Redes móviles; ¿Qué son, cómo funcionan y qué tipos hay?

Conocer el funcionamiento de las redes móviles no es algo usual a no ser que seas un amante de las telecomunicaciones. Por lo general, aprendemos cómo utilizar un teléfono y hacemos llamadas, enviamos mensajes y nos conectamos a nuestros perfiles sociales.

Sin embargo, para que eso sea posible, existe detrás un arduo trabajo de comunicación que incluye, por supuesto, una red móvil, que es el canal por el que pasa toda la información que intercambias con el mundo.

Veremos hoy precisamente qué son las redes móviles, cómo funcionan, para qué sirven y cuáles existen, con sus correspondientes características diferenciadoras.

¿Qué son las redes de datos móviles y para qué sirven?

Una red de datos móvil es el sistema que se precisa para que se dé una comunicación entre una central y los aparatos que se conectan a ella (en este caso, teléfonos móviles) y también entre centrales.

Este se compone de elementos visibles y no visibles: antenas, ondas de radio, transmisores y receptores (que se encuentran en torres de comunicación o estaciones base), dispositivos generadores de tráfico, un núcleo de red y, por supuesto, los dispositivos móviles con los que nos comunicamos, que son los puntos en los que la información se abre, expande o interpreta, llegando al receptor final (el usuario).

Cada red trabaja sobre un área geográfica, que normalmente se delimita en cuadrícula con celdas. En estas se colocan las estaciones; esto suele hacerse o bien en el vértice entre varias celdas o en el centro de cada una de ellas. Ello se decide en base a las condiciones del lugar (a nivel físico) y de la cantidad de teléfonos que usarán la red.

¿Cómo funciona realmente una red de datos móvil?

Comenzaremos indicando que la red por sí misma no es capaz de cumplir su función para con el usuario. Además de esta, es preciso dar con centrales telefónicas de conmutación a las que conectarse, y que se encuentran entre el sistema de red móvil y nuestro teléfono.

Dicho esto, cabe destacar que la comunicación entre teléfonos se posibilita por el envío y recepción de señales de radio, las cuales tienen una baja potencia. Para que estas puedan viajar a puntos cercanos, hacen intercambio con las señales de antenas cercanas (que se conectan con transmisores y receptores de radio y que, a su vez, están conectadas también a las demás redes telefónicas), pudiendo, de esta manera, "rebotar" para ir moviéndose hasta donde resulta necesario, llevando el mensaje tanto en la misma red como en otra diferente que esté usando el destinatario del mensaje.

Cuando llamamos desde un teléfono móvil, este comienza por estudiar la cobertura en la zona donde se encuentra para comprobar si existe fuerza suficiente para atender las necesidades que tiene la llamada.

Si se da el caso en que se dispone de cobertura adecuada, se da una conexión con la estación de telefonía más cercana, que es la que verdaderamente establece la llamada y da soporte para mantenerla hasta que uno de los dos participantes de la conversación cuelgue o hasta que deje de haber cobertura suficiente en esa estación base.

Por supuesto, el concepto se ha desarrollado muchísimo, entrando en juego el envío de SMS, los MMS, las videollamadas y, por supuesto, el acceso a internet desde los dispositivos móviles. Ello ha hecho que, obviamente, las necesidades sean diferentes y que las redes se hayan tenido que ir modificando de acuerdo a ellas.

¿Qué tipos de redes móviles hay y qué significan los símbolos de conexión?

Los avances en telefonía y en comunicación en general han permitido que, con el transcurrir de las décadas utilicemos (y hayamos utilizado) varias redes móviles diferentes. Estos son los principales símbolos de conexión móvil:

GSM o 2G

El acrónimo significaba, en un principio, Group Special Mobile y, actualmente, Global System for Mobile Communication. También se le ha conocido como la red 2G por ser la segunda generación. Se trata del primer sistema para teléfonos móviles enteramente digital. Fue con esta red que el uso de estos dispositivos pasó a ser accesible para todos.

Ofrece muy buenas resultados en la comunicación por voz pero no es adecuada para el trabajo con datos, pues la velocidad manejada entre la red y el dispositivo era, en primera instancia, de 900 bits por segundo. Este es posible pero haciéndose muy lentamente y nunca en combinación con llamadas de voz.

Se vale de las bandas de frecuencia GSM 850, GSM 900, GSM 1800 y GSM 1900. Aunque actualmente hay muchas otras que veremos a continuación, todos los teléfonos siguen disponiendo de compatibilidad con al menos una de esas bandas para que el usuario haga uso de la red 2G en los momentos en los que no precise nada más elaborado.

