Teléfono inalámbrico

Un teléfono inalámbrico o teléfono portátil tiene 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 en su alcance limitado y en que 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 cableado, un teléfono inalámbrico necesita electricidad (para alimentar la estación base). El teléfono inalámbrico contiene una batería recargable, que la estación base recarga cuando el teléfono descansa en su cuna.

Historia

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): S.M. Baer, G.C. Balzer, JM Brown, W.F. Clemency, M. Rosenthal y W. Zinsmeister, bajo la dirección de W.D. 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 N.J. 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 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).

En 1966, George Sweigert presentó una solicitud de patente para un "aparato de comunicaciones inalámbricas full dúplex". Fue galardonado U.S. Patente 3.449.750 en junio de 1969. Sweigert, un operador de radio de 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.

En 1977, Douglas G. Talley y L Duane Gregory obtuvieron Estados Unidos. Patente 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 consiste en un instrumento telefónico inalámbrico pequeño y compacto que contiene transmisor, receptor y circuitos de control alimentados mediante un paquete de baterías recargables. 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 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 la dependencia de las señales de radio los haría vulnerables a escuchas u otras malas prácticas.

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. 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.

Frecuencias

Estados Unidos

En Estados Unidos, la Comisión Federal de Comunicaciones ha asignado siete bandas de frecuencia para usos que incluyen teléfonos inalámbricos. Estos son:

• 1,7 MHz (1,665–1,770 MHz, banda estrecha FM) Los teléfonos inalámbricos fabricados después del 1 de octubre de 1984, no están autorizados a usar esta banda y fueron obligados a utilizar las frecuencias más nuevas (más altas) de 43-50 MHz, aunque los teléfonos más antiguos, en los pares de frecuencia más antiguos, todavía podrían ser utilizados.
• 27 MHz, cerca de la Banda Ciudadana (CB) Servicio de radio con algunas frecuencias de 26.010, 26.050, 26.380, 26.419 y 27.095 MHz. Estos fueron inicialmente emparejados con las frecuencias de 1,7 MHz, luego, con las frecuencias de 49 MHz. Las señales eran modulación de frecuencia FM.
• 43–50 MHz (Base: 43.72–46.97 MHz, Handset: 48.76–49.99 MHz, FM) Allocated in December 1983, and approved for use in mid-1984 for 10 channels. 15 canales adicionales asignados 5 de abril de 1995.
• 900 MHz (902–928 MHz, asignado en 1993)
• 1.9 GHz (1920-1930) MHz, desarrollado en 1993 y asignado en octubre de 2005, especialmente con DECT 6.0)
• 2.4 GHz (2400–2500 MHz, asignado en 1998)
• 5,8 GHz (5725-5875 MHz, asignado en 2003 debido a la multitud en la banda de 2.4 GHz)

La saturación de asignaciones de frecuencias anteriores llevó a los usuarios a dejar de usar equipos telefónicos que operaban en esas frecuencias, dejando esas bandas relativamente despejadas. Los aficionados a la radio monitorean el uso de los 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.

1.7 Los teléfonos inalámbricos MHz fueron los primeros modelos disponibles en los minoristas, y generalmente son identificables por sus grandes antenas de telescopado metálico. Los canales justo encima de la banda de transmisión AM fueron seleccionados manualmente por el usuario. Algunas de las frecuencias utilizadas son ahora parte de la banda de radio AM ampliada, y puede ser escuchado por cualquiera con una radio AM. Hay informes de personas que todavía utilizan estos teléfonos, y utilizarlos como estaciones de radio improvisadas AM que se pueden escuchar por un par de bloques de la ciudad. Estos modelos se volvieron obsoletos porque son susceptibles a escuchar, e interferencia de los sistemas de iluminación fluorescente y de ignición de automóviles. Sin embargo, en condiciones ideales pueden tener 0,5 millas (0,80 km) o más rango.

