Imagínese que está atrapado en una ciudad de seis millones de habitantes. Es media noche. Estás en un vecindario que parece inseguro y necesitas desesperadamente indicaciones para llegar a tu hotel. Debería ser fácil. Sacas tu teléfono inteligente. El dispositivo promete mapas detallados e interactivos. Se supone que es tu salvavidas.
Hay una trampa. Tu conexión de datos es terriblemente lenta. Se arrastra. Te quedas mirando el círculo de carga hasta que desaparece. Al final, renuncias al costoso aparato que tienes en la mano. Caminas hasta una gasolinera y en su lugar compras un mapa en papel.
Sin velocidad, tu teléfono inteligente es sólo un ladrillo tonto. No importa cuán avanzado sea el hardware, depende de una red inalámbrica para funcionar. Esa red proporciona los datos, el alma de la era digital. La generación actual de redes 3G es rápida según los estándares históricos, pero a menudo no logra ofrecer una experiencia de Internet móvil confiable.
Lo que realmente anhela su dispositivo es el tipo de acceso de alta velocidad que obtiene en una computadora de escritorio en casa. Esto es banda ancha móvil. Se llama 4G. Y todas las demás personas en la calle también lo necesitan.
La explosión de datos
El cambio en la forma en que utilizamos los teléfonos se produjo de forma silenciosa pero rápida. En 2009, el tráfico de red de banda ancha móvil superó por primera vez al tráfico de llamadas de voz. La tendencia no ha hecho más que acelerarse desde entonces.
Se prevé que la demanda de datos será 33 veces mayor para 2020. La gente está comprando dispositivos que consumen enormes cantidades de ancho de banda. Las redes deben mantenerse al día o colapsarán bajo el peso de su propio éxito.
Los proveedores de servicios, conocidos como transportistas u operadores dependiendo de dónde viva, están invirtiendo dinero en este problema. Están invirtiendo mucho en infraestructura. Esto incluye el hardware y el software que hacen posible la comunicación celular. Las estimaciones sugieren que gastarán hasta 53 mil millones de dólares sólo en Estados Unidos.
El objetivo es sencillo. Expanda redes más rápidas. Eso significa avanzar hacia los estándares 4G.
Decodificando la brecha generacional
Pero, ¿qué son exactamente las redes 4G? ¿Por qué son objeto de anuncios publicitarios agresivos y ruidosos? ¿Qué las diferencia de las redes 2G de la vieja escuela que manejaban principalmente llamadas de voz? ¿Cómo se puede diferenciar una red 4G de una 3G en el mundo real?
Las respuestas rara vez son claras. El mundo de la tecnología 4G suele ser tan desorientador como estar perdido en una megalópolis sin mapas en línea. El marketing es complicado. Las siglas son densas.
Necesitamos cortar el ruido. Esta guía te guiará más allá de las palabrerías del techno. Le mostraremos cómo esas veloces velocidades podrían impulsar la Internet móvil hacia una nueva era. La evolución es interminable.
Evolución interminable de la tecnología inalámbrica
Las redes inalámbricas son una mezcla desordenada de tecnologías superpuestas. Las siglas se vuelven confusas rápidamente. Pero si dejamos de lado la jerga, nos quedamos con una verdad: las redes inalámbricas son sistemas de radio. Puede consultar Cómo funcionan los teléfonos móviles y Cómo funcionan los teléfonos inteligentes para conocer los conceptos básicos de mecánica.
Independientemente del estándar que domine su región, usted es parte del mismo aumento global. Hay casi 6 mil millones de suscripciones activas a teléfonos móviles en todo el mundo. El uso de dispositivos móviles no hace más que acelerarse.
Miles de millones de usuarios exigen más. Las redes deben adaptarse para soportar la carga. Cada salto en el rendimiento se etiqueta como una nueva generación.
Las redes 1G de primera generación llegaron en la década de 1980. Eran analógicos. Solo manejaban llamadas de voz.
Digital 2G tomó el control a principios de los años 1990. Trajo datos básicos. Puedes enviar mensajes de texto y consultar el correo electrónico.
Las redes 3G se difundieron a principios de la década de 2000. Internet móvil se hizo realidad. Puede navegar por la web y transmitir audio. A menudo era dolorosamente lento.
Los consumidores querían más. Los dispositivos se volvieron ávidos de datos. La infraestructura de red comenzó a resquebrajarse bajo la presión.
3G necesitaba una actualización. Las redes inalámbricas tuvieron que evolucionar nuevamente. El objetivo era una banda ancha móvil más rápida.
