La guerra de las bandas

Aunque el título suena como a un evento donde compiten bandas de rock por ganar el gusto del público, en este caso nos vamos a referir a la guerra por otro tipo de bandas: en particular las bandas del espectro radioeléctrico. 

Antes de continuar, quiero agregar una gráfica para explicar qué es el mencionado espectro:

La mayoría, sino es que todas las señales que emitimos y percibimos se hacen a través de ondas. Estas ondas, igual que las ondas en un estanque de agua, tienen dos aspectos que las describen: la frecuencia, que es la distancia que hay entre dos crestas de la onda (que se mide en cuantas crestas pasan por segundo, a este valor le llamaremos Hertz, de forma que 10 Hz serían 10 crestas en un segundo) y la amplitud, que es el alto de la onda (que se depende de qué tan fuerte aventaste la piedra o en el caso de las señales, qué tanta potencia utilizaste para su emisión).

Como vimos en la primera figura, existen todo topo de ondas, la luz visible es una onda que está en una frecuencia entre los 450 y 750 terahertz (1 terahertz = 10¹² o 1.000.000.000.000,00 Hz). A un rango de valores como el anterior le llamaremos banda.

La banda que nos interesa es la de las ondas de radio, que están entre 3 kHz (1 kHz = 1.000hz) y unos 300 GHz (1 GHz = 10⁹  o 1.000.000.000 Hz) que corresponden al área sombreada en rojo en la gráfica 1.

En esta banda se transmiten las señales de radio, televisión, celular, localizadores, radios de banda civil, etcétera.

Vamos a cambiar el ejemplo del estanque por uno más ad hoc, el del sonido, que también es una onda, en este caso de frecuencias muy bajas (o sea ondas con mucha separación). El sonido nos servirá para entender otras características de las ondas. Primero entenderemos la atenuación.

La atenuación es el fenómeno por el cual las ondas pierden fuerza conforme se alejan de la fuente, así es como la música que escuchamos bien al estar cerca del altavoz va haciéndose más tenue hasta desaparecer conforme nos alejamos. La atenuación depende de otro factor que es el medio en el que viajan las ondas, en el caso del sonido la mayoría de las veces es el aire, que aunque es poco denso, atenúa el sonido en cierta proporción, pero de la misma manera lo hacen otros medios, por ejemplo una pared: el sonido pasa a través de la pared pero se atenúa más y se distorsiona. Probablemente hemos observado que los sonidos agudos (que por cierto tienen una frecuencia mayor) traspasan más fácilmente las paredes, en cambio los graves (de menor frecuencia) se pierden más fácilmente con los obstáculos

  

Otro fenómeno importante de entender es la interferencia; esta se da cuando dos ondas coinciden y tienen frecuencias similares, de esta forma se combinan y se vuelve difícil distinguir una de otra, es así como en la música podemos distinguir los tonos graves de los agudos, pero si se combinan dos tonos agudos o graves se hace difícil distinguirlos y se empieza a convertir en ruido. Este último entonces serán todas aquellas ondas que interfieren con una señal y la alteran de forma que se dificulta o imposibilita su interpretación. Cuando conversamos en un entorno silencioso es sencillo escuchar a la otra u otras personas, pero si existe ruido (que puede ser voces de otras personas, maquinaria, etcétera) se dificulta entender lo que nos dicen.

Así es como llegamos al concepto de banda, que como ya habíamos definido, es un rango de frecuencias. Las bandas se utilizan para marcar rangos que utilizarán señales distintas, de forma que no interfieran unas con otras. Así como en el sonido los sonidos graves no interfieren con los agudos, podríamos decir que hay una banda de sonidos graves y otra de agudos y podríamos utilizar ambas al mismo tiempo y aun así identificar las señales originales.

Podemos imaginar estas bandas como carriles en una carretera, donde los camiones más lentos y pesados van en un carril y los autos ligeros y rápidos viajan en otro. Recordando el concepto de interferencia podemos entender la importancia de que estos “carriles” o bandas sean respetados, para garantizar que las señales llegan a su destino con la mayor integridad posible; es por esto que los países y gobiernos identifican estas bandas y el espectro en sí como un recurso que debe ser administrado y un bien que es preciado por los las personas y organizaciones, tanto públicas como privadas. Cabe señalar que el espectro mostrado en la gráfica 1 es muy amplio, pero no todo es fácilmente explotable de forma que hay partes del espectro que se vuelven más demandadas que otras y por lo tanto adquieren un valor comercial mayor. Este es el caso de la banda de radio (entre 3KHz y 300 GHz).

