Un teléfono inalámbrico o teléfono portátil cuenta con un microteléfono portátil que se conecta por radio a una estación base conectada a la red telefónica pública . El alcance operativo es limitado, normalmente al mismo edificio o a una distancia corta de la estación base.
Un teléfono inalámbrico se diferencia funcionalmente de un teléfono móvil por su alcance limitado y porque la estación base depende de las instalaciones del abonado. Los estándares actuales de telefonía inalámbrica, como PHS y DECT , han desdibujado la línea que alguna vez fue clara entre los teléfonos inalámbricos y móviles al implementar la transferencia celular (handover); varias funciones avanzadas, como la transferencia de datos; e incluso, a escala limitada, 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 eléctrica (para alimentar la estación base). El teléfono inalámbrico contiene una batería recargable , que la estación base recarga cuando el teléfono descansa en su soporte. [1]
La radiotelefonía (telefonía sin cables) es anterior a los teléfonos inalámbricos en al menos dos décadas. El primero, MTS, o servicio de telefonía móvil, entró en servicio en 1946. Debido a que la gama estaba destinada a cubrir el área de servicio más amplia posible, la capacidad era extremadamente baja y la primera tecnología de tubos hacía que los equipos fueran bastante grandes y pesados. El radioteléfono de segunda generación, o IMTS, o Servicio Telefónico Móvil Mejorado, entró en funcionamiento en 1964.
A partir de 1963, un pequeño equipo de ingenieros de Bell Laboratories tuvo la tarea de desarrollar un teléfono inalámbrico dúplex práctico y completamente funcional. El equipo incluía (en orden alfabético): SM Baer, GC Balzer, JM Brown, WF Clemency, M. Rosenthal y W. Zinsmeister, bajo la dirección de WD Goodale, Jr.
En 1964, los modelos de placas de pruebas ya funcionaban en el laboratorio. Durante 1964-65, estos fueron refinados y empaquetados para probarlos en las instalaciones de Bell Labs Holmdel, Nueva Jersey. El sistema funcionó 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 superhet sensible . La supervisión completa de todas las funciones telefónicas, incluidas las de colgar y marcar, se proporcionó a través de un sistema de supervisión de tono fuera de banda. El modelo desarrollado para uso doméstico fue diseñado para parecerse a un teléfono estándar (aunque voluminoso). La estación base era una pequeña caja conectada a una red telefónica estándar. Se construyeron alrededor de 50 unidades en un taller de modelos de Western Electric en Andover Mass. para pruebas de campo en dos ubicaciones de Bell System en el área de Boston y Phoenix. El proyecto general se describió en Bell Laboratories Record, volumen 45 (1967). [2]
En 1966, George Sweigert presentó una solicitud de patente para un " aparato de comunicaciones inalámbricas full duplex ". Se le concedió la patente estadounidense 3.449.750 en junio de 1969. [3] Sweigert, un operador de radio en la Segunda Guerra Mundial estacionado en las islas del Pacífico Sur de Guadalcanal y Bougainville , desarrolló el concepto dúplex completo para personal no capacitado, para mejorar las comunicaciones en el campo de batalla para los comandantes superiores.
Sweigert fue un defensor activo del acoplamiento directo de la electrónica de consumo a las líneas telefónicas propiedad de AT&T a finales de los años 1960. Las compañías telefónicas de la época no permitían que se conectaran equipos de terceros a sus líneas; la mayoría de los teléfonos fueron fabricados por Western Electric y AT&T los alquiló al cliente. El acoplador Carterfone , un tosco dispositivo para interconectar una radio bidireccional con el teléfono, provocó la revocación de la prohibición de la Comisión Federal de Comunicaciones sobre el acoplamiento directo de equipos de consumo a líneas telefónicas (conocida como la histórica decisión Carterfone) el 26 de junio de 1968. Los teléfonos inalámbricos originales, como el Carterfone, estaban conectados 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 incluye controles proporcionados entre una estación base conectada directamente a una línea telefónica de una central telefónica y una unidad móvil que consta de un pequeño y compacto inalámbrico. Instrumento telefónico que contiene transmisor, receptor y circuitos de control alimentados por una batería recargable. Se transmite y detecta un único tono lógico para todo el control lógico de señales de timbre, señales de colgar y descolgar y pulsos de marcación.
