Cómo funcionan las redes móviles

El teléfono móvil se ha convertido en un artilugio tecnológico que acompaña inseparablemente a cada persona. Las antenas de la telefonía móvil pueblan los tejados de las ciudades, pero, ¿sabemos realmente cómo funciona la red que proporciona cobertura de voz y datos a los terminales?

La telefonía móvil funciona a través de ondas de radio. Cada terminal actúa al mismo tiempo como emisor y receptor, que se comunica con la antena de telefonía más próxima, a la que se denomina estación base o BTS. Las antenas se sitúan en sitios altos para alcanzar mayor cobertura y conforman lo que se conoce como celdas, que se agrupan entre sí y dan cobertura a los teléfonos. Cada una de las celdas se comunica en una frecuencia en concreto, para que no haya interferencias con las adyacentes, y enlaza con los terminales de los clientes.

De los BTS la señal se traslada a los BSC (siglas en inglés de “controlador de estaciones base”), que actúan como concentradores de varias de estas antenas. Por último, la señal llega a los MSC (siglas en inglés de “centro de conmutación móvil”), que se encargan de establecer la comunicación cuando uno de los clientes marca un número, de enviar los mensajes cortos y de cobrar las llamadas por su duración. Todas estas conexiones se pueden realizar de diversas maneras, no sólo mediante ondas sino también a través de redes fijas y otros tipos de enlaces.

Se necesita saber la posición de los móviles

El MSC puede completar esa labor porque sabe cerca de qué celda se encuentran los terminales gracias al identificador único con que se registran en el VLC (siglas en inglés de “registro de la ubicación del visitante”). Se trata de una base de datos que asigna un número de identificación temporal a todos los aparatos que entran en su cobertura. Para que un hipotético rastreo sea más dificultoso, suele ser temporal y lo varían. Esta característica inherente de la telefonía móvil permite además usos comerciales como los sistemas de localización de personas, que compiten con el GPS aunque con menor precisión.

Cada terminal actúa al mismo tiempo como emisor y receptor, que se comunica con la antena de telefonía más próxima, a la que se denomina estación base

Esta información se averigua con facilidad gracias a que el terminal busca constantemente antenas (pueden darle cobertura simultáneamente varias) que le proporcionen la señal más fuerte. Con esta información se puede triangular la señal y obtener su situación. De esta manera, las operadoras saben de antemano a dónde tienen que encaminar una llamada entrante, una información imprescindible por la movilidad que proporciona esta tecnología, y pueden calcular la potencia de señal necesaria para contactar desde la antena más cercana con el terminal.

Cuando se establece la llamada, los teléfonos de ambas personas comienzan a mandar y recibir audio digitalizado y comprimido a través de las ondas. Si los hablantes se mueven, los teléfonos cambian a la celda que les provea de una señal más potente sin que se corte la comunicación.

Mejoras en la tecnología de la telefonía móvil

GSM (siglas en inglés de Sistema Global de Comunicaciones Móviles) es el protocolo más extendido de la telefonía móvil en el mundo y el que se ha implantado en España. Actualmente, se emite en tres bandas: 900 megahercios, 1,8 gigahercios y la frecuencia que corresponde a la tercera generación y posteriores, como el UMTS o el HSDPA, los 2,1 gigahercios. Tres operadores (Movistar, Vodafone y Orange) poseen la licencia para desplegar su red y utilizar todas las frecuencias autorizadas, mientras que Yoigo la tiene para emplear la de 2100 megahercios.

La tecnología de la telefonía móvil ha evolucionado durante los últimos años, principalmente en el transporte de datos. Así, el GSM original se dedicaba casi únicamente a dar soporte a la voz y a enviar SMS. Los datos se manejaban a la lentísima velocidad de 9,6 kilobits por segundo (kbps). El GPRS supuso una mejora y llegó a los niveles de los módem convencionales, los 40 kbps. Posteriormente, EDGE supuso triplicar esta velocidad y permitió que se incrementara considerablemente el número de terminales a los que se podía dar cobertura en cada celda.

El gran salto tecnológico lo produjo la irrupción del UMTS, que logra una velocidad de transmisión de hasta 384 kbps. Después han llegado los protocolos que se engloban bajo las siglas HSPA (en inglés, Acceso de Paquetes de Alta Velocidad). Una de ellas, el HSDPA aumenta el caudal de datos hasta un máximo teórico de 14,4 megabits por segundo y además disminuye la latencia de la conexión. Así se consigue un mejor desempeño en las videollamadas y en los juegos en línea. HSPA Evolve o HSPA+ es la evolución de esta tecnología y alcanza los 42 megabits por segundo en sentido descendente y los 11,5 megabits por segundo en ascendente.

LTE, el camino hacia la cuarta generación

Las mejoras tecnológicas no se detienen con el HSPA y las operadoras se preparan para implantar LTE, que sustituiría tanto al HSPA como al UMTS. Las prestaciones anunciadas impresionan: podrá conseguir velocidades de hasta 100 megabits por segundo en descarga de datos y de 50 megabits por segundo en sentido ascendente y además reducirá más la latencia.

Estas cifras superan con creces las actuales conexiones ofertadas por los operadores de ADSL y cable en España. Gracias a que esta tecnología es compatible con GSM y HSPA, se espera que los operadores la incorporen en los dos próximos años. Por ejemplo, la empresa japonesa NTT Docomo planea lanzarlo a finales de 2009 y Verizon Wireless, de Estados Unidos, lo prueba para ofrecerlo en 2010. LTE-Advanced será el siguiente paso y el que proponen como identificativo de la cuarta generación de telefonía móvil, con capacidades puntuales de transferencia de datos de hasta un gigabit por segundo.