Web móvil versus realidad

John Chapman rebosa entusiasmo. El director de la estrategia móvil e inalámbrica de Hewlett-Packard acaba de firmar un acuerdo de investigación de tres años con NTT DoCoMo, el derivado celular del gigante japonés de telecomunicaciones NTT. ¿La meta? Hacer una lluvia de ideas sobre la infraestructura para una red inalámbrica con una capacidad tan abundante que, según Chapman, ya no nos molestaremos en medirla. Hewlett-Packard se ha aliado con NTT DoCoMo, cuyo nombre significa en cualquier lugar, porque la empresa japonesa es el principal proveedor de Internet móvil del mundo. Se estima que el 72 por ciento de los propietarios de teléfonos móviles japoneses se conectan habitualmente a Internet, en comparación con un mero seis por ciento en los Estados Unidos. Chapman cree que si Hewlett-Packard puede ofrecer a los estadounidenses una transmisión de video, datos, gráficos y voz enriquecidos a través de una red de alta velocidad que llega a cada esquina de la calle, plataforma de metro, frente a la playa y patio trasero, se registrarán en masa.



Cómo construir esta red inalámbrica de banda ancha es la cuestión candente. Las empresas de telecomunicaciones tendrían que gastar cientos de miles de millones de dólares para catapultar la actual infraestructura de telefonía móvil de banda estrecha a la banda ancha. Esta no es una mera actualización. Los escasos teléfonos móviles y dispositivos web inalámbricos de hoy en día se conectan a Internet a un retraso de 9,600 bits por segundo, menos de una quinta parte de la velocidad del módem de escritorio promedio. E incluso un módem de escritorio no califica como banda ancha. Su velocidad tiene que ser al menos cuadruplicada para que los usuarios disfruten del acceso instantáneo a Internet y puedan ver videos en movimiento completo con calidad de película.

Construyendo una mejor columna vertebral

Esta historia fue parte de nuestro número de junio de 2001





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Además, el protocolo de aplicación inalámbrica mediante el cual los dispositivos móviles de hoy en día se conectan a Internet generalmente solo admite versiones torpes, simplistas y en blanco y negro de unos pocos cientos de sitios web diseñados deliberadamente para una pantalla pequeña. A pesar de los comerciales constantes de teléfonos inteligentes y aparatos inalámbricos de empresas como Sprint, AT&T, Palm y Kyocera, la mayoría de la gente se siente frustrada por la embrionaria red inalámbrica.

Dado el enorme gasto de licenciar el nuevo espectro de banda ancha de los gobiernos nacionales, las batallas técnicas y regulatorias sobre qué protocolos de comunicaciones emergentes usar, además de la necesidad de revisar las torres de telefonía celular y los dispositivos móviles, algunos expertos se preguntan si los beneficios valen la pena. ¿Realmente necesitamos flujos de datos que fluyan desde torres de telefonía celular en todas partes para poder ver un videoclip de CNN mientras nos bajamos de la acera del centro de la ciudad, pagando una tarifa elevada por minuto por el privilegio?

Tal vez no. Fuera de Japón, el entusiasmo por este escenario parece estar menguando, incluso entre las empresas de telecomunicaciones que te cobrarían por ello. El costo parece tan astronómico que para cubrirlo se necesitaría una demanda voraz de los consumidores de servicios como videos digitales y música. Ninguna encuesta de EE. UU. O Europa indica que existe tal demanda o que los consumidores pagarían las primas.



Sin embargo, lo que está claro es que los consumidores que están paseando o conduciendo quieren llamadas móviles confiables, buscapersonas, correo electrónico y acceso rápido y fácil a toda la Web a todo color. Ninguno de los cuales, de hecho, requiere banda ancha. Después de comprobar la realidad, algunos ejecutivos de telecomunicaciones están promoviendo una nueva visión: mejorar el sistema celular lo suficiente para que los consumidores reciban llamadas telefónicas ininterrumpidas y acceso instantáneo a la Web a través de un dispositivo portátil de moda mientras están al aire libre, y recompensarlos con transmisión y multimedia. , brillo de banda ancha una vez que entran en el interior, en casa, la oficina o el hotel, en trenes o aviones. Cuando el frenesí por la banda ancha se apague un poco, ¿así será realmente el futuro?

