Una de las primeras entradas del Blog habla sobre los diferentes usos y divisiones de las frecuencias disponibles para transmisión de información. Ya desarrollado el blog, con artículos tocando diferentes temas, quiero volver a hablar de las bandas no licenciadas en particular y profundizar en las características en estas bandas.
¿Qué son las bandas no licenciadas?
Las bandas no licenciadas o de uso libre son aquellas que no requieren permiso especial de las autoridades o el regulador de telecomunicaciones para poder usarse. A nivel mundial, 2,4 y 5 GHz son bandas de libre utilización, con variaciones y restricciones en algunos países. Como ya todos saben, estas frecuencias son utilizadas por WiFi, el estándar 802.11, y por ser libres es que podemos tener puntos de acceso transmitiendo en nuestras casas, oficinas, negocios, etc.
Principalmente, la banda de 5 GHz se utiliza también para otras aplicaciones, transmitiendo gran ancho de banda a distancias que pueden llegar típicamente a 10 o 20 Km, pero pueden ser mucho mayores con los equipos y antenas adecuadas. Entre las aplicaciones para las que se utilizan enlaces en estas frecuencias podemos nombrar acceso a Internet, transmisión de video IP, interconexión de oficinas, sincronización de semáforos y hasta movilidad en vehículos.
Principales Características
Las frecuencias son en general independientes de la tecnología, es decir, cada fabricante utiliza su propio protocolo de transmisión, pero para la transmisión de banda ancha en exteriores en 5 GHz se utilizan tecnologías muy similares con características comparables. Algunas de ellas las enumero a continuación:
- Ancho de Canal: los anchos de canal, son los utilizados en Wifi con mayor variación ya que no dependen del estándar. 5 MHz, 10, 20, 40 y 80 MHz. Como las redes son controladas totalmente por los dueños, se puede utilizar cualquier ancho de canal y mezclarlos en diferentes enlaces. Cuanto más grande es el canal, más información se puede transportar, pero también se está expuesto a mayores interferencias. Si se utiliza una tecnología estándar como Wi-Fi, el canal con el que transmitimos tiene que ser fijo porque el dueño de la red no controla los dispositivos que se conectan.
- Tecnología TDD: La mayoría de los fabricantes, si no todos los que trabajan en esta frecuencia, utilizan división de tiempo, es decir, tienen un solo transmisor-receptor y una parte del tiempo transmiten y otra reciben. Esto hace que la latencia sea un poco alta, en el orden de los pocos milisegundos, pero también permite utilizar más eficientemente el tiempo de transmisión y adaptarlo a la cantidad de tráfico transmitido o recibido
- Modulación: Igualmente, las modulaciones suelen ser estándar. Varias posibles modulaciones que se pueden adaptar automáticamente a las condiciones del enlace. Las modulaciones más altas, como 256QAM, nos permiten transmitir mayor cantidad de datos, pero también son más sensibles a las interferencias y a la señal recibida, por lo que estas modulaciones más altas solo funcionan en distancias relativamente cortas. Las diferentes modulaciones adaptándose automáticamente permiten tener enlaces estables a la mayor velocidad posible. En caso de errores, interferencias o cambios atmosféricos se reduce la velocidad temporalmente.
- Seguridad: La seguridad siempre es un punto importante en las comunicaciones. Las bandas no licenciadas pueden ser utilizadas por cualquier persona y no por eso dejan de ser seguras. Depende de los fabricantes de los equipos de radio en utilizar protocolos seguros y mecanismos de encriptación para la transmisión de la información.
- Antenas, tipos y cantidad: Para aumentar la velocidad de transmisión se utilizan antenas MIMO, que pueden transmitir en el mismo canal varios flujos de datos. Lo más importante es tratar de evitar interferencias utilizando antenas lo más directivas posible. Las antenas directivas reciben todos los canales que estén transmitiendo dispositivos cercanos. Al dirigir las antenas solamente a los equipos que queremos recibir, evitamos interferencias, retransmisiones y errores en el enlace. Hay equipos que tienen dos antenas y también dos radios, uno para transmitir y otro para recibir, de esta manera logran más ancho de banda. Esto se logra a costa de usar más frecuencias. Estos equipos suelen funcionar correctamente pero es difícil conseguir dos frecuencias que funcionen para el equipo y que estén libres de interferencias. El resultado nunca es el doble de ancho de banda ya que la comunicación dual siempre trae otro tipo de problemas que reduce el ancho de banda.
- Aplicaciones: Las aplicaciones son muy variadas, desde instalaciones de seguridad con video IP, sensores de movimiento y alarmas, hasta transmisión de datos y conexión a internet. Dependiendo de la aplicación y requerimientos se deben usar equipos de mejor calidad y gama más alta.
