Teléfono inalámbrico

Un teléfono inalámbrico o portátil es un auricular que se conecta por radio a una estación base conectada a la red telefónica pública . Su alcance es limitado, generalmente al mismo edificio o a una corta distancia de la estación base.

Un teléfono inalámbrico se diferencia funcionalmente de un teléfono móvil por su alcance limitado y por depender de la estación base en el domicilio del abonado. Los estándares actuales de telefonía inalámbrica, como PHS y DECT , han difuminado la distinción, antes clara, entre teléfonos inalámbricos y móviles mediante la implementación de la transferencia de llamadas (handover), diversas funciones avanzadas, como la transferencia de datos, e incluso, a pequeña escala, el roaming internacional . En modelos especializados, un operador de red móvil comercial puede mantener estaciones base y los usuarios se suscriben al servicio.

A diferencia de un teléfono con cable, un teléfono inalámbrico necesita electricidad de la red (para alimentar la estación base). El auricular inalámbrico contiene una batería recargable , que la estación base recarga cuando el auricular descansa en su base. ^{[ 1 ]}

La radiotelefonía (telefonía sin cables) precedió a los teléfonos inalámbricos por al menos dos décadas. El primer sistema, el MTS (Servicio Telefónico Móvil), entró en servicio en 1946. Debido a que su alcance estaba diseñado para cubrir la mayor área de servicio posible, la capacidad era extremadamente baja, y la tecnología de válvulas de la época hacía que los equipos fueran bastante grandes y pesados. La segunda generación de radiotelefonía, o IMTS (Servicio Telefónico Móvil Mejorado), se puso en marcha en 1964.

A partir de 1963, un pequeño equipo de ingenieros de Bell Laboratories recibió el encargo de desarrollar un teléfono inalámbrico dúplex práctico y completamente funcional. El equipo estaba integrado por (en orden alfabético): SM Baer, ​​GC Balzer, JM Brown, WF Clemency, M. Rosenthal y W. Zinsmeister, bajo la dirección de WD Goodale, Jr.

Para 1964, los prototipos ya funcionaban en el laboratorio. Entre 1964 y 1965, estos se perfeccionaron y empaquetaron para realizar pruebas en las instalaciones de Bell Labs en Holmdel, Nueva Jersey. El sistema operaba bajo una licencia experimental en canales controlados por cristal en las bandas de 35 y 43  MHz, utilizando FM, un transmisor de baja potencia y un receptor superheterodino sensible . La supervisión completa de todas las funciones telefónicas, incluyendo descolgar y marcar, se proporcionaba mediante un sistema de supervisión de tonos fuera de banda. El modelo desarrollado para uso doméstico se diseñó para que pareciera un auricular telefónico estándar (aunque voluminoso). La estación base era una pequeña caja conectada a una red telefónica estándar. Se construyeron aproximadamente 50 unidades en un taller de modelos de Western Electric en Andover para realizar pruebas de campo en dos ubicaciones del sistema Bell en el área de Boston y Phoenix. El proyecto general se describió en el Bell Laboratories Record, Volumen 45 (1967). ^{[ 2 ]}

En 1966, George Sweigert presentó una solicitud de patente para un " aparato de comunicaciones inalámbricas dúplex completo ". Se le concedió la patente estadounidense 3.449.750 en junio de 1969. ^{[ 3 ]} Sweigert, operador de radio durante la Segunda Guerra Mundial destinado en las islas de Guadalcanal y Bougainville , en el Pacífico Sur , desarrolló el concepto de dúplex completo para personal no especializado, con el fin de mejorar las comunicaciones en el campo de batalla para los altos mandos.

