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Comunicaciones

Un siglo entre las ondas radioeléctricas y la fibra óptica

En el último siglo todas las disciplinas relacionadas con la electricidad, electrónica y las telecomunicaciones han avanzado muy rápidamente, apoyándose también, en las últimas décadas, en los importantes progresos en el campo de la informática.
escrito por: Redacción RedesTelecom20 de diciembre 2010
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Hoy en día es inimaginable un mundo sin la radio, la televisión, la telefonía móvil, los sistemas de ayuda a la navegación por satélite, el radar, etcétera, que no solamente nos facilitan la vida y permiten una comunicación casi instantánea en cualquier momento y lugar, con independencia de las fronteras entre países, sino que, además, dan lugar a toda una industria a su alrededor, generadora de empleo y de riqueza. Pero para llegar a la situación actual han sido necesarios muchos años de investigación y experimentación, algo que se ha tenido la oportunidad de descubrir en el reciente congreso Histelcon 2010 celebrado en Madrid, para conmemorar los 10 años del nacimiento del Foro Histórico de las Telecomunicaciones, en el que además de presentarse los inicios de la radiodifusión, quienes fueron sus pioneros y logros más importantes, se ha reflexionado y debatido sobre los futuros modelos de servicio y aplicaciones de la misma, pues no cabe duda de que conocer el pasado es una sólida base para construir el futuro, y evitar los errores cometidos, de los cuales se habrá aprendido lo que no hay que hacer.

Organizado por la AEIT, la UPM y el IEEE, el Congreso ha celebrado los cien años de radiodifusión bajo el lema “A Century of Broadcasting”. El objetivo ha sido no sólo difundir los cien años de la radiodifusión, sino también dar a conocer la historia de las telecomunicaciones, fomentar la reflexión y el debate en el sector y reunir a los profesionales interesados en esta disciplina, provenientes de 25 países de todo el mundo.
A lo largo del artículo se tendrá la oportunidad de comprobar como el uso de las ondas radioeléctricas ha cambiado el modo como la humanidad se ha comunicado, pasando de mensajes que tardaban días, semanas o incluso meses en llegar, a, prácticamente, ser instantánea su transmisión. También, de ver la evolución de los sistemas de transmisión, desde los primeros, basados en “chispas” (bobina de Ruhmkorff), a otros “digitales” mucho más sofisticados, pasando por el empleo de la Frecuencia Modulada, la Onda Media, la Onda Corta, etcétera, y de ver como las ondas electromagnéticas se aplican no solo a la radiodifusión sonora, sino a las comunicaciones móviles, a la Televisión Digital Terrestre, a los radioenlaces por microondas, al telediagnóstico,… y a muchos otros sistemas de telecomunicaciones actuales, como son, por ejemplo, los basados en la fibra óptica, que utilizan también una pequeña porción del espectro electromagnético.

La historia de la radiodifusión
Según los expertos, la radiodifusión fue el resultado de la contribución de un nutrido grupo de pioneros de principios del siglo XX, que continuaron los trabajos que Marconi y Popov habían realizado en Europa a finales del XIX utilizando sistemas de “chispas” para producir las ondas electromagnéticas y simples “cohesores” para detectarlas. Aunque no puede señalarse una fecha exacta como origen de la radiodifusión –ya que no es un sistema, sino un servicio concebido a partir de las posibilidades y cualidades de la radio–, 1910 se considera el año en que se fueron regularizando las primeras pruebas realizadas por varios pioneros, tanto en Europa como en Estados Unidos, y que dieron lugar a la radiodifusión.
Diversos científicos e ingenieros, de forma completamente independiente, atesoran el honor de haber sido los primeros en probar la viabilidad de transmitir la voz humana utilizando ondas de radio. Entre otros cabe mencionar al canadiense Reginal Fessenden, que realizó las primeras pruebas en la Nochebuena de 1906, y a los americanos Lee De Forest, que en 1908 instaló un transmisor telefónico en la Torre Eiffel (Paris), y Charles Herrold que en 1909, en San José (California), puso en marcha una estación de radiodifusión.
En esos momentos, la transmisión vía radio permitió liberarse de las ataduras físicas de los cables para llegar a cualquier sitio y a cualquier persona, con independencia de las fronteras políticas y geográficas existentes. Una vez inventada la radio, sólo era cuestión de tiempo concebir, en torno a ella, un modelo de explotación y negocio que fuera estable en el tiempo. Así, desde los primeros modelos, basados en la radioafición y sin ánimo mercantil, hasta los actuales, basados en la publicidad para la generación de ingresos comerciales, se ha pasado por distintas etapas, siendo importante destacar su valor como instrumento político durante los conflictos sociales y bélicos ocurridos en el siglo XX, en especial, la Segunda Guerra Mundial y el periodo entre guerras, o el importante efecto que la radiodifusión ha tenido en las costumbres sociales y en las comunidades rurales y urbanas, siendo muchas de las veces el único medio de contacto con el exterior para recibir noticias.

