Telecomunicaions, el cami recurragut i els reptes futurs

.
Per Carles Antón Haro
Doctor Enginyer en telecomunicacions, Investigador Sènior i Director de Relacions
Internacionals CTTC

Comunicar-se és una necessitat de tot el Regne Animal. Ara bé, fer-ho a distancia, es a dir, més enllà del que permeten els propis medis, és quelcom exclusiu de l?ésser humà. Al llarg de la historia, hi ha hagut diversos sistemes de telecomunicacions com ara els senyals de fum, el correu, o el telègraf òptic. Aquesta presentació, però, se centra en les telecomunicacions amb mitjans elèctrics o electrònics ( p.e. telegrafia, telèfon, internet), el que ens circumscriu als darrers 200 anys d?història. D?altra banda, l?objectiu no és parlar de serveis de comunicacions (Google, Facebook, correu electrònic, etc.) sinó de xarxes (ADSL, fibra òptica, satèl?lits) que els fan possible.
L?invenció del telègraf per Samuel Morse (18359) podria considerar-se la data d?inici de les telecomunicacions modernes. El segle XIX va veure el naixement d?altres sistemes de comunicacions com ara el primer cable submarí transcontinental, el telèfon o la radio. Al llarg de la primera meitat del passat segle, es van produir també diversos fets significatius: la primera comunicació transatlàntica via radio, la posada en marxa del primer transistor d?estat sòlid que, més tard, substituiria a les famoses làmpades de buit. Tot i així, es partir dels anys 60 del segle XX- fa tan sols 50 anys- quan el nombre de sistemes i xarxes de comunicacions desplegats comença a multiplicar-se de manera significativa. Alguns exemples destacats els constitueixen el llançament dels primers satèl?lits d?òrbita mitjana i geostacionària (1962 i 1965, respectivament), el desplegament de la xarxa de paquets de dades entre les dues costes dels Estats Units (xarxa ARPANET, concebuda i construïda per Departament de Projectes de Recerca Avançats del Departament de Defensa, a partir del 1969), o el desplegament del Sistema de Posicionament Global (GPS) a partir del 1978. Els anys 80 van veure el naixement de les primeres xarxes òptiques de comunicacions sincrones (SONET), l?arribada de la primera generació de telefonia mòbil als països escandinaus, o l?aparició d?Internet al voltant de la xarxa de la Fundació Nacional per a la Ciència (NSFnet) dels EE.UU. L?any 1995, fa tan sols 15 anys, es va acabar d?estandarditzar l?ADSL, fet que va afavorir el desplegament a gran escala de les xarxes Wi-Fi sense fils. Al llarg de la primera dècada del segle XXI, s?ha produït l?arribada de la telefonia mòbil de Tercera Generació (3G) i l?arribada de la analògica a l?Estat Espanyol.
Al Centre Tecnològic de Telecomunicacions de Catalunya (CTTC) es fa recerca en els sistemes de telecomunicacions que veuran la llum en els propers anys: des de les noves xarxes de comunicacions òptiques que permetran transportar grans quantitats de dades en entorns metropolitans o en enllaços troncals entre ciutats per tal que l?Internet de banda ample sigui una realitat; fins als futurs sistemes de comunicacions mòbils cel?lulars que substituiran a l?actual 3G; tot passant per contribucions als futurs sistemes de posicionament via satèl?lit. I quins són els avenços que cal esperar als propers anys i els corresponents reptes tecnològics que comporten? Esmentem-ne alguns.
Dins l?àmbit de la telefonia mòbil, al llarg de la propera dècada veurem l?arribada dels sistemes de Quarta Generació (4G). Aquests sistemes permetran que la velocitat de transmissió de dades sigui 100 vegades més gran que la dels sistemes 3G actuals. En entorns d?interiors es previsible un fort desplegament de les anomenades femtocel.les. Aquestes miniestacions base per a llars i oficines (d?una forma i mida comparables a la dels routers Wi-Fi domèstics d?avui en dia) permetran reforça la cobertura de telefonia en interiors que és on es produeixen entre el 60 i el 70% de les trucades. Alguns dels reptes tecnològics dins aquest àmbit son l?augmenta el nombre de connexions i trucades. Alguns dels reptes tecnològics dins aquest àmbit son l?augmenta el nombre de connexions i trucades simultànies que aquestes femtocel.les poden suportar (en l?actualitat tan sols es possible tenir-ne 4 o 5 que pot resultar insuficient en entorns d?oficines), o mantenir la continuïtat de la trucada quan s?entra parlant des del carrer.
D?altra banda, les anomenades xarxes de sensors permeten, per exemple, la monitorització remota de paràmetres mediambientals (temperatura, concentració de substàncies contaminants en l?aire), la lectura automàtica de comptadors d?aigua o gas i/o el control del consum, la detecció de fenòmens sísmics, etc. Per tal que es produeixi un desplegament massiu d?aquestes xarxes (amb els beneficis d?eficiència energètica, seguretat, etc., que això comportaria) cal dur a terme recerca per tal d?aconseguir, per exemple, que la durada de les bateries dels sensors sigui la més gran possible (atès que sovint no és possible o pràctic accedir al sensor per canviar-les), o assegurar-se que aquestes xarxes son escalables i funcionen igual de bé amb 100 sensors que amb 10.000, per si mai cal ampliar la xarxa.
Per últim i dins un context de sistemes de posicionament via satèl?lit, al CTTC s?està treballant en el disseny del Sistema Galileo, que serà el substitut a Europa del sistema GPS. Els reptes aquí son l?augment en la precisió de posicionament (tot passant d?una precisió d?uns pocs metres a una altra de centímetres), o la combinació amb sistemes de posicionament basats en xarxes de comunicació terrestres (p.e. Wi-Fi o comunicacions mòbils) que permetria extendre les capacitats de posicionament a entorns d?interiors.
Com a conclusió, podem dir que la velocitat a la qual evolucionen els sistemes de telecomunicacions és cada vegada més ràpida. Per tal de no perdre el lideratge del que a hores d?ara Europa gaudeix en molts del àmbits esmentats en aquest escrit cal, sense cap mena de dubte, continuar fent inversions significatives en R+D dins l?àrea de les tecnologies de l?informació i les comunicacions.