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EDGE (telecomunicaciones)

El icono EDGE se muestra en la barra de notificaciones de un teléfono inteligente con sistema operativo Android. EDGE ( Enhanced Data rates for GSM Evolution ), también conocida...

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El icono EDGE se muestra en la barra de notificaciones de un teléfono inteligente con sistema operativo Android.

EDGE ( Enhanced Data rates for GSM Evolution ), también conocida como 2.75G y bajo otros nombres, es una tecnología de telefonía móvil digital 2G para la transmisión de datos por conmutación de paquetes . Forma parte de la familia GSM y representa una mejora con respecto al GPRS ( General Packet Radio Service ), también conocido como 2.5G. EDGE está estandarizada por el 3GPP y ofrece velocidades cercanas a las de la tecnología 3G , de ahí su nombre: 2.75G.

EDGE se implementó en redes GSM a partir de 2003, inicialmente por Cingular (ahora AT&T ) en Estados Unidos. [ 1 ] Se podía implementar fácilmente en equipos celulares GSM y GPRS existentes, lo que facilitó la actualización para las compañías celulares en comparación con la tecnología UMTS 3G, que requería cambios significativos. [ 2 ] Mediante la introducción de métodos sofisticados de codificación y transmisión de datos, EDGE ofrece mayores tasas de bits por canal de radio, lo que resulta en un aumento de tres veces en la capacidad y el rendimiento en comparación con una conexión GSM/GPRS ordinaria, originalmente una velocidad máxima de 384 kbit/s. [ 3 ] Posteriormente, se desarrolló Evolved EDGE como un estándar mejorado que proporciona una latencia aún más reducida y más del doble de rendimiento, con una tasa de bits máxima de hasta 1  Mbit/s.

Nombre y definición

El nombre completo común del estándar EDGE es Enhanced Data rates for GSM Evolution (Tasas de datos mejoradas para la evolución de GSM). Otros nombres incluyen: Enhanced GPRS ( EGPRS ), IMT Single Carrier ( IMT-SC ) y Enhanced Data rates for Global Evolution (Tasas de datos mejoradas para la evolución global ).

Aunque el organismo 3GPP lo describe como "2,75G" , EDGE forma parte de la definición 3G de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT). [ 4 ] También se reconoce como parte del estándar internacional de telecomunicaciones móviles - 2000 (IMT-2000) para 3G.

Tecnología

Estándares de redes celulares y cronograma de generación

EDGE/EGPRS se implementa como una mejora adicional para redes GSM/GPRS de 2,5 GHz , lo que facilita la actualización para los operadores GSM existentes. EDGE es un superconjunto de GPRS y puede funcionar en cualquier red con GPRS implementado, siempre que el operador implemente la actualización necesaria. EDGE no requiere cambios de hardware ni de software en las redes centrales GSM. Se deben instalar transceptores compatibles con EDGE y actualizar el subsistema de la estación base para que sea compatible con EDGE. Si el operador ya dispone de esto, lo cual suele ser el caso hoy en día, la red se puede actualizar a EDGE activando una función de software opcional. Actualmente, EDGE es compatible con todos los principales fabricantes de chips tanto para GSM como para WCDMA / HSPA .

Técnicas de transmisión

Además de la modulación por desplazamiento mínimo gaussiano (GMSK), EDGE utiliza la modulación por desplazamiento de fase de orden superior PSK/8 (8PSK) para los cinco primeros de sus nueve esquemas de modulación y codificación. EDGE genera una palabra de 3 bits por cada cambio en la fase de la portadora. Esto triplica efectivamente la velocidad de datos bruta que ofrece GSM. EDGE, al igual que GPRS , utiliza un algoritmo de adaptación de velocidad que ajusta el esquema de modulación y codificación (MCS) según la calidad del canal de radio y, por lo tanto, la velocidad de bits y la robustez de la transmisión de datos. Introduce una nueva tecnología que no se encuentra en GPRS, la redundancia incremental , que, en lugar de retransmitir paquetes perturbados, envía más información de redundancia para que se combine en el receptor. Esto aumenta la probabilidad de una decodificación correcta.

