El mundo de las telecomunicaciones

Qué supondrá la llegada del 5G a nuestra vida diaria

Últimamente estamos oyendo hablar mucho sobre el 5G, Rafael Cambralla Diana , profesor de la UAH de Teoría de la Comunicación y Comunicaciones Digitales, nos explica qué es y cómo nos influirá. En España esta tecnología está muy avanzada con respecto a Europa y, se estima que a principios de 2021 llegará al 75% de los hogares españoles. Paulatinamente se irán apagando las antiguas redes 2Gy 3G y se irá cambiando la red de cobre por fibra antes de 2025.

-¿Qué es el 5G?

Es la quinta generación de la red de telecomunicaciones para telefonía inalámbrica o mejora del conjunto de tecnologías y estándares destinados a la comunicación móvil. Gracias a estas evoluciones podemos conectarnos con el teléfono móvil a otras redes y tener mejores servicios como seguridad, cobertura, velocidad y mejor oferta de aplicaciones.

El 5G o quinta generación, aunque con limitaciones, llega a España en 2020 ofreciendo una conectividad total ya que proporciona más dispositivos conectados simultáneamente a la red y mejora la velocidad de transmisión de datos permitiendo descargas rápidas y reduce el tiempo de latencia o tiempo de respuesta de la red, ofrece una conexión casi en tiempo real. Es un sueño, ‘conectados a todo, todo el tiempo y en tiempo real’.

-Frecuencias, canales, espectros, ¿qué tienen que ver con 5G?

El espectro existe, pero es invisible al ojo humano y es parte esencial de la tecnología que usamos para comunicarnos. Estamos rodeados de ondas de diferentes frecuencias y naturaleza que no son visibles, como las ondas de presión o las electromagnéticas, que gracias a todas ellas nos comunicamos. Éstas se desplazan de un sitio a otro, por un espectro que constituye los caminos o autopistas por donde viajan las ondas, y que ese espectro lo diseña y maneja el ser humano. Pero el espectro de radiofrecuencia es un recurso limitado, concreto y finito, que se satura, como una autovía con retenciones y atascos en hora punta.

Este entorno obliga a que existan normas y protocolos para asignar el rango de frecuencias de radio (espectro) a cada servicio, pues el espectro radioeléctrico es inmenso, va desde bajas frecuencias, alrededor de los 1.000 hercios (1 kHz) hasta millones de hercios (300 GHz) y por encima de los T Hz está el espectro luminoso (infrarrojos, visible, violeta, gamma).

-¿Por eso se habla de bandas de frecuencia?

Efectivamente, cada onda tiene su frecuencia, asociada a una longitud de onda, clave para entender sus propiedades a la hora de transmitirla. Las bandas de frecuencias bajas tienen la propiedad de la buena propagación, alcanzando largas distancias y ofrecen coberturas de cientos de kilómetros, y otra ventaja, superan fácilmente obstáculos físicos, entrando muy bien en nuestras viviendas, lo que permite cobertura en exteriores y en interiores.

Sin embargo, las frecuencias altas son mejores vías o autopistas, porque ofrecen mayor capacidad y velocidad para conectar simultáneamente muchos usuarios y aplicaciones en el mismo ancho de banda o espectro, pero tienen coberturas de transmisión más bajas y no superan fácilmente los obstáculos físicos, penetrando con mayor dificultad en nuestros hogares y no ofreciendo un buen enlace.

Entre ambas bandas, están las frecuencias medias, que se usan en soluciones de compromiso entre velocidad de transmisión y cobertura, ya sea dentro o fuera de nuestros hogares, por lo que es una banda muy ocupada por diferentes servicios de telecomunicación.

-Entonces, ¿cada servicio de telecomunicación tiene su banda?

Por un motivo o por otro, así es. La banda de 3 a 300 kHz se emplea para navegación marítima y aérea porque requiere una gran cobertura, las emisoras de radio AM en banda 300-3000 kHz y las de FM y radioaficionados se encuentran en el inicio de la banda de MHz. La televisión analógica utilizó las bandas de VHF y UHF y las telecomunicaciones móviles y TDT se encuentran en la banda de MHz.