Los teléfonos inalámbricos se empezaron a utilizar ampliamente en el hogar y en los lugares de trabajo a principios de la década de 1980. Según The New York Times , el número de teléfonos inalámbricos vendidos en los Estados Unidos aumentó de 50.000 en 1980 a 1 millón en 1982. Rápidamente se hicieron populares debido a su conveniencia y portabilidad, a pesar de los temores de que su dependencia de las señales de radio los afectaría. vulnerables a escuchas u otras malas prácticas. [5]
En 1994, los consumidores comenzaron a disponer de teléfonos inalámbricos digitales en el rango de frecuencia de 900 MHz. Estos nuevos tipos de teléfonos proporcionaban una mejor calidad de audio porque podían filtrar las interferencias y sus señales podían atravesar las paredes más fácilmente. Las señales digitales permitieron que los teléfonos fueran más seguros y redujeran las escuchas ilegales; Era relativamente fácil escuchar a escondidas conversaciones de teléfonos inalámbricos analógicos. [6] En 1995 se introdujo el espectro ensanchado digital (DSS) para teléfonos inalámbricos. Esta tecnología permitió la difusión de la transmisión de voz digital en múltiples frecuencias, mejorando la privacidad y reduciendo las interferencias entre diferentes suscriptores. [7]
En Estados Unidos, la Comisión Federal de Comunicaciones ha asignado siete bandas de frecuencia para usos que incluyen teléfonos inalámbricos. Estos son:
La sobrepoblación de asignaciones de frecuencias anteriores llevó a los usuarios a dejar de utilizar equipos telefónicos que operaban en esas frecuencias, dejando esas bandas relativamente despejadas. Los aficionados a la radio monitorean el uso de equipos más antiguos con actividad telefónica en la banda de transmisión AM de EE. UU., algunas frecuencias de 27 MHz y la mayoría de las frecuencias más antiguas de 43 a 50 MHz.
Los teléfonos inalámbricos de 1,7 MHz fueron los primeros modelos disponibles en los minoristas y generalmente son identificables por sus grandes antenas telescópicas de metal. El usuario seleccionó manualmente los canales justo por encima de la banda de transmisión AM . Algunas de las frecuencias utilizadas ahora forman parte de la banda de radio AM ampliada y cualquier persona que tenga una radio AM puede escucharlas. Hay informes de personas que todavía usan estos teléfonos y los utilizan como estaciones de radio AM improvisadas que se pueden escuchar a un par de cuadras de la ciudad. [11] Estos modelos quedaron obsoletos porque son susceptibles a escuchas ilegales e interferencias de luces fluorescentes y sistemas de encendido de automóviles. Sin embargo, en condiciones ideales podrían tener un alcance de 0,80 km (0,5 millas) o más.
Los teléfonos inalámbricos de 43 a 50 MHz tenían una gran base instalada a principios de la década de 1990 y presentaban antenas más cortas y flexibles y selección automática de canales. Debido a su popularidad, una saturación de la banda llevó a la asignación de frecuencias adicionales; De este modo, los fabricantes pudieron vender modelos con 25 canales en lugar de sólo 10 canales. Aunque son menos susceptibles a las interferencias que las unidades AM anteriores, estos modelos ya no se fabrican y se consideran obsoletos porque sus frecuencias se escuchan fácilmente en prácticamente cualquier escáner de radio. Los modelos avanzados comenzaron a utilizar la inversión de voz como forma básica de codificación para ayudar a limitar las escuchas no autorizadas . [12] Estos teléfonos comparten la banda de 49,8 MHz (49.830 - 49.890) con algunos vigilabebés inalámbricos .
