Los inicios de la telefonía móvil están estrechamente relacionados con la evolución de la radio. El gran tamaño y el peso de los primeros sistemas junto con su excesivo coste, motivaron que este tipo de servicio no proliferara entre los usuarios. Tuvieron que ocurrir numerosos avances tecnológicos para que este servicio alcanzara la difusión masiva actual.
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Antecedentes de la telefonía móvil
El ingeniero sueco Lars Magnus Ericsson, fundador de la compañía Ericsson, fue quien ideó el primer sistema que se puede considerar telefonía móvil incorporando un teléfono al coche de su esposa en 1910. Al margen que este teléfono tenía que ser conectado a una línea telefónica convencional, fue el primero que asoció telefonía y movilidad como lo entendemos en la actualidad.
En la década de 1920 se fueron desarrollando en los Estados Unidos sistemas de comunicaciones realmente inalámbricos que ya no tenían que conectarse mediante cables a la red telefónica fija. El primero de ellos fue instalado por la policía de Detroit en 1921 y permitía a un coche patrulla recibir avisos.
Galvin Manufacturing Corporation, la empresa creada por los hermanos Galvin, lanzó en 1930 una nueva radio económica para coche que podía instalarse en la mayoría de los vehículos, a la que dieron el nombre de “Motorola”, nombre surgido de la unión del término «motor» con el sufijo «ola», para sugerir la idea de sonido en movimiento.
Los avances producidos durante la década de 1930 posibilitaron que en 1940 la policía de Bowling Green, Kentucky, instalase la primera radio Motorola bidireccional. Sin embargo, aun existiendo la posibilidad de establecer una comunicación en los dos sentidos, estos sistemas no se podían considerar telefonía móvil como tal.
Hubo que esperar hasta 1946 para que las compañías AT&T y Southwestern Bell fuesen autorizadas a desplegar el primer sistema comercial de telefonía móvil en San Luis, Missouri.
El teléfono móvil DynaTAC 8000x fue desarrollado en el año 1983 por Motorola y está considerado el primer teléfono móvil del mundo capaz de ser sostenido con una mano. Este desarrollo marcó un verdadero hito en el avance de la telefonía móvil.
Las generaciones de telefonía móvil
La Generación 0
Se incluyen todos los sistemas móviles de los años 60 y 70. No existía un estándar; cada país utilizaba uno diferente con tecnologías distintas.
Todos tenían dos características en común: eran analógicos y manuales. El cambio de celda no era automático. Los terminales eran sumamente aparatosos y pesados, con grandes baterías y antenas.
Primera Generación 1G
En la década de los 80, aparecieron los primeros sistemas de conmutación automática. La llamada ya no se cortaba cuando cambiábamos de celda, ni era necesario resintonizar nuestro equipo de forma manual.
Se produjo la apertura a un público potencial mucho mayor lo que facilitó su expansión. La tecnología empleada seguía siendo analógica, pero mostró el potencial para el futuro.
Todavía se usaban señales de radio FM. Estos terminales todavía eran aparatos demasiado grandes y pesados, pero significaron un importante avance en términos de comunicación móvil.
Segunda Generación 2G
La segunda generación aparece en la década de los 90, añadiendo servicios como el sistema GSM (Global System for Mobile) con frecuencias claramente superiores hasta los 1.800MHz.
La primera llamada digital entre teléfonos móviles fue realizada en Estados Unidos en 1990. La primera red GSM fue instalada en Europa en 1991.
Se abandonó el sistema de uso de ondas de radio y se abrió camino a la era digital de las comunicaciones. Gracias a esto, la calidad de la voz y la seguridad mejoraron sustancialmente y disminuyeron los costes. Desaparecieron los aparatosos teléfonos móviles, dando paso a pequeñísimos aparatos que cabían en la palma de la mano.
La segunda generación de telefonía es la primera que separa el usuario del terminal, aparecen las tarjetas SIM, y una serie de novedades más que sientan las bases de la telefonía móvil actual.
La segunda generación nos proporcionó servicios como:
- Voz de calidad igual a la telefonía tradicional.
- Transmisión de textos cortos, o SMS
- Transmisión de datos, ya sea en modo conmutación de circuitos o en modo conmutación de paquetes.
- Llamada en espera, identificación de llamada, servicios de tarificación especial, buzón de voz, etc.
Tercera Generación 3G
Esta tercera generación supuso un gran avance en características tanto en el ancho de banda como en el manejo de los datos. Ofreciendo nuevos servicios como la teleconferencia, la televisión, el acceso integral a Internet y la descarga de archivos.
Gracias al desarrollo de las nuevas tecnologías de la información y comunicaciones experimentado en esta época, la telefonía móvil se beneficia ofreciendo un servicio totalmente nuevo, el UMTS (Universal Mobile Telecomunications System).
El UMTS, estándar de tercera generación que se concibió para reemplazar al GSM de segunda generación, tenía las siguientes ventajas:
- Utilización de un ancho de banda de 5 MHz, que posibilita velocidades de hasta 2 Mbps, mientras que en GSM evolucionado, conocido como 2.5G, la velocidad era aproximadamente una cuarta parte.
