Tendencia de la tecnología RF en un mundo conectado

Tyler (T): Hola, bienvenidos a CONNECTED World, un podcast de TE Connectivity. Estamos contentos de que nos acompañes en este episodio del programa. La conversación de hoy se centrará en la tecnología de RF: cuáles son las aplicaciones más comunes y las principales tendencias. En esta conversación hoy me acompaña Amos Cheah. Es el gerente sénior de I+D e ingeniería de desarrollo de productos en TE Connectivity. Amos, gracias por acompañarme.

Amos(A): Sí, gracias por pedirme que me una al podcast. 

T: Es un placer. Estamos entusiasmados de empaparnos de tus conocimientos en el programa de hoy. Así que Amos, comencemos en el nivel más básico. Explícanos qué es la tecnología de RF y por qué es importante.

A: De acuerdo, trataré de explicar esto. Me gustaría explicar la tecnología de RF de esta manera. Para que entendamos primero qué significa RF. RF significa radiofrecuencia. Radiofrecuencia, que se refiere a la onda de radio, un destino de la onda electromagnética. Están por encima del rango auditivo del oído humano, unos 20 KHz y se extienden hasta justo por debajo de la región infrarroja de la luz, es decir, alrededor de 300 GHz. La propagación por radiofrecuencia ocurre a la misma velocidad de la luz y puede viajar en ausencia de cualquier medio, como el aire. En lo que respecta a RF, o tecnología de radiofrecuencia, se está hablando de la señal electromagnética inalámbrica que se utiliza como una forma de comunicación en la electrónica inalámbrica. Así que es de conocimiento que la tecnología RF describe las leyes de la física que se aplican a la generación, conversión, propagación y detección de ondas electromagnéticas. La descripción de este conocimiento fue establecida por James Clerk Maxwell con un conjunto de cuatro ecuaciones que llevan su nombre. Entonces, ¿por qué la tecnología de RF es importante para la comunicación inalámbrica? Bien, para entender esto, quiero poner de relieve la importancia, reconocer que la radiación electromagnética es única en su capacidad de extender los circuitos eléctricos al dominio inalámbrico, por lo que cualquier cosa que pueda viajar a un material no conductor, movimiento mecánico, onda de sonido e incluso calor, podría usarse como un medio para convertir la energía eléctrica en información y no depende de la interconexión conductora. Así que ahora volvamos a la pregunta de por qué la onda electromagnética, su sistema base es tan común en comparación con otras formas de comunicación inalámbrica. En otras palabras, ¿por qué la tecnología inalámbrica casi siempre hace referencia a la a RF o tecnología de RF? ¿Por qué otros tantos fenómenos como el que acabo de describir pueden transferir información de forma inalámbrica? Hay algunas razones. En primer lugar, su agilidad. EMR es una extensión natural de la señal eléctrica que utiliza un circuito inalámbrico. Por lo tanto, la corriente repetitiva variable en el tiempo genera un campo electromagnético, ya sea que esté rebobinando o no. Y además, la onda electromagnética es la reposición precisa del componente de CA de la señal original. Así que el segundo es la velocidad. El sistema de acoplamiento de CA, la velocidad a la que se pueden transferir datos depende de qué tan bien puedan las señales expresar relaciones de variantes. Entonces, en otras palabras, resulta que el espectro de campo EMR es el medio de conversión práctico incluso a una frecuencia muy alta, lo que significa que el sistema de RF puede lograr una tasa de transmisión muy alta. En tercer lugar, el alcance, cierto, porque la frecuencia inalámbrica está estrechamente vinculada a la búsqueda de la comunicación a larga distancia. Por lo tanto, si el transmisor está muy cerca, a menudo es más simple y más rentable usar cable. Es por eso que la señal EM, la onda electromagnética con una técnica de modulación y los circuitos del receptor, tiene la capacidad de transferir la señal del usuario a larga distancia. Y, por último, no se requiere línea de visión. El único medio de comunicación inalámbrica que puede competir con EMR es la luz. Pero la luz es en realidad una onda electromagnética de muy alta frecuencia que requiere línea de visión. Sin embargo, para la comunicación de RF, no se requiere una línea de visión clara. Como resumen, tenemos tres puntos aquí. En primer lugar, RF se refiere a la radiación electromagnética para transferir información entre dos circuitos que no tienen conexión eléctrica directa. Es el voltaje variable en el tiempo y la energía electromagnética generada por la corriente que opera en forma de onda. Por lo tanto, podemos transferir señales de forma inalámbrica manipulando e interpretando esta onda. ¿Y por qué la onda electromagnética o la frecuencia de RF es la forma dominante de comunicación inalámbrica? Porque es la única alternativa al uso de la luz. La RF es mucho más versátil porque las ondas eléctricas de baja frecuencia no se pierden a través de ningún objeto sólido.

