Por John Herman
Vives tu vida a 2.4 GHz. Tu router, tu teléfono inalámbrico, tu auricular Bluetooth, tu monitor de bebé y tu mando de garaje aman y viven en esta frecuencia de radio, y en ninguna otra. ¿Por qué? La respuesta está en tu cocina.
De qué estamos hablando
Antes de cargar demasiado aquí, repasemos lo básico. Tu casa o apartamento, o la cafetería en la que estás sentado ahora, está saturada de ondas de radio. Un número inconcebible de ellas, de hecho, vibrando desde las estaciones de radio, las estaciones de televisión, las torres de telefonía móvil y el propio universo, en el espacio que habitas. Estás siendo bombardeado, constantemente, con ondas electromagnéticas de todo tipo de frecuencias, muchas de las cuales han sido codificadas con información específica, ya sea una voz, un tono o datos digitales. Demonios, tal vez incluso estas mismas palabras.
Además, estás rodeado de ondas de tu propia creación. Dentro de tu casa hay una docena de pequeñas estaciones de radio: tu router, tu teléfono inalámbrico, el mando del garaje. Cualquier cosa que tengas que sea inalámbrica, más o menos. Malditas ondas de radio: están por todas partes.
En realidad, es extraño que tu teléfono inalámbrico tenga incluso esa pegatina de 2,4 GHz. Para el comprador medio, no tan técnico, es un número que no significa A) nada, o B) algo, pero lo incorrecto. («¿2,4 GHz? ¡Es más rápido que mi ordenador!»)
Lo que realmente significa ese número es la frecuencia de transmisión, o la frecuencia de las ondas que la estación base del teléfono envía a su auricular. Eso es todo. De hecho, el hertzio en sí no es más que una unidad de frecuencia en cualquier contexto: es el número de veces que algo ocurre en el transcurso de un segundo. En las comunicaciones inalámbricas, se refiere a la oscilación de las ondas. En los ordenadores, se refiere a la velocidad del reloj del procesador. En los televisores, a la velocidad a la que se actualiza la pantalla; para mí, que estoy aplaudiendo delante de mi ordenador ahora mismo, es la velocidad a la que lo estoy haciendo. Un hertzio, un aplauso lento.
La pregunta, entonces, es por qué tantos de sus aparatos funcionan a 2,4 GHz, en lugar de las frecuencias de ~2.399.999.999 números enteros por debajo de ella, o cualquier número por encima. Parece casi controlado, o guiado. Parece, tal vez, un poco arbitrario. Parece, bueno, regulado.
Un vistazo a la normativa de la FCC confirma cualquier sospecha. Una banda de frecuencias agrupadas en torno a los 2,4 GHz ha sido designada, junto con un puñado de otras, como bandas de radio industrial, científica y médica. «Muchas de las cosas sin licencia -por ejemplo, el Wi-Fi- están en las frecuencias de 2,4 GHz o 900 MHz, las bandas ISM. No se necesita una licencia para operar en ellas». Así explica Ira Kelpz, jefe adjunto de la Oficina de Ingeniería y Tecnología de la Comisión Federal de Comunicaciones, precisamente por qué estas bandas ISM son atractivas para los fabricantes de aparatos: Son de uso gratuito. Si los routers, los teléfonos inalámbricos y todo lo demás quedan relegados a una pequeña banda de 2,4 GHz, sus ondas de radio no interferirán con, por ejemplo, los teléfonos móviles que funcionan a 1,9 GHz, o la radio AM, que emite entre 535 kHz y 1,7 MHz. El ISM es, en efecto, un gueto para la transmisión inalámbrica sin licencia, recomendado primero por una pequeña y silenciosa agencia en una oficina suiza de la ONU, llamada la UIT, y luego formalizado, modificado y codificado para su uso práctico por los gobiernos del mundo, incluyendo, por supuesto, nuestra propia FCC.
Las normas ISM actuales se establecieron en 1985, y justo a tiempo. Nuestros teléfonos estaban a punto de perder sus cables y, en un futuro próximo, las conexiones a Internet de banda ancha surgirían y se convertirían en mágicamente inalámbricas. Todos estos artilugios necesitaban frecuencias que no requirieran licencias, pero que estuvieran enclavadas entre las que sí las requerían. Frecuencias que no fueran tan altas como para sacrificar la penetración de la transmisión (a través de las paredes, por ejemplo), pero que no fueran tan bajas como para requerir antenas de un metro de largo. En definitiva, necesitaban las bandas ISM. Así que las tomaron.
¿Por qué 2.4?
Ahora, hay muchas, muchas frecuencias que se califican como «sin licencia», pero sólo un puñado se utiliza en nuestros teléfonos, routers y walkie talkies.
