El espectro radioeléctrico

Se puede definir el espectro radioeléctrico como un recurso natural finito que sirve como medio de propagación de ondas electromagnéticas, o como un medio no cableado para la transmisión de servicios inalámbricos como la radiodifusión sonora (emisoras AM o FM).

Por ser un recurso natural, el espectro radioeléctrico  es propiedad del estado Colombiano (artículo 101 de la constitución), por lo que organismos como el Ministerio TIC (MINTIC), la Agencia Nacional del Espectro (ANE)[1], y la rama legislativa, son los encargados de asignar, vigilar y regular su uso en nuestro país, ello bajo la normativa internacional desarrollada por organismos como la unión internacional de las telecomunicaciones (UIT).

La UIT ha definido el espectro radioeléctrico como el grupo de frecuencias que componen el rango de 3KHz a 3000GHz, sin embargo, en éste rango no todas las frecuencias tienen las mismas propiedades. Por ejemplo, con frecuencias bajas tenemos una menor carga energética, una longitud de onda mayor y como resultado obtenemos una mayor distancia de “cobertura” o propagación, pero a costa de sistemas radiantes (antenas) de dimensiones considerables; en la medida en que la frecuencia aumente, estas propiedades cambian al otro extremo: se reduce la longitud de onda, aumenta la carga energética y se reduce el alcance de la señal, las antenas se vuelven de dimensiones reducidas y los problemas de interferencias cada vez más localizados. Ello hace que la potencia emitida y la cobertura del servicio que se quiera prestar sea determinante a la hora de seleccionar la frecuencia de transmisión.

Pensando en ello, la Unión Internacional de las Telecomunicaciones, ha definido nueve (9) grupos de frecuencias que se acoplan a las necesidades de cada servicio:

Para hacernos una idea de las características que posee cada grupo podemos imaginarnos una estación de radio AM, cuya principal característica en términos de propagación es cubrir grandes cantidades de territorio, es más, muchas veces no necesitamos ver la torre de transmisión para sintonizar en un radio (receptor) nuestra emisora favorita; éste tipo de servicios transmiten en las frecuencias definidas en los grupos MF y HF, los cuales cumplen con los requerimientos del servicio de radiodifusión AM.

En frecuencias más altas encontramos servicios que incluyen comunicación punto a punto, por ejemplo un radioenlace, el cual lleva información de un sitio a otro sin la necesidad de usar cables; en la medida en que la frecuencia aumente se hace necesario que exista línea de vista entre los transmisores con los receptores, lo que no sucede en frecuencias bajas. Estos enlaces punto a punto, también conocidos como enlaces de microondas (entre las bandas UHF, SHF y EHF), sirven para crear redes de comunicaciones que sirven de transporte de información con un coste de montaje y mantenimiento significativamente inferior al necesario para implementar redes guiadas de fibra óptica, etc.

Para abordar con mayor detalle el tema de la división del espectro radioeléctrico debemos saber que su uso no es gratuito. La ANE como organismo de vigilancia y control publica el Cuadro Nacional de Atribución de bandas de frecuencia (CNABF, última actualización año 2016) en donde establece cuales son los servicios que se pueden prestar en dichas bandas, los niveles de potencia máximos a utilizar, las coberturas, y relaciona los términos legales para operar de manera adecuada en cada frecuencia.

Pero no todo el espectro radioeléctrico es de uso licenciado, existen segmentos de espectro conocidos como bandas ISM (bandas reservadas de uso no comercial con fines industriales, médicos y científicos), entre ellas las bandas de uso libre más conocidas son la de 2.4 y 5 GHz, en ellas operan nuestros routers (puntos de acceso WIFI) o los teléfonos inalámbricos en nuestras casas u oficinas. Muchos de nosotros todo el tiempo hacemos uso de estos dispositivos que utilizan el espectro radioeléctrico como medio de propagación para consumir un servicio de llamada de voz (teléfonos inalámbricos) o para la conexión a internet de nuestros dispositivos (redes WIFI o WLAN).

Al ser segmentos de espectro no licenciados es común que muchos de nosotros tengamos dispositivos transmitiendo y recibiendo en la misma frecuencia, por lo que es común que podamos tener interferencias al transmitir en los mismos canales o frecuencias, lo cual se ve reflejado en la degradación del servicio que estamos usando (velocidad en WIFI por ejemplo); por tal motivo fue necesario reglamentar globalmente algunos parámetros técnicos de dichos dispositivos, como la potencia.

Para ello existen estándares como el 802.11 el cual específica las normas básicas de funcionamiento de las redes WLAN (red de área local inalámbrica) o las normas propuestas por la FCC (Comisión Federal de Comunicaciones – Creada en los Estados Unidos en 1934 –) las cuales buscan regular el uso de redes inalámbricas, además de asegurarse de que los dispositivos que hacen uso del espectro radioeléctrico (no solo en bandas libres) funcionen de manera satisfactoria en éste medio sin perturbar dispositivos que comparten el mismo espacio físico, a ello se le llama Compatibilidad Electromagnética (CE).

Otros servicios que encontramos en las bandas ISM son: NFC (Comunicación de campo cercano), RFID (identificación por radiofrecuencia) o bluetooth, en la actualidad nuestros dispositivos móviles cuentan con más de uno de los servicios mencionados.

Un ejemplo del uso licenciado del espectro son los operadores de telefonía móvil en nuestro país, los cuales se ubican en la banda UHF (300 – 3000 MHz), es por medio del espectro radioeléctrico que establecemos comunicación con las radio bases y luego con el destinatario de nuestras llamadas o transferencias de datos.

El espectro radioeléctrico se ha convertido en una herramienta de inclusión tecnológica que busca reducir la brecha digital, llevando conocimiento y nuevas tecnologías de información a zonas de difícil acceso y donde los enlaces guiados de fibra óptica o HFC (híbrido de fibra óptica coaxial) no han podido llegar. El gobierno, propietario del recurso, junto con la agencia nacional del espectro ANE son pioneros a nivel latinoamericano en la diversificación del espectro radioeléctrico para dinamizar y facilitar su uso, para que cada día más personas tengamos acceso a éste recurso e incursionemos en el mundo digital.

[1] El decreto 4169 de 2011 reasigna las funciones del MINTIC de planear y atribuir el espectro radioeléctrico (entre otras funciones) a la agencia nacional del espectro (ANE).