Este es un sitio celular 4G/LTE en Suecia, que con frecuencia ha sido el primero en adoptar tecnologías innovadoras como 4G. Estás perdido en una ciudad de 6 millones de personas. Es medianoche, estás en un vecindario aterrador y necesitas desesperadamente indicaciones para llegar a tu hotel. No hay problema. Simplemente saque su teléfono inteligente, que lo sacará de esta situación complicada al brindarle mapas detallados e interactivos.
Solo hay un problema:la conexión de datos de tu teléfono es extremadamente lenta. Tan lento, de hecho, que finalmente te das por vencido con tu maldito teléfono. Y luego compras un mapa en una gasolinera.
Sin una conexión de datos rápida, su teléfono inteligente parece bastante tonto. No importa qué tan caro o elegante sea su teléfono, todavía depende de una red inalámbrica para entregar los bienes:los datos, ese elemento vital de todo lo digital. Y la generación actual de redes 3G (tercera generación), si bien son rápidas, a menudo no pueden brindar una experiencia de Internet móvil confiable.
Lo que realmente necesita tu smartphone que sufre es el tipo de banda ancha (alta velocidad) servicio de Internet al que accede desde la computadora de su hogar. Necesitas banda ancha móvil . Necesitas 4G. Y también todos los demás.
En 2009, por primera vez, el tráfico de red de banda ancha móvil superó el tráfico de llamadas de voz [fuente:Ericsson]. Y la demanda de datos será 33 veces mayor para 2020 [fuente:3GPP]. A medida que más y más personas compran dispositivos móviles que requieren una gran cantidad de datos, las redes deben mantenerse al día.
Para hacer eso, los proveedores de servicios (llamados portadores u operadores según su ubicación) están invirtiendo mucho en sus infraestructuras, es decir, el hardware y el software que hacen posible las comunicaciones celulares. Según algunas estimaciones, gastarán hasta 53.000 millones de dólares solo en los Estados Unidos, en gran parte para respaldar la expansión de redes más rápidas, a menudo denominadas 4G. (cuarta generación) [fuente:Fool.com].
Pero, ¿qué son exactamente las redes 4G? ¿Y por qué son el tema de tantos comerciales ruidosos y descarados? ¿Qué las diferencia de las redes 2G de la vieja escuela, que funcionaban principalmente para llamadas de voz? ¿Y cómo diferenciar una red 4G de una 3G?
Las respuestas no siempre son tan claras como nos gustaría que fueran. En cierto sentido, el mundo de 4G es tan desorientador como estar perdido en una megalópolis sin tu colección de mapas en línea.
Pero no tengas miedo. Lo guiaremos a través de los acrónimos y las circunvoluciones de marketing y lo guiaremos más allá de los rascacielos del techno mumbo-jumbo. En el camino, le mostraremos cómo la velocidad 4G dividida en minutos podría impulsar Internet móvil a una nueva era.
Contenido- Evolución interminable de la tecnología inalámbrica
- 4G es All-IP
- La receta completa de 4G
- El lugar de la interfaz aérea
- La red de vida y respiración
- El campo de batalla de la banda ancha móvil
- Impacto y futuro de 4G
- Cómo funciona 4G:Nota del autor
Evolución interminable de la tecnología inalámbrica
Las estaciones base como esta no son visibles para los usuarios móviles, pero son piezas clave en la arquitectura de cualquier sistema 4G , ayudando a coordinar la transferencia de datos de alta velocidad. Las redes inalámbricas son una mezcolanza de tecnologías diversas y superpuestas. No importa cuán intrincados sean los acrónimos, siempre se reduce a esto:las redes inalámbricas son sistemas de radio. Puede leer sobre los conceptos básicos de la tecnología de teléfonos celulares en Cómo funcionan los teléfonos celulares y Cómo funcionan los teléfonos inteligentes.
No importa qué tecnología inalámbrica domine su parte del mundo, usted tiene algo en común con el resto del planeta:es parte de la explosión inalámbrica. Hay casi 6 mil millones de suscripciones de teléfonos móviles activas en el mundo [Fuente:4G Americas], y los teléfonos móviles son cada vez más populares.
