Computación
Modulación del campo eléctrico: investigación de 2023 sobre una alternativa a Bluetooth
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Bluetooth se utiliza desde hace décadas en teléfonos, automóviles y altavoces. Este artículo examina una investigación de 2023 sobre una nueva tecnología de la Universidad de Sussex. La modulación del campo eléctrico podría ahorrar energía en comunicaciones a distancias muy cortas y permitir circuitos más pequeños.
Entendiendo Bluetooth
Antes de profundizar en la modulación de campo eléctrico y los beneficios que puede ofrecer, es importante entender qué es Bluetooth y cómo funciona.
¿Qué es Bluetooth?
Bluetooth es una tecnología inalámbrica que permite el intercambio de datos a corta distancia. Lleva el nombre de Harald Bluetooth, un rey del siglo X que unió Dinamarca y Noruega, simbolizando la intención de la tecnología de unificar los protocolos de comunicación.
Ericsson (ERIC ), empresa sueca de telecomunicaciones, inició el desarrollo en 1994 como alternativa a los cables RS-232. La primera especificación Bluetooth se publicó en 1999.
Las primeras versiones tenían problemas de interoperabilidad. Sin embargo, Bluetooth ya se utilizaba ampliamente antes de 2010. La versión 4.0 de aquel año introdujo Bluetooth Low Energy y amplió especialmente las aplicaciones de bajo consumo.
Bluetooth se utiliza para transferir archivos y audio y conectar dispositivos del Internet de las cosas (IoT). El emparejamiento y las conexiones pueden presentar dificultades; el consumo depende de la versión, la aplicación y el modo de funcionamiento.
Wi-Fi Direct y NFC responden a necesidades distintas de velocidad, alcance y consumo. La modulación del campo eléctrico añade una línea de investigación para dispositivos próximos. No se ha demostrado que sustituya a Bluetooth en todas las aplicaciones.
¿Cómo funciona? Modulación electromagnética
La modulación codifica información modificando una señal. Bluetooth utiliza ondas de radio en la banda ISM de 2,4 GHz.
A continuación se presentan tres formas generales de modulación. Bluetooth no utiliza las tres como métodos de transmisión independientes:
- Modulación de amplitud (AM): Modificar la amplitud de la onda.
- Modulación de frecuencia (FM): Modificar la frecuencia de la onda.
- Modulación de fase (PM): Modificar la fase de la onda.
Para Bluetooth específicamente:
- Gaussian Frequency-Shift Keying (GFSK): Las variaciones de frecuencia codifican datos digitales. Bluetooth Basic Rate y Bluetooth Low Energy utilizan GFSK.
- Enhanced Data Rate (EDR): EDR se introdujo con Bluetooth 2.0. La cabecera del paquete utiliza GFSK y la carga útil emplea modulación de fase π/4-DQPSK u 8DPSK para aumentar la velocidad de datos.
- Salto de frecuencia: El transmisor y el receptor cambian de canal de forma coordinada. Esto limita los efectos de las interferencias y el desvanecimiento de la señal. La seguridad requiere mecanismos separados de autenticación y cifrado.
Bluetooth transmite datos mediante modulación de frecuencia o de fase, según el modo de funcionamiento. El cambio de canal mejora la resistencia a las interferencias.
Entendiendo la Modulación de Campo Eléctrico
Con esta base podemos examinar el enfoque del campo eléctrico y sus posibles aplicaciones.
¿Qué es la Modulación de Campo Eléctrico?
La modulación del campo eléctrico investiga otra manera de transmitir datos sin cables a distancias muy cortas.
Los investigadores de Sussex, entre ellos los profesores Robert Prance y Daniel Roggen, presentaron el enfoque como una posible conexión de bajo consumo entre dispositivos próximos. Utiliza el acoplamiento del campo eléctrico en lugar de un enlace de radio radiado convencional. Sigue siendo física electromagnética, no un fenómeno ajeno al electromagnetismo.
Al controlar las variaciones del campo eléctrico, los circuitos cercanos pueden intercambiar datos. El artículo original indicaba para el prototipo audio mono de 8 bits con muestreo a 16 kHz, equivalente a 128 kbps. Comunicaba una tasa de error de bits (BER) inferior a 10−6.7 a 50 cm e inferior a 10−4 a 75 cm. Son resultados comunicados para esa configuración experimental, no prestaciones garantizadas para cualquier dispositivo.
El corto alcance puede ser adecuado para dispositivos personales y vestibles utilizados cerca unos de otros. Los investigadores estiman que una conexión más eficiente podría prolongar la autonomía.
El anuncio de Sussex cita el intercambio de contactos mediante un apretón de manos y la apertura de una puerta tocando la manija como posibles aplicaciones.
Estas ideas relacionan la comunicación de datos con los gestos cotidianos y requieren dispositivos adecuados.
Posibles ventajas
Daniel Roggen, profesor de ingeniería y diseño en Sussex, describió las posibilidades:
El acoplamiento del campo eléctrico entre dispositivos próximos podría reducir el consumo y permitir nuevas formas de interactuar con aparatos domésticos.
