5G

Andan pues diciendo que 5G está causando desde muerte de pájaros hasta COVID-19 y hace unos días atrás me preguntaron si era posible, entonces, me pareció que era una buena oportunidad para explicar el tema.

Image
5G es la quinta generación de tecnología celular que se está instalando en algunos países y en algún momento (2021~2023) debería llegar a nuestro país. Es el sucesor de la tecnología actual (4G) y sus especificaciones son: alta velocidad (10~100x 4G), baja latencia (en el orden de milisegundos respecto a los cientos de ms de 4G), alta densidad (100x más dispositivos conectados que 4G), alta eficiencia en potencia (90% menos consumo de energía), entre otras.

5G utiliza bandas de frecuencia del campo electromagnético en múltiples “capas”:

  • la capa de cobertura: frecuencias inferiores a 1 GHz, siendo 700 MHz la más ‘popular’
  • la capa de capacidad: frecuencias entre 1 y 6 GHz, siendo 3.5 GHz la más ‘popular’.
  • la capa de alta velocidad: frecuencias entre 6 y 100 GHz, siendo 26~28 GHz la más ‘popular’. A esta banda de frecuencias también se le conoce co el nombre de ondas milimétricas (mmWave)

Las ondas de baja frecuencia tienen la propiedad de poder llegar más lejos y atravesar obstáculos como paredes y concreto más fácilmente que las de altas frecuencias que se atenúan mucho más rápido, pero por el contrario, las ondas de baja frecuencia no pueden transportar tanta información como las de altas frecuencias. Por eso es que el WiFi de 2.4 GHz tiene mejor cobertura (llega más lejos) que el WiFi de 5 GHz, pero es más lento.

Image

Las frecuencia de las capas de capacidad y alta velocidad de 5G no pueden propagarse muy lejos y por eso se necesitan muchas antenas, y es común ver que se usen los postes de luz de las ciudades como los mástiles de las antenas de 5G.

Image
En pleno siglo XXI, mucha gente sigue pensando que su signo del zodiaco tiene influencia en su vida, así que no es raro pensar que le tengan “miedo” a esas antenas que pronto van a estar por todos lados en las ciudades.

Las antenas de 5G, como las de 4G o las de WiFi, lo que hacen es irradiar ondas en las frecuencias definidas manipulando el campo electromagnético de manera que la información llegue hasta y desde los dispositivos, como teléfonos celulares, que a su vez también tienen una (o más) antena(s) y que también excitan el campo electromagnético para enviar y recibir ondas que transportan llamadas, mensajes y paquetes de datos cuando vemos Netflix o escuchamos Spotify o miramos Instagram.
Sin antenas, no hay ningún tipo de tecnología inalámbrica: no hay radio AM, ni FM, ni TV, ni radio o TV satelital, ni WiFi, ni telefonía celular, ni Bluetooth, ni radares, ni walkie-talkies, ni GPS, ni portones a control remoto,…

Image

Pero, ¿qué es el campo electromagnético? Todo el Universo está “inmerso” en un campo electromagnético (EM), cuyas excitaciones se manifiestan en formas de ondas que vemos (luz), o como ondas que manipulamos para transmitir AM/FM, TV, WiFi, telefonía celular (ondas de radio), o como ondas que se usan para tomar radiografías (rayos X).

Image
Estas ondas “vibran” y a eso se le llama frecuencia y se mide en Hertz (Hz) que es ciclos (“vibraciones”) por segundo. 1 MHz (megahertz) es una onda que se repite 1 millón de veces por segundo. Como las ondas se propagan a través del espacio (a la velocidad de la luz) también tienen una “longitud” que se mide en metros. Una onda que vibra a razón de 1 MHz tiene una longitud de onda de 300 m.

Image

Cuanto más alta la frecuencia, menor es la longitud de onda, y más alta la energía de una onda.
Una fuente que emite ondas electromagnéticas se dice que “irradia” o “emite radiación electromagnética” (que es distinta a la radiación de los elementos radioactivos usados en centrales y bombas nucleares ☢).

Image

El Sol es la fuente principal de radiación electromagnética en la Tierra e irradia en todo el espectro desde frecuencias muy bajas, hasta muy altas.

Image

La parte de esa radiación que podemos ver con nuestros ojos le decimos espectro visible cuyos colores van del rojo pasando por el naranja, amarillo, verde, azul, violeta, y sus frecuencias están entre 400 THz (color rojo) y 800 THz (color violeta), donde 1 THz (teraherz) es 1 billón de ciclos por segundo, o sus equivalentes 740 a 380 nm (1 nanometro es la mil millonésima parte de 1 metro).

Image

A las ondas con frecuencias inferiores a las del color rojo (que no podemos ver) le llamamos infrarrojas (se usan en el control remoto de la TV o aire acondicionado, o en las cámaras de visión nocturna o cámaras para medir temperatura) y a las ondas con frecuencias superiores a las del color violeta (que tampoco podemos ver) le llamamos ultravioleta (UV).

Image

La exposición prolongada a radiación infrarroja produce aumento de la temperatura y puede causar insolación y la exposición prolongada a radiación UV produce mutaciones en las células de la piel que pueden causar cáncer.

Image
Las frecuencias utilizadas en 5G son mucho más bajas que las que tienen la energía necesaria para causar daños a la salud. A todas las fuentes que emiten radiación electromagnética en frecuencias inferiores a las del espectro como no tienen suficiente energía para “patear” a los electrones de sus átomos, se les llama radiación NO ionizante.

