Literalmente en unas pocas décadas el teléfono evolucionó de un «ladrillo» de kilos con antena externa a un microchip en un reloj inteligente. Pero tras esa magia se esconde una epopeya de ingeniería hecha de cientos de patentes, decenas de estándares y compromisos constantes entre la física del medio y las expectativas de los usuarios. Para entender cómo un smartphone se conecta a la antena más cercana, te indica el tiempo y al mismo tiempo transmite música, hagamos una breve excursión desde los primeros radioteléfonos hasta las redes 5G de latencia ultrabaja.
Telégrafo «sin cables»: los primeros sueños y experimentos
Ya en 1908 The New York Times escribía sobre un «telégrafo de bolsillo» que permitiría a un corredor de bolsa operar mientras pasea por el parque. Los inventores intentaron hacer realidad la idea, pero se toparon con una realidad dura:
- Equipo pesado. Las primeras radiotransmisoras pesaban decenas de kilogramos. Se instalaban en el maletero del coche junto a una batería de plomo por separado, y el cable de alimentación parecía una manguera de camión de bomberos.
- Un canal — una conversación. El espectro era estrecho: mientras el operador hablaba con un taxi, los demás conductores oían silencio o, forzosamente, escuchaban la conversación ajena.
- Interferencias constantes. Los aparatos operaban en ondas medias y cortas, por lo que una tormenta o incluso un cableado defectuoso en la casa de al lado podía «comerse» la señal.
La técnica imperfecta no mató la idea: la posibilidad de llamar «desde la nada» seguía siendo demasiado atractiva por su conveniencia. Por eso los ingenieros siguieron buscando formas de «compactar» el espectro: permitir que distintas personas hablaran a la vez sin interferir entre sí.
Radioteléfonos MTS: el lujo pesado de la primera mitad del siglo XX
En 1946 Bell System (AT&T) lanzó en San Luis el primer servicio comercial Mobile Telephone Service (MTS). Técnicamente era la versión civil de una radio de policía: en el automóvil se colocaba un transmisor-amplificador del tamaño de una maleta, bajo el asiento un bloque de alimentación y en la cabina un auricular con cable de alrededor de un kilogramo. El sistema operaba en la banda de 150 MHz y la comunicación era semidúplex: para hablar había que pulsar un botón «Push-to-Talk», al soltarlo se escuchaba al interlocutor.
A toda la ciudad se asignaban tres canales salientes y tres entrantes de 120 kHz cada uno —en la práctica seis «líneas» que debía compartir toda la élite empresarial de la metrópoli. Las llamadas pasaban por un despachador en vivo: el abonado marcaba el número cero, dictaba al operador el teléfono fijo deseado y este insertaba manualmente el cable en la toma libre del conmutador —una escena sacada de las películas de los años veinte.
El coste reflejaba la exclusividad: alrededor de $3 000 por la instalación del equipo (equivalente al precio de un coche nuevo) y $15 por minuto de aire. Aun así la lista de espera para la conexión duraba meses. Las empresas entendieron que cada instante extra reducía las operaciones y estaban dispuestas a pagar por movilidad. Pero el número drásticamente bajo de canales, las interferencias cruzadas constantes y los «portáfonos» voluminosos mostraron rápidamente los límites de la tecnología y empujaron a los ingenieros a buscar una arquitectura radicalmente nueva: la celular.
Nacimiento del concepto celular: el mapa hexagonal de Chicago
En 1947 los ingenieros de Bell Labs Douglas Ring y Walter Carlson hicieron lo que hoy llamaríamos prototipado: pusieron sobre la mesa un mapa de Chicago, lo cubrieron con una hoja transparente y dibujaron con un marcador una red uniforme de hexágonos. Cada hexágono representaba una celda —un microbarrio con su estación base y un conjunto de frecuencias asignadas. Ese diseño sugirió inmediatamente tres ideas fundamentales de la comunicación móvil.
- Estructura celular. El hexágono sin espacios «pavimenta» cualquier área, por lo que no hay «zonas muertas», y el cálculo de los límites es simple: la distancia del centro a un vértice es la misma en todas las direcciones, lo que importa para una cobertura homogénea y un nivel de señal estable.
- Reutilización de frecuencias. Si coloreas las celdas en distintos tonos, funcionan como las fichas de un tablero: las celdas de un mismo color nunca se tocan. Esto significa que una misma banda puede asignarse no a toda la ciudad, sino cada dos o tres celdas, evitando interferencias mutuas y multiplicando la eficiencia del espectro —el principal recurso limitado del radio.