Para mantenerse al día con las demandas de miles de millones de clientes de teléfonos inalámbricos, las redes deben cambiar y adaptarse para manejar más usuarios y más datos. Cada salto en el rendimiento o la capacidad de la red se denota (a menudo vagamente) como una llamada nueva generación.
1G de la vieja escuela Las redes (de primera generación), construidas en la década de 1980, eran analógicas y solo transmitían llamadas de voz. A principios de la década de 1990, el 2G digital (segunda generación) comenzaron su ascenso, permitiendo servicios de datos básicos como mensajes de texto y correo electrónico.
3G Las redes comenzaron a extenderse a principios de la década de 2000 y, con ellas, también lo hizo el concepto de Internet móvil. Con una conexión rápida, podías navegar por la web, reproducir audio, aunque la experiencia a veces era lenta y llena de obscenidades.
Luego, los consumidores comenzaron a clamar por capacidades móviles aún más fabulosas y centradas en la Web. Los dispositivos móviles con capacidades avanzadas y ávidas de datos se dispararon en número. Mientras tanto, las infraestructuras de red comenzaron a crujir bajo el peso de la inmensa demanda de datos.
3G necesitaba más empuje. Era hora de que las redes inalámbricas evolucionaran una vez más, esta vez para brindar un servicio de banda ancha móvil más rápido. Ese momento es ahora.
En estos días, las líneas generacionales de la red son un poco más confusas. No existe un estándar universalmente reconocido para 4G.
Por lo tanto, los sistemas más rápidos que 3G a menudo se denominan 3.5G o 3.9G, o simplemente 3G+. Sin embargo, las campañas de marketing de los principales operadores, que siempre buscan una ventaja competitiva, se refieren a estas redes como 4G. En resumen, 4G es simplemente un término de marketing. Solo significa que una red es más rápida que 3G. Eso es todo.
Pero hay diferentes sabores de 4G o banda ancha móvil. En la página siguiente, verá en qué se diferencia 4G de sus antepasados inalámbricos y luego profundizará en los detalles de lo que lo hace mucho más rápido que los primeros sistemas 3G.
4G es Todo-IP
Esta unidad de microondas permite un despliegue de red rápido y flexible sin una gran inversión en infraestructura por parte de un operador. Ya sabes que 4G es solo un sistema de radio avanzado. El desafío para los ingenieros y programadores es incluir la mayor cantidad de datos digitales en cada señal de radio, maximizando así la velocidad y la eficiencia de la red en su conjunto.
Al igual que 3G, las redes 4G están basadas en IP (Protocolo de Internet), lo que significa que utiliza un protocolo de comunicaciones estándar para enviar y recibir datos en paquetes. Sin embargo, a diferencia de 3G, 4G usa IP incluso para datos de voz. Es un todo-IP estándar.
Con estos paquetes estandarizados, sus datos pueden atravesar todo tipo de redes sin que se codifiquen ni se corrompan. Para enviar y recibir paquetes, primero su teléfono debe comunicarse con una estación base. Una estación base es solo hablar de la industria para esas altas torres de telefonía fijadas con todo tipo de equipos de antena; una estación base transmite datos hacia y desde Internet y su dispositivo móvil.
Hay muchos métodos diferentes (llamados interfaces aéreas ) para establecer un enlace entre la estación base y el teléfono. Puede leer más sobre las interfaces aéreas más antiguas y su maraña de acrónimos aquí en Cómo funcionan los teléfonos celulares. Hablaremos de las nuevas interfaces aéreas 4G más adelante.
No lo cegaremos aquí con las definiciones de cada acrónimo, pero las interfaces 3G comunes incluyen CDMA2000, HSPA, 3G LTE, EV-DO Revisión B, DO Advanced y Mobile WiMAX, por mencionar solo algunas. Cada una de estas interfaces transfiere datos de diferentes maneras a través de ondas de radio en un espectro determinado. Puede revisar rápidamente esas tecnologías más antiguas aquí.
Actualmente, los sistemas 4G no son realmente todo IP, simplemente porque todavía hay mucha superposición entre las redes 3G e incluso 2G en varios países y en todo el mundo. Pero a medida que avanza la infraestructura 4G, el sistema de entrega de datos totalmente IP se realizará de manera más completa.
