5.1.
Antecedentes
5.2.
Arquitectura
5.3.
Subsistema de radio
5.4.
Subsistema de conmutación
5.5.
La estación móvil
5.6.
Procesos básicos
5.6.1.
Registro
5.6.2.
Roaming
5.6.3.
Establecimiento de llamada
5.6.4.
Hand-over
5.6.5.
Recepción de llamada
5.7.
Servicios básicos que soporta el sistema
5.8.
Operación y Mantenimiento
5.9.
Explotación
5.
Telefonía Móvil Analógica: la red TACS
El Sistema de Comunicaciones de Acceso Total (TACS, Total Access Communications System) es un sistema de comunicaciones para telefonía móvil celular dúplex en la banda de 900 MHz.
El precursor del sistema TACS es el sistema AMPS (American Mobile Phone System), desarrollado en los EE.UU. por los laboratorios Bell en la década de los 70, y puesto en servicio en la primera mitad de la década de los 80. El sistema TACS fue desarrollado por el Reino Unido, adaptando el sistema AMPS a los requisitos europeos (especialmente en los aspectos de banda de frecuencia y canalización), y puesto en servicio en 1985.
En el Reino Unido se concedieron dos licencias para operar cada una con su red propia. Para ello, la banda original (890-915 MHz y 935-960 MHz) de 1000 canales se dividió en dos segmentos de 300 canales cada uno, dejando la subbanda 905-915 MHz y 950-960 MHz para la introducción posterior del sistema GSM. Posteriormente, se amplió la banda añadiendo los rangos 872-890 MHz y 917-935 MHz para otorgar la capacidad requerida. Esta nueva banda toma la denominación de E-TACS (Extended TACS).
A principio de esta década de los 90, otros países como Austria, Italia y España adoptaron también este sistema. En Telefónica Móviles, este sistema se denomina comercialmente "MoviLine".
Algo importante que
se debe tener en cuenta es que el estándar TACS define tan sólo el
protocolo de acceso radio entre una estación móvil y su correspondiente
estación base. La gestión de la movilidad o lo que es igual, las
facilidades de “handover” y “roaming” soportadas por el sistema, así como
la estructura y comunicaciones entre los distintos elementos de la red
quedan a criterio del fabricante.
La arquitectura de una red TACS se basa en una serie de estaciones de base, cada una de las cuales se compone de equipos de radio (transmisor y receptor) y un controlador de estación base (BSC) encargado del interfaz entre el equipo de radiofrecuencia y la central de conmutación móvil o EMX (Electronic Mobile Exchange). Esta última debe proporcionar la capacidad de conmutar llamadas entre las distintas estaciones base y hacer de tránsito entre la red móvil y otras redes a las que esta última se conecte.
Cada BSC controla una sola
célula. Una EMX se conecta, a través de líneas de voz y de datos a varias
estaciones de base o células.
Es el responsable de establecer el enlace entre la red y las estaciones móviles. Los elementos que componen el subsistema de radio son las estaciones de base.
La banda celular del sistema / banda TACS/E-TACS se divide en dos subbandas. En la figura se muestra esta división.
La separación entre canales es de 25 kHz. En España, se utiliza la denominada banda B, lo que permite hasta 640 canales de voz (320 en la banda TACS y otros 320 en la banda E-TACS).
5.4. Subsistema de conmutación
El sistema de conmutación está compuesto por una o varias centrales de conmutación, denominadas EMX (Electronic Mobile Exchange), cuyas funciones principales son las siguientes:
- encaminar las llamadas
originadas en los móviles hacia el destino adecuado;
- finalizar en el móvil
adecuado las llamadas a él dirigidas;
- coordinar el proceso de
handover; y,
- registrar todo el tráfico que gestiona el sistema.
Cada EMX tiene la capacidad de interconectarse con la RTC, para lo que utiliza enlaces dedicados a 2 Mbps. El sistema de señalización utilizado dependerá de la capacidad de las centrales a las que se conecta la EMX, pudiendo así manejarse UIT-T nº7, R2, DTMF, etc... Esta señalización debe ser suficiente para soportar el control de la llamada.
Además, cada EMX se conecta directamente a otras EMX, formando lo que se denomina una "red celular cooperante” o DMX (Distributed Mobile Exchange). La conexión entre centrales puede obedecer a un protocolo de señalización propietario. Si se requiere introducir centrales de otros fabricantes, o si se necesita que los clientes propios puedan hacer uso de otra red, es necesario implementar el protocolo estandarizado de señalización IS-41 entre las centrales.
Las funciones de HLR
y VLR están integradas en cada una de las EMX, aunque en los últimos años
se ha desarrollado la posibilidad de implementar un HLR
independiente.
Es el elemento final del sistema. Existe una gran variedad de diseños posibles, pero en general, se distinguen cuatro categorías:
- Estaciones montadas
sobre vehículos
- Estaciones
transportables
- Estaciones portátiles de
bolsillo
- Estaciones fijas (utilizadas en España para permitir acceso radio en bucle de abonado, también denominado WLL, que complementa a la telefonía fija en zonas de difícil acceso mediante par de cobre).
En todos los casos, en la
estación móvil es necesario programar los datos específicos del cliente,
entre los que se encuentra el número de abonado.