En este punto es donde se originan los conflictos porque las bandas están ocupadas por distintas generaciones de tecnologías y por falta de ordenamientos gubernamentales, lo que ha obligado a cada país a reformular el orden de estas bandas, son los dividendos digitales, la reorganización de los canales de frecuencia asignados a los servicios de TDT, para asignárselos a 4G y 5G. En España, hace poco hemos tenido el 2º con la banda de los 700 MHz, con el fin de liberarla para que la usen los operadores de 5G, ya que antes era usada por la TDT.

Cada banda de frecuencias depende de la región del mundo donde nos encontremos y de su gobierno, quien hace la regulación y la gestión de venta o subasta del espectro, haciendo concesiones a emisoras de radio y tv y a operadores de telecos. Este despliegue de frecuencias ha obligado a mover la señal de la TDT a otras bandas de frecuencia, lo que obliga a resintonizar nuestros televisores y por ello, los operadores de telecomunicaciones acuden a las millonarias subastas del estado para obtener concesiones de bandas de frecuencia, que luego las hacen rentables con sus productos, buscando los espectros más convenientes.

Esto afecta a todas las instalaciones de TV de todos los hogares, porque obliga a cambiar en las viviendas colectivas los amplificadores de los canales de frecuencia alta por los nuevos canales de frecuencias más bajas y en algunos casos, a la colocación de filtros para evitar las interferencias de 4G y de 5G. Actualmente, este proceso está obligando a hacer ajustes en antenas colectivas de unos 900.000 edificios de España.

El profesor de la UAH Rafael Cambralla

-¿Cómo afectará la llegada de 5G a nuestra vida diaria?

Supone una gran revolución puesto que permite la conectividad total, afectando a nuestra vida cotidiana en diferentes escenarios por la multitud de posibilidades que ofrece. Será un paso importante para las redes inteligentes, como las de distribución de energía eléctrica que suministran electricidad a nuestros domicilios, que controlarán esos flujos de energía en función de las necesidades y optimizando ese control.

Las grandes industrias van a poder controlar maquinaria y robots industriales desde cualquier lugar del mundo, sin que se tenga que desplazar el operario especialista, con el consiguiente ahorro de costes y mejora del impacto medio ambiental por la reducción de desplazamientos.

También se podrán controlar los vehículos, tanto tripulados, como no tripulados, para el transporte de viajeros y mercancías y se podrán realizar trabajos agrícolas coordinados entre sí, por medio de sensores, incluso de manera no presencial, programados según evoluciones biológicas y temporales y con ayuda de drones. Esta tecnología en la que todo está conectado mejorará sensiblemente la seguridad de todos (ocupantes de los vehículos, peatones y con otros vehículos) puesto que permitirá minimizar los tiempos de respuesta de los vehículos, gracias al desarrollo de los sensores y a que incluso el mobiliario urbano (badenes, pasos de cebra, calzada, señales de tráfico) va a estar conectado a la red, reduciendo los accidentes y otras incidencias.

En cuanto a los hogares, se va a poder conectar, desde la alarma a la lavadora, para que nos hagan la vida mucho más fácil, lo que nos permitirá un ahorro de costes y que, de manera autónoma, realicen trabajos reportando resultados, problemas e incidencias en tiempo real.

Se ampliará la sanidad a distancia con nuevos sistemas de atención médica y habrá la posibilidad de realizar intervenciones quirúrgicas teleasistidas, con diferentes especialistas trabajando en remoto que, gracias a eliminar la latencia de la red, un cirujano podrá estar en España y el paciente en América. Además, con el incremento tan grande de los dispositivos wearables (dispositivos o aparatos que se ponen o se visten, que nos dan gran información sobre nuestro cuerpo: pulso, temperatura, ritmo cardíaco, saturación, control de sueño) es posible ayudar a los servicios sanitarios a dar diagnósticos rápidos en remoto.

