Bluetooth es quisquilloso y consume mucha energía… y ya no es necesario

Mientras la tecnología Bluetooth existe desde hace mucho tiempo, solo en la última década la tecnología subyacente ha avanzado hasta el punto de volverse común.  Desde teléfonos hasta automóviles, altavoces y más, Bluetooth está en todas partes.  Su desarrollo marcó un avance significativo en la comunicación inalámbrica, moldeando cómo interactuamos con la tecnología en nuestra vida diaria.  Sin embargo, esto podría cambiar pronto con el desarrollo de una nueva tecnología por investigadores de la Universidad de Sussex que promete ser más eficiente en energía y requerir una huella más pequeña dentro de los dispositivos electrónicos mediante el uso de la modulación de campo eléctrico.

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, una empresa sueca de telecomunicaciones, inició el desarrollo de Bluetooth en 1994 con el objetivo de crear una alternativa a los cables de datos RS-232.  No fue hasta 1999 que Bluetooth llegó a un dispositivo de consumo.

Las versiones iniciales de Bluetooth, como la 1.0 y 1.0B, presentaban problemas significativos, incluida la falta de comunicación entre dispositivos.  No fue hasta Bluetooth 4.0, lanzado en 2010, que la tecnología finalmente tuvo el refinamiento necesario para volverse común en la electrónica cotidiana.

Con los años, Bluetooth se ha vuelto omnipresente en varios dispositivos, incluidos teléfonos inteligentes, portátiles, altavoces y sistemas de automóviles, para actividades como la transferencia de archivos, la transmisión de audio y como medio de comunicación para dispositivos IoT (Internet de las Cosas).  Sin embargo, su uso ha sido criticado por ser quisquilloso en cuanto a conectividad y emparejamiento, y por consumir relativamente mucha energía en comparación con otras tecnologías inalámbricas, especialmente en sus versiones más antiguas.

A medida que la tecnología ha avanzado, han surgido alternativas como Wi‑Fi Direct, NFC (Comunicación de Campo Cercano) y ahora la modulación de campo eléctrico, que ofrecen velocidades de transferencia de datos más rápidas y conexiones más fiables para casos de uso específicos.  Esta evolución ha generado debates sobre la disminución de la necesidad de Bluetooth en un mundo donde existen tecnologías de comunicación inalámbrica más eficientes y fiables.

¿Cómo funciona?  Modulación electromagnética

La modulación electromagnética es una técnica fundamental utilizada en la comunicación inalámbrica, incluido Bluetooth, para transmitir información mediante ondas electromagnéticas.  En lo que respecta a Bluetooth, esto implica codificar información digital en ondas de radio en la banda ISM (Industrial, Scientific and Medical) de 2,4 GHz.

Esencialmente, Bluetooth funciona enviando datos a través del aire mediante ondas electromagnéticas.  Esto se logra cambiando (modulando) estas ondas de diferentes maneras para transportar información.  Hay tres tipos principales de cambios que se pueden realizar:

1. Modulación de amplitud (AM): Cambiar la altura (amplitud) de las ondas.
2. Modulación de frecuencia (FM): Cambiar el espaciado (frecuencia) entre las ondas.
3. Modulación de fase (PM): Cambiar el punto de partida (fase) de las ondas.

Para Bluetooth específicamente:

• Gaussian Frequency-Shift Keying (GFSK): Esta es la forma básica en que Bluetooth envía datos.  Cambia ligeramente la frecuencia de la onda para representar datos digitales, lo que es un método estable y eficiente.
• Enhanced Data Rate (EDR): Utilizado en versiones más recientes de Bluetooth para enviar datos más rápido.  Combina GFSK con métodos avanzados de modulación de fase, permitiendo que se envíen más datos en el mismo tiempo.
• Frequency Hopping: Bluetooth también cambia su frecuencia en un patrón conocido tanto por el dispositivo emisor como por el receptor.  Esto lo hace más seguro y menos propenso a ser interrumpido por otros dispositivos.

En resumen, la modulación electromagnética en Bluetooth implica variar la frecuencia, fase o amplitud de las ondas de radio para transmitir datos.  Esto se logra mediante métodos como GFSK y los esquemas mejorados en EDR, todo mientras se utiliza el salto de frecuencia para mejorar la seguridad y la resistencia a interferencias.

Entendiendo la Modulación de Campo Eléctrico

Ahora que has dedicado tiempo a aprender sobre el advenimiento de Bluetooth y su funcionamiento interno basado en la modulación electromagnética, puedes obtener una mejor comprensión de su posible reemplazo.

¿Qué es la Modulación de Campo Eléctrico?

Como se indicó anteriormente, ahora hay debates en curso sobre la necesidad de Bluetooth en los dispositivos modernos.  Esto nos lleva a la Modulación de Campo Eléctrico.