Image
Se conoce el espectro electromagnético desde 1860 con las ecuaciones de Maxwell. Las primeras transmisiones de radio se hicieron al inicio de 1900s con radios comerciales iniciando en los 1920s.

Image

Desde entonces, la tecnología ha avanzado sin tregua y hoy tenemos una habilidad sin precedentes de manipular el campo electromagnético que sumado al conocimiento del funcionamiento de átomos y elementos de la tabla periódica, permiten las aplicaciones que tomamos por sentado en nuestra vida actual: radio AM/FM, transmisiones satelitales, telefonía celular, fibras ópticas, cámaras digitales, Internet, pantallas, lásers, computadoras, smartphones, imágenes de rayos X y resonancia magnética, robots, computadoras cuánticas y quien sabe cuántas cosas nos esperan.

Image


Si pudiésemos ver el campo electromagnético.

https://platform.twitter.com/widgets.js

 


El post en formato de hilo de Twitter.

https://platform.twitter.com/widgets.js


Recién vi este vídeo de @AsapSCIENCE que hace un muy buen resumen de la tecnología 5G, las radiaciones de radiofrecuencia (RFR), incluyendo los artículos y estudios sobre el impacto en la salud y algunas teorías de conspiración.

4G

Si alguien tenía dudas que Marketing “es mayor que” Ingeniería, después de años de pruebas claras de la mano de Microsoft, Apple y otros hechizeros tecnológicos, se nos viene una nueva prueba de un área que generalmente estaba destinada a ingenieros: redes celulares.

A medida que se sucedieron las distintas tecnologías de telefonía celular, era relativamente sencillo determinar que es 1G, 2G, 2.5G, 3G, 3.5G…
Pero a partir de 4G, el marketing se impuso a la ingeniería, y la cosa ya no queda tan clara.

Antes de seguir, tal vez convenga aclarar que 1G, 2G, 3G son las diferentes generaciones de tecnología celular (1G primera generación; 2G segunda generación y así por delante) – pueden leer más sobre el tema en un artículo anterior.

Y venía más o menos bien: 2 tecnologías rivales llamadas LTE (por sus siglas Long Term Evolution) y WiMax (de Worldwide Interoperability for Microwave Access) se perfilaban como las 2 posibles para el despliege de redes de cuarta generación. LTE parecería tener el mayor respaldo de la comunidad de operadores y WiMax era la “contendiente”. Está como bastante claro que la mayoría de los operadores establecidos, y los locales, llegado el momento, optarían por implementar LTE, porque es el sucesor natural de la línea GSM/UMTS.

El objetivo principal de 4G es proveer un gran ancho de banda excediendo los 100 Mbps y una baja latencia. ITU (International Telecommunication Union), el organismo internacional que “define” estas cosas, tenía bastante claro el tema de qué era 4G (oct-2010). Algunos operadores en Estados Unidos, Sprint con WiMax y Verizon con su reciente anuncio de su red LTE, comenzaron a usar el término 4G para definir sus nuevos servicios. Los otros 2 grandes operadores americanos, AT&T y T-Mobile, no queriendo quedarse atrás comenzaron a decir que sus redes también eran 4G, aun cuando estos operadores estarían implementando HSPA+, que “era considerada” una tecnología anterior, algo así como 3.75G. Según estos operadores, el nivel de servicio de HSPA+ es comparable a LTE en su actual encarnación (ambas con anchos de bandas bastante inferiores a 100 Mbps) y entonces, aunque no sean iguales técnicamente, quieren ser percibidos como comparables.

Y digo “era considerada” porque la ITU recientemente “cedió” a esta disputa de marketing con un anuncio de prensa poco claro: tecnologías de 3G avanzadas contribuyen al desarrollo de las comunicaciones móviles y por lo tanto pueden llevar el nombre de 4G.

Así, “4G” está más cerca de llegar a nuestro país. En el momento que uno de los operadores locales haga un upgrade de su red llevándola a HSPA+, capaz que este mismo año, tendremos algo nuevo que comprar.

Pero a quién le importa qué nombre tenga algo? Y en cierto sentido, el hecho de que nos pongamos de acuerdo hace más simple y efectiva la comunicación. Si me voy a un café y pido un mixto caliente, espero que venga un sandwich de jamón y queso que ha sido calentado. Si alquilo un departamento con vista al mar y en realidad, el edficio tiene vista al mar, pero mi departamento no, entonces me siento engañado. Si el nombre de algo está claro, no hay confusiones y nos podemos comunicar mejor: es famoso el caso del Mars Climate Orbiter que se estrelló en Marte porque hubo una confusión con las unidades de medidas (métricas e imperiales).

HTC anunció que va a vender 10 millones de smartphones con 4G en el 2011. Pero HTC considera 4G a teléfonos LTE y WiMax, no a teléfonos con HSPA+. Apple aún no tiene un teléfono 4G, pero es probable que este junio, cuando se espera que aparezca la 5° versión del iPhone, es probable que no sea LTE, pero sería HSPA+ y por lo tanto “autorizado” a llamarlo 4G.

Por de pronto, cada quien podrá decir casi cualquier cosa respecto a qué es 4G. Pero no me mal interpreten: cualquier salto hacia adelante en ancho de banda y penetración de Internet es positivo, independientemente del nombre, ya sea “ñembo 4G” o “4G teeté”.