Durante los últimos 80 años, la industria de las telecomunicaciones ha experimentado un enorme crecimiento. Muchos entusiastas de los teléfonos inteligentes hoy en día no saben realmente hasta dónde ha llegado la industria. Por eso escribimos este artículo para analizar el desarrollo de la industria de las telecomunicaciones después de la Segunda Guerra Mundial.
Durante la Segunda Guerra Mundial, los walkie-talkies de la serie SCR de Motorola lograron un gran éxito en el campo de batalla. Mostró al mundo el poder de la comunicación inalámbrica. También hizo que la gente quisiera aplicarlos al mercado civil.
Los primeros teléfonos móviles.
Después de la guerra, en 1946, AT&T en Estados Unidos conectó un receptor inalámbrico a la Red Telefónica Pública Conmutada (PSTN). También lanzó oficialmente MTS (Servicio de Telefonía Móvil) para uso civil.
En MTS, si un usuario quiere realizar una llamada, primero debe buscar manualmente un canal inalámbrico gratuito. Si recibe un canal, hablará con el operador y le pedirá a la otra parte que establezca una segunda conexión a través de la red PSTN.
Toda la llamada utiliza semidúplex, lo que significa que sólo una persona que llama puede hablar a la vez. Durante una llamada, el usuario debe presionar el botón pulsar para hablar en el teléfono. No es muy conveniente, ¿verdad?
El método de cobro o facturación en MTS también es muy primitivo. El operador escuchará la conversación entre ambas partes durante todo el proceso. Luego calculará manualmente el costo una vez finalizada la llamada y confirmará la factura. Este fue el primer sistema de comunicación móvil comercial en la historia de la humanidad.
¿Probablemente dirías que los teléfonos móviles se inventaron en la década de 1970? ¿Por qué existió en la década de 1940? Que no cunda el pánico, ese "teléfono móvil" no es un teléfono móvil real. En realidad, es un teléfono móvil para automóvil. Más precisamente, un walkie-talkie semidúplex para automóvil.
teléfono móvil del coche
En aquella época era imposible inventar un teléfono móvil utilizando tecnología electrónica y baterías. Sin embargo, en aquella época ya había muchos coches.
En aquella época, la "estación base" también era muy grande, algo parecida a una torre de radio y televisión. Era la única en la ciudad y la tenían en el centro de la ciudad. La torre cubría un radio de 40 kilómetros con una potencia extremadamente alta.
En diciembre de 1947, el investigador de los Laboratorios Bell, Douglas H. Ring, propuso por primera vez la idea de "comunicación celular". Esto marca el comienzo del desarrollo de la industria de las telecomunicaciones. Él cree que en lugar de aumentar ciegamente la potencia de transmisión de la señal, es mejor limitar el rango de transmisión de la señal y controlar la señal dentro de un área limitada (células).
Así, diferentes células pueden utilizar la misma frecuencia sin afectarse entre sí, aumentando el ancho de banda del sistema.
Aunque la idea de la comunicación celular es muy buena, en ese momento existían muchas limitaciones. Entonces Bell Labs lo archivó como si fuera una idea suya.
Europa y EE.UU. están desarrollando un teléfono para coche
En la década de 1950, cada vez más países comenzaron a construir redes telefónicas para automóviles. Por ejemplo, en 1952 Alemania Occidental lanzó A-Netz. En 1961, el ingeniero soviético Leonid Kupriyanovych también inventó el teléfono móvil LK-1, que también se instaló en un automóvil. Posteriormente, en la Unión Soviética se implementó el sistema telefónico para automóviles "Altai", que cubre más de 30 ciudades del país.
En 1969, Estados Unidos introdujo un sistema telefónico para automóviles MTS mejorado llamado IMTS (MTS mejorado). IMTS admite el modo full-duplex, marcación automática y búsqueda automática de canales y puede proporcionar 11 canales (posteriormente 12). Este es un salto cualitativo en comparación con MTS.
En 1971, Finlandia lanzó la red móvil pública ARP (Auto Radio Puhelin – Puhelin significa teléfono en finlandés). Esta unidad funciona en la banda de 150 MHz, pero aún se conmuta manualmente y se utiliza principalmente para el servicio telefónico de automóviles.
