Análisis y evolución de las redes móviles

Si retrocedes en el tiempo y le dices a tu abuelo cuando era joven que será posible el paso de información inalámbricamente, me apuesto lo que sea a que no te creería. Las redes móviles fue uno de los avances tecnológicos más importantes en la historia del ser humano. La capacidad de establecer una llamada a través de dos terminales sin ninguna conexión, aparentemente, entre ellos era inconcebible hace un tiempo.

Antes la única forma de contactar con otra persona era a través de un teléfono fijo. Ahora con nuestro smartphone, desde cualquier lugar (con cobertura) podemos realizar una llamada, mandar un mensaje de texto o incluso realizar una videollamada y hablar con un amigo o familiar. Creo que tal avance tecnológico que propició la creación de Android como sistema operativo para móviles, merece ser hablado con calma y detalle.

Resumen de las primeras redes móviles (2G y 3G)

El comienzo de la comunicación móvil de forma digital apareció de la mano de la tecnología GSM (Global System for Mobile). Mediante ondas de radio se consiguió transportar información desde un terminal hasta otro. Su frecuencia inicial de transmisión fue 900MHz y posteriormente, 1800MHz. Aunque actualmente es de 9,6Kbps por la escasez de su uso.

Con GSM se incluyó la utilización de tarjetas SIM (módulo de identidad del suscriptor) para la identificación del usuario y permitir así la conexión a la red móvil del operador en cuestión. Esto permitía el cambio entre móviles de forma rápida y con sólo tener que ingresar el código de acceso a la tarjeta SIM. No sólo apareció la tarjeta SIM, sino que también los SMS fueron posibles gracia a esta tecnología. Aunque poco se hable de ellos en los tiempos que corren y en pleno auge de los servicios de mensajería instantáneos.

Uno de los principales problemas de esta tecnología era las limitaciones en cuanto a usuarios activos. Debido al rango de frecuencias de cada operadora y el hecho de que cada paso de información reservaba un canal, era un problema para gestionar grandes cantidades de tráfico. Esto propició la creación de las redes 3G.

La evolución a las redes 3G supuso al fin la posibilidad de navegar por internet desde un terminal móvil e inalámbricamente. Aquí tenemos que hablar de dos estándares que marcaron fuerte esta era de la tecnología móvil: GPRS y UMTS. Aclarar que del paso a las redes 2G a las redes 3G tenemos que hacer dos paradas, la primera en 2.5G (GPRS) y la otra, ya final, en 3G (UMTS).

El lanzamiento de la tecnología GPRS impulsó el protocolo WAP (destinado a aplicaciones y la gestión inalámbrica de redes) y servicios de comunicación por internet. Es decir, permitía el paso de paquetes a través de la red móvil. Por entonces no existían tarifas planas de datos sino que se cobraba por cada megabyte transferido. Aunque en la comunicación de datos vía conmutación de circuitos cobraba por minuto de tráfico. Además contamos con mejoras de velocidad gracias a la división de canales por tiempo. Hay que dar las gracias a la ETSI por su estandarización.

Tras este pequeño paso en las comunicaciones móviles, entramos en las redes 3G de la mano del estándar UMTS, basado en la tecnología W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access). Gracias a esta tecnología se podían tener varios usuarios transmitiendo información simultáneamente y tasas de 12,2Kbps para voz y hasta 384kbps para datos.

Visto toda la historia de las redes móviles hasta las redes 3G, ahora pasamos a hablar detenidamente de las redes entre 3G y 4G. Por supuesto, también hablaremos de redes 4G.

Redes posteriores al 3G: HSPA y HSPA+

Cada vez se buscaban mejores tasas de envío y recepción de información a través de terminales móviles. Es por ello que las redes móviles siguieron evolucionando y salió a luz HSPA (High-Speed Packet Access). Aquí se combinan las tecnologías 3G y posteriores, es decir contamos con la unión del HSDPA (3.5G) y HSUPA(3.75G).

Esta tecnología permitía velocidades de hasta 14,4Mbit/s de bajada y hasta 2Mbit/s de subida. Aunque claro, todo esto dependía del estado de la red al momento de usarla. Pero del HSPA pasamos a una versión mejorada de estas redes, hablamos de HSPA+ o Evolved HSPA.

Esta evolución supuso un salto considerable en cuanto a las velocidades de subida y bajada de información. Mediante tecnologías multi-antena (MIMO) y modulación 64-QAM se podían conseguir velocidades de hasta 84 Mbps de bajada y 22 Mbps de subida. Aunque claro, esto son picos alcanzados, ya que la mayoría del tiempo rondaremos las velocidades de HSDPA y HSUPA. En caso de que se utilicen canales con anchos de banda superiores a los 5 Mhz sí que se podrían conseguir velocidades cercanas a las que dijimos antes.

Hay que recalcar de HSPA+ que en ella se introdujo la arquitectura IP para una mejor conexión con estaciones que posteriormente lleven la información a un enrutador del ISP. Esto supuso un ahorro considerable en la batería y una mejor eficiencia a la hora de conectarte a internet, ya que mejoraba su velocidad.

Red 4G y LTE

Actualmente estamos en la era de las redes 4G. Una evolución considerable de las redes móviles con la que podremos disfrutar de altas velocidades de transmisión de información de forma completamente inalámbrica. ¿Recordáis al comienzo las tasas de conexión?, comparadla con las que existen en 4G y veréis el salto tan enorme (y rápido) que es.

Esta nueva era de redes móviles se estableció tras un comité de la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones). Aquí se establecían los nuevos niveles de velocidades de transmisión de información. Estos niveles son de 100 Mbit/s para terminales en movimiento y hasta 1Gbit/s para terminales en reposo.

Las redes 4G están basadas completamente en el protocolo IP ya que se unen redes de cable e inalámbricas. De este modo es más eficaz la transferencia de información y se pueden alcanzar los niveles establecidos por la UIT. También se incluyeron técnicas de rendimiento avanzado de radio como es  MIMO y OFDM.

Sobre la red LTE hay que decir que no es una red puramente 4G. Esto es porque no cumple los requisitos establecidos por la UIT para que pueda llamarse red 4G. Esto es debido a que no alcanza los valores pico requeridos por las redes 4G y tampoco, la eficiencia espectral de las ondas de radio que utiliza.

Futuro: Vistas en el 5G

Como ya dijimos, estamos a día de hoy en la era de redes 4G pero ya hay empresas que están trabajando en las futuras redes 5G. Empresas como Ericsson ha conseguido velocidades de transferencia de hasta 5Gbps reales. Además, Huawei ha firmado un acuerdo con una operadora móvil rusa para estandarizar y desarrollar redes 5G de prueba.

No sabemos lo que nos deparará el futuro, ni cuando se estandarizará una nueva era de las telecomunicaciones. Lo que si sabemos es que estas tecnologías avanzan a pasos gigantescos y cada vez son posibles mejores transmisiones de información de forma inalámbrica. Todo son ondas que transmiten información. Quien lo diría hace un siglo que actualmente somos capaces de descargar una película desde un smartphone.

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