Así se reparte el espectro radioeléctrico con la llegada de la 5G

Fue en 1867 cuando el escocés James Clerk Maxwell descubrió por primera vez las ondas de radio, al explicar la existencia de ondas de luz y ondas de electromagnetismo que viajan en el espacio. Pero no sería hasta la década de 1890 cuando Marconi desarrollara los primeros transmisores y receptores prácticos de radio que aprovechaban este fenómeno natural para la transmisión de comunicaciones.

Desde entonces, este particular e invisible entorno que nos rodea se ha ido llenando de distintas señales radioeléctricas que han ido dando vida a servicios tan comunes en la actualidad como la propia radio, la televisión, las comunicaciones satelitales, las antaño frecuentes comunicaciones por microondas, las telecomunicaciones móviles e incluso el WiFi con el que nos conectamos a internet en nuestro hogar. Todas ellas conforman un puzzle complejo, en constante cambio y en el que conviven en una tensa pero eficiente armonía.

La radio y la TV

Por lo pronto, debemos acotar cuál es el espectro en el que operan las ondas de radio, algo que se hace teniendo en cuenta la frecuencia de onda. Hablamos de bandas que van desde los kilohercios (Khz) hasta los gigahercios (Ghz). Por debajo de 1 Khz estarían las ondas eléctricas, mientras que por encima del Thz nos encontramos con las ondas de luz, desde la infrarroja hasta la violeta o gamma, pasando por la luz visible que todos podemos percibir con nuestros bonitos ojos.  

La longitud de onda es clave para entender las diferencias que también existen dentro incluso del propio espectro radioeléctrico. Aquellas bandas con frecuencias más bajas (Khz y pocos Mhz, por ejemplo) son capaces de recorrer largas distancias y de penetrar relativamente fácil en edificios o atravesar obstáculos naturales. Sin embargo, las bandas más altas (de Mhz a Ghz) ofrecen una mayor capacidad. Esto es: más dispositivos podrían conectarse de manera simultánea en el mismo espacio de espectro.

Así se explica, por ejemplo, que la franja de 3 a 300 Khz sea la empleada para la navegación marítima y aérea, donde se requiere la máxima cobertura posible. La radio AM también usa las bandas de Khz, concretamente entre 300 y 3000 Khz, mientras que los radioaficionados y la radio FM ya usan el inicio de la franja de los Mhz para sus emisiones. La televisión analógica, por su parte, hace lo propio con el espectro que va desde los 300 hasta los 3000 Mhz.

Disruptores 39

Las telecomunicaciones móviles y la televisión digital terrestre (TDT), por su parte, se reparten el resto de las franjas de megahercios. Y aquí es donde empiezan las complejidades: debido al lanzamiento de distintas generaciones de tecnologías, el ordenamiento de estas franjas ha sido caótico y ha obligado a reformular en varias ocasiones la orquestación de estas señales. Sin ir más lejos, ahora mismo estamos inmersos en el segundo dividendo digital que busca precisamente realojar las emisiones de TDT (actualmente en la banda de 700 Mhz) con el fin de liberarla para que los operadores de telecomunicaciones puedan usarla en sus despliegues de 5G. Antes, la misma TDT ya usaba la banda de los 800 Mhz, posteriormente recuperada para los servicios 4G. Y así sucesivamente.

Comunicaciones móviles

En estos momentos, y teniendo siempre en cuenta que el uso de cada banda depende de la región del globo en que nos encontremos, de la regulación de cada país y de la gestión de las subastas de espectro y concesiones públicas a televisiones y radios, la 2G emplea las bandas de 900 y 1800 Mhz. Su sucesora, la 3G hace lo propio en el mismo segmento de 900 Mhz y de también en el de 2100 Mhz. A su vez, la actual 4G opera en la ya mentada zona de los 800 Mhz, en la de 1800, en la de 2600 Mhz y en la mucho más alta de 2,6 Ghz. Y, cuando culminen los despliegues comerciales de la quinta generación de telecomunicaciones móviles, ésta usará el espectro de los 700 Mhz, los 2600 Mhz, los 2,6 Ghz y los 3 Ghz. 

Huelga decir que los operadores, cuando se enfrentan a las millonarias subastas con las que obtienen la concesión para la explotación de este espectro público, se pelean ferozmente por aquellas situadas en la franja inferior, con las que poder ofrecer una mejor cobertura y mayor penetración en domicilios, como ya mencionábamos anteriormente. 

Sin embargo, con la 5G también se van a empezar a explotar franjas del espectro hasta ahora inexploradas como la de 26 Ghz, con un alcance muy limitado pero con una excepcional capacidad. Esto será útil, por ejemplo, en despliegues puntuales de redes móviles en estadios, festivales de música o lugares específicos con una alta concentración de personas conectadas de manera simultánea.

Con todo ello, las frecuencias de los gigahercios no están reservadas solo para los servicios móviles comerciales. Y es que todavía queda margen para que haya bandas no licenciadas, esto es, que para su uso no es necesario contar con una autorización estatal. Es el caso de nuestras conexiones WiFi.

Los primeros routers inalámbricos enviaban una señal en la franja de los 2,4 Ghz. La actual generación ya opera un poco más arriba, en la de 5 Ghz, con las ya consabidas ventajas e inconvenientes (más capacidad pero menor alcance). Pero el futuro ya se abre camino y fabricantes como Qualcomm ya están lanzando productos compatibles con la evolución del estándar WiFi 6E que explotan el siguiente nivel: la franja de los 6 Ghz. 

La relevancia de ir abriendo nuevas franjas en el caso de las redes WiFi  radica, a diferencia de las redes comerciales, no tanto en mejoras tecnológicas relevantes (que también), sino en evitar la concentración de señales domésticas usando la misma franja, lo que provoca problemas de conectividad y pérdida tanto de velocidad como de eficiencia.