- Transferencia automática transferencia. Ring y Carlson propusieron que el teléfono midiera continuamente la señal de las celdas vecinas y que la red decidiera por sí misma el momento de «mudanza» de una frecuencia a otra mientras el abonado circula en vehículo. El usuario no nota nada y la llamada continúa sin cortes.
Para su época la idea parecía fantástica: hacían falta cientos de estaciones base pequeñas en lugar de unas pocas torres gigantes, automatización compleja e inversiones elevadas. La comisión federal de comunicaciones consideró el proyecto «un lujo demasiado caro» y permaneció archivado más de tres décadas. Solo a comienzos de los años ochenta, cuando la demanda y la tecnología lo permitieron, el esquema celular sirvió de base para el primer estándar comercial AMPS y abrió el camino a lo que hoy llamamos telefonía móvil.
Análogo 1G: la hora estelar del «ladrillo» DynaTAC
El 3 de abril de 1973 el ingeniero de Motorola Martin Cooper realizó la primera llamada «realmente móvil» desde Manhattan. Su aparato —Motorola DynaTAC 8000X— salió a la venta oficialmente en 1983 y se convirtió en el símbolo de la primera generación, 1G.
¿Qué es 1G en términos sencillos?
- Señal analógica. La voz se transmite sin digitalizar, como en la radio tradicional. La calidad es aceptable, pero cualquier escáner de radio puede interceptar la conversación.
- 8 canales por celda. Cada celda tenía un número fijo de «carriles» de voz. A medida que la ciudad crecía, los canales se agotaban.
- Ausencia de roaming automático. Si viajabas a otro estado, los usuarios oían «Número no disponible». Las estaciones no sabían «reconocer» clientes ajenos.
El teléfono pesaba 794 g, ofrecía 30 minutos de conversación con 10 horas de recarga y costaba $3 995. Pero la élite empresarial formó fila: la movilidad se convirtió en un símbolo de estatus.
Salto digital 2G: GSM contra CDMA
Para los años noventa las frecuencias estaban saturadas por las llamadas y la industria necesitaba soluciones más baratas, seguras y compactas. Así nació la segunda generación —2G.
¿Por qué lo «digital» es mejor que lo «analógico»?
- Compresión de voz. En lugar de transmitir sonidos «en bruto», el aire lleva flujo digital comprimido —ahorro de espectro de 3–4 veces.
- Cifrado. El algoritmo A5/1 ocultaba la voz y un aficionado a la radio ya no podía escuchar la conversación con un simple escáner.
- Nuevo campo de servicios. SMS (los primeros 160 caracteres «Merry Christmas» se enviaron en 1992) y la banca por USSD abrieron la puerta a micropagos y notificaciones.
Dos bandos — dos filosofías
GSM (TDMA): cada frecuencia se divide en «intervalos de tiempo». Imagine un autobús que recoge pasajeros por turnos: cada uno habla en su ventana temporal. Una innovación importante fue la tarjeta SIM: un pequeño chip que almacena el IMSI (tu «pasaporte» en la red) y la clave de autenticación Ki. En pocas palabras, la identidad se separó del dispositivo: quita la SIM y el teléfono «olvida» quién eres.
CDMA: la respuesta estadounidense al GSM. Todo el espectro se diferencia por códigos. Cada conversación es como una persona cantando karaoke en su propia tonalidad: los demás oyen un coro, pero con el filtro correcto se extrae la voz deseada. CDMA empaqueta el espectro con mayor densidad, pero no emplea SIM —el identificador viene programado permanentemente en el equipo.
3G — la primera verdadera red de datos móviles
Los usuarios, acostumbrados a las llamadas inalámbricas, quisieron internet inalámbrico. La tercera generación (UMTS / CDMA2000) trajo velocidades de 384 kbps, y con HSPA hasta 14 Mbps. Lo más importante fue otro: la red pasó a un núcleo basado en IP. Ahora cada paquete de datos viaja casi como por el Wi‑Fi doméstico —solo que por el aire.
¿Qué cambió para el usuario?
- Páginas web en la palma. WAP quedó atrás y el navegador HTML mostró sitios a todo color.
- Aplicaciones móviles. Surgieron los primeros clientes serios de redes sociales, correo push y mapas de Google.
- Videollamadas. 3G permitió transmitir «imagen» en tiempo real, aunque a baja resolución.