Cada teléfono móvil posee su propia identidad, y está asignado a un área de localización. Esto permite que los mensajes de control sean enviados a un solo móvil a través de los canales de control del área de localización. Cada teléfono móvil está asignado a una central EMX (en el HLR) que guarda, además de los datos relativos a la suscripción, la información de la localización (dirección de la EMX/VLR) de sus móviles activos. Cada vez que el teléfono móvil se mueve entre áreas de localización, éste envía automáticamente un mensaje para actualizar el área de localización en la que se encuentra. Esto permite un uso eficiente de los canales de control y mejora la capacidad de tratamiento de las llamadas.
Cuando se enciende el teléfono móvil, éste xplora los canales de control del sistema y sintoniza aquél cuya señal es más fuerte, permaneciendo sintonizado a dicho canal hasta que la señal baja de un cierto umbral. El sistema utiliza los canales de control para dos tipos de mensajes:
- información general del
sistema, para todos los móviles; e
- información de control dedicada a un teléfono móvil en particular.
La información general del sistema contiene la identificación de la red, detalles de los canales disponibles en este área, servicios y requisitos especiales y el código de área. Comparando el código de área recibido con el memorizado, el móvil determina cuando es necesario realizar un nuevo registro.
La información de
control dedicada incluye mensajes de búsqueda para notificar a un móvil
particular de la entrada de una llamada y mensajes de asignación de canal
durante el establecimiento de la comunicación.
Es el proceso de cambiar
desde el área de localización de la central propia al área de localización
de otra central. El móvil visitante se registra en la EMX/VLR visitada,
para lo cual dicha EMX/VLR debe solicitar los datos de la suscripción de
dicho cliente a su EMX/HLR. Si todo es correcto, la EMX/VLR permitirá el
servicio al cliente visitante, mientras que la EMX/HLR registrará la nueva
dirección de su cliente.
5.6.3.
Establecimiento de llamada
El usuario marca el número de teléfono en la unidad móvil y activa la función de envío (tecla de SEND).
El móvil espera a que el canal de control le dé la indicación de libre. Cuando el móvil detecta esta condición de disponibilidad, transmite su identificación y el número de teléfono marcado en el canal de control.
En la recepción de la
petición de llamada, la EMX comprueba el estado del móvil y comienza el
proceso de dicha llamada. Se envía un mensaje al móvil, asignándole un
canal de voz, y el móvil se resintoniza a éste. La EMX conecta el canal de
voz por la ruta disponible y comienza la conversación. Cuando finaliza la
llamada, se desactivan las conexiones y el móvil retorna a su estado de
reposo.
Durante la conversación, la
estación de base comprueba el nivel de señal recibida y se envían mensajes
al móvil para ajustar la potencia de transmisión. Si el nivel recibido
llega a ser muy bajo, la EMX muestrea las estaciones de base próximas para
determinar cuál puede dar un mejor servicio. Se avisa al móvil sobre el
nuevo canal que va a ser usado y la EMX realiza la conmutación a la nueva
estación. La conmutación se realiza automáticamente y sin que la
conversación se interrumpa. Este proceso se puede repetir tantas veces
como sea necesario durante la llamada.
Cuando la EMX recibe una petición de llamada para un determinado teléfono móvil, da orden a las estaciones de base del área de localización donde se encuentra para que envíen un mensaje de búsqueda. Cuando la estación móvil recibe el mensaje, ésta informa al sistema de que ha recibido el mensaje a través de un determinado canal de control y espera la asignación de un canal vocal. Con la respuesta del móvil, la EMX determina qué estación de base está más cerca del móvil y conecta la llamada de entrada a un canal vocal de ésta. Se indica al móvil que sintonice el canal vocal asignado y active su dispositivo de aviso (timbre). Cuando el usuario contesta, se conectan las dos partes y comienza la conversación.
Cuando la llamada
termina, la EMX desactiva las conexiones y el móvil retorna a su estado de
reposo.
5.7.
Servicios básicos que soporta el sistema
Este capítulo será variable en función del fabricante del equipo. Dado que el TACS sólo especifica los accesos radio, todos los servicios que pueda soportar el sistema se basan en la capacidad de diseño e implementación del propio fabricante así como la utilización de los métodos de transmisión de señalización disponibles en el estándar entre el móvil y la red. Servicios generalmente implementados son:
- la
multiconferencia;
- la llamada en espera;
y,
- el desvío, condicional o incondicional.
Para activar estas
funciones, el usuario debe enviar a la red a través de un proceso de
establecimiento de llamada, un código especial, que generalmente está
compuesto de dígitos y precedido de un carácter especial, tales como *71 o
*72.
5.8.
Operación y Mantenimiento
Análogamente a l comentado
hasta ahora, el sistema de Operación y Mantenimiento es propietario del
fabricante que haya suministrado el equipo. En el mejor de los casos, el
fabricante podrá poner a disposición del operador herramientas o la
interfaz que permitiría a este desarrollar su propio sistema de operación
y mantenimiento, aunque no suele ser recomendable.
Igual que ocurre con el sistema de Operación y Mantenimiento, es el fabricante del sistema el que determina las variables que pueden extraerse del sistema para su explotación, así como los métodos de obtener dichos datos. No obstante, los fabricantes de sistemas de conmutación no suelen fabricar además sistemas de explotación, por lo que el fabricante de conmutación proporciona la interfaz de explotación con el sistema.