Wireless

Wireless communication (or just wireless, when the context allows) is the transfer of information (telecommunication) between two or more points without the use of an electrical conductor, optical fiber or other continuous guided medium for the transfer. The most common wireless technologies use radio waves. With radio waves, intended distances can be short, such as a few meters for Bluetooth, or as far as millions of kilometers for deep-space radio communications. It encompasses various types of fixed, mobile, and portable applications, including two-way radios, cellular telephones, and wireless networking. Other examples of applications of radio wireless technology include GPS units, garage door openers, wireless computer mice, keyboards and headsets, headphones, radio receivers, satellite television, broadcast television and cordless telephones. Somewhat less common methods of achieving wireless communications involve other electromagnetic phenomena, such as light and magnetic or electric fields, or the use of sound.

El término inalámbrico se ha utilizado dos veces en la historia de las comunicaciones, con significados ligeramente diferentes. Inicialmente se usó alrededor de 1890 para la primera tecnología de transmisión y recepción de radio, como en la telegrafía inalámbrica , hasta que la nueva palabra radio lo reemplazó alrededor de 1920. Los aparatos de radio en el Reino Unido y el mundo angloparlante que no eran portátiles continuaron siendo denominados aparatos inalámbricos hasta la década de 1960. ^{[ 1 ] [ 2 ]} El término inalámbrico se recuperó en las décadas de 1980 y 1990 principalmente para distinguir los dispositivos digitales que se comunican sin cables, como los ejemplos enumerados en el párrafo anterior, de aquellos que requieren cables. Este se convirtió en su uso principal en la década de 2000, debido a la llegada de tecnologías como la banda ancha móvil , Wi-Fi y Bluetooth .

Las operaciones inalámbricas permiten servicios, como comunicaciones móviles e interplanetarias, que son imposibles o poco prácticos de implementar con el uso de cables. El término se usa comúnmente en la industria de las telecomunicaciones para referirse a sistemas de telecomunicaciones (por ejemplo, transmisores y receptores de radio, controles remotos, etc.) que utilizan alguna forma de energía (por ejemplo, ondas de radio y energía acústica) para transferir información sin el uso de cables. ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} La información se transfiere de esta manera tanto a cortas como a largas distancias ^{[ 6 ]} .

La primera conversación telefónica inalámbrica tuvo lugar en 1880, cuando Alexander Graham Bell y Charles Sumner Tainter inventaron el fotófono , un teléfono que transmitía audio mediante un haz de luz. El fotófono requería luz solar para funcionar y una línea de visión directa entre el transmisor y el receptor, lo que redujo considerablemente su viabilidad práctica. ^{[ 7 ]} Pasarían varias décadas antes de que los principios del fotófono encontraran sus primeras aplicaciones prácticas en las comunicaciones militares y, posteriormente, en las comunicaciones por fibra óptica .

A finales del siglo XIX, antes de que se generalizaran los sistemas de radio prácticos, se investigaron diversos sistemas de señalización eléctrica inalámbrica, como el envío de corrientes eléctricas a través del agua y la tierra mediante inducción electrostática y electromagnética, para su uso en telegrafía. Entre ellos se encontraban un sistema de inducción patentado por Thomas Edison que permitía conectar un telégrafo instalado en un tren en marcha con cables telegráficos paralelos a las vías, un sistema de telégrafo por inducción de William Preece para el envío de mensajes a través de masas de agua, y varios sistemas de conducción terrestre de voz y telegrafía, tanto operativos como propuestos.

El sistema Edison fue utilizado por trenes varados durante la Gran Tormenta de Nieve de 1888 , y los sistemas de conducción de tierra tuvieron un uso limitado entre las trincheras durante la Primera Guerra Mundial , pero estos sistemas nunca tuvieron éxito económico.

En 1894, Guglielmo Marconi comenzó a desarrollar un sistema de telegrafía inalámbrica utilizando ondas de radio , conocidas desde que Heinrich Hertz las demostrara en 1888 , pero descartadas como formato de comunicación, ya que en aquel entonces parecían ser un fenómeno de corto alcance. ^{[ 8 ]} Marconi pronto desarrolló un sistema que transmitía señales a distancias mucho mayores de las que nadie podría haber predicho (debido en parte a que las señales rebotaban en la entonces desconocida ionosfera ). Marconi y Karl Ferdinand Braun recibieron el Premio Nobel de Física de 1909 por su contribución a esta forma de telegrafía inalámbrica.