- Un sustancial incremento en la velocidad de desplazamiento del usuario, pudiendo llegar a 500 km/h, si bien a costa de tener velocidades de transmisión del orden de 144 kbps.
- Control sobre la calidad de servicio, de forma que se puede garantizar una cierta velocidad de transmisión de la información o un retardo máximo en la transmisión de la información extremo a extremo.
Para mejorar la velocidad de transmisión de información de 3G se desarrollaron nuevas versiones, conocidas como 3.5G o 3G Plus. Dicho incremento de velocidad permitía mejorar sustancialmente servicios como la difusión de vídeo. En primer lugar, se abordó el sentido descendente mediante el estándar HSDPA, que permite al usuario recibir hasta 14.4 Mbps. Posteriormente, con HSUPA se consiguen hasta 5.72 Mbps en sentido ascendente (enviado por el usuario). Finalmente, mediante HSPA+, la tasa de transmisión puede llegar hasta 42 Mbps en sentido ascendente y 11.5 Mbps descendente gracias a la utilización de varias antenas a la vez para transmitir y recibir
Cuarta Generación 4G
Esta generación surge como respuesta al continuo desarrollo de nuevos servicios que necesitan mayor velocidad de transmisión, menor retardo e interactividad creciente. Servicios como los juegos, el vídeo y la televisión, el acceso a Internet, el correo, la mensajería instantánea, sin olvidar la telefonía tradicional y todo ello en forma simultánea, con muchos más usuarios, en movimiento y en cualquier lugar.
Ante esto, el objetivo fue llegar a tasas binarias sostenidas de 100 Mbps y 50 Mbps en enlaces descendente (DL), desde la estación base al terminal, y ascendente respectivamente (UL). Optimizando la transmisión para baja movilidad (< 20 km/h) pero también con la posibilidad de comunicarse hasta los 350 km/h. Y cuando el usuario este fijo, llegar hasta 1Gbps.
Se desarrolla un nuevo estándar, el LTE (Long Term Evolution). Los grandes atractivos del 4G son la convergencia de una gran variedad de servicios hasta entonces solamente accesibles con una banda ancha fija, así como la reducción de costes e inversiones.
El estándar LTE, emplea tecnología de paquetes IP en acceso y en el núcleo de Red.
El futuro de la telefonía móvil
Según las necesidades de tráfico y las nuevas aplicaciones que se prevén en un futuro cercano, la ITU (Unión Internacional de Telecomunicaciones) considera que hay que poner especial cuidado en los siguientes aspectos:
- Experiencia de usuario: denominamos así a la satisfacción del usuario de las comunicaciones móviles, que recibe la velocidad adecuada, con el retardo adecuado, de forma que no percibe esperas ni cortes en la comunicación. Actualmente existen circunstancias en las que el usuario debe esperar más de lo que sería deseable. En la 5G una buena experiencia de usuario se debe obtener en cualquier momento y lugar. Para ello, se deben cuidar dos aspectos:
- Velocidad de datos: debe aumentar significativamente porque se prevé una explosión del tráfico móvil.
- Latencia: se trata del tiempo que se tarda en procesar la información en la red móvil hasta que llega al usuario. Las nuevas aplicaciones exigen latencias mucho menores.
- Escalabilidad: esto es, ¿cuántos móviles se pueden conectar simultáneamente en una cierta zona? Este número se prevé que va a aumentar tremendamente con la conexión de los objetos a Internet de forma inalámbrica. Es lo que se llama la Internet de las cosas, también la comunicación directa entre máquinas.
- Eficiencia energética: todo esto se debe conseguir cada vez con un consumo energético menor, tanto para la red como para los terminales. De esta forma se reducirá el impacto medioambiental de las comunicaciones móviles al tiempo que su coste.
Quinta Generación 5G
La ITU se embarcó a principios de 2012 en un programa para desarrollar el proceso por el que se llegará a la 5G en el año 2020. Esta próxima generación se denomina con las siglas IMT-2020.
Una de las mayores dificultades para definir la 5G es que debe ser capaz, a la vez, de proporcionar una solución a dos escenarios muy distintos:
- La comunicación entre máquinas que debe ser muy poco compleja, muy barata, con muy poca potencia y no necesariamente a gran velocidad.
- Altísima velocidad de comunicación para que los usuarios podamos disfrutar de nuevos servicios como la televisión de alta definición y otras aplicaciones novedosas como la realidad virtual y la tele presencia.
Para ello, se piensa en tecnologías avanzadas, como son:
- La utilización de gran cantidad de antenas: esto permite aumentar la velocidad de datos al tiempo que se ahorra mucha potencia. Estamos hablando de situar cientos de antenas en una estación base, donde actualmente no hay más de cuatro. Esta tecnología se denomina MIMO masivo.
- El uso de frecuencias muy altas, por encima de 6 GHz, que hoy en día no se utilizan para comunicaciones móviles.
- La disminución del tamaño de las celdas, situando multitud de estaciones base a nuestro alrededor, en lo que se denominan sistemas ultra-densos. De esta forma siempre tendremos una estación base muy cerca para permitirnos transmitir y recibir datos a gran velocidad con poco consumo de energía.
Fuente: Unión Internacional de Telecomunicaciones.