Límite de velocidad de la naturaleza

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Esta nueva visión híbrida sigue siendo contraria en la industria inalámbrica, en gran parte porque los evangelistas de la banda ancha móvil como Chapman creen en construirla y vendrán. Sus empresas están proponiendo un revoltijo de protocolos en competencia para llevarnos más allá de las redes digitales de telefonía móvil de segunda generación o 2G actuales. Planean implementar los llamados sistemas 2.5G que combinan voz y datos este año en Japón y Europa, y en 2002 en los Estados Unidos. Japón afirma que pronto seguirá con la tercera generación, o 3G. Sin embargo, nadie parece estar seguro de cuándo se implementará realmente 3G, el estándar que admitirá verdaderas aplicaciones de banda ancha.

Trabajar en contra de su rápida aparición es una ley fundamental que rige las comunicaciones de datos que se estableció en la era primordial de las telecomunicaciones: 1948. Ese año, Claude E. Shannon de Bell Labs declaró que la cantidad máxima de datos que se pueden transmitir a través de cualquier canal es limitado por el ancho de banda disponible (la cantidad de espectro de radiofrecuencia que ocupa) y por su relación señal / ruido (la señal a comunicar frente a la interferencia).



Ambos límites son golpes contra las comunicaciones inalámbricas móviles. Un canal inalámbrico solo puede utilizar la parte del espectro aprobada para él por la Unión Internacional de Telecomunicaciones y con licencia de uno de sus 189 estados miembros. Las tarifas de licencia son espantosas: los operadores gastaron más de $ 46 mil millones en el espectro 3G solo en Alemania. A esos precios, un operador debe maximizar la recuperación de la inversión de sus canales empaquetando la mayor cantidad de datos posible en una banda de frecuencia lo más estrecha posible, una práctica que contradice el principio de llenar una banda ancha con flujos multimedia intensivos en datos, que es, tecnológicamente, la estrategia óptima. Para resolver el conflicto, los operadores deben idear tecnología que pueda enviar señales más rápido en bandas estrechas.

Para empeorar las cosas, el medio a través del cual fluyen las señales, la atmósfera superficial de la tierra, es un lugar muy ruidoso en estos días. Las señales de los teléfonos móviles salen disparadas de los edificios, las laderas y entre sí, creando interferencias y deterioro. Para mejorar la fidelidad, los fabricantes deben aumentar la potencia de la señal o reducir el ruido. Pero no pueden aumentar la potencia porque la Comisión Federal de Comunicaciones y sus contrapartes europeas y asiáticas restringen la radiación electromagnética que las torres de células y los teléfonos pueden emitir. Además, elevar el nivel de energía de un teléfono mata sus baterías.

No es de extrañar, entonces, que los ingenieros se centren en reducir el ruido. Este juego comenzó en serio a mediados de la década de 1990, cuando los teléfonos celulares digitales comenzaron a reemplazar las versiones analógicas, aumentando la claridad de la voz de manera espectacular. A pesar de que las empresas de telecomunicaciones tuvieron que gastar miles de millones de dólares para agregar transceptores digitales a sus torres de telefonía celular, la actualización se amortizó rápidamente, porque también permitió a los proveedores incluir muchas más llamadas de voz simultáneas en la misma porción de ancho de banda costoso, con menos interferencia. .

Mira antes de saltar

Hay dos esquemas básicos para empaquetar tantas llamadas digitales como sea posible en el ancho de banda disponible. El protocolo de acceso múltiple por división de tiempo, un formato temprano defendido por AT&T, se ha convertido en el Sistema global para comunicaciones móviles, ahora un estándar casi universal en Europa y Japón. El acceso múltiple por división de código surgió como la principal alternativa, adoptada por Sprint y GTE, y al final de la década redujo el ruido mejor que el método de división de tiempo y empaquetó más datos en un solo canal.