A finales de la década de 1960 , Sweigert fue un defensor activo de la conexión directa de dispositivos electrónicos de consumo a las líneas telefónicas propiedad de AT&T . En aquel entonces, las compañías telefónicas no permitían la conexión de equipos de terceros a sus líneas; la mayoría de los teléfonos eran fabricados por Western Electric y arrendados al cliente por AT&T. El acoplador Carterfone , un dispositivo rudimentario para interconectar una radio bidireccional con el teléfono, propició la revocación de la prohibición de la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) sobre la conexión directa de equipos de consumo a las líneas telefónicas (conocida como la histórica decisión Carterfone) el 26 de junio de 1968. Los primeros teléfonos inalámbricos, como el Carterfone, se conectaban acústicamente (no eléctricamente) a la red telefónica pública. ^{[ 4 ]}

En 1977, Douglas G. Talley y L. Duane Gregory obtuvieron la patente estadounidense 4.039.760 para un enlace de comunicación de voz dúplex que incluía controles entre una estación base conectada directamente a la línea telefónica de una central telefónica y una unidad móvil compuesta por un pequeño y compacto teléfono inalámbrico con circuitos transmisor, receptor y de control, alimentado por una batería recargable. Se transmite y detecta un único tono lógico para el control lógico de las señales de llamada, descolgado y colgado, y pulsos de marcado.

Los teléfonos inalámbricos se popularizaron en hogares y lugares de trabajo a principios de la década de 1980. Según The New York Times , la cantidad de teléfonos inalámbricos vendidos en Estados Unidos pasó de 50 000 en 1980 a 1 millón en 1982. Rápidamente se hicieron populares debido a su comodidad y portabilidad, a pesar de los temores de que su dependencia de las señales de radio los hiciera vulnerables a la interceptación de llamadas u otros usos indebidos. ^{[ 5 ]}

En 1994, los teléfonos inalámbricos digitales en el  rango de frecuencia de 900 MHz estuvieron disponibles para los consumidores. Estos nuevos tipos de teléfonos ofrecían una mejor calidad de audio, ya que podían filtrar las interferencias y sus señales podían penetrar las paredes con mayor facilidad. Las señales digitales permitieron que los teléfonos fueran más seguros y disminuyeron las escuchas ilegales; era relativamente fácil interceptar conversaciones telefónicas analógicas inalámbricas. ^{[ 6 ]} En 1995 se introdujo el espectro ensanchado digital (DSS) para teléfonos inalámbricos. Esta tecnología permitió la propagación de la transmisión de voz digital en múltiples frecuencias, mejorando la privacidad y reduciendo las interferencias entre diferentes abonados. ^{[ 7 ]}

Muchos teléfonos inalámbricos del siglo XXI son digitales. La tecnología digital ha contribuido a ofrecer un sonido nítido y a limitar las escuchas indiscretas. Muchos teléfonos inalámbricos cuentan con una estación base principal y pueden añadir hasta tres o cuatro bases adicionales. Esto permite múltiples canales de voz que posibilitan llamadas de conferencia a tres bandas entre las bases. Esta tecnología también permite el uso simultáneo de varios terminales, e incluso que hasta dos terminales mantengan conversaciones independientes con otras personas.

Los fabricantes suelen anunciar que sus sistemas de alta frecuencia mejoran la calidad y el alcance del audio. En el caso ideal, las frecuencias más altas presentan una peor propagación de la señal, como lo demuestra la ecuación básica de transmisión de Friis , y la pérdida de trayectoria también tiende a aumentar a frecuencias más altas. En la práctica, la calidad y el alcance se ven afectados por la intensidad de la señal , la calidad de la antena , el método de modulación utilizado y las interferencias, que varían según la zona.

Las líneas telefónicas fijas de " servicio telefónico básico " (POTS) están diseñadas para transmitir audio con una calidad apenas suficiente para que las partes se entiendan. El ancho de banda típico es de 3,6 kHz; solo una fracción de las frecuencias que los humanos pueden oír, pero suficiente para que la voz sea inteligible. Ningún auricular puede mejorar esta calidad, ya que es una limitación del propio sistema telefónico. Sin embargo, los teléfonos de mayor calidad pueden transmitir esta señal al auricular con menos interferencias y a mayor distancia. La mayoría de los teléfonos inalámbricos, independientemente de la banda de frecuencia o el método de transmisión que utilicen, difícilmente igualarán la calidad de sonido de un teléfono fijo de alta calidad conectado a una buena línea telefónica . Esta limitación se debe a varios problemas, entre ellos los siguientes: 

• Tono lateral : escuchar la propia voz resonando en el altavoz del receptor.
• Se percibe una cantidad considerable de ruido de fondo constante (esto no se debe a interferencias de fuentes externas, sino al ruido interno del sistema telefónico inalámbrico).
• La respuesta en frecuencia no es la respuesta en frecuencia completa disponible en un teléfono fijo con cable.