Como ya dijimos dentro de la banda de radio hay pequeñas bandas dedicadas a servicios en particular como la radio, televisión, celulares, etc. Recordaremos que recientemente el gobierno federal anunció que para el 2013 habrá un apagón de la televisión analógica (lo mismo pasará con la radio), de forma que las compañías de radio y televisión tendrán que migrar sus servicios a señales digitales, que ocupan un espacio en el espectro menor y por lo tanto permiten que convivan más canales o estaciones en el mismo rango del espectro. Este apagón responde a un reordenamiento en la administración del espectro, derivado de que las nuevas tecnologías permiten hacer un uso más eficiente y que cada vez existe una demanda mayor de espacio en el espectro.

Para continuar con las definiciones de conceptos, llamaremos ancho de banda al espacio en el espectro que ocupa una banda en particular, entendiendo que entre más ancha sea la banda, mayor cantidad de señales y por lo tanto de información pueden viajar por ésta.

Con el crecimiento de las tecnologías móviles, la demanda por espacio en el espectro de parte de los proveedores de servicios ha aumentado. Apenas hace 10 años las tecnologías móviles solo permitían la transmisión de voz, que no requiere de mucho ancho de banda, pero hoy en día con el equipo móvil transmitimos voz y datos, y estos últimos cada vez son más demandados. En un principio solo se utilizaban por algunas personas para leer sus correos electrónicos; hoy son utilizados por una gran cantidad de personas para escuchar música, ver videos, descargar aplicaciones o interactuar en redes sociales, lo que hace que se requieran anchos de banda cada vez mayores.

Ahora haremos un poco más de historia sobre la tecnología de comunicaciones móviles. A lo largo de los años han existido distintas tecnologías para comunicación de este tipo, de las primeras en existir tenemos la radio, que por cierto obtiene su nombre de la parte del espectro que utiliza (aunque como ya vimos en esta parte existe muchas otras señales, lo cual espero que no cause confusión) y ésta a su vez proviene de la forma en la que se transmiten las señales en ella. Se les llama ondas de radio porque igual que las ondas en el estanque, al propagarse describen círculos concéntricos cada vez más amplios. La comunicación por radio en un inicio encontró la limitante de la atenuación, de forma que solo se podían trasmitir señales en distancias relativamente cortas. El siguiente adelanto fue la radio con repetidores, en donde se establecen equipos que son capaces de tomar una señal y amplificarla para su posterior retransmisión de forma que se alcance una distancia mayor. Esta repetición de la señal se puede hacer tantas veces como sea necesario, de forma que con ello podemos trasmitir señales prácticamente a cualquier lugar mientras existan suficientes repetidores en el camino.

 

  

La imagen anterior ejemplifica la forma en la que trabaja una red de radiotransmisión basada en repetidores. Así es como funcionan actualmente las estaciones de radio, los canales de televisión y la mayoría de las comunicaciones que usamos (las que no sean por cable).

A mediados del siglo pasado afloraron radioaficionados que ocupando equipos semiprofesionales transmitían señales para comunicarse con otros aficionados, al mismo tiempo que prestaban su infraestructura para servir de repetidor para los demás miembros de su “club”.

Este último sistema no difiere mucho de la forma en la que funcionan las redes de comunicación móvil hoy en día. De hecho le llamamos comunicación celular porque cada uno de los equipos repetidores de la red se llama célula; de esta manera la compañías de telefonía móvil colocan células repetidoras en distintos puntos de la cuidad de forma estratégica, para poder abarcar la mayor cantidad de territorio. El alcance de estas células debe traslaparse con las células vecinas, de forma que no haya huecos sin recepción. Así podemos entender por qué en ocasiones cuando hablamos por celular y nos movemos de lugar la llamada se corta, seguramente nos movimos a un lugar donde la señal de la célula actual no llegaba y no había traslape con la célula contigua.

