Antes de que los teléfonos inteligentes se convirtieran en extensiones de nuestros brazos, las comunicaciones móviles eran un lujo de nicho. No era para el conductor promedio. Era para personas que literalmente tenían que hablar mientras se movían.
Instalaron radioteléfonos en sus coches. Estos no eran los elegantes dispositivos que tenemos hoy. Eran cajas voluminosas con antenas que parecían aletas de tiburón. El sistema se basaba en una única torre de antena central por ciudad. Sólo uno.
Esa torre ofrecía quizás 25 canales. Eso es todo. Veinticinco conversaciones para toda un área metropolitana.
Para que eso funcionara, el teléfono de su automóvil necesitaba un transmisor masivo. Tenía que enviar señales a entre 40 y 50 millas de distancia. Son unos 70 kilómetros. El hardware era poderoso. El costo era prohibitivo. La capacidad era minúscula.
No se podía simplemente levantar un teléfono y marcar. Simplemente no había suficientes canales. Si todos intentaran utilizar el sistema a la vez, la red colapsaría. Era una infraestructura costosa para una pequeña porción de la población.
El genio de la reutilización de frecuencias
El sistema celular cambió todo al dividir una ciudad en pequeñas células.
Piensa en un mapa. Ahora divídelo en hexágonos. Cada hexágono es una celda. Cada celda tiene su propia torre de bajo consumo. Aquí es donde ocurre la magia.
La genialidad no es sólo la cobertura. Es la reutilización de frecuencias.
Debido a que cada celda utiliza transmisores de baja potencia, se pueden usar las mismas frecuencias de radio en celdas no adyacentes. Puedes tener una conversación en el centro de Manhattan usando el Canal A. Al mismo tiempo, alguien en Jersey City puede usar el Canal A. Y alguien en Queens también puede usarlo.
Esto permite una amplia reutilización de frecuencias en toda la ciudad. De repente, millones de personas pueden utilizar teléfonos móviles simultáneamente. La red crece. El costo baja. La tecnología se convierte en un mercado de masas.
Comparación de teléfonos móviles con radios CB
Para comprender la sofisticación de un teléfono celular moderno es necesario observar lo que existía antes. Compárelo con una radio CB o un walkie-talkie.
Un walkie-talkie es una radio de dos vías. Presionas un botón. Tú hablas. Todos en ese canal te escuchan. Es sencillo. Es limitado. Es uno a muchos.
Una radio CB es similar. Eliges un canal. Tú transmites. Otros usuarios de CB en ese canal escuchan. Si alguien más está hablando, espera. Es un recurso compartido.
Un teléfono celular es diferente. Es una conversación privada bidireccional. Pero utiliza el mismo principio básico de las ondas de radio. La diferencia está en el traspaso.
A medida que pasas de un celular a otro, tu teléfono cambia de torre sin problemas. Lo hace sin interrumpir la llamada. La red gestiona el traspaso. El usuario ni siquiera sabe lo que está sucediendo.
No se trata sólo de hablar. Se trata de gestionar recursos. Cada segundo, su teléfono se comunica con la torre más cercana. Está comprobando la intensidad de la señal. Está pidiendo ancho de banda. Lo entregan a la siguiente celda mientras conduce.
Así es como las redes celulares soportan a millones de usuarios. No se trata de una gran torre. Se trata de muchos pequeños. Se trata de reutilizar. Se trata de inteligencia.
La tecnología es compleja. El resultado es sencillo. Sólo habla.
Los walkie-talkies y las radios CB comparten una limitación fundamental: son dispositivos semidúplex. No se puede hablar y escuchar al mismo tiempo. Ambas partes en un canal CB usan la misma frecuencia, lo que significa que solo una persona puede transmitir mientras la otra espera. Los teléfonos móviles funcionan de manera diferente. Son dispositivos full-duplex. Una frecuencia maneja su voz mientras que una segunda frecuencia separada escucha a la otra persona. Puedes hablar y oír simultáneamente.
La escala de conectividad difiere enormemente entre estas tecnologías. Un walkie-talkie estándar suele ofrecer un solo canal. Una radio CB amplía eso a 40 canales. Un teléfono móvil moderno accede a un grupo mucho mayor. Dependiendo de la red, un solo dispositivo puede acceder a 1.664 canales o más. Este gran volumen de frecuencias disponibles permite un número significativamente mayor de usuarios simultáneos.
El alcance es otro diferenciador importante. Un walkie-talkie básico con un transmisor de 0,25 vatios alcanza aproximadamente 1,6 kilómetros (una milla). Las radios CB consumen más energía. Sus transmisores de 5 vatios aumentan ese alcance a aproximadamente cinco millas (8 kilómetros). Los teléfonos móviles no dependen únicamente de la energía bruta. Se basan en la arquitectura celular.
Los teléfonos móviles funcionan dentro de una cuadrícula de zonas superpuestas llamadas células. A medida que te mueves, tu teléfono cambia de un celular a otro. Este proceso de transferencia le permite conducir cientos de millas mientras mantiene una conversación. El alcance está efectivamente limitado únicamente por la cobertura de la red, no por la potencia de su dispositivo portátil.
En un sistema típico de telefonía celular analógica en los Estados Unidos, a los operadores se les asignaron alrededor de 800 frecuencias para toda una ciudad. Para gestionar este espectro de manera eficiente, los ingenieros dividen la ciudad en zonas más pequeñas. Cada celda cubre aproximadamente 10 millas cuadradas (26 kilómetros cuadrados). Estas zonas suelen visualizarse como hexágonos en una cuadrícula.
El modelo hexagonal no es sólo un espectáculo. Ayuda a ilustrar cómo se reutilizan las frecuencias. Debido a que los teléfonos móviles y las estaciones base utilizan transmisores de baja potencia, las señales no se filtran excesivamente hacia las zonas vecinas. Esto permite que las células no adyacentes reutilicen las mismas frecuencias. Un conjunto de celdas podría usar la frecuencia A, mientras que una celda a dos saltos de distancia también usa la frecuencia A. Esta reutilización multiplica la capacidad del sistema.
Cada celda está anclada por una estación base. Esta infraestructura consta de una torre y un edificio cercano que alberga los equipos de radio. La estación base actúa como puerta de enlace entre su teléfono y la red más amplia. Veremos más de cerca cómo funcionan estas estaciones y gestionan el tráfico en la siguiente sección. En primer lugar, es importante comprender cómo se estructuran y optimizan estas células.