T: ¡Fantástico! Gracias por esa explicación. Entonces, Amos, ¿cuáles son algunas de las aplicaciones más comunes de RF que vemos? ¿Se usa para enrutadores wifi o cosas por el estilo? ¿Puedes hablarme sobre algunos de los lugares comunes donde vemos el uso de la tecnología de RF en estos días?

A: Sí, se utiliza en muchas aplicaciones y casos de uso en una serie de industrias, como sistemas de radar, control remoto, transmisión de televisión, monitoreo remoto, computadoras, plataformas móviles, como teléfonos móviles, y también como enrutadores y otras plataformas móviles. Desde teléfonos inteligentes y receptores celulares, o GPS y aún más, la tecnología RF es el futuro de la vida moderna. Es tan única y omnipresente que muchos de nosotros simplemente la damos por sentado. Así como los teléfonos móviles se convierten en parte de nuestra vida. Es increíble lo lejos que hemos llegado en tan poco tiempo. No hay señales de que la demanda de tecnología de RF se desacelere. Por lo tanto, las empresas privadas, incluso el gobierno, los están utilizando en todo el mundo y están compitiendo para tener la última innovación en RF. 

T: Por supuesto. Así que es una tecnología que está a nuestro alrededor todo el tiempo. Es increíblemente importante como dijiste. Entonces, ¿cuáles son las principales tendencias que se están desarrollando en la tecnología de RF? Acabas de mencionar la última. Entonces, ¿cuál es la última? ¿Y qué está pasando en cuanto a las tendencias y el desarrollo de más tecnologías de RF?

A: Probablemente conozcas la próxima revolución 5G. Creo que todo el mundo se enteró. Así que es uno de los mayores cambios en el horizonte. Es seguro poder decir que la red 5G estará en funcionamiento y las expectativas de los consumidores de velocidad y rendimiento móvil serán radicalmente más altas que en la actualidad. Cuando más y más personas adoptan teléfonos inteligentes en todo el mundo, su demanda de datos continúa aumentando. Y los rangos de ancho de banda heredados que se ejecutan por debajo de 6 GHz, esto simplemente no será suficiente para enfrentar los desafíos. La frecuencia 5G, creo, subirá a la onda milimétrica, e incluso por encima de 20 GHz. En un informe se indicó que 5G produce una velocidad de hasta 10 Gbp/s por segundo. No hay duda de que 5G ofrecerá una cobertura rápida y ligera de frecuencias que anteriormente se usaban solo para aplicaciones militares y satelitales. Por lo tanto, 5G hará que esto que actualmente solo está disponible en el ejército y el satélite estén disponibles para el consumidor. Por lo tanto, la red 5G jugará un papel integral en la aceleración de la comunicación inalámbrica. Perfeccionar la realidad virtual y la velocidad de conexión de los dispositivos que usamos hoy en día, será la clave para marcar el comienzo de la Internet de las cosas de la que también escuchó hablar, en la que innumerables productos para el hogar, aparatos electrónicos, dispositivos portátiles, robótica, sensores, vehículos autónomos y más se conectarán a través de una velocidad de red significativamente más rápida que la actual. Por lo tanto, la conclusión es que el futuro es muy brillante para la tecnología de RF y la demanda de ingeniería de radiofrecuencia es alta. Así que en los próximos 10 años veremos un enorme crecimiento e innovación en esta industria.