La radio
Las ondas electromagnéticas que se propagan por el espacio proporcionan un sistema de comunicación, la radio, un invento mediante el cual el mundo de la información inició una nueva era. Además, las ondas de radio también se utilizan en la telegrafía inalámbrica, la televisión, el radar, los sistemas de navegación y la comunicación espacial. A partir de la invención del telégrafo (1837) y del teléfono (1876), la ciencia enfocó sus esfuerzos en realizar experimentos para conseguir otros sistemas de transmisión de mensajes.
Los primeros sistemas telegráficos y telefónicos utilizaban el cable como soporte físico para la transmisión de los mensajes, pero las investigaciones científicas indicaban que podían existir otras posibilidades. Aun cuando fueron necesarios muchos descubrimientos en el campo de la electricidad hasta llegar a la radio, su nacimiento data en realidad de 1873, año en el que el físico británico James Clerk Maxwell publicó su teoría sobre las ondas de radio o electromagnéticas, confirmada su existencia en 1888 por el físico alemán Heinrich Hertz.
En 1906 se produjo un avance revolucionario, punto de partida de la electrónica, al inventar el estadounidense Lee De Forest el triodo (válvula de tres elementos), que en un principio se utilizó como detector, pero pronto se descubrieron sus propiedades como amplificador y oscilador, generando corrientes de alta frecuencia que podrían ser moduladas con facilidad, dando así origen a la radiodifusión; en ese mismo año se obtuvo la primera emisión de radio en los Estados Unidos y con la introducción masiva de las válvulas se mejoró notablemente la calidad y potencia de recepción y, poco a poco, las simples radios de galena, pasaron al olvido. En España, Radio Ibérica fue pionera al realizar la primera emisión radiofónica en 1924, pero fue Radio Barcelona la emisora que, con su programación diaria de calidad, dio a conocer de forma generalizada el ingenio de Marconi. Con las emisiones de “Onda Corta”, por primera vez, se lograron unir continentes, lo que supuso un gran avance, al permitir traspasar las fronteras de los países, sin censuras.
La radio, que ha formado parte importante de la sociedad desde su aparición como medio masivo de comunicación, también ha tenido que sufrir importantes cambios. El primero de ellos fue uno externo, cuando se introdujo el transistor en la década de los cincuenta, logrando hacer de la radio un instrumento de consumo personal ya que se volvió más pequeña y portátil. Ahora, con la microelectrónica, son diminutas. Tiempo después, se desplaza la amplitud modulada (AM) por la frecuencia modulada (FM), aumentando la calidad de la recepción y aunque la AM no desaparece, la FM es una peligrosa competidora. Actualmente contamos con sistemas más sofisticados, como la radio digital terrestre o DAB, que proporcionan mucha mayor calidad y fiabilidad y aumentan el número de programas u oferta radiofónica utilizando los mismos recursos. En este sentido se está realizando un importante esfuerzo para adaptar estas nuevas tecnologías, no solo de radio, sino de televisión, a la situación actual, a las frecuencias que utilizamos hoy en día, a las empresas que tienen licencia para emitir, a los fabricantes de receptores actuales, y a las normas o leyes estatales y autonómicas que regulan la radio y televisión digital. Pero más moderno es escuchar cualquier emisora, de cualquier parte del mundo, por Internet o "radio on line".

La televisión
Junto con la radio, la televisión es el medio de comunicación más popular; esto se debe a que lo único que hace falta es tener un aparato y encenderlo, el servicio es gratuito y existe una amplia variedad de programas a escoger entre los diferentes canales de televisión, analógicos y digitales. Lo habitual es que los anunciantes paguen, y eso les permite ofrecer y vender sus productos a más clientes potenciales. En los últimos años también se ha extendido el sistema de televisión de pago (cable o satélite), y desde abril de 2010 podemos disfrutar de la televisión digital terrestre (TDT), lo que amplía la cantidad de opciones para los televidentes.
De todos los que contribuyeron al desarrollo de la televisión, sin duda, los más importantes son el ingeniero alemán Paul Nipkow, quien, en 1884 patentó su disco de exploración lumínica, más conocido como disco de Nipkow; John Logie Baird, escocés quien en 1923 utilizó y mejoró el disco de Nipkow a base de células de selenio, perfeccionando su sistema de televisión electromecánica; a los norteamericanos Ives y Jenkins, quienes se basaron en Nipkow; y al ruso Vladimir Zworykin, inventor del tubo iconoscopio para la construcción de un sistema de televisión electrónico, que acabó desbancando a su antecesor. Las primeras transmisiones televisivas se efectuaron a fines de los años veinte, pero el uso extendido de la televisión comenzó en la década de los cincuenta, tras acabarse la II Guerra Mundial.
En la actualidad coexisten en el mundo varios sistemas de televisión (normas PAL, SECAM, NTSC, etcétera), se está o ya se ha dado en muchos países la transición a la TDT (Televisión Digital Terrestre), además de ser habituales las transmisiones por satélite o a través de Internet (IPTV), y empiezan a aparece en el mercado los televisores 3D, habiendo sustituido las pantallas de LED, LCD y plasma a los tubos de rayos catódicos (TRC).