Ya sea Altai, IMTS o ARP, más tarde se llamó tecnología de comunicación móvil "0G" o "Pre-1G" (antes 1G). Ahora veamos qué tiene para ofrecer la industria de las telecomunicaciones en la era 1G.
La era del 1G en la industria de las telecomunicaciones
El desarrollo de tecnologías de semiconductores brindó más oportunidades para el desarrollo de la industria de las telecomunicaciones. Esto no ocurrió hasta los años 70. En 1973, los ingenieros de Motorola, Martin Cooper y John F. Mitchell, finalmente cambiaron la historia para siempre. Inventaron el primer teléfono verdaderamente móvil del mundo (un teléfono móvil personal de bolsillo).
El teléfono se llamó DynaTAC (Cobertura de área total adaptativa dinámica). Mide 22 cm, pesa 1,28 kg, puede hablar durante 20 minutos y está equipado con una enorme antena.
En 1974, la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) de EE. UU. aprobó una parte del espectro de radiofrecuencia para su uso en pruebas de redes celulares. Sin embargo, el experimento se retrasó hasta 1977 antes de que comenzara oficialmente. En ese momento, dos rivales participaron en el experimento: AT&T y Motorola.
En 1964, el Congreso de los Estados Unidos "privó" a AT&T de la posibilidad de utilizar comercialmente las comunicaciones por satélite. Desesperados, crearon una división de comunicaciones móviles en Bell Labs, en busca de nuevas oportunidades.
El progreso de 1G es lento pero constante
Entre 1964 y 1974, Bell Labs desarrolló un sistema analógico llamado HCMTS (High-Volume Mobile Telephone System). Los canales de señal y voz del sistema utilizan modulación FM con un ancho de banda de 30 kHz y una velocidad de transmisión de 10 kbit/s.
Dado que en ese momento no existía una organización de estándares móviles inalámbricos, AT&T estableció su propio estándar para HCMTS. La Asociación de la Industria Electrónica (EIA) denominó posteriormente a este sistema Estándar Interino 3 (IS-3).
En 1976, HCMTS cambió su nombre a AMPS (Advanced Mobile Phone Service). AT&T utilizó la tecnología AMPS para realizar pruebas de la FCC en Chicago y Newark.
Miremos nuevamente a Motorola. Motorola desarrolló por primera vez la tecnología RCC (Radio Common Carrier) y ganó mucho dinero. Por lo tanto, se opusieron firmemente a que la FCC diera espectro a las comunicaciones celulares para no afectar su mercado de RCC. Pero al mismo tiempo, desarrollaron desesperadamente tecnologías de comunicación celular y hicieron reservas técnicas. Así nació DynaTAC.
Después de que la FCC liberara el espectro, Motorola llevó a cabo pruebas basadas en DynaTAC en Washington. Mientras todavía estaban experimentando lentamente, otros países ya habían tomado la iniciativa.
La primera red comercial 1G en Japón
En 1979, Nippon Telegraph and Telephone (NTT) lanzó el primer sistema de comunicación celular automatizado comercial del mundo en el área metropolitana de Tokio. Este sistema fue posteriormente reconocido como la primera red 1G comercial del mundo.
En ese momento, el sistema tenía 88 estaciones base que permitían la conmutación totalmente automática de llamadas entre diferentes nodos celulares sin intervención manual. El sistema utiliza tecnología FDMA, el ancho de banda del canal es de 25 kHz, está en la banda de frecuencia de 800 MHz y el número total de canales dúplex es 600.
1G en Europa
Dos años más tarde, en 1981, los países del norte de Europa, Noruega y Suecia, crearon la primera red de comunicaciones móviles 1G de Europa: NMT (Nordic Mobile Telephones). Pronto se les unieron Dinamarca y Finlandia. NMT se convirtió en la primera red de comunicaciones móviles del mundo con posibilidad de roaming internacional.
Posteriormente, Arabia Saudita, la URSS y algunos otros países bálticos y asiáticos introdujeron el NMT.
Motorola lanzó el primer teléfono móvil comercial 1G del mundo
En septiembre de 1983, Motorola lanzó el primer teléfono móvil comercial del mundo, el DynaTAC 8000X.
DynaTAC 8000XEste dispositivo pesa 1 kg y puede hablar continuamente durante 30 minutos. Una carga completa tarda 10 horas, pero el precio es de 3995 dólares.