En 1898, Nikola Tesla presentó la primera embarcación radiocontrolada en el Madison Square Garden . Se trataba de un barco "teleautómata" de 1,2 metros de largo, controlado mediante una caja inalámbrica con palancas. El pequeño barco utilizaba ondas de radio para accionar su hélice , timones y luces. Según se cuenta, el público quedó asombrado, y algunos especularon que el barco estaba siendo controlado por magia , telepatía o por un mono adiestrado en su interior. Tesla intentó presentar su invento a la Armada de los Estados Unidos como un torpedo radiocontrolado o un dron armado. Sin embargo, la Armada no pareció impresionarse con la idea. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}

La comunicación por ondas milimétricas fue investigada por primera vez por Jagadish Chandra Bose entre 1894 y 1896, cuando alcanzó una frecuencia extremadamente alta de hasta 60 GHz en sus experimentos. ^{[ 12 ]} También introdujo el uso de uniones semiconductoras para detectar ondas de radio, ^{[ 13 ]} cuando patentó el detector de cristal de radio en 1901. ^{[ 14 ] [ 15 ]} 

La revolución inalámbrica comenzó en la década de 1990, ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]} con la llegada de las redes inalámbricas digitales que condujeron a una revolución social y un cambio de paradigma de la tecnología cableada a la inalámbrica, ^{[ 19 ]} incluyendo la proliferación de tecnologías inalámbricas comerciales como teléfonos celulares , telefonía móvil , buscapersonas , redes informáticas inalámbricas , ^{[ 16 ]} redes celulares , Internet inalámbrica y computadoras portátiles y de mano con conexiones inalámbricas. ^{[ 20 ]} La revolución inalámbrica ha sido impulsada por los avances en radiofrecuencia (RF), microelectrónica e ingeniería de microondas , ^{[ 16 ]} y la transición de la tecnología RF analógica a la digital, ^{[ 19 ] [ 20 ]} que permitió un aumento sustancial en el tráfico de voz junto con la entrega de datos digitales como mensajes de texto, imágenes y medios de transmisión . ^{[ 19 ]}

Las comunicaciones inalámbricas pueden realizarse mediante:

Las comunicaciones por radio y microondas transmiten información modulando las propiedades de las ondas electromagnéticas que se propagan por el espacio. Específicamente, el transmisor genera ondas electromagnéticas artificiales aplicando corrientes eléctricas variables en el tiempo a su antena . Estas ondas se propagan desde la antena hasta llegar a la antena del receptor, que induce una corriente eléctrica en dicha antena. Esta corriente puede detectarse y demodularse para reconstruir la información enviada por el transmisor.

La comunicación óptica en espacio libre (FSO) es una tecnología de comunicación óptica que utiliza la luz que se propaga en el espacio libre para transmitir datos inalámbricos en telecomunicaciones o redes informáticas . "Espacio libre" significa que los haces de luz viajan a través del aire o el espacio exterior. Esto contrasta con otras tecnologías de comunicación que utilizan haces de luz que viajan a través de líneas de transmisión, como la fibra óptica o los conductos de luz dieléctricos.

Esta tecnología resulta útil en lugares donde las conexiones físicas son poco prácticas debido a los altos costos u otras consideraciones. Por ejemplo, en ciudades, se utilizan enlaces ópticos de espacio libre entre edificios de oficinas que no cuentan con cableado de red, donde el costo de tender cables a través del edificio y bajo la calle sería prohibitivo. Otro ejemplo ampliamente utilizado son los dispositivos infrarrojos de consumo, como los controles remotos y la red IrDA ( Infrarrojo de Datos ), que se utiliza como alternativa a la red Wi-Fi para permitir el intercambio de datos entre computadoras portátiles, PDA, impresoras y cámaras digitales.

La comunicación sónica, especialmente la ultrasónica de corto alcance, implica la transmisión y recepción de sonido.

La inducción electromagnética solo permite la comunicación y la transmisión de energía a corta distancia. Se ha utilizado en aplicaciones biomédicas, como en marcapasos, así como en etiquetas RFID de corto alcance .