GPRS

Es el acrónimo de General Packet Radio System. Esta red es la red 2.5G. Nace para solventar el problema del envío de datos no conmutados red-teléfono, consiguiendo una velocidad de 56000 hasta 144000 bits por segundo (de red a móvil, a la inversa se mantuvieron los 9600).

Esto resulta ideal porque cuando nos conectamos a internet, lo habitual es recibir muchos más datos de los que enviamos, de manera que mantener una velocidad baja en sentido teléfono-red resulta adecuado para no consumir más batería de lo necesario. Su sistema consiste en el uso de varios los espacios que quedan no utilizados cuando no usamos la voz, lo que multiplica la velocidad.

EDGE

El nombre significa Enhanced Data Rate for GSM Evolution. Es la desconocida red 2.75G. Es una versión de la anterior que lo que hace es aumentar la velocidad conforme más cerca estemos de la antena. Damos con una modulación de datos que difiere para conseguirlo.

UMTS o 3G

Aunque nosotros la conocemos como 3G, su nombre es UMTS, de Universal Mobile Telecommunication System. Para la sociedad supone un cambio absoluto: se permiten las videollamadas y la conexión de datos se da a 384000 bits por segundo.

El funcionamiento en cuanto a cobertura prioriza los dispositivos cercanos, que pasan a recibir el grueso de recursos de la antena, dejando desprovistos a los lejanos. Son necesarias, por ende, muchas más antenas (3-1) para ofrecer la misma cobertura. Como es evidente, la velocidad requiere potencia y esta, consumo de batería, principal motivo por el que aún encontramos usuarios que se valen sólo del 2G.

HSPA

Esta red es la High Speed Packet Access, la conocida como 3.5G. Destaca por superar incluso la velocidad de muchos servicios de ADSL, contando con hasta 14.4 MBit/s central-dispositivo.

Después, nos encontramos con que existen dos variantes de esta, que son la HSDPA y la HSUPA, las cuales van a mejorar la velocidad en esta dirección a la inversa respectivamente, llegando a los 2 MBit/s en el caso de esta última.

HSPA+

Se trata de la evolución de la red HSPA y, en resumen, lo que ofrece es un aumento hasta los 88 Mbps en dirección de la central al aparato y 22 Mbps en dirección opuesta. Por ello, sería la red 3.75G.

LTE o 4G

Abreviando el término Long Term Evolution y conocida como 4G, por considerarse la red de cuarta generación, tenemos la red LTE. Trabaja con la tecnología Ortogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) y destaca por poner solución al problema que se daba con la cobertura del 3G en puntos lejanos. Con ella la cobertura se mantiene constante, haya mucha o poca.

Está bastante avanzada y la encontramos en cantidad de dispositivos, si bien, hemos de decir que ninguna operadora tiene aún la certeza de que dar el paso hacia la red 4G eliminando las demás sea adecuado, de manera que cualquier teléfono actual, tengas el operador que tengas, te permitirá conectarte a ella pero también deshabilitar su conexión para disfrutar de las bondades del 2G en los casos en los que es más conveniente.

Aun así, damos ya con dos opciones de este estándar: LTE FDD y LTE TDD. Existen bandas reservadas para una y para otra y cada operador trabaja con la licencia más conveniente, si bien, nosotros no tenemos problema, pues nuestros teléfonos soportan ambas. En el primer caso damos con una comunicación dada en dos frecuencias diferentes que están dentro de una misma banda. En el segundo, encontramos con que la comunicación en los dos sentidos se vale de una única frecuencia.

LTE Advanced es una tecnología que incluye MIMO, una eficaz herramienta que permite el uso tanto de varias bandas como de hasta cuatro antenas, constituyendo lo que conocemos como Carrier Aggregation, que sería una funcionalidad que nos permite recibir información a 3 GBps y mandarla a 1.5 GBps.

LTE Advanced Pro (o 4.5G) va un paso más allá al superar la velocidad de las redes fijas FFTH, lo cual se consigue gracias al perfeccionamiento y posterior uso de hasta cuatro tecnologías. Pero, lo más característico de esta red es el uso de la banda WiFi 5GHz.

IMT-2020 o 5G

El 5G, que a menudo se confunde con la banda WiFi que acabamos de comentar, es prácticamente una realidad, lista para alcanzarnos en 2020 (de ahí su nombre).

Su capacidad trivial será de 100 Mbps y se pretende que alcance, incluso, los 10 Gbps en según qué circunstancias. Su latencia será de 1 ms, pues se precisará de un elemento canalizador de alta capacidad para permitir que se mueva tanta información, incluyendo la trasmisión de datos y las llamadas de voz por VoLTE.