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El Spectrum Crunch que no fue
Los pequeños transmisores, el uso compartido del espectro y las nuevas tecnologías de codificación de información prometen mantener en aumento la capacidad de datos inalámbricos durante años. 26 de noviembre de 2012
Eche un vistazo al próximo partido o concierto al que asista. Verá miles de fans tomando fotos y videos y enviándolos por correo electrónico a sus amigos. Esos ejércitos de propietarios de teléfonos inteligentes, y sus hermanos con tabletas, están contribuyendo a un aumento sorprendente en el uso de datos inalámbricos: Cisco Systems estima que el tráfico de datos móviles crecerá en un factor de 18 para 2016, y Bell Labs predice que aumentará en un factor de 25. Intuitivamente, hay un problema: todas estas fotos y videos se transmiten por ondas. Sin embargo, solo unas pocas secciones, o bandas, en el espectro de frecuencias de radio están disponibles para los operadores inalámbricos, que pagaron miles de millones de dólares por ellos. Muchas más frecuencias están reservadas para otros usos, desde televisión y radio hasta aplicaciones militares y de aviación. El tráfico de datos está creciendo tan rápidamente que los operadores han impuesto límites de uso y han elevado los precios. Seguramente, estas dos realidades básicas —explosivo uso de datos por un lado, bandas limitadas de espectro por el otro— deben significar que pronto nos quedaremos sin ondas de radio para nuestros dispositivos, ¿verdad?
Hace apenas dos años, el presidente de la Comisión Federal de Comunicaciones de EE. UU., Julius Genachowski, sugirió lo mismo. Dijo que la industria inalámbrica de EE. UU. Necesitaba desesperadamente poner sus manos en partes infrautilizadas del espectro controladas por agencias gubernamentales o emisoras de televisión. De lo contrario, las empresas inalámbricas descubrirían que la demanda de sus servicios superaría su capacidad para proporcionarlos. Si no hacemos nada frente a la inminente crisis del espectro, muchos consumidores enfrentarán precios más altos ya que el mercado se verá obligado a responder a la oferta y la demanda, declaró. De manera similar, un ejecutivo de AT&T, Jim Cicconi, dijo que la necesidad de más espectro es un tema y un problema de toda la industria.
Esta historia fue parte de nuestro número de enero de 2013
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Pero estas afirmaciones fueron prematuras. Por un lado, las reducciones del espectro (el uso de teléfonos móviles que sobrepasa las frecuencias inalámbricas disponibles) ocurrirían en lugares y horarios muy específicos. A veces, las estrategias alternativas pueden resolver por completo estos problemas localizados.
Mire alrededor de ese estadio, por ejemplo, y probablemente encontrará cajas del tamaño de un cartón de leche escondidas en las vigas. Estos son receptores de Wi-Fi de corto alcance que operan en porciones sin licencia del espectro de radio. Su teléfono puede enviar datos a través de ellos en lugar de en las frecuencias de teléfonos móviles de largo alcance. Las cajas de Wi-Fi absorben todos los datos que envías y los envían fuera del estadio a través de una conexión a Internet por cable. Por lo tanto, los datos enviados por usted y casi todos los demás en el estadio no tocan el precioso espectro que, según los proveedores de servicios inalámbricos, se está agotando. Ese ingenioso truco es solo un ejemplo de las nuevas estrategias y tecnologías que pueden aplicarse.
Cosas revisadas
Informe para el presidente: aprovechar todo el potencial del espectro del gobierno para estimular el crecimiento económico
Consejo de asesores de ciencia y tecnología del presidente
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Todo el sistema de espectro se gestiona de forma ineficaz. Un informe consultivo reciente a la Casa Blanca lo dejó bastante claro y enfatizó que compartir las frecuencias inalámbricas de manera más amplia, en lugar de dividir cada banda entre un grupo limitado de usuarios, podría aumentar la capacidad inalámbrica en un factor de miles. Por ejemplo, muchas secciones de las ondas que están reservadas para estaciones de televisión y agencias federales no se utilizan. Eso se debe en parte a que algunas regiones solo tienen tres canales de televisión locales y nadie necesita el espectro restante reservado para las transmisiones de televisión. O un sistema de armas militares que devora el espectro en San Diego usa poco o nada en Nueva York. No tenemos una crisis de espectro tanto como tenemos una crisis de política de espectro, dice David Tennenhouse, vicepresidente de política de tecnología de Microsoft y ex profesor del MIT y ejecutivo de Intel. La llamada 'contracción del espectro' refleja realmente la escasez de espectro artificial.