Algunos ejemplos comunes de equipos inalámbricos son: ^{[ 23 ]}

• Dispositivos de control remoto infrarrojos y ultrasónicos
• Los sistemas profesionales de radio móvil terrestre (LMR ) y radio móvil especializada (SMR ) suelen ser utilizados por empresas, industrias y entidades de seguridad pública.
• Radios bidireccionales para el consumidor , incluyendo radios FRS ( Servicio de Radio Familiar ), GMRS (Servicio General de Radio Móvil) y radios de banda ciudadana ("CB").
• El Servicio de Radioaficionados (Radioaficionados).
• Radios VHF marinas para consumidores y profesionales .
• Equipos de radionavegación y banda aérea utilizados por los aviadores y el control del tráfico aéreo.
• Teléfonos celulares y buscapersonas: proporcionan conectividad para aplicaciones portátiles y móviles, tanto personales como comerciales.
• Sistema de Posicionamiento Global (GPS): permite a los conductores de automóviles y camiones, capitanes de barcos y buques, y pilotos de aeronaves determinar su ubicación en cualquier lugar de la Tierra. ^{[ 24 ]}
• Periféricos informáticos inalámbricos: el ratón inalámbrico es un ejemplo común; los auriculares, teclados e impresoras inalámbricos también se pueden conectar a un ordenador de forma inalámbrica mediante tecnologías como USB inalámbrico o Bluetooth .
• Teléfonos inalámbricos : son dispositivos de alcance limitado, que no deben confundirse con los teléfonos móviles.
• Televisión por satélite: Se transmite desde satélites en órbita geoestacionaria . Los servicios típicos utilizan satélites de transmisión directa para ofrecer múltiples canales de televisión a los espectadores.

Las radios AM y FM, así como otros dispositivos electrónicos, utilizan el espectro electromagnético . Las frecuencias del espectro radioeléctrico disponibles para la comunicación se consideran un recurso público y están reguladas por organizaciones como la Comisión Federal de Comunicaciones de Estados Unidos (FCC) , Ofcom en el Reino Unido, la UIT-R internacional o la ETSI europea . Sus regulaciones determinan qué rangos de frecuencia pueden utilizarse, para qué fines y por quién. En ausencia de dicho control o de alternativas como la privatización del espectro electromagnético, podría generarse el caos si, por ejemplo, las aerolíneas no dispusieran de frecuencias específicas para operar y un radioaficionado interfiriera con la capacidad de un piloto para aterrizar un avión. La comunicación inalámbrica abarca el espectro desde 9 kHz hasta 300 GHz.

Uno de los ejemplos más conocidos de tecnología inalámbrica es el teléfono móvil, también conocido como celular, con más de 6600 millones de suscripciones de telefonía móvil en todo el mundo a finales de 2010. ^{[ 25 ]} Estos teléfonos inalámbricos utilizan ondas de radio de torres de transmisión de señal para permitir a sus usuarios realizar llamadas telefónicas desde muchos lugares del mundo. Se pueden utilizar dentro del alcance de la estación base de telefonía móvil que alberga el equipo necesario para transmitir y recibir las señales de radio de estos instrumentos. ^{[ 26 ]}

Las comunicaciones de datos inalámbricas permiten la creación de redes inalámbricas entre ordenadores de sobremesa , portátiles, tabletas , teléfonos móviles y otros dispositivos relacionados. Las diversas tecnologías disponibles difieren en disponibilidad local, alcance de cobertura y rendimiento, ^{[ 27 ]} y en algunos casos, los usuarios emplean varios tipos de conexión y alternan entre ellos mediante software de gestión de conexiones ^{[ 28 ] [ 29 ]} o una VPN móvil para gestionar las múltiples conexiones como una única red virtual segura . ^{[ 30 ]} Las tecnologías compatibles incluyen:

Wi-Fi es una red de área local inalámbrica que permite que los dispositivos informáticos portátiles se conecten fácilmente con otros dispositivos, periféricos e Internet. Estandarizada como IEEE 802.11 a , b , g , n , ac , ax , Wi-Fi tiene velocidades de enlace similares a los estándares más antiguos de Ethernet cableada . Wi-Fi se ha convertido en el estándar de facto para el acceso en hogares privados, dentro de oficinas y en puntos de acceso públicos. ^{[ 31 ]} Algunas empresas cobran a sus clientes una tarifa mensual por el servicio, mientras que otras han comenzado a ofrecerlo gratis en un esfuerzo por aumentar las ventas de sus productos. ^{[ 32 ]}

El servicio de datos celulares ofrece cobertura en un rango de 10 a 15 millas desde el sitio celular más cercano . ^{[ 27 ]} Las velocidades han aumentado a medida que las tecnologías han evolucionado, desde tecnologías anteriores como GSM , CDMA y GPRS , pasando por 3G , hasta redes 4G como W-CDMA , EDGE o CDMA2000 . ^{[ 33 ] [ 34 ]} A partir de 2026, ya se utiliza 5G .