Esta idea de tecnología inalámbrica basada en IP es solo un factor que define a 4G. En la página siguiente, verá que se incluyen muchos más ingredientes en la receta para lograr un rendimiento 4G delicioso.
La receta completa de 4G
Las puertas de enlace de red son otro componente detrás de escena de 4G rápido. Las puertas de enlace enrutan los datos para obtener la máxima velocidad y eficiencia. 4G no es revolucionario. Es solo una evolución que mejora enormemente la experiencia de Internet 3G. En comparación con las redes 3G, 4G tiene algunas ventajas específicas.
La mejora de la velocidad es el factor que más le puede importar. Con 3G, los teléfonos inteligentes generalmente ven velocidades de descarga de hasta alrededor de 2 Mbps (megabits por segundo). En comparación, 4G podría acelerar las cosas, alrededor de 3 a 5 Mbps; esa es aproximadamente la velocidad que reciben muchas computadoras domésticas a través de módem por cable o DSL.
Las velocidades 4G posiblemente podrían ser mucho más rápidas, pero por ahora puede ignorar esas velocidades de 100 Mbps que se venden en Intertubes. Esas son tasas de datos teóricas que no ocurrirán en el mundo real en el corto plazo.
Mark Murphy, líder de innovación en Ericsson, dice que más allá de la velocidad, 4G tiene otros rasgos definitorios que lo diferencian de las tecnologías más antiguas.
4G tiene mayor capacidad , lo que significa que puede admitir una mayor cantidad de usuarios en un momento dado. Tiene velocidades de datos más altas , para que aplicaciones multimedia como videollamadas o clips de YouTube funcionen con mayor fluidez. Con una torre 3G, entre 60 y 100 personas pueden compartir la señal y obtener un servicio rápido y confiable. Sin embargo, una torre 4G LTE (Long Term Evolution) puede atender a unas 300 o 400 personas.
Y 4G cuenta con latencia reducida. Con menos latencia o demora, verá una respuesta más inmediata a sus comandos, lo que es especialmente útil cuando juega juegos en línea de ritmo rápido o controla de forma remota un automóvil o robot. Una red que califica como velocidad en tiempo real tiene una latencia de 50 ms (milisegundos) o menos; 4G LTE tiene una latencia de solo alrededor de 20 a 40 ms. La baja latencia también significa que las llamadas de voz no tienen retraso ni eco, eco, eco.
4G es más espectralmente eficiente que 3G. Piense en el espectro de radio como una tubería de cierto diámetro; solo una cierta cantidad de datos pueden pasar por esa tubería a la vez. Pero 4G utiliza esquemas de codificación inteligentes para aumentar drásticamente la cantidad de datos que se precipitan a través del espectro. En última instancia, ofrece más bits por hercio que 3G.
Pero, ¿qué tiene 4G que realmente impulsa estas mejoras? Sigue leyendo y verás cómo 4G obtiene su potencia real.
El lugar de la interfaz aérea
Para reducir la congestión y aumentar la velocidad, los operadores instalan más estaciones base que cubren áreas pequeñas. A veces, estas estaciones son tan pequeñas que ni siquiera las notará. (Pista:el tipo del traje está mirando uno). Probablemente no se haya detenido a considerar qué idioma habla su teléfono. Ese llamado lenguaje es la interfaz aérea, el protocolo de comunicaciones estandarizado que usa su dispositivo móvil para comunicarse con una estación base.
Si alguna vez ha visto un comercial de teléfonos inteligentes (comience a burlarse), ha visto los acrónimos de varias interfaces aéreas, como 4G LTE, WiMAX (Interoperabilidad mundial para acceso por microondas), HSPA + (Acceso a paquetes de alta velocidad) y más. Las interfaces aéreas tienen un elemento importante en común:todas coordinan el tráfico de la red y le indican a los dispositivos cuándo enviar y recibir datos. Pero difieren en cómo realizan esta tarea.
El sistema WiMAX es similar al protocolo WiFi de su hogar u oficina. En gran medida, se ha quedado en el camino ya que los operadores eligen otras interfaces como LTE y HSPA+.
