser el primer terminal de categoría 4 en el mundo.
Las categorías están definidas en la especificación del 3GPP “3GPP TS 36.306 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); User Equipment (UE) radio access capabilities (Release 8)”.

• Ancho de banda

El ancho de banda define la cantidad de recursos físicos que transportan la información dirigida al terminal. El máximo ancho de banda configurable de LTE es 20 MHz. Sin embargo, los operadores pueden no utilizar todo lo posible, sino 5, 10 o 15 MHz. Por tanto si queremos saber a cuánto aspiramos al contratar nuestra tarifa, debemos también saber qué banda tiene licenciada el operador en cuestión.
Actualmente en España el reparto del espectro está de la siguiente forma (aunque la banda de 800 MHz aún no está libre de la TDT y no tienen LTE desplegado en ella):

Aunque tengan licenciados los 20 MHz puede ser que no los estén utilizando todos al principio y vayan ampliando según aumenten los usuarios abonados, por lo que puede ser también una causa de que tengamos velocidades más bajas de las que esperamos.
De todas formas suponemos que se utilizan los 20 MHz, y si suponemos también la mejor calidad de canal (esto es, modulación 64 QAM) la máxima velocidad para cada categoría en subida y bajada es la siguiente:

Para tener una referencia, los 100 Mbps que tenemos con categoría 3 y 20 MHz caen hasta 79 Mbps con 10 MHz y 39 Mbps para 5 MHz.
Por tanto, vemos que ya en el mejor de los casos los 150 Mbps se nos quedan en 100 si tenemos un terminal de categoría 3. Partiendo de estos 100 Mbps tendríamos después que tener en cuenta que no estamos solos ante la antena y que tenemos que compartir los recursos con los demás usuarios. Medidas en entornos reales no muy cargados muestran velocidades de pico de entre 50 y 70 Mbps en el mejor de los casos y zonas donde la cobertura es máxima.
Aun así con LTE tendremos mejores velocidades y mucho menores retardos que con la anterior HSDPA, en aquellas zonas donde haya buena cobertura, pero hemos de tener en cuenta que los 150 Mbps, son de momento una utopía.

Publicado originalmente en http://intotally.com/tot4blog/ por Leticia Almansa López (contacto)

Vayamos con un nuevo post sobre LTE. Hoy os daremos una breve desripción de la arquitectura de red de LTE. ¿Estáis preparados?

LTE sigue la misma arquitectura de red que los anteriores sistemas especificados por el 3GPP,  y abarcan la especificación del equipo de usuario (User Equipment, UE) y de una infraestructura de red que se divide de forma lógica en una infraestructura de red troncal (Core Network, CN) y una de red de acceso (Access Network, AN).

E-UTRAN es la red de acceso especificada para LTE, que utiliza la tecnología OFDMA en la interfaz radio para la comunicación con los equipos de usuario.

La red de acceso E-UTRAN y la red troncal EPC proporcionan de forma conjunta servicios de transferencia de paquetes IP entre los equipos de usuario y redes de paquetes externas tales como plataformas IMS y/o otras redes de telecomunicaciones como Internet. Las prestaciones de calidad de servicio (e.g., tasa de datos en bits/s, comportamientos en términos de retardos y pérdidas) de un servicio de transferencia de paquetes IP puede configurarse en base a las necesidades de los servicios finales que lo utilicen, cuyo establecimiento (señalización) se lleva a cabo a través de plataformas de servicios externas (e.g., IMS) y de forma transparente a la red troncal EPC. Formalmente, el servicio de transferencia de paquetes IP ofrecido por la red LTE entre el equipo de usuario y una red externa se denomina servicio portador EPS (EPS Bearer Service). Asimismo, la parte del servicio de transferencia de paquetes que proporciona la red de acceso E-UTRAN se denomina E-UTRAN Radio Access Bearer (ERAB).

Es importante destacar que la interconexión de los diferentes equipos físicos donde se ubicarían las funciones tanto de la red troncal EPC como de la red de acceso E-UTRAN, se realiza mediante tecnologías de red basadas en IP. De esta forma, la red física que se utiliza para interconectar los diferentes equipos de una red LTE, y que se denomina comúnmente como red de transporte, es una red IP convencional. Por tanto, la infraestructura de una red LTE, además de los equipos propios que implementan las funciones del estándar 3GPP, también integra otros elementos de red propios de las redes IP tales como routers, servidores DHCP (Dynamic Host Confi guration Protocol) para la confi guración automática de las direcciones IP de los equipos de la red LTE y servidores DNS (Domain Name Server) para asociar los nombres de los equipos con sus direcciones IP.

Arquitectura de E-UTRAN

La arquitectura de la red de acceso se compone de una única entidad de red denominada evolved NodeB (eNodeB) que constituye la estación base de E-UTRAN. Así pues, la estación base E-UTRAN integra toda la funcionalidad de la red de acceso, a diferencia de las redes de acceso de GSM y UMTS compuestas por estaciones base (BTS, NodoB) y equipos controladores (BSC y RNC). La descripción de la arquitectura de E-UTRAN se detalla en las especificaciones del 3GPP TS 36.300 y TS 36.401.