EDGE puede transportar un ancho de banda de hasta 236  kbit/s (con una latencia de extremo a extremo inferior a 150  ms) para 4 intervalos de tiempo (el máximo teórico es de 473,6  kbit/s para 8 intervalos de tiempo) en modo de paquetes. Esto significa que puede manejar cuatro veces más tráfico que el GPRS estándar. EDGE cumple con el requisito de la Unión Internacional de Telecomunicaciones para una red 3G y ha sido aceptado por la UIT como parte de la familia de estándares 3G IMT-2000 . [ 4 ] También mejora el modo de datos de circuito llamado HSCSD , aumentando la velocidad de datos de este servicio.

Esquema de modulación y codificación EDGE (MCS)

El proceso de codificación de canal en GPRS y EGPRS/EDGE consta de dos pasos: primero, se utiliza un código cíclico para agregar bits de paridad, también conocido como Secuencia de Verificación de Bloque, seguido de la codificación con un código convolucional posiblemente perforado . [ 5 ] En GPRS, los Esquemas de Codificación CS-1 a CS-4 especifican la cantidad de bits de paridad generados por el código cíclico y la tasa de perforación del código convolucional. [ 5 ] En los Esquemas de Codificación GPRS CS-1 a CS-3, el código convolucional tiene una tasa de 1/2, es decir, cada bit de entrada se convierte en dos bits codificados. [ 5 ] En los Esquemas de Codificación CS-2 y CS-3, la salida del código convolucional se perfora para lograr la tasa de codificación deseada. [ 5 ] En el Esquema de Codificación GPRS CS-4, no se aplica codificación convolucional. [ 5 ]

En EGPRS/EDGE, los esquemas de modulación y codificación MCS-1 a MCS-9 reemplazan los esquemas de codificación de GPRS y, además, especifican qué esquema de modulación se utiliza: GMSK u 8PSK. [ 5 ] MCS-1 a MCS-4 utilizan GMSK y tienen un rendimiento similar (pero no igual) al de GPRS, mientras que MCS-5 a MCS-9 utilizan 8PSK. [ 5 ] En todos los esquemas de modulación y codificación de EGPRS, se utiliza un código convolucional de tasa 1/3 y se emplea perforación para lograr la tasa de codificación deseada. [ 5 ] A diferencia de GPRS, en EGPRS las cabeceras de control de enlace de radio (RLC) y control de acceso al medio (MAC), así como los datos de carga útil, se codifican por separado. [ 5 ] Las cabeceras se codifican de forma más robusta que los datos. [ 5 ]

  1. 1 2 Esta es la velocidad a la quese transmite la unidad de datos de protocolo (PDU) de la capa RLC/MAC (llamada bloque de radio). Como se muestra en la sección 10.0a.1 de TS 44.060, [ 6 ] un bloque de radio consta de una cabecera MAC, una cabecera RLC, una unidad de datos RLC y bits de reserva. La unidad de datos RLC representa la carga útil; el resto es sobrecarga. El bloque de radio se codifica mediante el código convolucional especificado para un esquema de codificación particular, que produce la misma velocidad de datos de la capa PHY para todos los esquemas de codificación.
  2. ↑ Citado en varias fuentes, por ejemplo en la tabla 1 de TS 45.001. [ 5 ] es la tasa de bits que incluye los encabezados RLC/MAC, pero excluye el indicador de estado de enlace ascendente (USF), que es parte del encabezado MAC, [ 7 ] lo que produce una tasa de bits 0,15 kbit/s menor.
  3. 1 2 La tasa de bits neta aquí es la velocidad a la que se transmite la carga útil de la capa RLC/MAC (la unidad de datos RLC). Por lo tanto, esta tasa de bits excluye la sobrecarga de la cabecera de las capas RLC/MAC.

