Tendencias Científicas
Las comunicaciones inalámbricas podrían beneficiarse de que se liberaran para el uso público frecuencias de bajo rango. Fuente: KIT.
La necesidad de transferencia inalámbrica de datos aumentará significativamente en los próximos años. Los científicos del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT, Alemania), proponen convertir algunas de las frecuencias de televisión que se queden libres en propiedad común y utilizarlas para extender las redes inalámbricas existentes (WiFi) en lugar de utilizar las frecuencias para las comunicaciones móviles.
En un estudio, publicado en la revista internacional Telecommunications Policy, recomiendan que las frecuencias adicionales que no estén comercializadas sean puestas a disposición de la población y las empresas sin costo.
La transmisión inalámbrica de datos se lleva a cabo en gran parte a través de redes WLAN, como el WiFi. Sin embargo, estas redes están limitadas actualmente a los rangos de frecuencias de 2 GHz y superiores, y, por lo tanto, tienen un rango limitado.
Los autores del estudio, Arnd Weber, del Instituto de Evaluación de Tecnologías y Análisis de Sistemas (ITAS) de KIT, y Jens Elsner, un ex miembro del Laboratorio de Ingeniería de Comunicaciones de KIT, proponen ampliar las frecuencias para la comunicación libre para que incluyan rangos más bajos y que incluso tengan mayor potencia de transmisión. Estas bandas están siendo cada vez menos utilizadas para la transmisión de señales de televisión, y son muy adecuadas para penetrar obstáculos tales como paredes.
Dependiendo de las condiciones ambientales y adaptando automáticamente la potencia de transmisión para evitar interferencias, tales redes WLAN podrían incluso llegar a otros nodos de comunicación a una distancia de varios kilómetros. Incluso en las ciudades, donde la capacidad de transmisión se limitará debido al gran número de emisoras de transmisión, el alcance de las redes inalámbricas podría ampliarse considerablemente. Las redes podrían, por ejemplo, ponerse a disposición de los transeúntes en las calles cercanas para la transferencia de datos hacia y desde sus teléfonos inteligentes.
"La implementación de nuestro enfoque tendría consecuencias de largo alcance. Las personas, instituciones y empresas serían mucho menos dependientes de costosas redes de comunicaciones móviles para comunicarse digitalmente. Sería también un gran beneficio económico", señala Weber en la nota de prensa de KIT.
La apertura de frecuencias WLAN existentes en el siglo pasado demostró que los usuarios y las empresas utilizaban las nuevas oportunidades para desarrollar nuevos productos de forma innovadora. Ejemplos, además de las redes de computadoras inalámbricas, son los altavoces y cámaras inalámbricas, los mandos a distancia para puertas de garaje, transpondedores (transmisores-contestadores muy utilizados en aeronáutica), teléfonos para bebés, y Bluetooth.
Según Weber, sin embargo, se requiere un debate amplio a nivel mundial sobre el enfoque, porque los gobiernos también podrían utilizar las frecuencias para ampliar la gama de canales de televisión de propiedad estatal o subastarlos entre los proveedores de telefonía móvil a precios elevados.
Por esta razón, Weber y Elsner proponen discutir su enfoque en la Conferencia Mundial de Radiocomunicaciones (CMR). Esta conferencia, organizada por las Naciones Unidas, se reunirá de nuevo en noviembre del año que viene -se reúne cada tres o cuatro años-, y decide sobre el uso de radiofrecuencias a nivel mundial.
En un estudio, publicado en la revista internacional Telecommunications Policy, recomiendan que las frecuencias adicionales que no estén comercializadas sean puestas a disposición de la población y las empresas sin costo.
La transmisión inalámbrica de datos se lleva a cabo en gran parte a través de redes WLAN, como el WiFi. Sin embargo, estas redes están limitadas actualmente a los rangos de frecuencias de 2 GHz y superiores, y, por lo tanto, tienen un rango limitado.
Los autores del estudio, Arnd Weber, del Instituto de Evaluación de Tecnologías y Análisis de Sistemas (ITAS) de KIT, y Jens Elsner, un ex miembro del Laboratorio de Ingeniería de Comunicaciones de KIT, proponen ampliar las frecuencias para la comunicación libre para que incluyan rangos más bajos y que incluso tengan mayor potencia de transmisión. Estas bandas están siendo cada vez menos utilizadas para la transmisión de señales de televisión, y son muy adecuadas para penetrar obstáculos tales como paredes.