Los teléfonos inalámbricos de 900 MHz rara vez se venden, pero tienen una base instalada enorme. Las características incluyen antenas aún más cortas, hasta 30 canales de selección automática y mayor resistencia a las interferencias. Disponible en varias variedades; analógicos, de espectro ensanchado analógico (ancho de banda de 100 kHz), digitales y de espectro ensanchado digital, la mayoría de los que se venden hoy en día son modelos analógicos de bajo costo, que aún son susceptibles a las escuchas ilegales. Las variantes digitales aún se pueden escanear, pero se reciben como un silbido digital y, por lo tanto, son difíciles de escuchar a escondidas. La transmisión digital es inmune a la interferencia estática, pero puede experimentar un desvanecimiento de la señal (silencio breve) cuando el teléfono sale del alcance de la base. Las variantes más nuevas de Digital Spread Spectrum (DSS) distribuyen su señal en un rango de frecuencias, lo que proporciona más resistencia a la decoloración de la señal. Esta tecnología permitió que la información digital se difundiera en pedazos entre varias frecuencias entre el receptor y la base, haciendo así casi imposible escuchar a escondidas la conversación inalámbrica. La FCC solo permite que los teléfonos modelo DSS transmitan a la potencia máxima de 1 vatio, lo que permite un mayor alcance en comparación con los modelos analógicos y digitales más antiguos. [13]
Prácticamente todos los teléfonos inalámbricos nuevos vendidos en EE. UU. utilizan DECT 6.0 en la banda de 1,9 GHz, aunque los teléfonos antiguos pueden seguir utilizándose en las bandas más antiguas de 900 MHz, 2,4 GHz y 5,8 GHz. No existe ningún requisito específico para ningún modo de transmisión particular en las bandas más antiguas, pero en la práctica muchos teléfonos antiguos también tienen funciones digitales como DSSS y FHSS .
Algunos teléfonos inalámbricos que anteriormente se anunciaban como 5,8 GHz en realidad transmiten de la base al teléfono en 5,8 GHz y transmiten del teléfono a la base en 2,4 GHz o 900 MHz, para conservar la vida útil de la batería.
La banda de 1,9 GHz es utilizada por el estándar telefónico DECT 6.0 y se considera más segura que las otras frecuencias compartidas. La gran mayoría de los nuevos dispositivos telefónicos inalámbricos vendidos en América del Norte, ya sea conectados por línea fija o a teléfonos móviles (generalmente a través de Bluetooth ), ahora utilizan DECT 6.0. Sin embargo, el lanzamiento tardío de DECT 6.0 en comparación con DECT en otros lugares ha dado lugar a una gran base instalada de teléfonos inalámbricos antiguos que utilizan otras frecuencias, muchos de los cuales siguen en uso hoy en día a pesar de la interferencia cada vez más común con el uso cada vez mayor de Wi-Fi , Bluetooth y otros estándares de radio digital sin licencia, especialmente en 2,4 GHz y 5,8 GHz.
En Europa, la banda de 1,9 GHz (1880-1900 MHz) se reservó para el estándar telefónico DECT desde sus inicios. DECT, en su banda europea y frecuencias relacionadas, ha desplazado en gran medida a todos los demás estándares de telefonía inalámbrica en todo el mundo, excepto en América del Norte.
Muchos teléfonos inalámbricos del siglo XXI son digitales. La tecnología digital ha ayudado a proporcionar un sonido claro y limitar las escuchas ocasionales. Muchos teléfonos inalámbricos tienen una estación base principal y pueden agregar hasta tres o cuatro bases adicionales. Esto permite múltiples canales de voz que permiten conferencias tripartitas entre las bases. Esta tecnología también permite utilizar varios teléfonos al mismo tiempo, y hasta dos teléfonos pueden tener conversaciones separadas con partes externas.
Los fabricantes suelen anunciar que sus sistemas de frecuencias más altas mejoran la calidad y el alcance del audio. En el caso ideal, las frecuencias más altas en realidad tienen una peor propagación de la señal, como lo muestra la ecuación básica de transmisión de Friis , y la pérdida de trayectoria también tiende a aumentar en frecuencias más altas. Las influencias prácticas sobre la calidad y el alcance son la intensidad de la señal , la calidad de la antena , el método de modulación utilizado y las interferencias, que varían localmente.