La vida profesional también se verá afectada, puesto que va a hacer posible la conciliación familiar al hacer del teletrabajo una realidad. Permitirá el acceso a redes corporativas a alta velocidad desde cualquier lugar del mundo que tenga cobertura 5G, permitirá realizar multiconferencias, además, con el crecimiento tan grande en dispositivos, junto con la creciente conciencia ecológica y la responsabilidad de mejorar el planeta va a provocar que esta responsabilidad también se traslade al mundo profesional, donde ya se está aceptando que un trabajador no debe tener 2 móviles o 2 ordenadores para teletrabajar. Esta filosofía va a permitir que los trabajadores utilicen sus propios dispositivos BYOD (Bring Your Own Device).

En cuanto al entretenimiento, va a permitir el consumo de productos multimedia con la filosofía: lo quiero, lo pido, lo tengo y lo consumo inmediatamente. Casi en tiempo real se podrá descargar una película o un juego en cuestión de segundos y en alta definición o en resolución 4K.

-¿Por qué está despertando tanta polémica o miedos su incorporación?

Claro que despierta polémica y miedos, reforzados por el ambiente que vivimos actualmente con una pandemia de incertidumbre y temores. La tecnología 5G afecta directamente a la vida de las personas desde antes de su implementación, porque ha obligado a realizar el segundo dividendo digital en España. Esta inversión y cambio, con su consiguiente coste, se ha realizado en un momento en el que la población vive inmersa en una crisis de incertidumbre, por eso genera cierta polémica. El desconocimiento de su funcionamiento, del impacto sobre las vidas de los seres humanos, tanto a nivel de salud como a nivel económico y social respetando su privacidad, provoca miedos en la población.

A nivel de salud, el número de dispositivos está previsto que se incremente de manera exponencial, hasta un millón de ellos por kilómetro cuadrado, aumentando la cantidad de señales de radiofrecuencia a las que estaremos expuestos. Esto ha provocado que alguna organización ecologista haya señalado que no se han realizado suficientes estudios para evaluar el impacto de estas señales en los seres humanos, aunque las autoridades digan lo contrario. Sin duda, se generan noticias falsas, pero convivimos con las ondas y éstas nos afectan.

Hemos comentado que la energía electromagnética se mueve en ondas y en un amplio espectro de frecuencias de radio de gran longitud de onda hasta rayos gama, de baja longitud, y que la única fuente natural detectable por el ojo humano es la luz visible. El sol es fuente de energía electromagnética y su radiación es absorbida, en su mayoría, por los gases de la atmosfera terrestre. En aplicaciones médicas, las radiaciones ionizantes (rayos x, ondas ultravioletas y rayos gamma) pueden alterar átomos y moléculas causando daños a las células, por lo que se usan de manera dosificada y bajo situación de control para matar células cancerosas.

La economía es la gran motivadora para el cambio de tecnología, ya que hay estudios que garantizan beneficios económicos en un breve plazo de tiempo. Como es de imaginar, supone grandes intereses privados, estatales, militares, empresariales, y del avance de diferentes áreas para el desarrollo económico, cívico, social y del bienestar de la humanidad, como lo son la salud y la educación. Debido a esto, hay grandes retos en relación a su vigilancia, regulación y maximización, usando un espectro dinámico compartido, y al mismo tiempo, democrático. Estamos ante una cuarta revolución industrial con nuevos modelos de negocio que obliga a tener un país digitalizado. Y nosotros lo tenemos.

-¿Cree que habrá un 6G?

Esto no para, claro que lo habrá y con mejoras y nuevos servicios. El IMT-2020 (5G) es un equipo dedicado a desarrollar sistemas de telecomunicaciones móviles internacionales y lleva muchos meses trabajando en la tecnología 6G. La prensa especializada dice que ya se está preparando y ensayando en el suroeste asiático y hay varias universidades y fabricantes involucrados que anuncian presentar proyectos para 2026, con velocidades de descarga superiores a 1T bps., y con el gran avance de integrar Inteligencia Artificial. Toda tecnología tiene su etapa de ensayo y pruebas, pero aún es muy incipiente, aterricemos poco a poco en 5G y vamos a disfrutarla.