Dependiendo de las condiciones ambientales y adaptando automáticamente la potencia de transmisión para evitar interferencias, tales redes WLAN podrían incluso llegar a otros nodos de comunicación a una distancia de varios kilómetros. Incluso en las ciudades, donde la capacidad de transmisión se limitará debido al gran número de emisoras de transmisión, el alcance de las redes inalámbricas podría ampliarse considerablemente. Las redes podrían, por ejemplo, ponerse a disposición de los transeúntes en las calles cercanas para la transferencia de datos hacia y desde sus teléfonos inteligentes.
"La implementación de nuestro enfoque tendría consecuencias de largo alcance. Las personas, instituciones y empresas serían mucho menos dependientes de costosas redes de comunicaciones móviles para comunicarse digitalmente. Sería también un gran beneficio económico", señala Weber en la nota de prensa de KIT.
La apertura de frecuencias WLAN existentes en el siglo pasado demostró que los usuarios y las empresas utilizaban las nuevas oportunidades para desarrollar nuevos productos de forma innovadora. Ejemplos, además de las redes de computadoras inalámbricas, son los altavoces y cámaras inalámbricas, los mandos a distancia para puertas de garaje, transpondedores (transmisores-contestadores muy utilizados en aeronáutica), teléfonos para bebés, y Bluetooth.
Según Weber, sin embargo, se requiere un debate amplio a nivel mundial sobre el enfoque, porque los gobiernos también podrían utilizar las frecuencias para ampliar la gama de canales de televisión de propiedad estatal o subastarlos entre los proveedores de telefonía móvil a precios elevados.
Por esta razón, Weber y Elsner proponen discutir su enfoque en la Conferencia Mundial de Radiocomunicaciones (CMR). Esta conferencia, organizada por las Naciones Unidas, se reunirá de nuevo en noviembre del año que viene -se reúne cada tres o cuatro años-, y decide sobre el uso de radiofrecuencias a nivel mundial.
Contra la teoría económica establecida
De acuerdo con el enfoque de análisis de sistemas utilizado normalmente en ITAS, el estudio combina perspectivas técnicas, sociales y económicas. Su conclusión de que los rangos de baja frecuencia deberían, como bienes públicos, ponerse a disposición sin costo alguno contradice una teoría económica establecida representada, por ejemplo, por el economista y premio Nobel Ronald Coase, que murió en 2013.
En su opinión, los derechos de uso deben ser definidos y vendidos en el mercado para lograr el uso óptimo de unos recursos limitados, como son las frecuencias de radio.
De acuerdo con el economista y consultor político Martin Cave, sólo los rangos altos de GHz, donde no hay riesgo de congestión, se deben abrir al público. Los científicos de KIT, en cambio, muestran en su estudio cómo esta congestión puede prevenirse técnicamente. Argumentan que el enfoque de bajo costo para la comunicación electrónica debe tener preferencia frente a la comercialización intensiva, no sólo desde la perspectiva del individuo, sino también de la economía nacional.
Además de comunicaciones móviles para todo el mundo, la tecnología para eventos especiales también podrían beneficiarse, por ejemplo los micrófonos y cámaras de platós, que podrían transmitir digitalmente en lugar de utilizar los nichos del espectro de televisión con tecnología analógica. También es factible su uso por servicios de socorro.
Elsner trabaja ahora en el Grupo de Innovación de Múnich. Weber, por su parte, además de trabajar en KIT es miembro de la Sociedad Internacional de Telecomunicaciones.
Aprovechamiento
Otros grupos están estudiando cómo aprovechar el espectro de TV para las comunicaciones tipo Wifi. En la Universidad Rice (Houston, Texas, EE.UU.) han encontrado una manera de hacer que la mayor parte del espectro UHF -300 MHz a 3 GHz- que no se usa sirva para transmitir grandes flujos de datos a través de puntos de acceso inalámbricos que podrían alcanzar kilómetros de distancia.