LTE y 4G: velocidad suficiente para vídeo en streaming
LTE — Long Term Evolution suele llamarse 4G, aunque formalmente el «verdadero» 4G se considera LTE‑Advanced (categoría 6 y superior). La esencia de la tecnología está en la eficiencia espectral y la completa transición a la transmisión por paquetes:
- OFDMA. La banda se divide en miles de subportadoras estrechas, cada una transporta parte de los datos. Es como dividir la carga de un camión en muchas cajas pequeñas —la logística es más flexible y el espacio se usa con mayor eficiencia.
- MIMO. Varias antenas en el teléfono y en la estación envían flujos distintos al mismo tiempo. Imagine una orquesta: cada instrumento toca su parte y juntos crean una sinfonía en el mismo tiempo.
- VoLTE. La llamada es ya un paquete IP transmitido en el IMS‑core. La red no cambia al «modo llamada» ni pierde datos; la voz es otro flujo más.
El resultado: decenas de megabits por segundo, YouTube sin «rueda de carga» y trabajo con la nube en movilidad.
5G — no solo «más rápido», sino «más inteligente»
La quinta generación introduce tres modos, cada uno para una tarea distinta:
- eMBB (Enhanced Mobile Broadband). Velocidades de 1–2 Gbps para streaming VR y vídeo 8K.
- URLLC (Ultra‑Reliable Low‑Latency Communication). Latencia hasta 1 ms y fiabilidad del 99,999 % —para coches autónomos, telecirugía y robots industriales.
- mMTC (Massive Machine‑Type Communication). Un millón de sensores por km² —la base para una ciudad «inteligente» y el IoT industrial.
Las estaciones 5G a veces operan en ondas milimétricas (24–40 GHz). La señal atraviesa peor las paredes, por eso las celdas se vuelven «micro» y «pico», y las antenas se integran en farolas. Pero la latencia baja a niveles apreciados por los e‑sports y el vídeo en el metro arranca más rápido de lo que parpadeas.
Qué hay dentro de una red celular moderna
Estación base (BS)
Es la torre o mástil con el conjunto antena + RRU (Remote Radio Unit). La RRU recibe flujo digital por fibra óptica (fronthaul) desde la BBU (Baseband Unit), modulando la señal de radio y «disparándola» al aire. En la era 5G la función de BBU puede ejecutar un servidor virtualizado en un centro de datos —la torre «adelgaza» y la red gana flexibilidad.
Arquitectura celular
La geografía se divide en celdas de distinto radio:
- Macro cell. Torre de 30–70 m, radio hasta 35 km. Proporciona cobertura a lo largo de carreteras y en suburbios.
- Micro cell. Radio de 1–2 km. Normalmente una antena en la azotea de un centro de negocios.
- Pico cell. Radio de 100–200 m. Se instalan en centros comerciales, estaciones y estadios.
- Femto cell. Estación base «doméstica»: tamaño de un router, radio de 10–30 m, se conecta por Ethernet.
El teléfono mide continuamente el nivel de señal de las celdas vecinas y envía informes a la red. Cuando la estación «nativa» se debilita, el controlador evalúa las opciones vecinas e inicia el handoff. En LTE esto toma unos 50–100 ms —menos de lo necesario para notar la caída de una emisora web.
Núcleo de red
El núcleo evolucionó de un «conmutador telefónico» (MSC/VLR/HLR) a un zoológico en la nube de microservicios. En LTE se denomina EPC (Evolved Packet Core), y en 5G —5G Core o SBA – Service‑Based Architecture. Cada servicio (autenticación, sesiones, facturación) es un contenedor con REST‑API, fácilmente escalable según la carga.
Tarjeta SIM, eSIM e iSIM
SIM (Subscriber Identity Module) almacena el IMSI —identificador de 15 dígitos del abonado. Al registrarse en la red la base HSS/HLR envía un desafío de un solo uso, la SIM lo firma con la clave secreta Ki y el operador verifica que eres quien dices ser. La eSIM aplica la misma lógica pero el chip está soldado al dispositivo; el perfil se descarga de forma remota. La iSIM comparte el silicio con el procesador: la identificación vive en el mismo chip donde se ejecutan las aplicaciones. Esto ahorra espacio y reduce el consumo energético.
Evolución de los dispositivos: del «ladrillo» al nanomódem
Década de 1980. Portáfonos para coche y los primeros «ladrillos» de casi un kilogramo.
Década de 1990. Teléfonos GSM con tapa, los «plátanos» de Nokia y los primeros SMS.
Década de 2000. Symbian, Windows Mobile y el stylus —el teléfono se convierte en un ordenador de bolsillo.
Década de 2010. Uniblocks de vidrio/aluminio, LTE y cámaras ≈40 MP: el smartphone reemplaza la cámara fotográfica.