Ahora las líneas están borrosas. No existe un estándar universal para 4G.
Los sistemas más rápidos que el 3G suelen denominarse 3,5G o 3,9G. Los operadores lo llaman 3G+. Los equipos de marketing simplemente lo llaman 4G. Es un término de marketing. Simplemente significa más rápido que 3G. Nada más.
Pero hay diferentes versiones de esta banda ancha móvil. La diferencia clave radica en la arquitectura.
4G es totalmente IP
Las redes antiguas dependían de la conmutación de circuitos. Fue un camino dedicado a tu llamado. 4G es totalmente IP. Utiliza conmutación de paquetes. Los datos se dividen en fragmentos. Viaja a través de la red y se vuelve a ensamblar en el destino.
Este cambio importa. La conmutación de paquetes es más eficiente. Maneja voz y datos simultáneamente sin desperdiciar ancho de banda. Permite velocidades más altas. Admite aplicaciones complejas.
Piense en ello como una autopista. Las antiguas redes tenían carriles exclusivos para automóviles. Las nuevas redes permiten que autobuses, camiones y sedanes compartan la carretera de manera eficiente. Los datos se mueven en paquetes. Toma la ruta más rápida.
Es por eso que las redes 4G ofrecen tal salto en velocidad. No es sólo más poder. Es un sistema más inteligente.
4G no sólo es más rápido. Es un cambio arquitectónico fundamental de voz con conmutación de circuitos a datos con conmutación de paquetes.
La transición de 3G a 4G eliminó el cuello de botella de voz. Las llamadas de voz son ahora sólo otra forma de datos. Esto habilita VoIP (Voz sobre IP). Abre la puerta a las videollamadas. Admite juegos en tiempo real.
Los operadores impulsan con fuerza el marketing 4G. Afirman velocidades revolucionarias. El rendimiento en el mundo real varía. Depende de la congestión. Depende del hardware. Pero la tecnología subyacente es distinta.
Las redes más antiguas tuvieron problemas con la latencia. Las redes totalmente IP reducen el retraso. Esto es crucial para la transmisión. Es vital para los servicios en la nube.
Se ve la diferencia en el uso diario. Las páginas web se cargan más rápido. El vídeo se almacena menos. Las aplicaciones se sienten más receptivas.
La terminología es confusa. Escuchará LTE (Evolución a largo plazo) por todos lados. LTE a menudo se considera un trampolín hacia el verdadero 4G. Pero para la mayoría de los usuarios, se ajusta a la definición general. Es más rápido. Es más confiable.
Comprender cómo funciona 4G te ayuda a elegir el plan adecuado. Explica por qué sus datos se aceleran. Aclara mapas de cobertura.
La tecnología avanza rápido. Cambio de estándares. Pero el impulso por la velocidad sigue siendo constante.
4G es fundamentalmente un sistema de radio más eficiente. El desafío de ingeniería no era sólo construir mejores torres. Se trataba de incluir más datos digitales en cada señal de radio. Esto maximiza la velocidad y la eficiencia general de la red.
A diferencia de su predecesor, 4G se basa en un estándar totalmente IP. Esto significa que utiliza el Protocolo de Internet para todo. Incluso las llamadas de voz se tratan como paquetes de datos. Las redes 3G también estaban basadas en IP, pero dependían de la conmutación de circuitos para la voz. El 4G descartó eso. Trata una llamada telefónica como un flujo más de datos que se mueve a través de Internet.
Este enfoque basado en paquetes permite que los datos viajen a través de diferentes redes sin ser codificados. Su teléfono no sólo se comunica directamente con Internet. Se comunica primero con una estación base. En términos industriales, una estación base es la torre de telefonía móvil. Es la estructura alta cubierta de antenas. Transmite datos entre su dispositivo e Internet en general.
Interfaces aéreas y espectro
Hay muchas formas de establecer un enlace entre tu teléfono y esa torre. Éstas se denominan interfaces aéreas. Los métodos más antiguos están llenos de acrónimos como CDMA2000, HSPA, EV-DO Revisión B y Mobile WiMAX. Cada uno transfiere datos de manera diferente utilizando espectros de ondas de radio específicos.
No enumeramos todos los acrónimos aquí. Puedes profundizar en esas tecnologías más antiguas si quieres aprender la lección de historia. La cuestión es que 4G introduce interfaces aéreas más nuevas y más rápidas diseñadas para soportar el aumento de carga.
La realidad de todo IP
Actualmente, el mundo no cuenta con una red puramente 4G. La verdadera entrega de datos totalmente IP todavía está evolucionando. La mayoría de los países todavía tienen una superposición significativa entre las redes 3G e incluso 2G. Su teléfono a menudo salta entre estándares para mantener la señal.