Tal y como se ilustra en la siguiente figura, una red de acceso E-UTRAN está formada por eNodeBs que proporcionan la conectividad entre los equipos de usuario (UE) y la red troncal EPC. Un eNodeB se comunica con el resto de elementos del sistema mediante tres interfaces: E-UTRAN Uu, S1 y X2.

La interfaz E-UTRAN Uu, también denominada LTE Uu o simplemente interfaz radio LTE, permite la transferencia de información por el canal radio entre el eNodeB y los equipos de usuario. Todas las funciones y protocolos necesarios para realizar el envío de datos y controlar la operativa de la interfaz E-UTRAN Uu se implementan en el eNodeB.

El eNodeB se conecta a la red troncal EPC a través de la interfaz S1. Dicha interfaz está desdoblada en realidad en dos interfaces diferentes: S1-MME para sustentar el plano de control y S1-U como soporte del plano de usuario. La separación entre plano de control y plano de usuario es una característica importante en la organización de las torres de protocolos asociadas a las interfaces de la red LTE.

Así pues, el plano de usuario de una interfaz se refiere a la torre de protocolos empleada para el envío de tráfico de usuario a través de dicha interfaz (e.g., paquetes IP del usuario que se envían entre E-UTRAN y EPC a través de S1-U). Por otro lado, el plano de control se refiere a la torre de protocolos necesaria para sustentar las funciones y procedimientos necesarios para gestionar la operación de dicha interfaz o de la entidad correspondiente (e.g., configuración de la operativa del eNodeB desde la red EPC a través de S1-MME). Esta separación entre plano de control y plano de usuario en la interfaz S1 permite realizar la conexión del eNodeB con dos nodos diferentes de la red troncal. Así, mediante la interfaz S1-MME, el eNodeB se comunica con una entidad de red de la EPC encargada únicamente de sustentar las funciones relacionadas con el plano de control (dicha entidad de red de la red troncal EPC se denomina Mobility Management Entity, MME). Por otro lado, mediante la interfaz S1-U, el eNodeB se comunica con otra entidad de red encargada de procesar el plano de usuario (dicha entidad de red de la EPC se denomina Serving Gateway, S-GW). Esta separación entre entidades de red dedicadas a sustentar el plano de control o bien el plano de usuario es una característica importante de la red LTE que permite dimensionar de forma independiente los recursos de transmisión necesarios para el soporte de la señalización del sistema y para el envío del tráfico de los usuarios.

Opcionalmente, los eNodeBs pueden conectarse entre sí mediante la interfaz X2. A través de esta interfaz, los eNodeB se intercambian tanto mensajes de señalización destinados a permitir una gestión más eficiente del uso de los recursos radio (como por ejemplo información para reducir interferencias entre eNodeBs) así como tráfico de los usuarios del sistema cuando estos se desplazan de un eNodeB a otro durante un proceso de handover.

Publicado originalmente en http://intotally.com/tot4blog/ por Leticia Almansa López (contacto)

Hoy, comenzamos, tal y como os dijimos en post anteriores, una nueva e interesante sección: Tecnología para principiantes.

Comenzaremos con LTE. ¿Por qué? Porque LTE es el presente y el futuro de la telefonía móvil. Quizá nunca hayas oído nada sobre LTE, pero estoy seguro que el nombre 4G te resulta familiar… ¿Sabías que ambos términos significan casi lo mismo, con la diferencia de que el 4G es el nombre comercial de la tecnología LTE? ¿Es realmente esto cierto?

LTE (Long Term Evolution) es un estándar de comunicaciones móviles desarrollado por el organismo 3GPP con los objetivos principales de mejorar las velocidades de bajada y de subida de datos y reducir los costes de fabricantes y operadores al ser un estándar menos complejo.

Sin embargo, la ITU (Unión Internacional de Telecomunicaciones) no considera 4G al LTE que se está desplegando en la actualidad. ¿Por qué?

La norma LTE fue desarrollada por 3GPP a partir de HSPA (High Speed Packet Access). El desarrollo de la norma LTE comenzó en 2005 y dio lugar a las especificaciones para el Evolved Packet Core (EPC) y una nueva forma de acceso de radio denominada Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN). Todo esto se conoce oficialmente como «3GPP Release 8″, y es la tecnología que se está desplegando en España en la actualidad.

LTE Release 8 se desarrolló dentro del IMT-2000, como una evolución de 3G por lo que algunos la han denominado 3.9G. En septiembre de 2009, 3GPP presentó su propuesta LTE-Advanced para IMT-Advanced, oficialmente llamado «3GPP Release 10», la verdadera 4G.

LTE es un estándar que no llega técnicamente a la velocidad marcada por el estándar 4G, y por eso (entre otras cosas) es incorrecto usar ese término, aunque en la práctica es más fácil hacerlo y es lo que oiremos por todas partes. Aunque cabe preguntarse cómo lanzarán las operadoras el verdadero 4G cuando llegue el momento.

Publicado originalmente en http://intotally.com/tot4blog/ por Leticia Almansa López (contacto)