Los principales estándares 3G aprobados por la Unión Internacional de Telecomunicaciones se basan en el protocolo de división de código. Pero para implementarlos, las empresas de telecomunicaciones deben otorgar licencias para un nuevo espectro costoso y reacondicionar la tecnología de las torres de telefonía celular y los teléfonos. Después del entusiasmo ciego inicial, pocas aerolíneas estadounidenses parecen tener prisa por realizar inversiones masivas. Tom Crook, director de investigación de tecnología de Sprint PCS, habla en nombre de muchos cuando dice: No veo que utilicemos 3G en el corto plazo.

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Los grupos de evaluación técnica como Adventis en Boston también dicen que, en una esquina real, las velocidades de datos 3G no se acercarán a los máximos que los proponentes de la industria cotizan, que se basan en condiciones de laboratorio impecables. En una compilación reciente de estudios técnicos y de inversión que examinan ocho tecnologías de banda ancha propuestas, Adventis concluyó que solo tres podrían alcanzar de manera realista velocidades de datos promedio más rápidas que un módem de escritorio. Y esos tres duplicarían aproximadamente la velocidad, muy por debajo de la cuadriplicación necesaria para un rendimiento real de banda ancha.

Ken Hyers, analista de la industria de Cahners In-Stat Group, dice que el gasto desalentador y los dudosos resultados técnicos de 3G están haciendo que los operadores estadounidenses adopten una actitud de esperar y ver qué pasa. Están diciendo: veamos cuánto ancho de banda van a usar realmente nuestros clientes. Si todo lo que quieren son servicios web simples como directorios de restaurantes en línea, la respuesta puede ser no mucho.

En lugar de dar el verdadero salto de banda ancha, Sprint PCS y otros han decidido probar las aguas utilizando tecnología 2.5G, que usa el mismo espectro que las redes 2G actuales y solo requiere una actualización de hardware relativamente menor. Aunque 2.5G no puede alcanzar verdaderas velocidades de datos de banda ancha, ofrece un gran avance: siempre está disponible al instante, las 24 horas del día. No tendrá que marcar y esperar 30 segundos mientras su dispositivo móvil se conecta a Internet. El acceso instantáneo cambia profundamente su relación con Internet. Los estudios muestran que las personas en hogares con acceso instantáneo a través de sistemas cableados, como líneas de abonado digital y módems de cable, usan Internet tres veces más que las personas que deben marcar cada vez. Cuando tiene un dispositivo móvil, cualquier retraso es aún más desalentador y puede impedirle acceder a la Red por completo.

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Entonces, ¿quién realmente necesita 3G? Algunas de las empresas de telecomunicaciones más astutas han comenzado a difuminar la distinción al definir su tecnología 2.5G como 3G. Anil Kripalani, vicepresidente senior de Qualcomm, dice: Sabemos cómo ir más allá. Al igual que otros proponentes estadounidenses, no ve la necesidad de que los operadores pasen al 3G real. Por lo tanto, la disparidad mundial en las telecomunicaciones podría continuar, con Estados Unidos inclinándose hacia 2.5G, Japón con la intención de 3G y Europa y el resto de Asia vacilando en el medio.

Sin embargo, incluso si el sueño 3G promocionado con tanta audacia dentro de la industria se desvanece, no habrá sido en vano, ya que es lo que ha motivado a los operadores a pasar a los estándares 2.5G. Los ingenieros están ideando intrigantes transceptores de torres de telefonía celular y antenas de teléfonos para ayudar a garantizar que los usuarios inalámbricos obtengan el máximo ancho de banda y las señales más fuertes disponibles, independientemente de la cantidad de G que estén extrayendo. Sin embargo, los protocolos de transmisión incompatibles siguen planteando un problema. Cada dispositivo celular utiliza un microprocesador-chip de radio que admite solo un protocolo. Un teléfono que usa un protocolo de división de código requiere un chip diferente al de un teléfono que usa un protocolo de división de tiempo, y diferentes teléfonos 3G de AT&T y GTE, digamos, usarían chips diferentes incluso si ambos estuvieran basados ​​en un protocolo de división de código.