La modulación de campo eléctrico es una nueva tecnología desarrollada y ofrecida a los fabricantes por los profesores Robert Prance y Daniel Roggen de la Universidad de Sussex.  Si este equipo de investigadores tiene razón en su interpretación, la Modulación de Campo Eléctrico podría representar un salto significativo en la tecnología de transmisión de datos inalámbricos, potencialmente reemplazando la modulación electromagnética tradicional utilizada en Bluetooth, Wi‑Fi y 5G.  El enfoque del equipo utiliza ondas eléctricas de corto alcance para la transmisión de datos, que son inherentemente más eficientes en energía que las ondas electromagnéticas.

Desde un punto de vista más técnico, la modulación de campo eléctrico difiere significativamente de su contraparte electromagnética al controlar variaciones en los campos eléctricos, en lugar de codificar datos en ondas electromagnéticas.  Los campos eléctricos, que forman parte del espectro electromagnético, son creados por cargas eléctricas y pueden influir en otras cargas en su proximidad.  Al modular estos campos, los datos pueden transmitirse entre dispositivos que están cerca unos de otros.  El equipo señala que su sistema temprano “…el sistema es capaz de transmitir audio mono de 8 bits a una tasa de muestreo de 16 kHz (128 kbps) con una tasa de error de bits (BER) inferior a 10 ^−6.7 a 50 cm, y menos de 10 ⁻⁴ a 75 cm,”

Las limitaciones de proximidad de la modulación de campo eléctrico la hacen particularmente adecuada para dispositivos personales y portátiles, ya que a menudo están cerca de aquello con lo que interactúan.  Los investigadores detrás de la tecnología señalan que este enfoque reduce significativamente el consumo de energía, prolongando así la vida útil de la batería de los dispositivos.

“El desarrollo podría avanzar la forma en que usamos la tecnología en nuestra vida diaria y evolucionar una amplia gama de aplicaciones futuristas también. Por ejemplo, una pulsera que utilice esta tecnología podría permitir intercambiar números de teléfono simplemente al estrechar la mano, o una puerta podría desbloquearse simplemente al tocar la manija.”

Este aspecto de la tecnología no solo mejora la experiencia del usuario, sino que también abre el camino a una variedad de aplicaciones futuristas, integrando la tecnología de manera fluida en las interacciones cotidianas.

¿Cómo es superior?

Comentando sobre cómo esta tecnología es superior, Daniel Roggen, profesor de Ingeniería y Diseño en la Universidad de Sussex, afirma,

“Ya no necesitamos depender de la modulación electromagnética, que consume mucha batería de forma inherente. Podemos mejorar la vida de la batería de la tecnología portátil y los asistentes domésticos, por ejemplo, usando la modulación de campo eléctrico en lugar de Bluetooth. Esta solución no solo hará nuestras vidas mucho más eficientes, sino que también abre nuevas oportunidades para interactuar con dispositivos en hogares inteligentes.”

Es importante señalar que, a lo largo de los años, ha habido muchas tecnologías que simplemente son demasiado costosas para volverse prácticas, lo que obstaculiza su adopción a gran escala.  Si el equipo detrás de la modulación de campo eléctrico tiene razón, no será una de ellas.  Más bien, Roggen afirma que,

“La tecnología también es de bajo costo, lo que significa que podría implementarse en la sociedad de manera rápida y sencilla. Si se produjera en masa, la solución podría miniaturizarse a un solo chip y costar solo unos pocos centavos por dispositivo, lo que permitiría su uso en todos los dispositivos en un futuro no muy lejano.”

En conclusión, la modulación de campo eléctrico podría revolucionar la forma en que conectamos nuestros dispositivos en los próximos años.  Ofrece una manera de bajo consumo, eficiente e intuitiva de transmitir datos, especialmente en escenarios donde los dispositivos están a corta distancia entre sí.  Este avance promete extender la vida de la batería, reducir costos y habilitar nuevas formas de interacción con la tecnología.

Además, el bajo costo y el potencial de miniaturización lo convierten en una alternativa práctica y escalable.  Estas cualidades posicionan a la modulación de campo eléctrico como una opción superior para dispositivos personales y del hogar inteligente, prometiendo una interacción de usuario mejorada mientras se conserva energía.  En resumen, en la mayoría de los casos, esta tecnología es más asequible, flexible y eficiente que Bluetooth.