Con LTE, los dispositivos pueden transmitir y recibir simultáneamente porque utilizan diferentes frecuencias para estas tareas. LTE utiliza OFDM (multiplexación por división de frecuencia ortogonal), que divide una señal en flujos de datos paralelos que viajan por subcanales de radio. Esa señal es ensamblada por procesadores en el otro extremo.
LTE (y HSPA+) también emplea otro método llamado MIMO (múltiples entradas múltiples salidas). MIMO se basa en múltiples antenas y transmisores tanto en el teléfono como en la estación base y permite la transmisión simultánea de carga y descarga.
HSPA+ es compatible con versiones anteriores de sistemas 3G más antiguos. LTE no lo es. Pero HSPA+ no es el camino del futuro. Más bien, es un método para exprimir más vida de la infraestructura existente.
LTE, sin embargo, estará disponible por un tiempo. Las redes LTE se denominan evolución a largo plazo porque los operadores quieren quedarse con esta tecnología durante mucho tiempo, en lugar de gastar montones de dinero para actualizar la infraestructura cada pocos años. LTE se considera una buena opción a largo plazo porque es más fácil de ampliar para obtener una mayor capacidad y rendimiento.
En este momento, no encontrará mucho en el camino de las redes 4G LTE puras. En cambio, las redes en todas partes siguen siendo una mezcolanza de 3G y 4G, e incluso tecnologías 2G e interfaces aéreas. En muchas áreas, las coberturas 2G, 3G y 4G se superponen. Puede ver una descripción general de la cobertura con los mapas interactivos en OpenSignalMaps. Como resultado, incluso los llamados teléfonos 4G en realidad vienen con chips 3G para que puedan acceder a redes 3G y 3G+.
Apriete su agarre en su teléfono celular. En la página siguiente, verá por qué su teléfono, y su red, se están volviendo más rápidos y más inteligentes.
La red que vive y respira
4G LTE supera muchas de las limitaciones de 3G y agrega una amplia gama de capacidades de ajuste de sinapsis. Tenga cuidado:si las películas "Terminator" y "Matrix" lo asustaron, considere pasar a la página siguiente.
Las redes arcaicas 1G y 2G son estúpidas tecnológicamente hablando. Pero las redes 4G son, en cierto sentido, máquinas inteligentes. Por ejemplo, están mejor equipados para hacer frente a congestiones inesperadas causadas por eventos mundiales aleatorios, como atascos de tráfico. Cuando miles de personas se quedan repentinamente atrapadas en una autopista, comienzan a usar sus teléfonos, lo que provoca un gran aumento en la demanda de servicios de datos en esa área.
En esta situación, los sistemas 3G se resisten y tropiezan, dejando a los usuarios frustrados. Los más sofisticados, auto-organizados y autoconfiguración Sin embargo, los sistemas 4G pueden compensar sobre la marcha y brindar un servicio más rápido para más personas. Del mismo modo, los cortes de energía y las fallas en los equipos a menudo paralizan los sistemas 3G. Pero gracias a sensores y software avanzado, un sistema 4G tiene autocuración capacidades que le permiten enrutar el tráfico a través de otras torres hasta que se realicen las reparaciones.
La parte sorprendente es que las redes 4G pueden realizar tales soluciones sin intervención humana. En cierto sentido, dice Wojtek Felendzer, gerente de marketing de soluciones técnicas de Nokia Siemens Networks, estos sistemas son las máquinas más grandes que la humanidad haya construido jamás, y se extienden de costa a costa y en todo el mundo. Y por primera vez, se están volviendo lo suficientemente inteligentes como para arreglarse a sí mismos.
A pesar de todo esto, 4G realmente no es una nueva tecnología radical. De hecho, "la gente en esta industria a veces dice que no se ha inventado nada nuevo en los últimos 100 años", dijo Felendzer. Es solo una nueva forma de combinar el conocimiento establecido con equipos de procesamiento más potentes. Tome su teléfono inteligente como evidencia. Muchos de estos teléfonos ahora tienen procesadores de doble núcleo, lo que equivale a una potencia de cómputo sin precedentes hace solo unos años.