1G en América del Sur y del Norte
En 1983, Estados Unidos finalmente se acordó de construir su propia red comercial 1G. El 13 de octubre de 1983, Ameritech Mobile Communications lanzó la primera red 1G basada en tecnología AMPS en Estados Unidos.
En esta red se pueden utilizar tanto el teléfono del coche como el DynaTAC 8000X. La FCC ha asignado 40 MHz de ancho de banda a AMPS en la banda de frecuencia de 800 MHz. Con este ancho de banda, AMPS admite 666 canales dúplex y el ancho de banda de un canal ascendente o descendente es de 30 kHz. Posteriormente, la FCC asignó 10 MHz adicionales de ancho de banda. Por tanto, el número total de canales AMPS dúplex pasa a ser 832.
En su primer año de uso comercial, Ameritech vendió alrededor de 1 teléfonos móviles DynaTAC 200X, llegando a 8000 usuarios. Después de cinco años, el número de usuarios llegó a 200 millones.
El número de usuarios en rápido crecimiento supera con creces la capacidad de la red AMPS. Posteriormente, para aumentar la capacidad, Motorola introdujo una versión de banda estrecha de la tecnología AMPS, denominada NAMPS. Divide el canal de voz actual de 30 kHz en tres canales de 10 kHz (el número total de canales pasa a ser 2496) para ahorrar espectro y aumentar la capacidad.
Reino Unido se une a 1G
Además de NMT y AMPS, otro estándar 1G ampliamente utilizado es TACS (Total Access Communication Systems), que se lanzó por primera vez en el Reino Unido.
En febrero de 1983, el gobierno británico anunció que dos empresas, BT (British Telecom) y Racal Millicom (predecesora de Vodafone), construirían redes de comunicaciones móviles TACS basadas en la tecnología AMPS.
El 1 de enero de 1985, Vodafone lanzó oficialmente el servicio TACS (equipo adquirido a Ericsson). En aquel momento sólo había 10 estaciones base que cubrían toda el área de Londres.
El ancho de banda TACS de un solo canal es de 25 kHz, el enlace ascendente utiliza 890-905 MHz, el enlace descendente utiliza 935-950 MHz y se utilizan un total de 600 canales para transmitir señales de voz y control.
El sistema TACS fue desarrollado principalmente por Motorola y en realidad es una versión modificada del sistema AMPS. Excepto por la banda de frecuencia, el espaciado de canales, el cambio de frecuencia y la velocidad de transmisión de la señal, son completamente idénticos.
En comparación con NMT en el norte de Europa, las características operativas de TACS son significativamente diferentes. NMT es adecuado para zonas rurales escasamente pobladas de los países del norte (Escandinavia). Utiliza una frecuencia de 450 MHz (posteriormente cambiada a 800 MHz) y tiene un rango de celdas mayor.
La ventaja de TACS es el ancho de banda, no la distancia de cobertura. El sistema TACS tiene una potencia de transmisión baja y es adecuado para países con alta densidad de población y grandes áreas urbanas como el Reino Unido.
A medida que aumentó el número de usuarios, TACS luego agregó varias bandas de frecuencia (10 MHz) y se convirtió en ETACS (TACS extendido). NTT de Japón desarrolló JTACS basado en TACS.
China se suma al desarrollo de 1G
Vale la pena señalar que la primera estación base móvil construida por China en Guangzhou en 1987 utilizó tecnología TACS, y Motorola fue el socio.
Además de AMPS, TACS y NMT, la tecnología 1G también incluye C-Netz en Alemania, Radiocom 2000 en Francia y RTMI en Italia. Estas tecnologías exitosas marcaron el comienzo de la era de las comunicaciones móviles. De hecho, no existía el nombre 1G en la industria de las telecomunicaciones en el momento en que se utilizó. Sólo después de la llegada de la tecnología 2G se les llamó 1G para distinguirlos.
La era del 2G en la industria de las telecomunicaciones
En 1982, la Comisión Europea de Correos y Telecomunicaciones creó el "Grupo de Expertos en Comunicaciones Móviles", que será responsable del estudio de los estándares de comunicación.
Este "grupo de expertos en telefonía móvil", la abreviatura francesa es GroupeSpécialMobile, posteriormente el significado de esta abreviatura se cambió a "Sistema global de comunicación móvil". Esto es lo que todos conocemos ahora como GSM.
