Evolución de las redes móviles de 1G a 5G: velocidades y características

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Resumen

El documento recorre las generaciones de la telefonía móvil, desde la 1G (TACS) de los años ochenta hasta la 5G (IMT-2020), explicando las bandas de frecuencia, las tecnologías y las velocidades de cada etapa. También describe los elementos principales de la arquitectura de una red móvil, como las estaciones base, el BSC, la MSC y los registros HLR y VLR.

Puntos clave

  • 1G (TACS) operaba en bandas de 450 MHz y luego 900 MHz, y en España fue sustituida por GSM en 2003.
  • 2G (GSM y DCS) permitió la telefonía móvil para el gran público, con bandas GSM-900 y DCS/GSM-1800.
  • 2.5G (GPRS y EDGE) añadió transmisión de datos con servicios como SMS, MMS y WAP; GPRS alcanza unos 54 kbit/s.
  • 3G (IMT-2000 y UMTS) alcanza hasta 7,2 Mb/s y ofrece Internet, videollamada y descarga de música.
  • 4G (LTE) alcanza hasta 300 Mbps de bajada y 76 Mbps de subida, con red basada en IP y celdas de distintos tamaños.
  • La arquitectura incluye BTS, BSC, MSC, HLR (ubicación permanente) y VLR (ubicación temporal).

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Evolución de las redes móviles: 1G a 5G

1G: Primera generación (TACS) — Década de 1980

1G: Primera generación (TACS). Operaba en bandas de 450 MHz y luego 900 MHz. Fue desarrollada por compañías como Ericsson. En España el estándar fue TACS (Total Access Communication System). Tenía mayor alcance frente a los sistemas digitales. En España, Moviline utilizó este sistema hasta 2003, cuando fue sustituido por el sistema GSM.

2G: Segunda generación (GSM y DCS)

2G: Segunda generación (GSM y DCS). Consiguió la implantación de la telefonía móvil al gran público. Utiliza bandas como GSM-900 y DCS/GSM-1800. Las bandas de 1800 MHz tienen un alcance menor que las de 900 MHz, con las que empezó el servicio.

2.5G: Transmisión de datos sobre GSM (GPRS y EDGE)

2.5G: Transmisión de datos sobre GSM. Incluye tecnologías como GPRS (General Packet Radio Service) y EDGE, y plantea la necesidad de ofrecer un mejor servicio de datos en movilidad. GPRS puede transmitir datos hasta aproximadamente 54 kbit/s. Introdujo servicios adicionales como SMS, MMS y WAP.

3G: Tercera generación (IMT-2000 y UMTS)

3G: Tercera generación (IMT-2000 y UMTS). Ofrece mayores velocidades de transmisión y servicios adicionales:

  • Velocidad de transmisión hasta 7,2 Mb/s (en condiciones y configuraciones específicas).
  • Servicios adicionales: conexión a Internet, video llamada, descarga de música, videojuegos, etc.

3.5G: HSDPA / HSUPA / HSPA+

3.5G: Incluye tecnologías como HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) y HSPA+. Características típicas:

  • HSDPA: puede alcanzar inicialmente hasta 3,6 Mbps de bajada (con valores prácticos de ~3,6 Mbps y ~384 kb/s de subida en primeras versiones).
  • HSUPA (considerado 3,75G): mejora la subida; combinaciones posteriores consiguen mayores tasas.
  • HSPA+: puede alcanzar hasta 14,4 Mbps de bajada y alrededor de 2 Mbps de subida en evoluciones comerciales.

4G: Long Term Evolution (LTE)

4G: Long Term Evolution (LTE). Sus características principales incluyen:

  • Alta velocidad: hasta 300 Mbps de bajada y 76 Mbps de subida en ciertas implementaciones.
  • Red basada en IP.
  • Arquitectura de red más sencilla y flexible.
  • Soporte de diversos tamaños de celda: desde femtoceldas (≈10 metros de radio) hasta macroceldas (hasta ~100 km en ciertos despliegues).
  • Mejor soporte para terminales que se desplazan a gran velocidad.

5G: IMT-2020

5G: IMT‑2020. La implantación de este sistema implica desplazamientos en las bandas de frecuencia, incluyendo la banda de 700 MHz para cobertura extendida, además del uso de frecuencias más altas para mayor capacidad y baja latencia.

Arquitectura de la red

Elementos principales de la arquitectura de la red móvil:

  • Estación base (BTS): cada una de las estaciones que constituyen la red, formada por los equipos necesarios para dar servicio a los usuarios de su celda.
  • Controlador de estación base (BSC): se encarga del control de varias estaciones base; les asigna frecuencias y controla varios parámetros.
  • Central de conmutación móvil (MSC): se encarga del establecimiento, mantenimiento y finalización de la comunicación entre usuarios de la red.
  • Registro de ubicación de abonado (HLR): guarda un registro de los servicios contratados por el usuario y su ubicación actual (de carácter permanente).
  • Registro de ubicación de visitante (VLR): guarda un registro de los servicios contratados por el usuario y su ubicación actual, pero de carácter temporal mientras el usuario está en la zona gestionada por esa VLR.

Nota: Se han corregido y estandarizado nombres de tecnologías (por ejemplo, HSDPA/HSUPA/HSPA+) y unidades (MHz, Mbps, kb/s) para mayor claridad, manteniendo la información y los valores originales del documento.

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Preguntas frecuentes

¿Qué velocidad máxima alcanza la tecnología 4G LTE según el documento?

Según el documento, LTE puede alcanzar hasta 300 Mbps de bajada y 76 Mbps de subida en ciertas implementaciones. Estas cifras dependen de la configuración concreta de cada despliegue.

¿Qué diferencia hay entre el HLR y el VLR?

El HLR guarda de forma permanente los servicios contratados por el usuario y su ubicación actual. El VLR guarda la misma información, pero de forma temporal, mientras el usuario está en la zona que gestiona ese VLR.

¿Qué tecnología sustituyó al TACS en España?

En España, el sistema TACS utilizado por Moviline fue sustituido por el sistema GSM en 2003.

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Test

1. ¿En qué bandas de frecuencia operaba la primera generación (1G) de telefonía móvil?
2. ¿Qué tecnología introdujo servicios como SMS, MMS y WAP?
3. ¿Cuál es la velocidad máxima de bajada que el documento atribuye a la 3G?
4. ¿Qué elemento de la arquitectura guarda la ubicación de forma temporal mientras el usuario está en su zona?
5. ¿Qué rango de radio aproximado tienen las femtoceldas según el documento?

Preguntas generadas con IA a partir del documento: comprueba las respuestas con el texto.