Despliegue

La primera red EDGE fue desplegada por Cingular (ahora AT&T ) en los Estados Unidos [ 1 ] el 30 de junio de 2003, cubriendo inicialmente Indianápolis . [ 8 ] [ 9 ] T-Mobile US desplegó su red EDGE en septiembre de 2005. [ 10 ] [ 11 ] En Canadá, Rogers Wireless desplegó su red EDGE en 2004. [ 12 ] En Malasia, DiGi lanzó EDGE a partir de mayo de 2004, inicialmente solo en el Valle de Klang . [ 13 ]

En Europa, TeliaSonera en Finlandia implementó EDGE en abril de 2004. [ 14 ] Orange comenzó a probar EDGE en Francia en abril de 2005 antes de un lanzamiento para consumidores más adelante ese mismo año. [ 15 ] Bouygues Telecom completó su despliegue nacional de EDGE en el país en 2005, centrándose estratégicamente en EDGE, que es más barato de implementar en comparación con las redes 3G. [ 16 ] Telfort fue la primera red en los Países Bajos en implementar EDGE, habiéndolo hecho en mayo de 2005. [ 17 ] Orange lanzó la primera red EDGE del Reino Unido en febrero de 2006. [ 18 ]

La Asociación Global de Proveedores Móviles informó en 2008 que las redes EDGE se habían lanzado en 147 países de todo el mundo. [ 19 ]

EDGE evolucionado

Evolved EDGE , también llamado EDGE Evolution y 2.875G , es una extensión adicional al estándar de telefonía móvil GSM , que mejora EDGE de varias maneras. Las latencias se reducen al disminuir el intervalo de tiempo de transmisión a la mitad (de 20 ms a 10 ms). Las tasas de bits aumentan hasta  un ancho de banda pico de 1 Mbit/s y las latencias se reducen a 80 ms utilizando doble portadora, mayor tasa de símbolos y modulación de orden superior (32QAM y 16QAM en lugar de 8PSK), y códigos turbo para mejorar la corrección de errores. Esto da como resultado velocidades de enlace descendente reales de hasta 600  kbit/s. [ 20 ] Además, la calidad de la señal se mejora utilizando antenas duales que mejoran las tasas de bits promedio y la eficiencia del espectro.

La principal intención de aumentar el rendimiento de EDGE existente es que muchos operadores prefieren actualizar su infraestructura actual en lugar de invertir en una nueva. Los operadores móviles han invertido miles de millones en redes GSM, muchas de las cuales ya son capaces de soportar velocidades de datos EDGE de hasta 236,8 kbit/s. Con una actualización de software y un nuevo dispositivo compatible con Evolved EDGE (como un smartphone  Evolved EDGE ) para el usuario, estas velocidades de datos pueden incrementarse hasta alcanzar velocidades cercanas a 1 Mbit/s (es decir, 98,6 kbit/s por intervalo de tiempo para 32QAM). Muchos proveedores de servicios podrían no invertir en una tecnología completamente nueva como las redes 3G . [ 21 ]  

Se llevaron a cabo importantes investigaciones y desarrollos en todo el mundo para esta nueva tecnología. Nokia Siemens y "uno de los principales operadores de China" realizaron una prueba exitosa en un entorno real. [ 21 ] Sin embargo, Evolved EDGE se introdujo mucho más tarde que su predecesor, EDGE, coincidiendo con la adopción generalizada de tecnologías 3G como HSPA y justo antes del surgimiento de las redes 4G . Este momento limitó significativamente su relevancia y aplicación práctica, ya que los operadores priorizaron la inversión en tecnologías inalámbricas más avanzadas como UMTS y LTE .