Una tecnología, conocida como chips de radio definidos por software, podría proporcionar una solución, según Benny Bing, una autoridad inalámbrica líder en el Instituto de Tecnología de Banda Ancha de Georgia. Aún en prototipo, los chips de radio de software pueden cambiar entre protocolos, técnicas de filtrado y esquemas de detección. En cualquier momento, un dispositivo móvil con software de radio en su interior podría cambiar sin problemas entre los estándares de telecomunicaciones estadounidenses, europeos y japoneses, así como los protocolos de transmisión de la competencia ( ver El teléfono celular universal , TR abril de 2001 ).

Venciendo el ataque aéreo

La perspectiva de diseñar una arquitectura móvil de banda ancha ganadora ha atraído a legiones de tecnólogos ambiciosos. Sin embargo, la pregunta sigue siendo si alguna vez pueden proporcionar suficiente poder de comunicación real, recuerde a Claude E. Shannon, para que pueda ver ese clip de CNN mientras camina por el centro. En lugar de intentar acelerar la red de telefonía móvil para ofrecer una Internet de banda ancha, tal vez estemos mejor con sistemas paralelos, uno para teléfono (que ya existe) y otro para datos (en construcción).

Realmente no hay una gran razón por la cual el viejo sistema de telefonía celular debería sobrevivir o prosperar como Internet inalámbrico, dice Teresa H. Meng, una innovadora investigadora inalámbrica de la Universidad de Stanford que ahora es directora de tecnología del fabricante de chips inalámbricos Atheros Communications. En cambio, dice Meng, las empresas de telecomunicaciones podrían colocar transceptores de datos inalámbricos en todos los edificios y postes de servicios públicos. Cada transceptor cubriría un área pequeña, o nanocélula, con un diámetro de 200 a 300 metros. Juntos crearían lo que Meng llama una estructura inalámbrica. Debido a que los transceptores estarían tan cerca de los usuarios, podrían enviar señales inalámbricas claras y de alta velocidad en anchos de banda estrechos, a frecuencias que caen dentro de la porción industrial / científica / médica del espectro, que los reguladores ponen a disposición de forma gratuita y es utilizada por dispositivos inalámbricos. teléfonos, abre-puertas de garaje, instrumentos médicos y maquinaria industrial. Y los teléfonos podrían salirse con la suya con una salida de baja potencia, conservando las baterías.

En pruebas en sus laboratorios de Sunnyvale, CA, los conjuntos de chips de Atheros están alcanzando velocidades de datos cientos de veces más rápido que los módems de escritorio: verdadera banda ancha. Sin la carga de tener que transportar voz, pueden ser mucho más rápidos que los esquemas 3G, que suministran voz y datos juntos. Meng también dice: La industria de las comunicaciones de datos tiene la ventaja. Debido a que la industria de la telefonía celular está fuertemente regulada y totalmente estandarizada, se han realizado mejoras de manera muy gradual, como en 3G frente a 2G. Esas tecnologías tienen 15 años. Incluso algunos pioneros de la telefonía móvil, como Martin Cooper, que desarrolló el primer teléfono móvil portátil en Motorola a principios de la década de 1970, están de acuerdo en que un sistema dual podría ser más práctico que 3G ( ver Todo el mundo está equivocado , ).

Cubrir nuestras ciudades con nanocélulas puede parecer descabellado, pero Meng insiste en que costaría menos que adquirir un costoso espectro 3G. Chip Elliott, científico principal de BBN Technologies de Verizon, está de acuerdo. Él estima que una red que cubra una gran ciudad requeriría $ 20 millones por adelantado en equipos, más $ 5 millones en costos anuales de red. No está mal, considerando que el espectro 3G solo para la ciudad de Nueva York fue subastado por miles de millones de dólares, y la actualización requerida del sistema agregará mucho más al costo.