La telefonía móvil
La utilización de la radio para la comunicación móvil es una idea que surgió con los primeros experimentos de transmisión a larga distancia del italiano Guillermo Marconi, realizados en 1901, en los que se instalaron los primeros sistemas de "radio móvil" sobre vehículos con apariencia de tranvías. El primer servicio de telefonía móvil (en forma de mensajes de aviso) fue utilizado por la policía de Detroit en los años veinte. Desde entonces han aparecido y se han desarrollado muchos sistemas.
En este proceso, se han ido produciendo muchos avances, tanto tecnológicos como teóricos que fueron sentando las bases de la situación actual. Entre los primeros, cabe destacar el desarrollo del transistor, inventado a finales de los años cuarenta por los laboratorios Bell y el desarrollo de los circuitos integrados, que permitió la actual revolución en la microelectrónica, con la consiguiente reducción de tamaño y precio que ha permitido la extensión y popularización de muchos dispositivos.
El primer sistema público de radio PLMN (Public Land Mobile Network), es decir, que cualquier persona con suficiente dinero podía contratar, empezó a funcionar en la ciudad de San Luis, Missouri (EEUU), en 1945, que tuvo el privilegio de ver como en su colina más alta, que medía unos 300 metros, se colocaba la primera antena. Estos sistemas utilizaban una única antena de alta potencia, en FM, que proporcionaba una gran cobertura.
La capacidad de usuarios no era muy elevada (un sistema de 6 canales podía manejar unos 200 abonados), pero, aún así, tras el desarrollo de la radio y la telefonía fija, y los avances que en este campo se realizaron en la II Guerra Mundial, compañías como General Electric, RCA, Motorola y AT&T comenzaron a comercializar diversos sistemas portátiles de comunicación y en poco tiempo el servicio de telefonía móvil se extendió.
En 1970, los Laboratorios Bell empezaron a trabajar en el sistema AMPS (American Mobile Phone System) y en Europa fueron los PTT (Post, Telegraph & Telephone) de cada país los que establecieron el servicio, inicialmente analógico y sin posibilidad de interconexión entre distintos países, adoptándose un sistema y una banda de frecuencias distinta (450 y 900 MHz). Uno de los sistemas más importantes fue el NMT (Nordic Mobile Telephone), que en 1982 entró en servicio en los cuatro países nórdicos y en España. A partir de aquí, se puede decir que es ya historia reciente y son más de 5.000 millones los usuarios que disponen de un teléfono móvil, muchos de ellos con una capacidad incluso superior a la del ordenador que se utilizó para controlar el primer viaje del ser humano a la Luna en 1969, y que permiten velocidades de acceso comparables a las que ofrecen las redes fijas.

Otros sistemas
La radio, la televisión, o la telefonía móvil, no son los únicos sistemas que utilizan las ondas de radio como base para su funcionamiento, sino que hay otros muchos, como pueden ser el radar para la detección de objetos lejanos y medición de ciertas características, por ejemplo meteorológicas, que encuentra su principal aplicación en el control del tráfico aéreo y ciertas aplicaciones militares, o los sistemas de navegación por satélite, cuyo representante más popular es el GPS, que permite determinar la posición local con gran precisión y, con la ayuda de mapas de la zona, establecer rutas.
Pero también hay otros, que solemos utilizar casi cada día, por ejemplo, Wi-Fi para la conexión inalámbrica de nuestro ordenador o teléfono móvil al router ADSL o la LAN que nos abre la puerta a Internet, Bluetooth para la conexión de dispositivos entre sí a corta distancia sin necesidad de cables o RFID (Radio Frequency IDentification) que consiste en unas etiquetas que incluyen un pequeño transceptor radioeléctrico y una memoria en la que es posible almacenar información para su lectura en cualquier momento.
En el mundo de los datos hay muchas otras tecnologías, compitiendo entre sí y con los sistemas que utilizan las redes fijas; cabe mencionar solo una como la más destacada, que es WiMAX, pero también en el campo de las comunicaciones “fijas” o cableadas se están produciendo avances importantes, algunos de ellos haciendo uso también de las ondas electromagnéticas, como es la transmisión de información codificada en longitudes de onda a través de la fibra óptica, que permite alcanzar velocidades realmente elevadas, llegando en la práctica a decenas de Gbps. No están muy lejos los tiempos en los que se realizaron las primeras experiencias en este sentido (década de los setenta) y los científicos que trabajaban en ello se convirtieron en “los chalados de los cables de cristal”, aquellos que anunciaron “que se iba a poder hablar por el culo de un vaso”. Hoy en día sabemos que la fibra óptica supone uno de los mayores pilares, junto con la radio y la electrónica, en los que se basan las Telecomunicaciones.

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