Las telecomunicaciones como una fuente de progreso para la humanidad*

Por: Patricia Castillo Araníbar, directora de la Escuela Profesional de Ingeniería Electrónica y de Telecomunicaciones de la Universidad Católica San Pablo. Doctora en Multimedia y Comunicaciones obtenido en la Universidad Carlos III de Madrid.

Las telecomunicaciones han acortado distancias en el desarrollo de los oficios que el hombre realiza. En términos sencillos, las telecomunicaciones son un tipo de comunicación electrónica a distancia, que satisface las necesidades de transmisión de información que el mundo requiere para la solución de sus diversos problemas y la entrega oportuna del conocimiento de la ciencia y sus novedades. Las redes inalámbricas, la telefonía celular y el Internet son en la actualidad la plataforma de comunicación de mayor eficacia en el desarrollo del siglo XXI.

El afán de la comunicación se ha dado en todos los tiempos. Desde la historia salvífica con la anunciación o la entrega de las tablas de los 10 mandamientos hasta el moderno sistema digital iniciado en los 60 con la era de las computadoras. Entonces, las comunicaciones siempre han estado involucradas en el desarrollo y progreso de la humanidad. Dentro de sus avances y por la urgencia de tener que transmitir a los pueblos las decisiones políticas y de guerra, transacciones comerciales y de orden social, fueron utilizando distintos medios en la comunicación. Todo esto hasta alcanzar un desarrollo técnico, que hoy llamamos telecomunicaciones.

La sofisticación de las telecomunicaciones, su empleo y presencia, también está actuando eficazmente en la industria mediante la robótica, la biotecnología, los sistemas de control, la electrónica de consumo, la geofísica y las redes digitales de televisión, entre otros, así como los sistemas de telecomunicación eléctrica o electrónica, los instrumentos electromecánicos para laboratorios, las nuevas metodologías biomédicas y un sinfín de variadas aplicaciones.

El aporte de las telecomunicaciones tiene un gran impacto en la educación con el mayor acceso a recursos educativos y herramientas de enseñanza, educación y conocimiento. En el campo de la medicina permite la mejora considerable en los sistemas de salud, el acceso a información en línea para la prevención, mejora la calidad de los diagnósticos, el nivel de tratamientos y el posterior proceso de monitoreo. En la economía, aporta en el aumento de la productividad, la conectividad y el acceso eficiente a la información, es fuente de generación de empleos, emprendimiento e innovación, lo que genera la reducción de la pobreza, es decir, es posible considerar a las telecomunicaciones como una fuente de progreso para la humanidad.

Las comunicaciones siempre serán básicas en los procesos universales de desarrollo, en especial para logros técnico-científicos, que impulsan que la ciencia beneficie a la humanidad. Así por ejemplo gracias a la efectividad de las telecomunicaciones el mundo ha podido continuar durante la actual pandemia del COVID-19 y ya están trabajando para realizar operaciones quirúrgicas a grandes distancias guiadas por médicos especialistas usando la teledirección a viva voz o por video. Otro ejemplo es que es posible saber con cierta anticipación la ocurrencia de grandes desastres naturales mediante la lectura e información de las condiciones climáticas y el comportamiento de la actividad atmosférica en el tiempo y su influencia en todas las latitudes.

El aporte de las telecomunicaciones es eclipsado por el mal uso de la tecnología, que proviene del propio engaño y trae como consecuencia la denigración de la persona humana. Ejemplos hay muchos, como la difusión de la pornografía, las redes de maltrato y abuso, los fraudes electrónicos, el ciberterrorismo, la desinformación que estamos viviendo más hoy en día, los atentados a la privacidad y tantas otras cosas. Estos efectos son parte de la propia libertad de la persona humana -ciertamente mal utilizada- y deben constituir una fuente de inspiración para que los hacedores de la tecnología también trabajen en combatirlos y revertirlos.