Pero a medida que avanza la infraestructura, la transición se vuelve más clara. El objetivo es una red donde cada bit de tráfico, desde un mensaje de texto hasta una transmisión de video 4K, sea solo otro paquete en Internet.
Este diseño centrado en IP es sólo un ingrediente. El perfil de rendimiento completo de 4G requiere algo más que cambios de protocolo. Necesita capacidades de hardware específicas y gestión del espectro.
La receta 4G completa
4G no fue una revolución. Fue una actualización que arregló los bits rotos de 3G. Si estaba atrapado en redes de tercera generación, conoce el dolor. Ahora obtienes descargas más rápidas y menos almacenamiento en búfer.
La velocidad suele ser el número principal. En 3G, tu teléfono tiene dificultades para alcanzar los 2 Mbps. 4G lleva eso a 3 o 5 Mbps. Ese es territorio del módem por cable. Claro, a los departamentos de marketing les encanta hablar de velocidades de 100 Mbps. No les creas. Ese es un resultado de laboratorio. En el mundo real, todavía no lo entiendes.
Pero la velocidad no lo es todo. El verdadero cambio está en la arquitectura.
Por qué 4G maneja mejor a más usuarios
Mark Murphy, líder de innovación de Ericsson, señala que para la mayoría de las personas la capacidad importa más que la velocidad máxima. 4G tiene mayor capacidad. Admite muchos más usuarios a la vez.
Piense en un concierto lleno de gente. En una torre 3G, tal vez entre 60 y 100 personas puedan transmitir vídeo sin que se pierda la conexión. Pruébelo con 300 o 400 personas en una red 4G LTE. Se sostiene. Las velocidades de datos se mantienen altas. Las videollamadas no se congelan. YouTube se reproduce sin problemas.
Cómo cambia la latencia en los juegos online
Luego está el retraso. O latencia. Este es el tiempo entre su comando y la respuesta de la red.
La baja latencia lo es todo si juegas juegos en línea de ritmo rápido. Es útil si estás controlando de forma remota un robot o un automóvil. La velocidad en tiempo real necesita 50 ms o menos. 4G LTE te reduce a 20-40 ms.
La diferencia es el día y la noche. Las llamadas de voz dejan de tener ese eco extraño. El retraso desaparece.
Explicación de la eficiencia espectral
El espectro es finito. Es una pipa. Solo puede incluir una cantidad limitada de datos a través de él. 4G utiliza esquemas de codificación más inteligentes. Exprime más bits por hercio que los que jamás podría 3G.
Es más eficiente espectralmente. Ese es el término técnico. Significa un mejor rendimiento sin necesidad de más torres físicas.
¿Pero cómo hace esto realmente? El hardware y el software funcionan juntos de manera diferente.
El lugar para la interfaz aérea
Rara vez piensas en el dialecto que habla tu dispositivo. Ese dialecto es la interfaz aérea, el protocolo estandarizado que dicta cómo su hardware móvil se comunica con la estación base local. Si has visto al menos un comercial de teléfonos inteligentes, te han bombardeado con acrónimos. 4G LTE. WiMAX. HSPA+. Todos comparten una función: coordinar el tráfico de la red. Le indican a su dispositivo cuándo gritar datos y cuándo escuchar. La diferencia radica en la sintaxis. Cómo logran esa coordinación.
WiMAX parecía prometedor. Se parecía al protocolo WiFi de su casa u oficina. Ya casi no existe. Los operadores lo abandonaron por LTE y HSPA+.
LTE funciona de manera diferente. Los dispositivos pueden transmitir y recibir simultáneamente. Utilizan diferentes frecuencias para cada tarea. La salsa secreta es OFDM (multiplexación por división de frecuencia ortogonal). Esta técnica divide una señal en flujos de datos paralelos. Estas transmisiones viajan a través de subcanales de radio. Los procesadores en el otro extremo reconstruyen la señal. Es eficiente. Es rápido.
MIMO (múltiples entradas y múltiples salidas) es otra pieza clave del rompecabezas LTE. Se basa en múltiples antenas y transmisores tanto en el teléfono como en la estación base. Esta configuración permite la transmisión simultánea de carga y descarga. Sin esperas. Sin cuellos de botella.
HSPA+ juega un papel diferente. Es compatible con sistemas 3G antiguos. LTE no lo es. HSPA+ no es el futuro. Es un método para exprimir más vida a la infraestructura existente. Se gana tiempo. Extiende el ciclo de vida de los equipos viejos.