¿Se puede revertir el tiempo?

Liberados de voz, los sistemas de solo datos podrían proporcionar un camino más rápido y fácil hacia un servicio de Internet de banda ancha económico, tal vez incluso ese video de CNN en la esquina de la calle. De hecho, el servicio de solo datos móviles Ricochet disponible comercialmente de Metricom ya funciona dos veces más rápido que los módems de escritorio. Los tecnólogos también están probando esquemas de solo datos mucho más rápidos. El consenso es que la multiplexación por división de frecuencia ortogonal, un formato que se utiliza actualmente para transmitir televisión de alta definición en Europa, podría ser la mejor opción. Rajiv Laroia, director de tecnología de Flarion, un comercializador líder del esquema, dice que su compañía ofrecerá equipos a finales del próximo año.

Por supuesto, existen muchos obstáculos para una infraestructura de solo datos. El espectro industrial / científico / médico podría saturarse rápidamente, lo que obligaría a los operadores a licenciar espectros costosos después de todo. La interferencia podría degradar la calidad de esos flujos web multimedia. No existe un protocolo de transmisión acordado, lo que deja los servicios de solo datos abiertos a la incompatibilidad que aqueja a 3G. Para evitar andar con varios dispositivos diferentes, necesitaríamos que ese dispositivo de radio por software cambie cómodamente entre los modos de voz y datos. Más allá de las áreas urbanas, además, es difícil imaginar una nanocélula en cada quinto poste de la cerca.

Lo que nos devuelve a la visión contraria de una red híbrida: un sistema de teléfono celular 2.5G que proporciona voz clara, buscapersonas y acceso a Internet siempre activo a nuestros dispositivos portátiles en exteriores; y el cableado de televisión por cable y de la red de computadoras ya instalado en el interior, brindando la experiencia de banda ancha a todo trapo, que la computadora de mano puede aprovechar.

Esta arquitectura podría construirse de forma relativamente rápida y económica. Internet de banda ancha de alta velocidad pronto estará disponible en muchos ambientes interiores, ya que empresas como Cisco Systems y Juniper Networks conectan cables de fibra óptica a hogares y empresas. Un simple transceptor inalámbrico en la esquina de un vestíbulo o sala de estar alimentaría su dispositivo móvil; podría acceder a las redes de alta velocidad que se están construyendo en los trenes y aviones modernos de la misma manera. Este esquema también encaja muy bien con lo que está sucediendo dentro de numerosas empresas, donde las redes de área local obsoletas y cableadas están siendo reemplazadas por redes inalámbricas interiores fijas, que son más baratas y fáciles de instalar y soportan fácilmente velocidades de datos de banda ancha. Sería sencillo que su dispositivo móvil se adhiriera a esta infraestructura.

Mirando hacia el final de la década, es posible que termine usando tecnología inalámbrica 2.5G para llamadas convenientes por teléfono celular y acceso a la web mientras recorre la ciudad, luego cambie a una red inalámbrica fija cuando ingrese a la cafetería, estación de metro o sala de reuniones, tal vez utilizando un teléfono web con radio por software que cambia entre voz y datos según sea necesario. Abra su CellMate 2.5G mientras camina por Main Street para llamar a casa, luego cambie al modo de datos para descargar una lista de compras después de que su cónyuge le informe sobre una fiesta repentina que no sabía que estaba organizando. Cuando ingresa a Mammoth Grocery, CellMate cambia a la red inalámbrica fija de la tienda para que pueda consultar rápidamente Online Wine para ver qué cosecha complementará la cena. Aparece el mapa de la tienda, que lo lleva al pasillo de vinos. Apunta a CellMate al escáner de infrarrojos de la caja para cargar tu cuenta bancaria. Y ese sistema híbrido interior / exterior, en lugar de la gran visión de 3G, podría ser el futuro de la tecnología inalámbrica de banda ancha.

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