Con el afán de poner la ciencia y tecnología al servicio de las personas, desde el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la UCSP, he implementado y participado en el diseño de novedosos circuitos, microondas, filtros, antenas y sensores para proyectos que nos permiten detectar la calidad en la leche o la adulteración del vino mediante una caracterización dieléctrica en los líquidos, otro que nos permite evaluar la calidad del agua para el consumo humano, así como detectar tempranamente el cáncer de mama usando microondas, entre otros.

Finalizo con las palabras del Papa Benedicto XVI “El progreso sólo es real si sirve a la persona humana y si la persona humana crece; no sólo debe crecer su poder técnico, sino también su capacidad moral”. El uso de las telecomunicaciones es valioso para el desarrollo de la humanidad en medida que se despliegue en beneficio de la misma y aportando a su crecimiento.

*Texto extraído y editado de la Lectio Inauguralis 2021 de la Universidad Católica San Pablo. Pueden verla AQUÍ.

Arequipa, 17 de mayo de 2021.

El mundo de las telecomunicaciones

Los seres humanos han sentido siempre la necesidad de comunicarse entre ellos a pesar de la distancia y, por eso, han desarrollado distintos métodos. Docentes del Instituto Balseiro reflexionan sobre las implicancias y los desafíos de las telecomunicaciones.

A lo largo de la historia se han desarrollado métodos que han permitido a los seres humanos comunicarse de forma eficiente y cada vez a mayor distancia.

En la antigüedad, las personas se comunicaban a distancia mediante señales de humo, sonidos, mensajeros y algunos aparejos de mayor evolución técnica. La gran hazaña de Maratón, en la que un mensajero recorrió 42 kilómetros desde Esparta hasta Atenas con un mensaje de auxilio es un ejemplo histórico paradigmático.

El telégrafo de agua, compuesto por dos cubas con agua separadas entre sí que contenían una tablilla con varios mensajes que cambiaban de acuerdo al nivel del agua es otro ejemplo del ingenio humano al servicio la “telecomunicación”.

En la actualidad, el ser humano convive con celulares, tablets, redes sociales y múltiples aplicaciones que desafían a reflexionar a la sociedad en general y a los profesionales que se dedican a la ingeniería en telecomunicaciones, en particular.

Sin dudas, el descubrimiento de la electricidad, en el siglo XVIII, marcó un antes y un después en la historia de las telecomunicaciones, lo que permitió el desarrollo de tecnologías con innumerables posibilidades e impulsó los descubrimientos científicos en torno a ella. Los inventos pioneros de esta revolución eléctrica fueron la telegrafía y la telefonía que posibilitaron, por primera vez, que los mensajes cruzasen los mares.

“Un hito fundamental fue la invención de la radio, es decir, la utilización de ondas electromagnéticas para comunicaciones a grandes distancias o a estaciones móviles” señaló Roberto Constantini, ingeniero y docente de la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones del Instituto Balseiro. Precisamente, los principios electromagnéticos en los que está basada sentaron los cimientos de dispositivos como la televisión. También dieron impulso a una futura industria satelital (como el caso de los satélites argentinos ARSAT 1 y 2) y caracterizaron así a los medios de comunicación como masivos.

Sin embargo, el gran salto de la era de las telecomunicaciones llegó de la mano de la digitalización en la década de los 60. "La posibilidad de generar, transmitir, recibir y procesar información digital produjo una explosión de nuevas técnicas y aplicaciones que están presentes en todos los sistemas modernos que hoy conocemos", apuntó el ingenierp Pablo Costanzo Caso, director de la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones del Instituto Balseiro, dependiente de la Comisión Nacional de Energía Atómica y la Universidad Nacional de Cuyo. Y agregó que "las computadoras, Internet, la telefonía celular, la televisión digital y otros tantos sistemas nacieron y se desarrollan gracias a la incorporación de las técnicas digitales".