43–50 Los teléfonos inalámbricos MHz tenían una gran base instalada a principios del decenio de 1990, y presentaban antenas flexibles más cortas y selección automática de canales. Debido a su popularidad, un hacinamiento de la banda llevó a una asignación de frecuencias adicionales; por lo tanto los fabricantes pudieron vender modelos con 25 canales en lugar de sólo 10 canales. Aunque son menos susceptibles a la interferencia que las unidades anteriores de AM, estos modelos ya no están en producción y se consideran obsoletos porque sus frecuencias se escuchan fácilmente en prácticamente cualquier escáner de radio. Los modelos avanzados comenzaron a usar la inversión de voz como una forma básica de scrambling para ayudar a limitar las escuchas no autorizadas. Estos teléfonos comparten la banda 49.8 MHz (49.830 - 49.890) con algunos monitores de bebé inalámbricos.

900 Los teléfonos inalámbricos MHz rara vez se venden pero tienen una enorme base instalada. Las características incluyen antenas incluso más cortas, hasta 30 canales de selección de automóviles, y mayor resistencia a la interferencia. Disponible en varias variedades; espectro analógico, analógico de propagación (100 kHz ancho de banda), espectro digital y digital de difusión, la mayoría de las que se venden hoy son modelos analógicos de bajo costo, que todavía son susceptibles de escuchar. Las variantes digitales todavía pueden ser escaneadas, pero se reciben como un suyo digital y por lo tanto son difíciles de escuchar. La transmisión digital es inmune a la interferencia estática, pero puede experimentar la fama de la señal (Silencio de la señal) ya que el teléfono sale del rango de la base. Las nuevas variantes de espectro de esparcimiento digital (DSS) extienden su señal sobre una gama de frecuencias, proporcionando más resistencia a la pérdida de señales. Esta tecnología permitió que la información digital se extendiera en piezas entre varias frecuencias entre el receptor y la base, lo que hizo casi imposible escuchar la conversación sin cables. El FCC sólo permite que los teléfonos modelo DSS transmitan a toda la potencia de 1 watt, lo que permite aumentar el rango sobre modelos analógicos y digitales antiguos.

Prácticamente todos los nuevos teléfonos inalámbricos vendidos en los EE.UU. utilizan DECT 6.0 en la banda 1.9 GHz, aunque los teléfonos heredados pueden permanecer en uso en las bandas de 900 MHz, 2.4 GHz y 5.8 GHz. No hay ningún requisito específico para cualquier modo de transmisión particular en las bandas anteriores, pero en la práctica muchos teléfonos heredados también tienen características 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 inicio tardío de DECT 6.0 en comparación con DECT en otros lugares ha llevado 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.

Fuera de Estados Unidos

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 & frecuencias relacionadas, ha desplazado en gran medida a todos los demás estándares de teléfonos inalámbricos en todo el mundo, excepto en América del Norte.

Rendimiento

Muchos teléfonos inalámbricos en el siglo XXI son digitales. La tecnología digital ha ayudado a proporcionar sonido claro y limitar el escucha casual. 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 llamadas de conferencia de tres vías 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.

"Servicio telefónico antiguo" (POTS) los teléfonos fijos 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. Esta limitación se debe a una serie de problemas, incluidos los siguientes:

• Sidetone: escuchar la propia voz hecha eco en el altavoz receptor
• Una cantidad notable de ruido de fondo constante (esto no es interferencia de fuentes externas, sino ruido dentro del sistema telefónico inalámbrico)
• Respuesta de frecuencia no es la respuesta de frecuencia completa disponible en un teléfono fijo cableado

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 a menudo trae 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 su uso en 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.

Seguridad

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) suele utilizar 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 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.

Auriculares inalámbricos

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 suelen utilizar 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 administración de llamadas y una puerta de enlace a la red telefónica pública conmutada (PSTN). Esto puede estar integrado o no en la estación base. 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 estación remota. puerta de enlace operada por el proveedor del servicio.

Salud y seguridad

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.