Década de 2020. Módem 5G del tamaño de un grano de arroz, integrado en relojes, gafas e incluso collares inteligentes.
Efecto socioeconómico: cuando el espectro se convierte en dinero
Según la asociación GSMA, para 2025 el ecosistema móvil generará alrededor del 5 % del PIB mundial —más de 5 billones de dólares. Esto no es solo ingreso para operadores: incluye ventas de smartphones, aplicaciones, publicidad, servicios en la nube y sectores enteros de la economía colaborativa surgidos gracias a las redes móviles.
- Empleo. Unos 25 millones de personas trabajan directamente para operadores, fabricantes de equipo y desarrolladores de aplicaciones, y otros 12 millones lo hacen de forma indirecta (logística, retail, soporte técnico).
- Inclusión financiera en países en desarrollo. El keniano M‑Pesa —monedero móvil lanzado en 2007— hoy procesa más transacciones dentro del país que todo el sistema bancario keniano. Según el banco central, por M‑Pesa circula mensualmente el equivalente al 60 % del PIB del país: la gente paga impuestos, electricidad e incluso cobra salarios directamente en el saldo del móvil.
- Movilidad urbana. En Seúl, Londres y Moscú el smartphone con NFC ya sustituye la tarjeta de metro, el «chip» bancario y el pase electrónico de la oficina. Esta «llave digital» ahorra tiempo en los torniquetes, reduce los costes de emisión de tarjetas y aumenta la seguridad mediante autenticación biométrica.
- Internet de las cosas y manufactura «inteligente». Las redes NB‑IoT y LTE‑M han conectado semáforos, contadores de agua e incluso collares para ganado. Para 2025 se pronostican 25.000 millones de dispositivos IoT; más de la mitad se apoyará en estándares móviles.
Así, la evolución de las redes celulares cambia no solo las comunicaciones sino la estructura de la economía: reduce costes de transacción, abre nuevos mercados de servicios por suscripción y crea millones de empleos que no existían en la era de la telefonía fija.
Mirando al 6G y al roaming satelital: conectividad «en todas partes»
Científicos y estandarizadores ya esbozan el contorno del 6G, cuyo lanzamiento comercial se espera hacia 2030. Las tecnologías clave prometen hacer la red invisible pero omnipresente:
- Banda sub‑THz (100–300 GHz). Esas ondas transportan decenas de gigahercios de espectro, suficiente para flujos de terabits: sustitución inalámbrica de fibra dentro de campus, streaming VR 16K y llamadas «holográficas».
- Formado de haz óptico y de radiofrecuencia. Antenas en phased‑array y metasuperficies «curvan» el haz para dirigir la energía puntualmente al dispositivo —menos interferencias, mayor alcance incluso en frecuencias extremas.
- Integración con satélites LEO. El teléfono elegirá automáticamente a qué conectarse: a la microestación de la farola vecina, al estratosatélite a 20 km de altura o al satélite en órbita a 550 km. El cambio será imperceptible para las aplicaciones.
- IA en la pila radio. Algoritmos de aprendizaje automático decidirán en tiempo real qué banda, modulación y potencia elegir para tu paquete de datos, considerando interferencias, velocidad de movimiento y la latencia requerida.
- Internet háptico. Latencia por debajo de 1 ms y fiabilidad «novenal» (99,999999 %) permitirán controlar de forma remota robots quirúrgicos y manipuladores industriales con sensación de «presencia».
En otras palabras, con 6G el usuario dejará de preocuparse por el cómo está conectado. El smartphone o las gafas AR percibirán la red como una tela energética invisible que se adapta a las necesidades —ya sea una transmisión 3D holográfica o telemetría de un sensor de humedad en el suelo.
Conclusión
La historia de la comunicación móvil es una batalla continua por cada decibelio en el aire y por cada nanosegundo de latencia. El 1G analógico demostró que hablar sin cable era posible; el 2G digital enseñó a la red a reconocer quién es quién; el 3G regaló internet en el bolsillo; LTE hizo que YouTube cargue al instante; 5G prepara la base para un mundo «inteligente» de cosas. Las próximas páginas de esta crónica escribirán ondas milimétricas, constelaciones satelitales y algoritmos de IA, pero la esencia seguirá igual: lograr que la voz, la foto y la idea lleguen a su destino, sea donde sea. Y aunque leas este artículo en el metro o en la cima de una montaña, una enorme maquinaria de ingeniería en segundo plano se asegura de que la conexión no falle.