Entonces, si alguna vez temió una adquisición tecnológica, pronto puede ser el momento de dirigirse a su búnker en el desierto. Hasta entonces, sigue leyendo y verás cómo puedes ver una guerra de otro tipo entre los operadores de red.
Más información sobre 3GLas redes 3G reservan la misma cantidad de espectro para enviar y recibir datos. Pero los teléfonos inteligentes y otros dispositivos reciben muchos más datos de los que envían, razón por la cual las redes 4G asignan un amplio espectro para recibir y, como resultado, logran una mejor velocidad general.
El campo de batalla de la banda ancha móvil
Dondequiera que vaya, verá esos anuncios frenéticos y descarados tanto para teléfonos inteligentes como para banda ancha inalámbrica. En esta industria sanguinaria y despiadada, los operadores están desesperados por atraer suscriptores. Para ganar más suscriptores, los operadores intentan construir las redes más rápidas con la mayor cobertura geográfica y de población.
Para construir esas redes, necesitan espectro. Además del capital para construir infraestructura, el espectro es el recurso más vital para los operadores. Es, en lenguaje comercial, lo que se llama un recurso restrictivo .
Espectro es el rango de frecuencias de radio que las agencias gubernamentales subastan a los operadores, y en cada área hay mucho espectro para todos. Los operadores luchan entre sí por ese espectro limitado. Aquellos con acceso al espectro pueden proporcionar la mejor recepción para sus clientes y, por lo tanto, obtener más suscriptores e ingresos.
El espectro es extravagantemente caro. Por ejemplo, en un intento por expandir su red 4G, AT&T pagó casi $ 2 mil millones por un bloque de espectro de 700 MHz que cubre aproximadamente a 300 millones de personas en los Estados Unidos [fuente:Apple Insider].
Con tecnologías más antiguas, los operadores necesitaban un bloque contiguo de espectro para brindar el servicio. Las interfaces aéreas avanzadas, como LTE, pueden usar muchas frecuencias diferentes, como 700 MHz, 900 MHz, 1,7 GHz, 2,1 GHz y docenas más. Sin embargo, no todas las frecuencias son iguales.
Las frecuencias más bajas, como 700 MHz, son las más deseables, porque se asientan, como una niebla densa, y son capaces de penetrar obstrucciones como edificios. Por el contrario, las frecuencias más altas funcionan en línea de visión y son más fácilmente dispersadas por objetos aleatorios y otras interferencias. Por lo tanto, los operadores que desean brindar un servicio más confiable y rápido buscan espectro en frecuencias más bajas.
Una vez que un operador tiene el espectro, puede comenzar a actualizar las subredes de sus redes, pieza por pieza. El hardware que se reemplaza generalmente no es el equipo de torre celular que se ve en la carretera o en edificios altos. En su lugar, los ingenieros comienzan por reemplazar los enrutadores y los servidores a nuevas versiones que escalarán fácilmente a medida que se requiera más capacidad en el futuro.
Y el futuro está siempre, siempre en la mente de los expertos inalámbricos. Siga leyendo para conocer la próxima era de las comunicaciones celulares, más allá incluso del 4G ultrarrápido de hoy.
3G por cualquier otro nombreTodos los operadores de EE. UU. ofrecen un servicio más rápido que el estándar 3G. Llaman a estas redes 4G aunque no hay una definición 4G acordada. HSPA y CDMA/EV-DO son dos tipos de redes con velocidades muy rápidas, aunque 3G.
Impacto y futuro de 4G
"El 4G ubicuo cambiará las reglas del juego", dice Richard Karpinksi, analista senior de movilidad de Yankee Group. "Tendrá un impacto en los negocios, la educación, el comercio minorista y mucho más". Pero los operadores y sus usuarios amantes de los datos deben ser realistas acerca de las promesas de velocidad 4G. "Una vez que cualquier red comienza a estar completamente cargada de usuarios, comienza a ralentizarse". Es por eso que dice que si una gran cantidad de usuarios móviles pueden ver velocidades de descarga de entre 10 y 20 Mbps en los próximos años, será un logro significativo.