En el caso de algo como los teléfonos, que se venden emparejados con una estación base específica, elegir la frecuencia sin licencia adecuada es un cálculo bastante sencillo: Un sistema de 900 MHz podrá transmitir más fácilmente a través de una casa de varios pisos, pero un sistema de 2,4 GHz tendrá un mayor alcance (si no hay obstáculos) y generalmente requiere una antena más pequeña, lo que mantiene el tamaño del teléfono bajo control.
Los routers Wi-Fi empezaron como sistemas patentados y emparejados que operaban en todo tipo de frecuencias, y sólo se establecieron en un estándar -5 GHz- con la codificación de 802.11a. Después, el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos acordó que 2,4 GHz, con su amplia selección de canales y su potencial de alcance, penetración y coste, era una apuesta más segura. En la actualidad, algunos routers Wireless N pueden funcionar en las bandas de 2,4 GHz y 5 GHz simultáneamente. Los routers podrían funcionar igual de bien en 2,3 o 2,5 GHz, pero no está permitido. Son las normas. La banda de 2,4 GHz, que va desde los 2.400 a los 2.483,5 Mhz, es donde tienen que vivir los routers.
Por ello, pueden dar las gracias al microondas.
Los hornos microondas calientan la comida mediante la emisión de, literalmente, microondas. (Cabe mencionar que, en términos de ondas electromagnéticas, las microondas, cuyas longitudes de onda van desde un milímetro hasta un metro, no son especialmente «micro»). A determinadas frecuencias, estas ondas provocan lo que se denomina calentamiento dieléctrico en el agua y la grasa, mientras que atraviesan directamente otros materiales, como el plástico o el vidrio, sin excitarlos demasiado. (El metal, en cambio, se excita demasiado.) Para una explicación completa de cómo funciona el calentamiento dieléctrico, haga clic aquí, pero para los fines de este artículo, basta con saber esto: Sólo ciertos materiales son susceptibles, y sólo cuando son bombardeados con ondas de una determinada frecuencia y potencia. Una de esas frecuencias es la de 915 MHz. Otras se sitúan en 5,8 GHz y 24 GHz. Pero la que resultó ser eficaz y relativamente barata de conseguir fue la de 2,45 GHz. Esa es la frecuencia que emite tu microondas, ahí en la cocina.
Entonces, cuando la FCC se puso a establecer en qué frecuencias podían emitir los aparatos sin licencia, tuvieron que pensar en muchas cosas. En primer lugar, tuvieron que considerar qué frecuencias ya estaban en uso por cosas como la radio y la televisión. Esas estarían fuera de los límites. Luego, de las frecuencias restantes, utilizables y no asignadas, buscaron las que ya estaban siendo utilizadas por los equipos existentes. ¿Se dieron cuenta de algo? Los microondas eran muy populares. Existen comercialmente desde 1947. Y, por lo general, funcionaban a una frecuencia específica: 2,45 GHz. A pesar de estar fuertemente apantalladas, las potentes emisiones de los hornos microondas podían interferir a veces con las frecuencias vecinas, por lo que se decidió que debían tener unos cuantos megahercios de espacio en ambas direcciones. Así nació la banda ISM de 2.400 a 2.483,5 Mhz.
La posibilidad de que estas frecuencias libres se saturaran algún día fue siempre una posibilidad. Pero la principal preocupación de la FCC es cuidar las frecuencias que licencia; todos los que trabajan en las frecuencias ISM, entonces, deben valerse por sí mismos. Y lo hacen. Tu microondas y tu router pueden emitir ondas en el mismo rango de frecuencias, y esto puede fastidiar un poco la conectividad de tu router. Pero, en general, las empresas de routers han conseguido minimizar las interferencias aumentando la intensidad de la señal y escribiendo un firmware más inteligente. Y se supone que, al menos, se minimizan las emisiones de microondas hacia el exterior. (¿Ese escudo metálico perforado en la puerta de cristal de tu microondas? Es un escudo: los agujeros que tiene son más pequeños que la anchura física de la onda de 2,4 GHz). Al final, las cosas funcionan.
Eso no quiere decir que la banda de 2,4-GHz no se esté saturando. Muchos routers operan, al menos en parte, en la banda de 5 GHz, y una rápida inspección de su Best Buy local encontrará teléfonos inalámbricos en 900 MHz, 1,9 GHz y 5 GHz. Pero el rey de la montaña de frecuencias, la banda amada por miles de millones de conexiones inalámbricas en todo el mundo, ya sean Bluetooth, Wi-Fi o mandos a distancia de RF no estándar, es mi banda, tu banda, nuestra banda, 2,4. Y todo porque queríamos cocinar nuestra comida un poco más rápido.
Arte original del artista invitado Chris McVeigh (AKA powerpig). Puedes ver todo su trabajo en flickr.com/powerpig, y seguirlo en Twitter. (@Actionfigured)
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