La mayoría de los fabricantes afirman que sus sistemas de 2,4 GHz y 5,8 GHz tienen un alcance de unos 30 metros (98 pies) , pero los modelos económicos a menudo no alcanzan esta cifra.   

Sin embargo, una frecuencia más alta suele ofrecer ventajas. Las bandas de 900  MHz y 2,4  GHz se utilizan cada vez más para una gran variedad de dispositivos, como monitores para bebés , hornos microondas , Bluetooth y redes inalámbricas ; por lo tanto, es probable que un teléfono inalámbrico sufra interferencias de las señales emitidas por estos dispositivos, e incluso que genere interferencias por sí mismo. También es posible que un teléfono inalámbrico interfiera con el estándar inalámbrico 802.11a , ya que este estándar puede configurarse para operar en la banda de 5,8 GHz  . No obstante, esto se soluciona fácilmente reconfigurando el dispositivo de red inalámbrica para que funcione en la banda de 5,180  GHz a 5,320  GHz.

La nueva  banda de 1,9 GHz está reservada para su uso por teléfonos que utilizan el estándar DECT , lo que debería evitar problemas de interferencia en las bandas no licenciadas de 900  MHz, 2,4  GHz y 5,8  GHz.

Muchas señales de teléfonos analógicos son fácilmente captadas por escáneres de radio , lo que permite a cualquiera dentro del alcance escuchar conversaciones (aunque esto es ilegal en muchos países). Si bien aún se fabrican muchos modelos analógicos, la tecnología digital moderna permite reducir el riesgo de escuchas ilegales . El espectro ensanchado digital (DSS) generalmente utiliza salto de frecuencia para distribuir la señal de audio (con un  ancho de banda de 3 kHz) en un rango de frecuencias mucho más amplio de forma pseudoaleatoria . Distribuir la señal en un ancho de banda mayor constituye una forma de redundancia y aumenta la relación señal-ruido , lo que se traduce en un mayor alcance y una menor susceptibilidad a las interferencias. Las bandas de frecuencia más altas ofrecen más espacio para estas señales de ancho de banda amplio.

Para un receptor analógico como un escáner, una señal DSS suena como ráfagas de ruido. Solo la unidad base, mediante un número pseudoaleatorio coincidente , puede decodificar la señal, y elige entre miles de códigos únicos cada vez que el terminal se coloca en la base. Además, la naturaleza digital de la señal aumenta su tolerancia al ruido, e incluso algunos sistemas la cifran para mayor seguridad.

Existen teléfonos inalámbricos itinerantes que no están conectados a ninguna estación base específica, pero que tampoco utilizan redes de telefonía móvil tradicionales. Suelen emplear tecnologías digitales como DECT ,  espectro no licenciado de 2,4 GHz o tecnología de red inalámbrica (WLAN) basada en los estándares 802.11a /b/g. Existen equivalentes analógicos que ofrecen mayor alcance, pero con la posible pérdida de confidencialidad y calidad de voz. El teléfono inalámbrico se conecta a un punto de acceso inalámbrico o estación base compatible con la misma tecnología. También se requiere una función de gestión de llamadas y una puerta de enlace a la red telefónica pública conmutada (PSTN). Esta función puede estar integrada o no en la estación base. Los teléfonos que utilizan puntos de acceso inalámbricos a datos pueden emplear un servicio de Voz sobre IP (VoIP) , utilizando así una conexión a Internet de banda ancha para delegar la conexión a la PSTN a una puerta de enlace remota operada por el proveedor de servicios.

A diferencia de los teléfonos con cable, que se alimentan de las baterías de la central telefónica, la estación base de un teléfono inalámbrico requiere energía eléctrica para funcionar. Durante una interrupción del suministro eléctrico, la estación base inalámbrica no funcionará, mientras que los teléfonos con cable pueden seguir funcionando. ^{[ 15 ]}

• Carterfone
• Alianza para la Convergencia Fija-Móvil

• Sistema de teléfono móvil personal (PHS) en Japón y China
• Espectro ensanchado

• Revisión de la asignación de frecuencias para teléfonos inalámbricos
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