"Las redes WLAN inalámbricas puede transmitir datos muy rápido, pero no llegan muy lejos", explica Edward Knightly, profesor de Ingeniería Informática y Eléctrica. Narendra Anand, estudiante de posgrado y autor principal del nuevo estudio, explica que "el punto de acceso WiFi de su casa u oficina envía datos por una carretera de 100 carriles, pero sólo tiene un kílometro de largo. Para el UHF, la carretera es de 100 kilómetros de largo, pero sólo tiene tres o cuatro carriles de ancho. Y no se pueden añadir carriles".
Se trata de un sistema multiusuario y multiantena para UHF, que combina varias tecnologías probadas que ya son ampliamente utilizadas en la transmisión de datos inalámbrica, como MIMO, múltiple entrada, múltiple salida. MIMO da servicio a varios usuarios por el mismo canal, al mismo tiempo.
El uso de UHF para el internet de banda ancha es especialmente atractivo en las zonas rurales, donde el cableado no está disponible.
De acuerdo con el enfoque de análisis de sistemas utilizado normalmente en ITAS, el estudio combina perspectivas técnicas, sociales y económicas. Su conclusión de que los rangos de baja frecuencia deberían, como bienes públicos, ponerse a disposición sin costo alguno contradice una teoría económica establecida representada, por ejemplo, por el economista y premio Nobel Ronald Coase, que murió en 2013.
En su opinión, los derechos de uso deben ser definidos y vendidos en el mercado para lograr el uso óptimo de unos recursos limitados, como son las frecuencias de radio.
De acuerdo con el economista y consultor político Martin Cave, sólo los rangos altos de GHz, donde no hay riesgo de congestión, se deben abrir al público. Los científicos de KIT, en cambio, muestran en su estudio cómo esta congestión puede prevenirse técnicamente. Argumentan que el enfoque de bajo costo para la comunicación electrónica debe tener preferencia frente a la comercialización intensiva, no sólo desde la perspectiva del individuo, sino también de la economía nacional.
Además de comunicaciones móviles para todo el mundo, la tecnología para eventos especiales también podrían beneficiarse, por ejemplo los micrófonos y cámaras de platós, que podrían transmitir digitalmente en lugar de utilizar los nichos del espectro de televisión con tecnología analógica. También es factible su uso por servicios de socorro.
Elsner trabaja ahora en el Grupo de Innovación de Múnich. Weber, por su parte, además de trabajar en KIT es miembro de la Sociedad Internacional de Telecomunicaciones.
Aprovechamiento
Otros grupos están estudiando cómo aprovechar el espectro de TV para las comunicaciones tipo Wifi. En la Universidad Rice (Houston, Texas, EE.UU.) han encontrado una manera de hacer que la mayor parte del espectro UHF -300 MHz a 3 GHz- que no se usa sirva para transmitir grandes flujos de datos a través de puntos de acceso inalámbricos que podrían alcanzar kilómetros de distancia.
"Las redes WLAN inalámbricas puede transmitir datos muy rápido, pero no llegan muy lejos", explica Edward Knightly, profesor de Ingeniería Informática y Eléctrica. Narendra Anand, estudiante de posgrado y autor principal del nuevo estudio, explica que "el punto de acceso WiFi de su casa u oficina envía datos por una carretera de 100 carriles, pero sólo tiene un kílometro de largo. Para el UHF, la carretera es de 100 kilómetros de largo, pero sólo tiene tres o cuatro carriles de ancho. Y no se pueden añadir carriles".
Se trata de un sistema multiusuario y multiantena para UHF, que combina varias tecnologías probadas que ya son ampliamente utilizadas en la transmisión de datos inalámbrica, como MIMO, múltiple entrada, múltiple salida. MIMO da servicio a varios usuarios por el mismo canal, al mismo tiempo.
El uso de UHF para el internet de banda ancha es especialmente atractivo en las zonas rurales, donde el cableado no está disponible.
Referencia bibliográfica:
Jens Elsner, Arnd Weber: Beachfront commons. Telecommunications Policy (2014). DOI: 10.1016/j.telpol.2014.05.003.
Jens Elsner, Arnd Weber: Beachfront commons. Telecommunications Policy (2014). DOI: 10.1016/j.telpol.2014.05.003.
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