Los teléfonos fijos de " servicio telefónico tradicional " (POTS) están diseñados para transferir audio con una calidad adecuada para que las partes se entiendan. El ancho de banda típico es de 3,6 kHz; sólo una fracción de las frecuencias que los humanos pueden oír, pero suficientes para hacer que la voz sea inteligible. Ningún teléfono puede mejorar esta calidad, ya que es una limitación del propio sistema telefónico. Sin embargo, los teléfonos de mayor calidad pueden transferir esta señal al teléfono con menos interferencias en un rango mayor. La mayoría de los teléfonos inalámbricos, sin importar qué banda de frecuencia o método de transmisión se utilice, casi nunca igualarán exactamente la calidad de sonido de un teléfono con cable de alta calidad conectado a una buena línea telefónica . [ cita necesaria ] Esta limitación se debe a una serie de problemas, incluidos los siguientes:
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 cumplen con esta afirmación.
Sin embargo, la frecuencia más alta suele traer ventajas. La banda de 900 MHz y 2,4 GHz se utiliza cada vez más para una gran cantidad de otros dispositivos, incluidos monitores para bebés , hornos microondas , Bluetooth y LAN inalámbrica ; por lo tanto, es probable que un teléfono inalámbrico sufra interferencias de las señales transmitidas por esos dispositivos y también pueda generar interferencias. También es posible que un teléfono inalámbrico interfiera con el estándar inalámbrico 802.11a , ya que el estándar 802.11a se puede configurar para funcionar en el rango de 5,8 GHz. Sin embargo, esto se puede solucionar fácilmente reconfigurando el dispositivo LAN inalámbrico para que funcione en la banda de 5,180 GHz a 5,320 GHz.
La nueva banda de 1,9 GHz está reservada para teléfonos que utilizan el estándar DECT , lo que debería evitar problemas de interferencia en las bandas sin licencia 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 que cualquier persona dentro del alcance escuche las conversaciones (aunque esto es ilegal en muchos países). Aunque todavía se producen muchos de estos modelos analógicos, se dispone de tecnología digital moderna para reducir el riesgo de escuchas ilegales . El espectro ensanchado digital (DSS) normalmente utiliza saltos de frecuencia para difundir la señal de audio (con un ancho de banda de 3 kHz) en una gama mucho más amplia de frecuencias de forma pseudoaleatoria . Distribuir la señal en un ancho de banda más amplio es una forma de redundancia y aumenta la relación señal-ruido , lo que produce un mayor alcance y menos susceptibilidad a las interferencias. Las bandas de frecuencia más altas proporcionan 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. Sólo la unidad base que utiliza un número pseudoaleatorio coincidente puede decodificar la señal y elige entre uno de miles de códigos únicos cada vez que se devuelve el teléfono a la base. Además, la naturaleza digital de la señal aumenta su tolerancia al ruido y algunos sistemas incluso cifran la señal digital para mayor seguridad.
Existen teléfonos inalámbricos itinerantes que no están conectados a ninguna estación base en particular, pero que tampoco utilizan redes de telefonía móvil (celular) tradicionales. Estos utilizan con mayor frecuencia tecnologías digitales como DECT , espectro sin licencia de 2,4 GHz o tecnología LAN inalámbrica basada en estándares 802.11a /b/g. Existen equivalentes analógicos y pueden proporcionar un mayor alcance, pero con una posible pérdida de confidencialidad y calidad de voz. El teléfono inalámbrico se conecta a un punto de acceso inalámbrico o estación base que admita la misma tecnología. También se requiere una función de gestión de llamadas y una puerta de enlace a la red telefónica pública conmutada (PSTN). Este puede estar integrado o no en la estación base. [ ¿ investigacion original? ] Un servicio de Voz sobre IP puede ser utilizado por teléfonos que utilizan puntos de acceso a datos inalámbricos , utilizando así una conexión a Internet de banda ancha para diferir la conexión a la PSTN a una puerta de enlace remota operada por el proveedor del servicio.
A diferencia de los teléfonos con cable que funcionan con las baterías de la estación central de la compañía telefónica, una estación base de teléfono inalámbrico requería energía eléctrica para funcionar. Durante una interrupción del suministro eléctrico, la estación base inalámbrica no estará operativa, mientras que los aparatos cableados podrán seguir funcionando. [14]