En la era analógica, la información se transmitía y decodificaba mediante fenómenos y procedimientos físicos. En el telégrafo, por ejemplo, pulsos eléctricos eran enviados y recibidos a través de cables, bobinas y pulsadores. Por el contrario, en la era digital toda la información que se quiere transmitir se codifica a un lenguaje común, el binario, que está compuesto de ceros y unos. Las secuencias particulares de estos dos números, en el caso puntual de las telecomunicaciones, son traducidas a imágenes, sonidos, ondas electromagnéticas, de microondas y/o celulares, permitiendo un aumento significativo en la cantidad de información transmitida y mejorando ampliamente su calidad.

La última revolución llegó de la mano de Internet, tecnología surgida con fines militares en la década de 1960 (ARPANET) y que evolucionó hasta estar presente en casi todos los sistemas de telecomunicaciones actuales. En ella confluyen múltiples medios de comunicación como mensajería instantánea, páginas web, correo, televisión, radio y telefonía, transformándose así en una de las tecnologías con mayor presencia social, económica y política en el mundo.

Telecomunicaciones y sociedad

La influencia de las telecomunicaciones y sus tecnologías es innegable. Ellas han dado lugar a la aparición de términos como cultura y comunicación de masas, sociedad de la información y globalización. “En las últimas décadas las telecomunicaciones cambiaron nuestra vida cotidiana. Determinaron nuestros hábitos y la forma en que los humanos nos relacionamos, y lo hicieron de una manera que no pudo ser prevista”, reflexionó Costantini.

En esta época de ubicuidad de las telecomunicaciones, se ha asistido al surgimiento de nuevos profesionales encargados de diseñar y mantener los dispositivos de comunicación y sus redes. Un caso particular lo representan los Ingenieros en Telecomunicaciones, ya que ellos son quienes poseen las herramientas para la generación de las tecnologías del futuro.

De todas formas, los especialistas remarcan que los alcances del fenómeno son dispares, ya que el acceso a los diferentes medios varía significativamente dependiendo de la región. Según informa el Banco Mundial, solo el 43,3 % de la población mundial tiene acceso a Internet y a sus posibilidades. El resto de la población solo tiene acceso a otros medios de comunicación o a ninguno, determinando así diferentes hábitos y formas de consumo mundiales en torno a las telecomunicaciones.

Desafíos y perspectivas

Está claro que las tecnologías de las telecomunicaciones tienen un gran potencial y que tanto en el presente como en un futuro no muy lejano van a dar más de qué hablar. El interrogante es qué depara el futuro de las telecomunicaciones en un mundo en el que, en 2020, cada individuo hará uso de hasta diez dispositivos conectados a la red y habrá seis mil millones de teléfonos inteligentes activos en el mundo, de acuerdo con estimaciones de los Laboratorios Bell de Alcatel-Lucent y a proyecciones del Foro Económico Mundial.

Los expertos señalan que el uso y tamaño de Internet crecerá exponencialmente y será parte de todas las futuras tecnologías de telecomunicaciones. Al respecto, el Ingeniero Costantini opina que uno de los desarrollos que tendrán un alto impacto a futuro es el de los sensores inteligentes conectados a la “Internet de las cosas”. Estos dispositivos permitirán, por ejemplo, monitorear permanentemente la salud de pacientes sin interferir con sus actividades habituales.

La omnipresencia histórica de las telecomunicaciones plantea una serie de desafíos. Para Roberto Costantini, estos son de índole técnica y social. Por una parte, “se trata de desarrollar tecnologías que permitan que todo esté conectado”, mientras que, por otra, apunta que es necesario tener en cuenta la dinámica de las telecomunicaciones con el objetivo de que su uso sea en beneficio de todas las personas. En consonancia, Pablo Costanzo opinó que se debe “lograr que la disciplina sea un disparador para alcanzar una mayor igualdad social y de oportunidades, en diferentes campos vitales de la sociedad”.

Sin dudas, las telecomunicaciones aún tienen mucho camino por recorrer.