Además, estas nuevas tecnologías también se centraban en las capas de cobertura de red en bajas frecuencias, lo que reducía aún más las ventajas potenciales de Evolved EDGE. Junto con la inminente eliminación gradual y el cierre de las redes móviles 2G, se volvió muy improbable que Evolved EDGE llegara a implementarse en redes operativas. En 2016, ninguna red comercial era compatible con el estándar Evolved EDGE (3GPP Rel-7).

Tecnología

Latencia reducida

Evolved EDGE incorpora tres características principales diseñadas para reducir la latencia en la interfaz inalámbrica.

En EDGE, un único bloque de datos RLC (de 23 a 148 bytes) se transmite en cuatro tramas, utilizando una sola ranura de tiempo. En promedio, esto requiere 20 ms para la transmisión unidireccional. Con el esquema RTTI, un bloque de datos se transmite en dos tramas en dos ranuras de tiempo, lo que reduce la latencia de la interfaz aérea a 10 ms.

Además, la latencia reducida también implica la compatibilidad con ACK / NACK integrado (PAN), en el que se incluye un mapa de bits de los bloques no recibidos en los bloques de datos normales. Mediante el campo PAN, el receptor puede informar de inmediato sobre los bloques de datos faltantes, en lugar de esperar a enviar un mensaje PAN específico.

Una mejora final es el modo no persistente de RLC. Con EDGE, la interfaz RLC podía operar en modo con o sin confirmación. En el modo sin confirmación, no se retransmiten los bloques de datos perdidos, por lo que un solo bloque corrupto provocaría la pérdida de un paquete IP completo de la capa superior. En el modo no persistente, un bloque de datos RLC puede retransmitirse si tiene menos de un cierto tiempo de antigüedad. Una vez transcurrido este tiempo, se considera perdido y los bloques de datos subsiguientes pueden reenviarse a las capas superiores.

Esquemas de modulación superiores

El rendimiento tanto de la transmisión ascendente como de la descendente mejora al utilizar modulación de amplitud en cuadratura (QAM) de 16 o 32 bits, junto con códigos turbo y velocidades de símbolos más altas.

CSD mejorado

Una versión menos conocida del estándar EDGE es Enhanced Circuit Switched Data (ECSD), que utiliza conmutación de circuitos . [ 22 ]

Compact-EDGE

Se desarrolló una variante, denominada Compact-EDGE, para su uso en una parte del espectro de la red Digital AMPS . [ 23 ]