El objetivo de la creación de GSM es establecer un nuevo estándar paneuropeo y desarrollar un sistema de comunicación móvil terrestre paneuropeo. Plantearon requisitos para el uso eficiente del espectro, sistemas de bajo costo, terminales portátiles e itinerancia global.
En los años siguientes, la Organización Europea de Normalización de las Telecomunicaciones (ETSI) pudo completar el desarrollo de las especificaciones GSM 900 MHz y 1800 MHz (DCS).
En 1991, la empresa finlandesa Radiolinja (ahora parte de ELISA Oyj) lanzó la primera red 2G del mundo basada en el estándar GSM.
Como todos sabemos, 2G utiliza tecnología digital para reemplazar la tecnología analógica de 1G. Esto mejora significativamente la calidad de la comunicación y la estabilidad del sistema. También lo hace más seguro, confiable y reduce el consumo energético del equipo.
Además de GSM, otro estándar 2G ampliamente conocido es CDMA lanzado por Qualcomm. Para ser precisos, es IS-95 o cdmaOne. IS-95 tiene dos versiones: IS-95A e IS-95B. El primero puede admitir velocidades máximas de datos de hasta 14,4 kbps y el segundo de hasta 115 kbps.
Además del IS-95, Estados Unidos también produjo el IS-54 (Norteamérica, celular digital TDMA) y el IS-136 (1996). En realidad, 2G no es sólo GSM y CDMA. La Asociación de Fabricantes de Celulares ha desarrollado una versión digital de AMPS basada en la tecnología AMPS llamada D-AMPS (Digit-AMPS). En realidad, es un estándar 2G. Otro estándar 2G es el PDC (Personal Digital Cellular) de Japón.
La era del 2.5G
A finales del siglo XX, cuando se produjo el crecimiento explosivo de Internet, la gente presentó una gran demanda de acceso móvil a Internet. Así se inició GPRS (Servicio General de Radio por Paquetes, Servicio General de Radio por Paquetes).
Podemos considerar GPRS como un "complemento" de GSM. Con la ayuda de GPRS, la red puede proporcionar una velocidad de transferencia de datos de hasta 114 Kbps.
La primera frase sobre GPRS se hizo en 1993. Sin embargo, fueron necesarios otros cuatro años para que la primera fase del acuerdo tuviera lugar en 1997. Este es probablemente un punto de inflexión en la historia de las comunicaciones móviles, así como en la industria de las telecomunicaciones. En ese momento, los servicios de transmisión de datos se convirtieron en la principal dirección del desarrollo de las comunicaciones móviles.
Era 2.75G
Tras el lanzamiento de la tecnología GPRS, los operadores de comunicaciones también desarrollaron una tecnología más rápida. Esta tecnología es una velocidad de datos mejorada para el desarrollo GSM (EDGE). Por supuesto, todos conocemos o hemos oído hablar de EDGE en algún momento de nuestras vidas.
La característica más importante de EDGE es que puede proporcionar el doble de velocidad de transferencia de datos que GPRS sin reemplazar el hardware. AT&T implementó la primera red EDGE del mundo en 2003 en su propia red GSM.
La era del 3G en la industria de las telecomunicaciones
En 1996 se fundó en Europa el foro UMTS (Universal Mobile Communications System), que se centró en coordinar la investigación en el campo de los estándares europeos 3G. El campo europeo representado por Nokia, Ericsson y Alcatel es claramente consciente de las ventajas de CDMA. Así, desarrollaron un sistema W-CDMA con principios similares.
Se llama W-CDMA (Wide-CDMA) porque el ancho de banda de su canal alcanza los 5 MHz, que es más ancho que los 1,25 MHz del CDMA2000.
Mucha gente no comprende la relación entre UMTS y WCDMA. De hecho, UMTS es el término genérico para 3G en Europa. WCDMA es una implementación de UMTS y normalmente pertenece a la parte de interfaz inalámbrica. TD-SCDMA, del que hablaremos más adelante, también pertenece a UMTS.
Para poder competir con los Estados Unidos, el ETSI europeo también estableció conjuntamente el 3GPP (Proyecto de Asociación de Tercera Generación) con Japón, China, etc. para cooperar en el desarrollo de estándares globales de comunicación móvil XNUMXG.
En cambio, en el campo norteamericano las opiniones difieren.