LTE llegó para quedarse. Las redes se denominan “evolución a largo plazo” porque los operadores quieren seguir con esta tecnología. No quieren gastar montones de dinero en efectivo mejorando la infraestructura cada pocos años. LTE se considera una buena opción a largo plazo porque es más fácil de ampliar. Para mayor capacidad. Para un mejor rendimiento.
En este momento, las redes 4G LTE puras son raras. Las redes en todas partes son una mezcolanza. Tienes 3G. Tienes 4G. Incluso tienes tecnologías 2G e interfaces aéreas mezcladas. En muchas áreas, la cobertura 2G, 3G y 4G se superponen. Puedes ver este lío con los mapas interactivos en OpenSignalMaps. Por eso, incluso los llamados teléfonos 4G vienen con chips 3G. Los necesitan para acceder a redes 3G y 3G+ cuando cae la señal LTE.
Sujeta con más fuerza tu teléfono móvil. La red es cada vez más rápida. Se está volviendo aterradoramente inteligente.
La red que vive y respira
4G LTE supera muchas de las limitaciones de 3G. Agrega una amplia gama de capacidades de ajuste de sinapsis. Si The Terminator y The Matrix te asustaron, considera saltar adelante.
Las arcaicas redes 1G y 2G son estúpidas, tecnológicamente hablando. Las redes 4G son máquinas inteligentes. Manejan la congestión. Cuando miles de personas quedan atrapadas en una autopista durante las horas pico, comienzan a usar sus teléfonos. La demanda de servicios de datos aumenta en esa área.
Los sistemas 3G se resisten. Tropezan. Los usuarios se frustran. Los sistemas 4G se autoorganizan y autoconfiguran. Lo compensan sobre la marcha. Brindan un servicio más rápido para más personas en la zona afectada.
Los cortes de energía y las fallas en los equipos a menudo paralizan los sistemas 3G. 4G tiene capacidades de autocuración. Los sensores y el software avanzado detectan el problema. El sistema dirige el tráfico a través de otras torres hasta que se realicen las reparaciones.
Lo sorprendente es que las redes 4G realizan estas soluciones sin intervención humana. Wojtek Felendzer, director de marketing de soluciones técnicas de Nokia Siemens Networks, afirma que estos sistemas son las máquinas más grandes jamás construidas por la humanidad. Se extienden de costa a costa. En todo el mundo. 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 tecnología nueva y radical. La gente de esta industria a veces dice que no se ha inventado nada nuevo en los últimos 100 años. Es simplemente una nueva forma de combinar conocimientos establecidos con equipos de procesamiento más potentes. Tu teléfono inteligente es una prueba. Muchos teléfonos ahora tienen procesadores de doble núcleo. Se trata de una potencia informática inaudita hace apenas unos años.
Entonces, si alguna vez temió una adquisición tecnológica, pronto será el momento de dirigirse a su búnker en la naturaleza. Hasta entonces, sigue leyendo. Verás cómo puedes presenciar una guerra de otro tipo, entre los operadores de red.
Más información sobre 3G
Las redes 3G reservan la misma cantidad de espectro tanto para enviar como para recibir datos. Los teléfonos inteligentes y otros dispositivos reciben muchos más datos de los que envían. Las redes 4G asignan mucho más espectro para recibir. El resultado es una mejor velocidad general.
La trampa de la escasez de espectro
Los transportistas están librando una guerra por los ojos. Ves los anuncios, sientes la presión. Quieren tu suscripción. Para conseguirlo necesitan velocidad. Necesitan cobertura. Pero la velocidad y la cobertura no surgen de la nada.
Provienen de espectro.
Piense en el espectro como un recurso finito. Es un recurso restrictivo en el sentido más brutal. Agencias gubernamentales subastan bloques de frecuencias de radio. Hay un límite. Una vez que se fue, se fue.
Los que ganan la subasta se llevan lo bueno. Frecuencias más bajas. Piense en 700 MHz. Estas ondas se comportan como niebla. Se conforman. Penetran en los edificios. No les importa tu pared de ladrillos. ¿Frecuencias más altas? Están en la línea de visión. Un árbol los bloquea. Una tormenta los dispersa. Los operadores anhelan las bandas bajas porque la confiabilidad vale la pena.
El costo es obsceno. AT&T perdió casi 2 mil millones de dólares por un bloque de espectro de 700 MHz. Esto cubre aproximadamente 300 millones de personas. Ese es el precio de entrada para jugar en serio.