Al usar bandas no licenciadas tenemos gran versatilidad para transmitir información de nuestros proyectos y gran cantidad de aplicaciones. Debido al coste contenido de la tecnología y su adopción masiva, se abren nuevos mercados y aplicaciones en las que no se había pensado la transmisión por radio. De cualquier manera, cuanto más complejo es un proyecto más complicada es su implementación. La transmisión por radio puede funcionar bien a la primera si las condiciones son correctas, pero puede necesitar de expertos y equipos avanzados para hacer ajustes finos si la instalación no es adecuada o las condiciones no son buenas.
muy bueno el blog! excelente articulos!
Me parece que simplificas el asunto de la modulacion. Porqué no comentas eso de 256QAM qué es ?
Gracias por tu atencion.
Vicente
Gracias de nuevo por tu comentario. Lo tomo en cuenta y modificaré el artículo para explicar esta parte o haré uno específico de modulación. Solo pido un poco de paciencia para poder redactarlo.
Creo que el autor no quizo profundizar en eso para no aburrir a los lectores. 256QAM se refiere a modulación de amplitud por cuadratura con puntos de 2 elevado a la 8 bits…
Es simple. Se construye un mapa de coordenadas polares en un plano cartesiano, donde cada posible posición existente esta determinado por la amplitud (potencia) y fase (ángulo) de la señal durante un espacio corto de tiempo.
Cada punto en ese plano representa un valor binario único… de manera que cada vez que la señal «cae» en uno de ellos, se toma el valor binario que representa para construir una parte del mensaje que se quiere transmitir.
Ejemplo.. se reciben -4dB en 45° de fase… eso equivale a 11110000. Las antenas hacen eso millones de veces por segundo y así se transmite un dato de un lugar a otro.
Pedro, muchas gracias por compartir tus conocimientos en el blog.
Hay otro artículo posterior que habla un poco más en detalle sobre las modulaciones https://www.comunicacionesinalambricashoy.com/wireless/conceptos-tecnicos-sobre-modulacion/.
La idea de este blog no es entrar en detalle sobre el funcionamiento y teoría sino más bien dar ideas de funcionamiento e información inicial para poder trabajar con sistemas inalámbricos, principalmente en frecuencias libres y crear la curiosidad para ahondar en los temas. Espero que esté cumpliendo esta función.
magnifico articulo, extraordinariamente bien explicado , felicidades !! soy un apasionado del tema de las telecomunicaciones y estoy en medio de un mega proyecto de enlaces para Internet por wireless …..espero obtener mayor información para eficientar y optimizar los enlaces de este mega proyecto , apreciare cualquier apoyo u orientación…gracias y saludos cordiales a todo el blog
Hola me podrias ayudar tengo una antens pharos cpe510 quiero ponerlo en modo receptor como tendria q hacer la configuracion para ver las señales libres de wifi de dos estaciones de servicio y una libre del municipio..m podes ayudar
Hola Roberto.
Tu pregunta es muy específica para el fabricante de tu equipo. Como habrás visto en mi perfil, yo trabajo para Proxim Wireless donde tenemos un departamento de soporte para estos casos y resolvemos las dudas sobre nuestros equipos. Mira si el fabricante de tu equipo tiene un grupo o página de soporte, aunque hay empresas que no lo tienen.
bueno creo realmente no era lo que yo buscaba, pero me podría ayudar con una temática
¿ quien son los encargados de regular o controlar los permisos de frecuencias ?
Hola Priscila. Los permisos de usar frecuencias los controlan los ministerios de tecnología de cada país. En España este es el ministerio de Industria Comercio y Turismo a través de la Dirección General de Telecomunicaciones y Tecnologías de la Información.
En cada país tendrás el equivalente a este ministerio y dirección, que controlará el uso del espectro radioeléctrico.
Oscar
Gracias Oscar, excelente artículo
Estoy por comenzar un proyecto wisp en donde vivo ( Bs As-Argentina) me gustaría q me orientes un poco al respecto
Que puedo ir montando para un inicio con unos 50 clientes aproximadamente
La idea es ampliarme en un radio de 10km
Para llegar a una capacidad q pueda
Tengo en mente arrancar con;
Omni ubiquiti 13 dbi
Rocket M5
RB 3011
Server video
Con torre 30 metros
♂️
Q te párese para un arranque?
Hola Marcelo. Lo que sugieres está bastante bien con los siguientes puntos que te recomiendo tener cuidado.
– Diez Km es una distancia muy grande. Teóricamente te debe funcionar, pero en las ciudades suele haber muchas interferencias y cuanto más largos sean los enlaces más problemas vas a tener.
– Las antenas omnidireccionales transmiten en todas direcciones, pero también reciben en todas direcciones. Puedes tener problemas con las interferencias.
– Para una sola Estación Base, 50 clientes pudieran llegar a ser muchos. De nuevo teóricamente puede funcionar, pero en la práctica el número máximo está condicionado por las condiciones RF, el tráfico de clientes, etc. La latencia aumentará al menos 1 ms con cada nuevo cliente que pongas en la base.
Te aconsejaría que hicieras una prueba inicial con la BSU, para ver cuantos canales libres tienes en tu zona. Eso te ayudará a ver como seguir.
Oscar
Buenas Tardes. Buscando sobre frencuencias no licenciadas y su posible uso en dispositivos , teniendo como referencia este link https://hackaday.io/project/162667-lora-neural-network-security-system me gustaría saber si es posible modificarlo para utilizar frecuencias de radio que sean menor a 900mhz como las que usan Sigfox o LoRa (el del link es apto para la banda europea y no sé si funcionaría para Sudamérica)
Agradeciendo respuestas.
Saludos
Marcelo.
Hola Marcelo.
No conozco el dispositivo específico ni si tiene una interfaz para poder cambiar los datos. Normalmente es mucho más sencillo buscar un dispositivo que cumpla las mismas funciones y trabaje en tu banda de frecuencias.
Si tienes los conocimientos necesarios para modificar la frecuencia de trabajo, probablemente te saldrá mejor, con un poco de ayuda, diseñar tu equipo y mandarlo a fabricar.
En equipos de banda ancha en 5 Ghz hay empresas que venden solamente el hardware con una interfaz para que otras empresas lo utilicen como base, pero sin modificar las especificaciones. Estoy seguro que en equipamientos LoRa también habrá, aunque no conozco ninguno.
Saludos
Buenas noches ,
Ingenieros , docentes y personal técnico. tengo varias inquietudes y creo que ustedes me pueden ayudar.
1. ¿Para la tecnología Trunking de celulares. las antenas que se utilizan y los radios son licenciados o no?
En el caso de los radio enlaces de ultima milla (canales dedicados) para internet , datos, telefonia ip, son siempre licenciados. Y la capacidad de tx y rx se mide en la capacidad de los equipos ejemplo: para un enlace de 1km se utiliza antena con un radón de 0.6 del lado del cliente y en el lado del nodo de 0.3 con frecuencias de 18Ghz , con 18 potencia consiguiendo un enganche del enlace de -49dbm. Este enlace seria optimo.
Pero veo que en telefonía celular es diferente. Me pueden colaborar con las características de este sistema.
Muchas gracias por la atención y quedo atento.
saludos.
Nota: El sistema trunking es diferente al sistema LTE 2G, 3G y 4G. El sistema trunking son los radios que utilizan las bandas UHF y VHF.
att: Felipe Ruiz
de Colombia
Hola Felipe.
No soy experto en trunking ni en celular. Pero los enlaces que se utilicen pueden ser más o menos iguales dependiendo del ancho de banda que se quiera transmitir y de las características.
Para hacer los troncales en una red celular casi siempre se utilizan enlaces licenciados, pero también se pueden utilizar enlaces en bandas libres en BTSs que estén en los márgenes de la red, porque los enlaces en bandas no licenciadas suelen ser más báratos, pero también pueden sufrir interferencias.
También hay operadores que dan servicio de acceso a internet y telefonía IP fija directamente con enlaces punto a punto o multipunto en bandas libres, en estos casos los cálculos del enlace y el tipo de antena a utilizar va a depender también de las necesidades de cada cliente y de la potencia de transmisión del equipo.
Espero que te sea útil.
Oscar Ubierna
que me puedes decir acerca de las bandas libres que en USA pueden ser utilizadas para un cruce fronterizo entre USA y MEXICO.
Gracias !!
Hola José.
Lamentablemente no puedo darte información sobre esto. Yo estoy en Europa y no me sé los detalles legales de México o USA. Supongo que deberás utilizar equipos que estén aprobados en ambos países y que usen frecuencias comunes.
Según tengo entendido las bandas libres en 5Ghz son iguales en ambos países.
Oscar
Hola, creo que te equivocas con decir que la Latencia es de pocos mseg en esta tecnologia mientras más alto el Throughput la latencia es cientos de mseg.
Hola Claudio.
No me equivoco. La latencia en enlaces en banda libre es del orden de 2-5 milisegundos y depende de muchos parámetros. Seguramente que tienes tu ordenador conectado vía Wifi a internet. Haz la prueba y mide la latencia desde tu ordenador hasta el router de salida a internet. Lo puedes hacer con el comando «ping».
En conexiones de exterior y larga distancia es posible que la latencia aumente cuando tengas interferencias, ya que tendrás que retransmitir paquetes.
Igualmente, si tienes mucho tráfico en tu red y mides la latencia con ping, es probable que veas números altos, porque tu enlace está ocupado transmitiendo otros datos y no responde al ping inmediatamente.