Aunque es probable que no vea la transmisión de video HD en ningún momento en los próximos años, 4G permitirá videollamadas, videos de YouTube y más sin fallas. Eso es, por supuesto, si estás dispuesto a pagar por ellos. Los planes de datos en redes 4G serán caros en comparación con los de 3G, y es posible que enfrente límites de datos que obstaculicen la diversión.
Es por eso que verá que los operadores ofrecen más calidad de servicio bajo demanda. actualizaciones Por ejemplo, imagina que estás esperando a que los niños terminen de comprar en el centro comercial y quieres ver un partido de fútbol en tu teléfono. Ya alcanzó su límite de datos; además, hay tanta gente en el centro comercial que el sistema es lento. Pero puede autorizar un cargo único en su cuenta, recibir una mejora temporal en el servicio y la velocidad, y ver el partido en tiempo real.
Por supuesto, eso es todo siempre que su batería no esté agotada. Debido a que las señales 4G son más escasas que las 3G, los teléfonos gastan más energía buscando recepción 4G, lo que significa que es posible que ni siquiera obtenga un solo día completo de su teléfono. Además, los propios teléfonos están obteniendo funciones más potentes que también agotan las baterías rápidamente. Estos dispositivos deberán reforzarse para mantener el ritmo de sus propias capacidades.
La Web continúa expandiéndose por nuestro mundo, tanto virtualmente como en el hardware y software que la hace funcionar. No importa dónde viva, puede esperar que eventualmente lleguen redes 4G más rápidas y potentes, que presagian una nueva era de acceso a Internet móvil. Si es un amante de la tecnología y los dispositivos, se regocijará con el alcance cada vez mayor de estas tecnologías inalámbricas:Internet y el mundo pronto estarán al alcance de su mano como nunca antes.
Y luego, LTE AvanzadoNo pasará mucho tiempo antes de que empiece a escuchar más acerca de los operadores que actualizan sus redes LTE a LTE Advanced. Todavía en desarrollo, este estándar podría hacer que su teléfono inteligente 3G actual sea 100 veces más rápido.
Cómo funciona 4G:nota del autor
Famosamente antisocial, esperé más que cualquiera de mis amigos para comprar un teléfono celular. La idea de que las llamadas telefónicas sonaran en el bolsillo de mi pantalón mientras estaba pescando o acampando era realmente horrible. Nadie, pensé, necesita poder llamarme cuando quiera, incluso mis insistentes amigos.
Eventualmente, cedí. Compré un modelo del tamaño de un ladrillo y lo llevé hasta la era del modelo flip, momento en el que mis "amigos" una vez más comenzaron a burlarse de mis deficiencias tecnológicas. Ignoré los silbidos y conservé el teléfono durante seis largos años; Todavía funcionaba bien cuando otro amigo me arrastró a la fuerza a una tienda y me hizo comprar un teléfono plegable azul brillante con elegantes funciones para enviar mensajes de texto. Este fue el principio del fin de mi obstinada resistencia a la cultura de los teléfonos celulares.
Pero no son las capacidades de llamadas o comunicaciones lo que me enganchó. Es el hecho de que estos dispositivos ahora son computadoras de bolsillo tremendamente poderosas que pueden proporcionar información crítica (o simplemente trivial) de todo tipo sin importar dónde se encuentre. Con las redes 3G, este tipo de datos ubicuos suele ser irregular y exasperante de usar. 4G, sin embargo, hará realidad el sueño de Internet móvil. ¿Estás acampando en la naturaleza y te olvidaste de comprar entradas para el concierto de Tom Petty? No hay problema. Con 3G es posible que no hayas tenido suerte, pero 4G te ayudará a conseguir esos asientos de primera fila
4G no cambiará todo. Todavía no me atraparán respondiendo llamadas telefónicas mientras trato de atrapar lobina negra. Pero puedes apostar a que usaré 4G para vigilar el radar meteorológico, revisar los mapas satelitales en busca de agujeros de pesca ocultos y ubicar lugares remotos para acampar para poder desconectarme por un tiempo y simplemente disfrutar de la soledad. Incluso con 4G, mi teléfono inteligente todavía tiene un botón de apagado.