La popularidad de los smartphones o teléfonos inteligentes es debida en gran parte a sus capacidades de interconexión. Repasamos en este artículo la evolución de las tecnologías de transmisión de datos utilizadas en la telefonía móvil.
Primeros estándares
Para reflejar la evolución de las tecnologías utilizadas en la telefonía móvil se utiliza el concepto de “generación”, de forma que cada generación engloba un conjunto de estándares de transmisión de datos (y de voz) que ofrecen unas determinadas prestaciones y calidad de servicio.
1G – Fue la primera generación de telefonía móvil y utilizaba tecnología analógica para la transmisión de información. Se utilizó en los años 80.
2G – Es la segunda generación de telefonía móvil que utiliza fundamentalmente GSM (Global System for Mobile Communications, sistema global para las comunicaciones móviles) como éstandar de transmisión de telefonía digital. Permite la transmisión tanto de voz como de datos (por ejemplo, mensajes cortos de texto o SMS). Utiliza varias bandas de frecuencia dependiendo de la región o país. En base a esto existen varios estándares GSM:
- GSM 850. Usado en EEUU, Sudamérica y Asia.
- GSM 900. Usado en Europa.
- GSM 1800 y GSM 1900. Usados en Norteamérica e incompatibles entre sí por solapamiento de bandas.
Evolución de GSM para la transmisión de datos: GPRS
Debido a las pobres prestaciones del sistema GSM para la transmisión de datos (unos teóricos 9,6 Kbps de velocidad), el ETSI (European Telecommunications Standards Institute) desarrolla el primer estándar GPRS.
GPRS (General Packet Radio Service, Servicio General de Paquetes vía Radio) es una extensión de GSM para la transmisión de datos. Permite velocidades de transferencia teóricas de 56 a 144 Kbps. En la prática son unos 40 Kbps.
GPRS utiliza un canal o portadora GSM para la transmisión de datos en el que aplica multiplexación por división en el tiempo (TDM) para dividir el canal GSM en hasta ochos ranuras de tiempo, con lo que se aprovecha mejor el ancho de banda ofrecido por cada canal.
Los sistemas móviles de segunda generación, combinados con la tecnología GPRS reciben a menudo el nombre de 2.5G, o de segunda generación y media. Esta nomenclatura se refiere al hecho de que es una tecnología intermedia entre la segunda (2G) y tercera (3G) generación de telefonía móvil.
El primer estándar 3G: EDGE
EDGE (Enhanced Data rates for GSM of Evolution o Tasas de Datos Mejoradas para la evolución de GSM) también conocida como EGPRS (Enhanced GPRS) es el siguiente estándar que aparece en la telefonía móvil para la transmisión de datos. Esta tecnología funciona con redes GSM que tengan implementado GPRS y las actualizaciones necesarias propias de EDGE, por lo que es relativamente sencilla su implementación por parte de los operadores.
Debido a su compatibilidad con GSM hay autores que la consideran una tecnología puente entre 2G y 3G, es decir, 2.5G. Sin embargo, EDGE puede alcanzar una velocidad de transmisión teórica de 384 Kbps, con lo cual cumple los requisitos de la ITU para una red 3G, también ha sido aceptado por la ITU como parte de IMT-2000, de la familia de estándares 3G.
EDGE utiliza modulación GMSK (Gaussian Minimum-Shift Keying) y modulación 8-PSK (8 Phase Shift Keying) para algunos de los esquemas de modulación y codificación de datos aumentando así su eficacia.
Banda ancha en la telefonía móvil: UMTS
UMTS (Universal Mobile Telecommunications System o Servicio Universal de Telecomunicaciones Móviles) es el nombre con el que se engloban todas las tecnologías incluidas en 3G desligadas de las redes GSM. Precisamente el hecho de que los operadores hayan necesitado una gran inversión para implantar las redes UMTS ha ocasionado un gran retraso en su implementación. Este retraso ha sido cubierto en muchos casos con las tecnologías intermedias 2.5G. La tecnología de transmisión utilizada en UMTS es WCDMA.
WCDMA es una tecnología móvil inalámbrica de tercera generación que aumenta las tasas de transmisión de datos de los sistemas GSM. Utiliza como técnica de multiplexación CDMA (multiplexación por división de código). Soporta de manera satisfactoria una tasa transferencia de datos que va de 144 hasta 512 Kbps para áreas de cobertura amplias aunque en el estándar se especifican velocidades de hasta 2 Mbps. El estándar de WCDMA fue desarrollado como el proyecto de la sociedad 3GPP, que es el acrónimo de 3rd Generation Partnership Project. Esta organización realiza la supervisión del proceso de elaboración de estándares relacionados con 3G.
El despliege de redes UMTS facilita a aparición del servicio conocido como Internet móvil ya que las velocidades que se pueden alcanzar con esta tecnología permite hacer uso de una gran parte de los servicios ofrecidos en Internet, típicamente la navegación web. De esta forma aparecen en el mercado tanto teléfonos móviles que soportan la tecnología 3G como módems 3G utilizados para proporcionar conectividad a ordenadores. Normalmente la conexión de estos dispositivos al ordenador es mediante un puerto USB.
Evolución de 3G: HSDPA
La tecnología HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), también denominada 3.5G o 3G+, es la optimización de la tecnología WCDMA y mejora significativamente la capacidad máxima de transferencia de datos, pudiéndose alcanzar tasas de descarga de hasta 14 Mbps. La velocidad es adaptativa en los siguientes tramos: 1.8, 3.6, 7.2 y 14.4 Mbps.
HSDPA incluye varias mejoras técnicas (modulación QAM de mayor orden, codificación variable de errores y redundancia incremental) lo que se traduce en mayores velocidades de transmisión, en la utilización simultánea de la red a un mayor número de usuarios y en la disminución de la latencia favoreciendo el uso de aplicaciones en tiempo real como juegos en red o videoconferencia. La mayoría de los operadores de 3G ofrecen actualmente esta tecnología en su red.
La última tecnología desarrollada para redes de telefonía móvil se conoce como HSPA+, también conocido como Evolved HSPA (HSPA Evolucionado). Se añaden nuevas mejoras para aumentar la velocidad de transmisión, como la utilización de MIMO (Multiple-Input Multiple-Output), una técnica de transmisión de datos basada en la utilización de varias antenas, o el uso de una modulación de 64-QAM. Las velocidades máximas especificadas en el estándar son de hasta 84 Mbps de bajada y 22 Mbps de subida, aunque como es habitual en la práctica raramente se podrán alcanzar esas tasas de transmisión.
La transmisión de datos en la telefonía móvil ,