Redes

La Asociación Global de Proveedores Móviles (GSA) afirma que, a mayo de 2013, existían 604 redes GSM/EDGE en 213 países, de un total de 606 compromisos de operadores de redes móviles en 213 países. [ 24 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 "Implementaciones de IMT-2000" (PDF) . 15 de diciembre de 2005. Archivado del original (PDF) el 16 de noviembre de 2006.
  2. ↑ Rysavy, Peter (19 de noviembre de 2002). "Capacidades de datos para la evolución de GSM a UMTS" (PDF) . rysavy.com .
  3. ↑ Wandre, Siddarth. "EDGE: Enhanced Data Rates for GSM Evolution" ( PDF) . tacs.eu.
  4. 1 2 Acceso celular y de banda ancha móvil para el siglo XXI (PDF) (Informe). Telecomunicaciones móviles internacionales (IMT). Archivado del original (PDF) el 6 de marzo de 2009. Recuperado el 10 de mayo de 2011 .
  5. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Proyecto de Asociación de Tercera Generación (septiembre de 2012). "3GGP TS45.001: Grupo de especificaciones técnicas Red de acceso radioeléctrico GSM/EDGE; Capa física en la ruta de radio; Descripción general" . Recuperado el 20 de julio de 2013 .{{cite web}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
  6. ↑ 3rd Generation Partnership Project (junio de 2015). "3GGP TS45.001: Grupo de especificaciones técnicas Red de acceso radioeléctrico GSM/EDGE; Interfaz de estación móvil (MS) - sistema de estación base (BSS); Protocolo de control de enlace de radio / control de acceso al medio (RLC/MAC); sección 10.0a.1 - Bloque GPRS RLC/MAC para transferencia de datos" . 12.5.0 . Consultado el 5 de diciembre de 2015 .{{cite web}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
  7. ↑ 3rd Generation Partnership Project (junio de 2015). "3GGP TS45.001: Grupo de especificaciones técnicas Red de acceso radioeléctrico GSM/EDGE; Interfaz de estación móvil (MS) - sistema de estación base (BSS); Protocolo de control de enlace de radio / control de acceso al medio (RLC/MAC); sección 10.2.1 - Bloque de datos RLC de enlace descendente" . 12.5.0 . Consultado el 5 de diciembre de 2015 .{{cite web}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
  8. ↑ "Primera red EDGE comercial" . Gizmodo . 4 de julio de 2003. Consultado el 27 de febrero de 2025 .
  9. ↑ "Cingular lanza la primera red EDGE del mundo" . Phone Scoop . Consultado el 27 de febrero de 2025 .
  10. ↑ "T-Mobile USA lanza EDGE, finalmente" . Gizmodo . 3 de septiembre de 2005. Consultado el 27 de febrero de 2025 .
  11. ↑ "Lanzamiento inminente de EDGE en T-Mobile" . Phone Scoop . Consultado el 27 de febrero de 2025 .
  12. ↑ "Informe anual de Rogers Communications Inc. de 2004" (PDF) . annualreports.com .
  13. ↑ "DiGi lanza EDGE" . www.lightreading.com . Consultado el 27 de febrero de 2025 .
  14. ↑ "Telecompaper" . www.telecompaper.com . Consultado el 27 de febrero de 2025 .
  15. ↑ "Orange lanza red inalámbrica EDGE nacional" . 12 de abril de 2005. Archivado del original el 12 de abril de 2005. Consultado el 27 de febrero de 2025 .
  16. ↑ "Opción: Tecnología inalámbrica" . Archivado del original el 16 de marzo de 2006.
  17. ↑ "FORMULARIO 20-F – Koninklijke KPN NV" www.sec.gov . 2005 . Consultado el 27 de febrero de 2025 .
  18. ↑ "Primera red EDGE del Reino Unido" . Esato . 13 de febrero de 2006. Consultado el 27 de febrero de 2025 .
  19. ↑ "GSA confirma el lanzamiento de 313 redes EDGE en todo el mundo; se añadieron 34 países el año pasado" . Mobile Europe . 14 de mayo de 2008. Consultado el 27 de febrero de 2025 .
  20. ↑ "EDGE, HSPA y LTE: La ventaja de la banda ancha móvil" (PDF) . Rysavy Research y 3G Americas. 1 de septiembre de 2007. págs. 58–65 . Archivado del original (PDF) el 7 de octubre de 2009. Consultado el 27 de septiembre de 2010 . 
  21. 1 2 Chris Ziegler (14 de septiembre de 2009). "Nokia Siemens lanza la primera prueba de EDGE Evolution Downlink Dual Carrier" . www.engadgetmobile.com . Consultado el 14 de marzo de 2016 .
  22. ↑ Furuskär, Anders; Mazur, Sara; Müller, Frank; Olofsson, Håkan. "EDGE, TARIFAS DE DATOS MEJORADAS PARA GSM Y TDMA/136 EVOLUTION" .
  23. ↑ ETSI SMG2 99/872
  24. ↑ "GSA – The Global mobile Suppliers Association EDGE Databank" . GSA. Archivado del original el 23/12/2024 . Consultado el 05/03/2013 .
  • La Asociación Global de Proveedores Móviles
  • EDGE evolucionado como alternativa a 3G.
  • Documento técnico de la asociación 3G Americas.
  • Opinión de Martin Sauter sobre la evolución de EDGE.
  • Informe de EDGE Evolution elaborado por Visant Strategies.
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