Las redes de área amplia de baja potencia ( LPWAN ) cierran la brecha entre Wi-Fi y la telefonía celular para aplicaciones de Internet de las cosas (IoT) de baja velocidad de bits.

Las comunicaciones móviles por satélite pueden utilizarse donde no hay otras conexiones inalámbricas disponibles, como en zonas predominantemente rurales ^{[ 35 ]} o en lugares remotos. ^{[ 27 ]} Las comunicaciones por satélite son especialmente importantes para el transporte, la aviación, el transporte marítimo y el uso militar. ^{[ 36 ]}

Las redes de sensores inalámbricos son responsables de detectar ruido, interferencias y actividad en las redes de recopilación de datos. Esto nos permite detectar cantidades relevantes, monitorear y recopilar datos, formular visualizaciones claras para el usuario y realizar funciones de toma de decisiones ^{[ 37 ].}

Las comunicaciones inalámbricas de datos se utilizan para cubrir distancias que superan las capacidades del cableado típico en la comunicación punto a punto y punto a multipunto , para proporcionar un enlace de comunicaciones de respaldo en caso de falla de la red normal, para conectar estaciones de trabajo portátiles o temporales, para superar situaciones en las que el cableado normal es difícil o económicamente inviable, o para conectar de forma remota a usuarios o redes móviles.

Los dispositivos periféricos en la informática también pueden conectarse de forma inalámbrica, como parte de una red Wi-Fi o directamente a través de una interfaz periférica óptica o de radiofrecuencia (RF). Originalmente, estas unidades utilizaban transceptores voluminosos y de alta localización para mediar entre un ordenador y un teclado y ratón; sin embargo, las generaciones más recientes han utilizado dispositivos más pequeños y de mayor rendimiento. Las interfaces de radiofrecuencia, como Bluetooth o USB inalámbrico , proporcionan mayores rangos de uso eficiente, generalmente hasta 3 metros, pero la distancia, los obstáculos físicos, las señales concurrentes e incluso el cuerpo humano pueden degradar la calidad de la señal. ^{[ 38 ]} Las preocupaciones sobre la seguridad de los teclados inalámbricos surgieron a finales de 2007 cuando se reveló que la implementación de cifrado de Microsoft en algunos de sus modelos de 27 MHz era altamente insegura. ^{[ 39 ]}

La transferencia de energía inalámbrica es un proceso mediante el cual se transmite energía eléctrica desde una fuente de alimentación a una carga eléctrica que no posee una fuente de alimentación integrada, sin el uso de cables de interconexión. Existen dos métodos fundamentales para la transferencia de energía inalámbrica. La energía se puede transferir mediante métodos de campo lejano que implican la transmisión de energía/láseres, transmisiones de radio o microondas, o mediante métodos de campo cercano que utilizan inducción electromagnética. ^{[ 40 ]} La transferencia de energía inalámbrica se puede combinar con la transmisión inalámbrica de información en lo que se conoce como comunicación alimentada inalámbricamente. ^{[ 41 ]} En 2015, investigadores de la Universidad de Washington demostraron la transferencia de energía de campo lejano utilizando señales Wi-Fi para alimentar cámaras. ^{[ 42 ]}

Las nuevas tecnologías inalámbricas, como las redes móviles de área corporal (MBAN), permiten monitorizar la presión arterial, la frecuencia cardíaca, el nivel de oxígeno y la temperatura corporal. Las MBAN funcionan enviando señales inalámbricas de baja potencia a receptores que se conectan a estaciones de enfermería o puntos de monitorización. Esta tecnología ayuda a mitigar el riesgo, tanto intencional como no intencional, de infección o desconexión que se produce con las conexiones por cable. ^{[ 43 ]}

• Bibliografía - Historia de la radiodifusión inalámbrica y radiofónica
• Redes, webs e infraestructura de información en Wikibooks
• Sir Jagadis Chandra Bose: el hombre que (casi) inventó la radio.