La tecnología más antigua exigía bloques contiguos. Un trozo sólido de espectro. LTE cambió el juego. Puede unir frecuencias. Utiliza 700 MHz, 900 MHz, 1,7 GHz, 2,1 GHz. Se mezcla y combina. Sin embargo, no todas las frecuencias son iguales. Las bandas bajas siguen dominando la cobertura. Las bandas altas rigen para la capacidad bruta en núcleos urbanos densos.
Una vez que un operador compra las ondas de radio, no se limita a reemplazar las torres. No los ves cambiando las grandes cajas de metal en la carretera. Comienzan en el núcleo. Actualizan los enrutadores. Intercambian servidores. Construyen a escala. Porque la demanda nunca dejará de crecer.
3G con cualquier otro nombre
Reina la confusión. Todo el mundo lo llama 4G. ¿Pero lo es?
En EE.UU., casi todos los operadores ofrecen servicios más rápidos que 3G. Le ponen la etiqueta 4G. No existe una definición acordada. HSPA y CDMA/EV-DO son redes 3G técnicamente avanzadas. Pero son rápidos. Por eso los operadores los llaman 4G. Es marketing y ingeniería.
Impacto y futuro del 4G
“El omnipresente 4G cambiará las reglas del juego”, afirma Richard Karpinksi, analista senior de movilidad de Yankee Group. “Tendrá un impacto en los negocios, la educación, el comercio minorista y mucho más”.
Pero mantenga sus expectativas bajo control. El realismo importa. Las redes se ralentizan cuando están llenas. Es física. Si ve velocidades de descarga de 10 a 20 Mbps, es una victoria. Eso es significativo. No espere velocidades de gigabits en todas partes.
¿Transmisión en alta definición? Aún no. No precisamente. ¿Pero videollamadas sin problemas? Sí. ¿YouTube en movimiento? Absolutamente.
Aquí está el truco. Pagas por ello. Los planes de datos en 4G son caros. Los límites de datos cobran gran importancia. Matan la diversión.
Aquí es donde entran en juego las mejoras de calidad de servicio. Imagina que estás en el centro comercial. Los niños están de compras. Quieres ver un partido de fútbol. Estás por encima de tu límite de datos. La red está congestionada. Es lento.
Pero puedes pagar. Un cargo único. Una actualización temporal. Obtienes la velocidad que necesitas. Miras el juego. Entonces vuelves al punto de partida.
La duración de la batería es otra víctima. Las señales 4G son más escasas que las 3G. Tu teléfono trabaja más para encontrarlos. Drena energía. Es posible que no pases un día completo. ¿Y los propios teléfonos? Se están volviendo más poderosos. Más funciones. Más hambre de energía. Es necesario reforzar los dispositivos. Baterías grandes. Chips eficientes.
Y luego, LTE Avanzado
El futuro no es sólo 4G. Es LTE Avanzado.
Todavía está en desarrollo. Pero la promesa es asombrosa. Podría hacer que su teléfono inteligente 3G actual sea hasta 100 veces más rápido. Estamos hablando de una nueva era de Internet móvil.
La web está extendida por todo el mundo. Hardware. Software. Tecnologías inalámbricas. Se está expandiendo. No importa dónde viva, están llegando redes más rápidas. Si te encantan los gadgets, te alegrarás. Internet estará a tu alcance. Como nunca antes.
Preguntas frecuentes
¿Qué significa 4G?
4G es la cuarta generación de tecnología de redes celulares, sucediendo a 3G. Ofrece velocidades de datos más rápidas y maneja más tráfico de datos que su predecesor.
¿Por qué el espectro es tan caro?
Porque es un recurso restrictivo. La oferta está limitada por la asignación gubernamental, mientras que la demanda de cobertura y velocidad por parte de los operadores es insaciable.
¿Qué banda de frecuencia es mejor para la cobertura?
Las frecuencias más bajas, como 700 MHz, son superiores en cuanto a cobertura. Penetran obstáculos como edificios mejor que las frecuencias más altas, que dependen de la línea de visión.
¿En qué se diferencia LTE Advanced del LTE estándar?
LTE Advanced es una evolución del estándar 4G. Promete velocidades significativamente más altas (potencialmente hasta 100 veces más rápidas que las redes 3G más antiguas) mediante el uso de técnicas de agregación de portadoras y procesamiento de señales más avanzadas.
¿El 4G acabará con la duración de mi batería?
Probablemente. Debido a que las señales 4G pueden ser más escasas, los dispositivos gastan más energía buscando recepción. Combinado con funciones más potentes del teléfono, esto conduce a un consumo de batería más rápido en comparación con los dispositivos que solo cuentan con 3G.
