Interfaces de E/S basados en radiofrecuencia, ¿cómo funcionan?

Nos hemos acostumbrado a que nos podemos comunicar sin cables, no solo nuestros periféricos, sino también a la hora de hablar por teléfono, acceder a internet, etc.. Damos tan por sentado que funcionan que nos olvidamos de los módulos de radiofrecuencia. Es por ello que hemos decidido hacerle un repaso a esta tecnología, la cual nos ha hecho la vida mucho más fácil a todo el mundo.

Originalmente los módulos de radiofrecuencia no formaban parte del hardware de nuestros ordenadores, debemos su existencia al advenimiento de los teléfonos móviles en los años 90. Desarrollo que permitió la creación de este tipo de módulos a tamaño y consumo reducidos.

Radiofrecuencia en todos lados

Wi-Fi RadioFrecuencia en todos lados

A día de hoy si miramos en todos lados la radiofrecuencia o RF se encuentra en todos lados, y se encuentra integrada en todo tipo de hardware. La vemos integrada en las redes de teléfonos móviles como el 5G, las radios, las interfaces Bluetooth, etc. Todas ellas se basan en utilizar radiofrecuencia en el que cada estándar funciona a una velocidad del espectro RF, el cual va de los 3 KHz a los 300 GHz.

No obstante, solemos pensar que las interfaces de comunicación inalámbrica son algo nuevo de la era del internet móvil. De repente en la era del streaming por televisión nos olvidamos que por radiofrecuencia llegaban imágenes a nuestro televisor y estuvimos a punto de ver un internet distinto, no basado en redes de telecomunicaciones, sino a través de la televisión por satélite. Proyecto que, como anécdota histórica, estuvo metida Microsoft en la primera mitad de los 90, cuando Internet era un nombre conocido solamente por unos pocos.

En los primeros años de internet no nos conectábamos a través de una interfaz Wi-Fi, sino que lo hacíamos a través de un modem conectado por un cable RJ-11 a la red telefónica. En un tiempo donde tenemos internet sin cables y donde el mando del PC o la consola ya no está atado a un cable, los módulos RF se encuentran en todos lados.

La base de todos, los módulos de radiofrecuencia

Modulo Radiofrecuencia

Un módulo de radiofrecuencia se encarga de enviar y/o recibir información a través de señales de radio a una frecuencia determinada. Estos se pueden presentar de tres maneras distintas: transmisor, receptor o transceptor. En el caso de los emisores estos tienen la capacidad de modular los datos en forma de ondas de radio para que un receptor lo demodule. Mientras que un transceptor puede realizar ambos trabajos al mismo tiempo.

Los módulos de radiofrecuencia no transmiten información de manera digital y por tanto binaria, por lo que un simple cambio en la modulación fuera de lo esperado significa un cambio en la información. Dado que el hardware con el que procesamos los datos utiliza valores binarios es necesario un hardware que codifique, bajo unas normas estrictas para cada estándar de comunicación, el mensaje binario en una onda de radio que el receptor correspondiente pueda entender.

La radiofrecuencia en los primeros ordenadores estaba prohibida

Modulo RF Atari

Los primeros ordenadores utilizaban monitores especiales y no se podían conectar a un televisor pese a utilizar el mismo estándar de imagen, el motivo de ello es que estaba prohibido lanzar un ordenador con un módulo RF integrado, el cual era necesario para poder transmitir la señal de vídeo. El puerto de vídeo por antonomasia por aquel entonces era el puerto RF en el que se conectaba el cable de antena, el cual requería que la unidad emisora tuviese en su interior un transmisor RF.

Dado que era en plena guerra fría, en los Estados Unidos, la comisión federal de comunicaciones de dicho país y donde había surgido primero la industria de las máquinas recreativas y luego de las primeras consolas y ordenadores no aparecieron con un módulo RF integrado para transmitir la señal. Por tanto lo tenían que hacer a través de la señal de vídeo compuesto. Aunque años después del lanzamiento de la primera generación de ordenadores dicha limitación fue levantada, lo que permitió la aparición de ordenadores que podían funcionar en un televisor al tener un módulo de radiofrecuencia integrado en el hardware. Práctica, que tampoco vimos en todo el hardware.

Pero los módulos RF para transmitir datos de manera inalámbrica no tuvieron su importancia hasta bien entrada la década de los 90. Hasta ese momento cuando se hablaba de interfaces inalámbricas era por interfaces ópticas de radiofrecuencia. Las cuales requerían que el emisor y el receptor estuvieran alineados en un campo de alcance el uno respecto al otro y no daban libertad de movimiento a los usuarios.

2.4 GHz, la frecuencia universal de comunicación sin cables

2.4 GHz

En 1985 la propia comisión federal de comunicaciones de los estados unidos declaró que la frecuencia de los 2.4 GHz se podían utilizar para uso no licenciado. Esto significa que para transmitir radio, fuese cual fuese la utilidad a dicha frecuencia no era necesario ser un operador de radio autorizado. Con ello no pasó a ser posible la comunicación por radio a largo alcance, pero sí la creación de interfaces inalámbricas a través de módulos de radiofrecuencia. ¿Las primeras aplicaciones? Llaves del coche que lo abrían automáticamente a distancia, puertas de garaje también de apertura automática. Aunque nada de una red de comunicación inalámbrica

No fue hasta 1991, cuando la NCR Corporation la empresa de telecomunicaciones estadounidense AT&T inventaron la tecnología WaveLAN. El cual fue el precursor inmediato de lo que conocemos como Wi-Fi. Nombre comercial que se le dio al protocolo cuando pasó a ser un estándar de comunicación, IEEE 802.11, perdiendo el nombre comercial de WaveLAN en el proceso.

El Bluetooth es otra tecnología basada en la radiofrecuencia, pero al contrario que el Wi-Fi se ha estandarizado para la comunicación inalámbrica entre los periféricos. Se trata de una tecnología inventada originalmente por Ericsson en 1994. Mientras que el Wi-Fi se inventó directamente para el mundo de las telecomunicaciones. El Bluetooth se inventó como un reemplazo inalámbrico del estándar para la comunicación RS-232, haciendo uso para ello de la frecuencia de 2.4 GHz. En general, los 2.4 GHz se han utilizado siempre para comunicar sin cables por el medio todo tipo de periféricos, no solo aquellos que se basan en estándares Bluetooth y WiFi, sino también sistemas propietarios que utilizan algunos fabricantes para comunicar sus ratones y teclados inalámbricos con el PC.