Recordando el ejemplo donde cada banda es un carril por el que viajan las señales, debemos considerar que las bandas actualmente utilizadas por las compañías móviles se han visto sobresaturadas por la gran demanda de contenidos como videos, música, aplicaciones y redes sociales. Seguramente muchos lo hemos experimentado cuando asistimos a un centro comercial o algún otro lugar concurrido y la señal de voz y/o de datos se nota interrumpida, lenta o hasta inaccesible.

En los equipos móviles seguramente hemos escuchado que actualmente tenemos equipos de tercera generación y algunos países ya están adoptando la cuarta (aunque algunas compañías en México dicen ya tenerlo). Explicaremos rápidamente las generaciones:

• 1ra Generación: Telefonía móvil analógica con transmisión solo de voz. 
• 2da Generación: Telefonía digital con transmisión de voz y datos hasta 256 kbps. 
• 3ra Generación: Telefonía digital con transmisión de voz y datos hasta 10 Mbps. 
• 4ta Generación: Telefonía digital con transmisión de datos por encima de 100 Mbps y voz sobre IP (o sea la voz se transmite como paquetes de datos).

Y es justo con todo lo anterior que podemos entender la importancia que tiene actualmente una banda como la de los 2.5 GHz, que desde hace tiempo ha sido considerada como óptima para la transmisión de servicios de telefonía de cuarta generación como LTE y Wimax. MVS junto con otras 10 empresas (MVS tiene el 90%) tienen las concesiones de la banda de 2.5 GHz y ha sido utilizada para servicios como el eGo de MVS, mismas que vencen en 2015 y 2020. El gobierno mexicano desde 2008 busca un reordenamiento del espectro, que como ya comentamos incluye la actualización a la televisión digital y la ampliación de la base de usuarios de internet. Dentro de este reordenamiento y con base en recomendaciones de la Conferencia Americana de Radiocomunicaciones se detectó que la banda de los 2.5 GHz está subutilizada en México, por lo que el gobierno le exigió a MVS un plan para su explotación.

MVS presentó un plan llamado internet para todos, formando un consorcio con Ericsson, Huawei, ZTE y Nokia como proveedores de infraestructura y MVS, Clearwire, Alestra e Intel como administradores del servicio. Este proyecto implementaría servicios de cuarta generación en México, con costos cercanos a la mitad de los actuales y velocidades 10 veces más rápidas, acercando los servicios de telefonía móvil e internet de banda ancha al 90% de la población.

El gobierno estableció un precio por la renovación de los derechos donde 20 años por la concesión significaban más de 10 veces la inversión que el consorcio haría en el proyecto. De esta forma los inversionistas consideraron el proyecto inviable y lo descartaron, situación por la que actualmente se determina la subutilización de la banda. El argumento del gobierno es que el ancho de banda (de 190 Mhz) es demasiado grande y que debe dividirse en bloques de 20 Mhz para crear hasta 10 concesiones.

En mi humilde opinión el proyecto de MVS no era malo y sugería una manera abierta de utilizar el espectro y abría la oportunidad a que nuevos jugadores se integraran al negocio de la telefonía móvil, permitiendo mejoras en el servicio y competitividad en precios. Si esta “recuperación” del gobierno permite la inversión y abre el mercado a nuevos jugadores será una acción interesante, lo preocupante es que se mantengan las condiciones de dominio por parte de unos cuantos jugadores, que tienen los precios y calidad del servicio controlados y con pocas posibilidades de exigencia departe de los usuarios; o peor aún, que se entable un juicio o licitación por el uso del espectro, que como “casi no sucede” en México tome un gran tiempo y de cualquier manera se siga subutilizando y no sea aprovechado para generar mejores condiciones de mercado.

Mapa de la banda de 2.5 GHz en México

Si llegaron hasta aquí seguro tienen la paciencia suficiente y espero que les haya sido interesante el tema y que haya servido la explicación. Ojalá se puedan tomar un minuto para comentar o hacer preguntas sobre los temas en los que haya que ahondar.

Como anexo agrego una infografía del porqué tiene tanta relevancia el tema en el sector de telecomunicaciones: