Hoy en día hay más dispositivos conectados de forma inalámbrica que nunca. Se encuentran en todas partes, desde dispositivos electrónicos de consumo como ordenadores portátiles, teléfonos inteligentes y auriculares inalámbricos, hasta electrodomésticos como frigoríficos y lavadoras. También se encuentran en plantas industriales, donde robots y herramientas inteligentes se comunican con servidores. Incluso los coches de hoy pueden considerarse "smartphones sobre ruedas", donde la conectividad inalámbrica la proporciona una unidad de control telemático (TCU).
Los dispositivos con conexión inalámbrica son muy prácticos, y su mayor ventaja es que no necesitan cables. Esto se ve con más frecuencia en el mundo de la electrónica de consumo, donde los auriculares y cascos inalámbricos son una aplicación habitual. La tecnología Bluetooth ha revolucionado su uso, ofreciendo la movilidad, comodidad y simplicidad visual que los usuarios encuentran atractivas.
Sin embargo, nada es perfecto, y la comodidad de la tecnología inalámbrica tiene un coste. Los dispositivos conectados de forma inalámbrica transmiten información a través de un medio como el aire, el vacío o el agua. Esto da lugar a la mayor amenaza de la comunicación inalámbrica: las interferencias, que degradan el rendimiento inalámbrico de los dispositivos electrónicos, lo que se traduce en un menor rendimiento y el riesgo de perder la conectividad. No ocurre lo mismo con los dispositivos conectados por cable, en los que la información se envía y recibe a través de cables metálicos u ópticos blindados.

Las tecnologías inalámbricas utilizan distintas bandas de frecuencia para comunicarse. Estas bandas de frecuencia pueden dividirse a su vez en muchos canales de comunicación, que actúan como rutas independientes para el intercambio de información. Se caracterizan por la frecuencia central y la anchura del canal, también llamada ancho de banda.
En las redes celulares, los canales de frecuencia se reparten entre los Operadores de Redes Móviles (ORM), que pagan a los organismos reguladores de las telecomunicaciones por una licencia que les da acceso y derechos de uso. Este sistema está diseñado para distribuir equitativamente los recursos de frecuencias entre los operadores móviles que compiten entre sí. Los organismos reguladores de las telecomunicaciones imponen fuertes multas a los operadores que utilizan para sus servicios frecuencias distintas de las asignadas. Por eso es vital garantizar que no haya ninguna emisión radioeléctrica adicional no autorizada en las frecuencias asignadas, en cada eslabón de la cadena de comunicación. Esta normativa implica que el espectro autorizado está diseñado para disminuir la posibilidad de posibles interferencias.
La amenaza de interferencias es mucho mayor en las redes inalámbricas de corto alcance (SRW). Las tecnologías más conocidas de esta categoría son la red de área local inalámbrica (WLAN) y Bluetooth. Ambas operan en las denominadas bandas de frecuencia Industrial, Científica y Médica (ISM), compartiendo parte de los recursos de frecuencia. A diferencia de las frecuencias de las redes celulares, no tienen licencia, pero están reguladas. Como su nombre indica, las bandas ISM se destinaban originalmente a fines industriales, científicos y médicos. Sin embargo, hoy está claro que las bandas ISM también sirven para conectar dispositivos inalámbricos en hogares, oficinas, coches y otros lugares.

Las bandas ISM más destacadas son las de 2,4 GHz y 5,0 GHz. La primera banda la utilizan las dos tecnologías SRW mencionadas, mientras que la segunda sólo la utiliza WLAN. La banda ISM de 5,0 GHz ofrece muchos más canales y, en general, está mucho menos ocupada. Esto la convierte en el canal recomendado para lugares densamente poblados, donde se espera que estén activos muchos dispositivos conectados. El único inconveniente es el menor alcance de las redes que operan en la banda de 5,0 GHz frente a las de 2,4 GHz, ya que la menor longitud de onda de la señal se traduce en una cobertura a menor distancia. La WLAN utilizada en la banda ISM de 2,4 GHz sólo tiene tres canales no superpuestos, lo que aumenta aún más la posibilidad de interferencias. Una posible solución en estas bandas es utilizar mecanismos como LBF (Listen Before Talk - Escuchar antes de Hablar), AFH (Adaptive Frequency Hopping - Salto de Frecuencia Adaptativo) o DFS (Dynamic Frequency Selection - Selección Dinámica de Frecuencias).

Canalización WLAN de la banda 2,4 GHZ, sólo 3(4) canales no superpuestos

Hay muchos dispositivos que utilizan distintas tecnologías inalámbricas en paralelo. El mejor ejemplo es un smartphone. Puede conectarse a una red WLAN para conectarse a Internet y, al mismo tiempo, intercambiar información con un smartwatch con Bluetooth, sin dejar de estar accesible a través de una red celular para realizar llamadas de voz. Es importante realizar pruebas exhaustivas para garantizar un nivel decente de experiencia de usuario para todas las tecnologías inalámbricas. Sin embargo, es importante tener en cuenta que los diferentes estándares y versiones de las tecnologías aumentarán la complejidad general de cualquier prueba.

Hasta ahora, el debate se ha centrado en las interferencias debidas a la disponibilidad limitada de recursos de frecuencia. Las interferencias también pueden deberse a un mal diseño del frente de radio. Esto puede dar lugar a emisiones no deseadas en los espectros de frecuencia, produciendo interferencias en otros canales. La raíz de estos problemas suele estar en una mala elección de los materiales o una mala colocación de los componentes, o simplemente en el uso de componentes defectuosos. Para mitigar estos problemas, se han establecido límites reglamentarios para la transmisión y recepción de señales.

En Europa, estos límites se definen en las EN (European Norms - Normas Europeas) creadas por la ETSI (European Telecommunications Standards Institutes - Instituto Europeo de Estándares para Telecomunicaciones). Además de definir los límites, las EN del ETSI también especifican los procedimientos de prueba y muchos otros requisitos. El cumplimiento de las normas garantizará que el producto pueda satisfacer los requisitos de seguridad, salud, compatibilidad electromagnética y uso eficiente del espectro radioeléctrico. Un producto puede comercializarse en el mercado europeo una vez realizadas satisfactoriamente todas las pruebas requeridas.

El organismo regulador equivalente en Estados Unidos es la FCC (Federal Communications Commision - Comisión Federal de Comunicaciones) y los productos para radiocomunicaciones vendidos en ese país deben cumplir sus requisitos. Existen otros organismos de telecomunicaciones similares en todo el mundo.

En resumen, hay dos razones principales para que se produzcan interferencias: muchos dispositivos que utilizan los mismos canales de radio en los que hay más posibilidades de que se produzcan interferencias, y un mal diseño de un producto inalámbrico final, que puede perder potencia en un canal de radio distinto del previsto. Es importante garantizar que los dispositivos funcionen como es debido y que las tecnologías de radio puedan coexistir en armonía. De lo contrario, el coste total de desarrollo de un producto podría aumentar considerablemente.

Anritsu, como empresa de equipos para prueba y medida, ofrece soluciones para probar y medir la calidad y el rendimiento de un dispositivo con capacidad inalámbrica en todas las fases de desarrollo. La oferta abarca desde analizadores de espectro y generadores de señales hasta simuladores de red, también conocidos como call boxes.

Para la validación de SRW, Anritsu ofrece un comprobador WLAN, el MT8862A, y un comprobador Bluetooth, el MT8852B. El comprobador WLAN es compatible con todos los estándares heredados, incluido el más reciente, IEEE 802.11ax (también conocido como Wi-Fi 6), con soporte para la última ampliación a la banda de 6 GHz Wi-Fi 6E. Dispone de numerosas funciones y está diseñado para afrontar cualquier reto futuro en materia de pruebas WLAN. El comprobador de Bluetooth es un instrumento robusto y de eficacia probada que admite la comprobación de los dos tipos principales de Bluetooth: Bluetooth Classic y Bluetooth Low Energy.

Gama SRW adecuada para pruebas de coexistencia

Para probar tecnologías celulares, Anritsu ofrece numerosos instrumentos. El analizador de radiocomunicaciones MT8821C admite tecnologías celulares heredadas hasta 4G, incluidas las tecnologías celulares IoT Cat. M y NB-IoT.

También está el comprobador de señalización MD8475B, también conocido como simulador de estación base. Al igual que el Anritsu MT8821C, también admite tecnologías celulares heredadas hasta 4G, pero pone más énfasis en probar la capa de aplicación en lugar del rendimiento de RF.

Para la tecnología 5G, existe la estación de pruebas de radiocomunicaciones MT8000A. Puede funcionar en modo SA (Stand Alone - Autónomo) y NSA (Non Stand Alone - No Autónomo), así como admitir pruebas de RF y de protocolo en los rangos de frecuencia FR1 (Sub-7 GHz) y FR2 (mmWave). La modularidad de esta plataforma garantiza una gran escalabilidad, desde la simulación y prueba de redes sencillas hasta esquemas MIMO de alto orden y agregación de portadoras para alcanzar tasas de rendimiento extremadamente altas.

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