Los costes y el tamaño de los circuitos influyen en la adopción. Roggen estimó:
Con producción en masa, la solución podría integrarse en un único chip con un coste de pocos peniques británicos por dispositivo.
Los posibles beneficios se refieren principalmente a conexiones a distancias muy cortas. Los costes, el consumo y la facilidad de uso deben evaluarse para cada aplicación. En noviembre de 2023 la universidad buscaba socios industriales para una mayor miniaturización.
La posible integración en un circuito pequeño hace que el enfoque resulte interesante para dispositivos vestibles y productos de hogar inteligente. No demuestra una superioridad universal sobre Bluetooth ni disponibilidad comercial.
Posibles aplicaciones
Entre los posibles usos se encuentran:
- Dispositivos vestibles: Las pulseras de actividad y los relojes inteligentes podrían comunicarse con teléfonos próximos consumiendo menos energía.
- Interacción en el hogar inteligente: La iluminación o los termostatos podrían controlarse mediante el tacto.
- Redes sociales y profesionales: Los contactos o perfiles podrían compartirse con un apretón de manos.
- Aplicaciones de seguridad: Tocar la manija podría activar el acceso sin llave física. El acceso seguro sigue requiriendo autenticación.
Estas aplicaciones propuestas combinan gestos físicos y comunicación de datos.
Empresas del sector
No se ha confirmado aquí que las empresas siguientes adopten el método específico de Sussex. Son ejemplos de compañías que trabajan en conectividad inalámbrica.
*Las tablas conservan los datos históricos del artículo de 2023, no valoraciones actuales. La capitalización y los EPS se expresan en dólares estadounidenses. Los datos por acción de Broadcom son anteriores al desdoblamiento 10:1 de julio de 2024. El P/E previsto de Intel y el EPS histórico corresponden a periodos distintos.*
1. NXP Semiconductors
| Capitalización de mercado | Ratio P/E | Ganancias por acción (EPS) |
| 51,617,101,025 | 18.57 | $10.79 |
NXP Semiconductors (VNX.DE ) (NXPI ), fabricante neerlandés de semiconductores, ofrece un amplio catálogo para comunicaciones inalámbricas. Bluetooth Low Energy, Wi-Fi, NFC y Ultra-Wideband sirven a aplicaciones de automoción, IoT y hogares inteligentes. Las tecnologías apoyan la localización precisa, el control inalámbrico y estándares como Matter. NXP adquirió el negocio inalámbrico de Marvell en 2019. Sus soluciones se utilizan en IoT industrial y electrónica médica y de consumo.
2. Broadcom Inc.
AVGO Gráfico de precios
AVGO Gráfico de precios
| Capitalización de mercado | Ratio P/E | Ganancias por acción (EPS) |
| 400,906,504,455 | 29.85 | 32.52 |
Broadcom Inc. (AVGO ) es una multinacional de semiconductores y software de infraestructura. Atiende a los mercados de comunicaciones cableadas e inalámbricas, almacenamiento empresarial e industria. Su catálogo incluye circuitos CMOS digitales y de señal mixta, productos analógicos III-V, adaptadores de almacenamiento y controladores. Sus dos segmentos principales son soluciones de semiconductores y software de infraestructura. También suministra componentes para comunicaciones inalámbricas.
3. Intel Corporation
INTC Gráfico de precios
INTC Gráfico de precios
| Capitalización de mercado | P/E previsto para el próximo año | Ganancias por acción (EPS) |
| 187,253,640,000 | 199.82 | $-0.40 |
Intel (INTC ) Corporation es un fabricante estadounidense de semiconductores fundado en 1968. Intel contribuyó al desarrollo de las memorias SRAM y DRAM y presentó el primer microprocesador disponible comercialmente, el 4004, en 1971. El crecimiento de los ordenadores personales en los años ochenta reforzó su enfoque en los microprocesadores. En el panorama histórico de 2023, sus actividades incluían procesadores, conjuntos de chips, controladores de red y chips gráficos. La competencia, incluida la de AMD, afectó a su cuota de mercado e impulsó cambios estratégicos dentro del sector de los semiconductores.
Otras empresas cotizadas
Las siguientes empresas cotizadas también trabajan en ámbitos tecnológicos relacionados:
| Marvell Technology, Inc. (MRVL) | CEVA, Inc. (CEVA) |
| Socket Mobile, Inc. (SCKT) | STMicroelectronics (STM) |
| Qualcomm Inc. (QCOM) | Texas Instruments (TXN) |
| Sony Group Corporation (SONY) | Nokia Corporation (NOK) |
Conclusiones Finales
La modulación del campo eléctrico es una línea de investigación interesante para comunicaciones a distancias muy cortas. El grupo de Sussex busca un menor consumo y nuevas formas de interacción. Mientras tanto, Bluetooth sigue sirviendo a una amplia variedad de dispositivos y aplicaciones.
El desarrollo posterior y la integración en productos mostrarán dónde ofrece ventajas prácticas este enfoque. La presentación de 2023 describe una posibilidad de desarrollo, no una sustitución de Bluetooth ya terminada.