Para documentar esta escasez artificial con mayor precisión, su empresa ha lanzado un proyecto, llamado Microsoft Spectrum Observatory, para medir dónde y cuándo se utilizan realmente las bandas de frecuencias de radio, comenzando en Washington, DC, Seattle y Redmond, Washington. Tennenhouse espera que sea el primer paso en un esfuerzo de recopilación de datos mucho más amplio que conduzca a regulaciones de espectro más inteligentes. Señalando el enorme éxito de Wi-Fi, que cubre solo rangos cortos y funciona en frecuencias abiertas y sin licencia, agrega: El desafío ahora es extender esos éxitos probados para permitir un acceso de banda ancha de área más amplia utilizando otras porciones subutilizadas del espectro.
Han comenzado algunos de los primeros esfuerzos para compartir frecuencias. Por ejemplo, algunos canales de televisión que no se utilizan en un área geográfica determinada, denominados espacios en blanco, ahora pueden ser utilizados por otros dispositivos. Y en diciembre, la FCC recomendó que los investigadores y las empresas tuvieran acceso a las frecuencias reservadas para los sistemas de radar.
Eventualmente, se podrían compartir muchas más ondas de radio con la ayuda de radios cognitivas, que detectan las frecuencias disponibles y cambian entre ellas en milisegundos para evitar interferencias con otros dispositivos. Algunas de las primeras pruebas al aire libre se están realizando en la Universidad de Colorado. Grupos en otros lugares, incluidos Virginia Tech, la Universidad de California, Berkeley y Rutgers, también están trabajando en la tecnología. Sin embargo, al menos por ahora, las regulaciones rígidas no permiten el uso generalizado de tecnologías flexibles como la radio cognitiva.
No es que todo el tema de la crisis del espectro sea una pista falsa. Las frecuencias de radio son un recurso limitado y algunas bandas no se adaptan bien a las comunicaciones de larga distancia. Los operadores inalámbricos no pueden instalar interminablemente nuevas estaciones base, esas torres en lo alto de edificios de oficinas o laderas (a veces disfrazadas de árboles), porque eventualmente las señales interferirían con las de otras estaciones. Pero los transmisores y receptores de corto alcance que usan frecuencias celulares dedicadas, llamadas celdas pequeñas, ya pueden llenar los vacíos en la cobertura. Los más pequeños, llamados femtocélulas, pueden costar tan solo $ 200 y brindar un servicio claro en hogares y oficinas mientras mantienen la carga fuera de las grandes estaciones base, al igual que esos dispositivos Wi-Fi en las vigas del estadio. Las celdas pequeñas son lo más popular en la industria inalámbrica en este momento, dice Jeff Reed, director del laboratorio de investigación inalámbrica en Virginia Tech.
John Donovan, vicepresidente ejecutivo de AT&T, dijo este otoño que, si bien la compañía había comprado derechos de espectro adicionales y quería aún más, la crisis inmediata había pasado y que la mitad de la nueva demanda hasta 2015 sería manejada por celdas pequeñas. Estas tecnologías han surgido con mucha más fuerza de lo previsto. Si miraste hace unos años, dirías que ahora estaríamos fuera del espectro, dice Vanu Bose, fundador de Vanu, una compañía de comunicaciones inalámbricas en Cambridge, Massachusetts. Bose, junto con Reed, fue asesor técnico en el informe de la Casa Blanca. Hay muchas formas de satisfacer la demanda, dice. Agregar espectro [para servicios comerciales] es sin duda uno de ellos, al igual que las células pequeñas, las tecnologías de descarga alternativas y las innovaciones que aún no hemos concebido.
Eventualmente, las nuevas tecnologías podrían liberar ondas de radio haciendo que las transferencias de datos inalámbricas ocurran mucho más rápidamente. Por ejemplo, los investigadores del MIT han demostrado que es posible reducir la cantidad de comunicación de ida y vuelta requerida para lidiar con paquetes de datos caídos. Si bien la técnica puede tardar algunos años en implementarse ampliamente, las demostraciones de laboratorio muestran que podría aumentar diez veces la capacidad. Eso significa que puede descargar su video 10 veces más rápido de lo que lo hace ahora, liberando la red mucho antes para que otra persona la use.
Entonces, ¿pueden las nuevas tecnologías evitar la escasez de espectro para siempre? Quizás no, pero Tennenhouse de Microsoft dice que décadas de avances en investigación están esperando ser aplicados al problema: ahora mismo, tenemos una acumulación de 15 a 20 años de nuevas tecnologías y arquitecturas ... que pueden llevarnos un largo camino hacia el futuro. .
Esta historia se actualizó el 2 de enero de 2013.