Competencia feroz con 3G
Las empresas representadas por Lucent y Nortel admiten WCDMA y 3GPP. Sin embargo, empresas como Qualcomm se asociaron con Corea del Sur para formar la organización 3GPP2 para competir con 3GPP. El estándar que introdujeron es el estándar CDMA2000, que se basa en CDMA 1X (IS-95).
Aunque CDMA2000 es un estándar 3G, la velocidad máxima inicial no es alta, sólo 153 kbps. Posteriormente, con la transición a EVDO (EVolution Data Optimized), la tasa de transferencia de datos mejoró significativamente. Ofreció una velocidad máxima de descarga de 14,7 Mbps y una velocidad máxima de carga de 5,4 Mbps.
Durante este período, China también lanzó su propio programa candidato que opera en el estándar 3G (también conocido como TD-SCDMA) para participar conjuntamente en la competencia internacional.
Después de una feroz competencia y juegos, la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) finalmente confirmó tres estándares globales 3G, a saber: WCDMA en Europa, CDMA2000 en EE. UU. y TD-SCDMA en China.
En términos de progreso en la comercialización de 3G, la japonesa NTT está una vez más a la cabeza.
El 1 de octubre de 1998, NTT Docomo lanzó la primera red 3G comercial (basada en WCDMA) del mundo en Japón.
Era 3.75G en la industria de las telecomunicaciones
Basados en UMTS, ETSI y 3GPP han desarrollado HSPA (acceso a paquetes de alta velocidad), HSPA+, HSPA+ de doble canal y HSPA+ Evolution. La velocidad de estas tecnologías de red supera claramente la velocidad del 3G tradicional, popularmente se le llama 3,75G.
Esto se debe a que la velocidad de HSPA+ es tan rápida que incluso supera a los primeros LTE y WiMAX. Por lo tanto, en ese momento, algunos operadores (por ejemplo, T-Mobile en EE. UU.) no comenzaron a construir LTE de inmediato. Sin embargo, actualizaron la red HSPA actual a HSPA+. Luego China hizo lo mismo.
4G en la industria de las telecomunicaciones
En 1999, el Comité de Estándares del IEEE estableció un grupo de trabajo para desarrollar estándares para redes urbanas inalámbricas. En 2001, se lanzó oficialmente la primera versión de IEEE 802.16, que luego se transformó en IEEE 802.16m. Más tarde, IEEE 802.16 se conoce comúnmente como WiMAX (Conexión mundial para acceso por microondas).
WiMAX introdujo tecnologías avanzadas como MIMO (multiantena) y OFDM (multiplexación por división de frecuencia ortogonal). La velocidad de descarga es mucho mayor y esto ejerce mucha presión sobre el 3GPP.
Así, basándose en UMTS, 3GPP está ampliando la implementación de LTE (MIMO y OFDM) para competir con WiMAX. Más tarde, continuó desarrollándose hasta convertirse en LTE-Advanced (2009) y la velocidad se incrementó varias veces.
En 2008, la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) publicó los requisitos que debe cumplir el estándar 4G y lo llamó IMT-Advanced. Sólo 3GPP LTE-Advanced, IEEE 802.16m y TD-LTE-Advanced introducidos por el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información de China están realmente calificados. En otras palabras, estos son verdaderos estándares 4G.
El 14 de diciembre de 2009 se inauguró la primera red pública de servicio LTE del mundo en Estocolmo y Oslo. Los equipos de red son suministrados por Ericsson y Huawei, y el terminal es suministrado por Samsung.
Después de una feroz guerra industrial, LTE finalmente ganó WiMAX y recibió apoyo y reconocimiento mundial. WiMAX se quedó sin energía rápidamente y se estropeó por el frío.
Era 5G
No necesitamos hablar del desarrollo del 5G, ¿verdad? Cada uno de nosotros es testigo de una nueva historia. Todos fuimos testigos de cómo el Proyecto de Asociación de Tercera Generación (3GPP) lanzó 5G (IMT-2020) para dominar el mundo.
El tiempo vuela, el tiempo vuela. Después de casi un siglo de desarrollo, las redes móviles han crecido desde cero, de débiles a fuertes. Puso en marcha la rueda de la historia y aceleró el cambio social.
¿Hacia dónde irá el futuro de las comunicaciones móviles? ¡Vamos a esperar y ver!