Aplicaciones del Mundo Real

Como se mencionó, la tecnología de modulación de campo eléctrico, con su enfoque innovador de transmisión de datos, tiene el potencial de revolucionar varios aspectos de nuestra vida diaria. Algunas de las aplicaciones reales más probables incluyen:

• Tecnología portátil: Dispositivos como rastreadores de fitness y relojes inteligentes podrían comunicarse de manera más eficiente con los teléfonos inteligentes, mejorando enormemente la vida de la batería.
• Interacción en el hogar inteligente: Esta tecnología podría permitir a los usuarios interactuar con los electrodomésticos de forma intuitiva, como encender luces o ajustar termostatos simplemente tocándolos.
• Redes sociales y profesionales: El intercambio de información digital, como datos de contacto o perfiles de redes sociales, podría simplificarse, posiblemente mediante acciones tan simples como un apretón de manos.
• Aplicaciones de seguridad: Los sistemas de entrada sin llave podrían volverse más convenientes y seguros, con puertas que se desbloquean simplemente al tocar la manija, eliminando la necesidad de llaves físicas o códigos de seguridad complejos.

Estas aplicaciones resaltan el potencial de la modulación de campo eléctrico para integrar la tecnología de manera fluida en nuestras interacciones cotidianas, haciéndolas más naturales y eficientes en energía.

Actores de la Industria

Aunque no está claro si algún fabricante importante está interesado en la modulación de campo eléctrico en este momento, hay algunos líderes claros en el mundo de las tecnologías inalámbricas. Los siguientes son ejemplos de ello.

*Las cifras proporcionadas a continuación eran precisas al momento de escribir y están sujetas a cambios. Cualquier inversor potencial debe verificar los métricos*

1.  NXP Semiconductors

(NXP )

NXP Semiconductors, un fabricante holandés de semiconductores, es notable por su amplio portafolio en tecnologías inalámbricas. Ofrece productos que incluyen Bluetooth Low Energy, Wi‑Fi, NFC y Ultra‑Wideband para diversas aplicaciones en los sectores automotriz, IoT y hogares inteligentes. Sus tecnologías facilitan la localización precisa, el control inalámbrico y estándares de conectividad como el protocolo Matter. La adquisición por parte de NXP de los activos inalámbricos de Marvell en 2019 ha ampliado aún más sus capacidades inalámbricas. Sus soluciones se utilizan en varios sectores, incluidos IoT industrial, médico y electrónica de consumo.

2.  Broadcom Inc.

(AVGO )

Broadcom Inc. es un líder global en semiconductores, sirviendo a los mercados de infraestructura cableada, comunicaciones inalámbricas, almacenamiento empresarial e industrial. Como una empresa multinacional estadounidense, diseña, desarrolla, fabrica y suministra una amplia gama de productos de semiconductores y software de infraestructura. El extenso portafolio de productos de Broadcom incluye dispositivos CMOS digitales y de señal mixta complejos, productos analógicos basados en III‑V, adaptadores de almacenamiento, controladores y circuitos integrados. La compañía opera en dos segmentos principales: Soluciones de semiconductores y Software de infraestructura. Notablemente, en el sector de tecnología inalámbrica, Broadcom contribuye significativamente con componentes esenciales para las comunicaciones inalámbricas.

3.  Intel Corporation

(INTC )

Intel Corporation, una empresa tecnológica multinacional estadounidense, es uno de los mayores fabricantes de chips semiconductores del mundo. Fundada en 1968, Intel fue fundamental en el desarrollo de los chips de memoria SRAM y DRAM y creó el primer chip microprocesador comercial del mundo en 1971. Su éxito con los ordenadores personales en la década de 1980 cambió su enfoque principalmente hacia los microprocesadores. Intel suministra microprocesadores para la mayoría de los fabricantes de sistemas informáticos y también produce conjuntos de chips para placas base, controladores de interfaz de red, circuitos integrados, memoria flash y chips gráficos. En los últimos años, Intel ha enfrentado una mayor competencia, particularmente de AMD, lo que provocó una reducción de su cuota de mercado e impulsó intentos de diversificarse más allá de los semiconductores.

Menciones Notables

Fuera del trío de empresas enumeradas arriba, las siguientes son cada una notable, cotizadas en bolsa, y trabajan en campos similares.

Conclusiones Finales

En general, la evolución de la tecnología de comunicación inalámbrica, desde Bluetooth hasta la Modulación de Campo Eléctrico, representa un salto significativo en la forma en que interactuamos con el mundo que nos rodea.  Mientras que Bluetooth ha establecido una base sólida para la comunicación digital de corto alcance, el equipo de investigadores que desarrolla la Modulación de Campo Eléctrico cree que está listo para redefinir estas interacciones, ofreciendo mayor eficiencia energética y una experiencia de usuario más intuitiva.

Esta transición no solo destaca el rápido ritmo del avance tecnológico, sino que también abre nuevas posibilidades para integrar la tecnología en nuestras vidas diarias de manera fluida y sostenible. El futuro de la comunicación inalámbrica parece encaminado a ser más eficiente, más intuitivo y profundamente integrado en la trama de nuestras interacciones cotidianas.