T: Por supuesto. Se ha hablado mucho sobre 5G, el impacto que va a tener y los desafíos para hacerlo realidad. ¿Qué impacto tendrá la tendencia del avance de 5G en los ingenieros? ¿De qué manera 5G presentará desafíos que los ingenieros deberán superar durante ese tiempo?

A: Hay muchos desafíos que deben abordarse cuando avanzamos hacia el estándar 5G, que exige una velocidad de datos mucho más alta, latencia ultrabaja, alta confiabilidad y seguridad. Como sabemos, la tecnología inalámbrica 4G que ahora estamos utilizando, llamada LTE y LTE-Advanced, ya se ha desarrollado en todo el mundo. 5G, la futura generación de tecnología inalámbrica, nos exige nuevos estándares para soportar estos servicios ultrarrápidos y de baja latencia a los clientes. ¿Cuál será la clave para capturar las tendencias tecnológicas para habilitar el 5G que los ingenieros deberán enfrentar y superar? Depende de a quién le preguntes. Para mí, creo que las tecnologías facilitadoras clave son las siguientes. Lo primero es el nuevo estándar de radio para 5G. Es diferente de LTE y está definido por el estándar 3GPP. Otro es que la antena de onda media de fase Ⅲ será la norma. Esta complejidad requerirá dos db. de firma adicional de referencia. Debido a la onda media, se pierde más en el aire. Múltiples entradas y múltiples salidas, que llamamos MIMO ofrecerán una ganancia significativa en la velocidad y la fiabilidad de los datos inalámbricos. Y el cuarto será la red de acceso de radio, llamada RAN o red central. ¿Cómo interactuarán el legado y la nueva arquitectura de red 5G? Desde el punto de vista de la tecnología, esto significará una mayor frecuencia, un ancho de banda más amplio y una mayor eficiencia en la potencia. Se necesita un amplificador. Otros componentes necesarios serán bajo ruido, laminado de piso y cruce de datos ultra bajo, también de bajo costo. También deben desarrollarse envases de onda media. También el convertidor de CA a CC de velocidad ultra alta y baja potencia. Es necesario desarrollar una antena de banda ancha. Se deberá desarrollar una antena de onda media, antena directa de alta ganancia, una antena informadora que se convertirá en la norma. 

T: Amos, ¿cómo verá la gente la tecnología de RF en cinco años a medida que la tecnología siga avanzando y a medida que 5G se convierta cada vez más en una realidad para una población más extensa en todo el mundo? ¿Cómo verá la gente la RF y tal vez qué cambios se producirán para que veamos y percibamos la RF de una manera diferente en el futuro?

R: En mi opinión, la tecnología de RF y la tecnología inalámbrica serán sinónimos de tecnología 5G como he mencionado. 5G será una superautopista que llevará la transformación digital a un nuevo nivel y será emocionante ver el desarrollo que trae con ella. Creo que 5G traerá avances en muchas áreas. Aquí me gustaría mencionar 5 áreas en las que veo un avance significativo. Primero serán las fábricas inteligentes. 5G jugará un papel fundamental en la Industria 4.0. Es la tecnología que conectará los dispositivos y la Internet de las cosas. 5G tendrá fábricas inteligentes para hacer cosas increíbles. Las fábricas inteligentes aumentarán el uso de robots impulsados por IA y aprendizaje automático. Ayudan a tomar decisiones en tiempo real y también utilizarán más robots para realizar tareas peligrosas y ayudar a mantener a los empleados sanos y seguros. Veremos que la capacitación también se volverá más segura, ya que las fábricas inteligentes incorporarán la realidad aumentada y la realidad virtual a la rutina de capacitación, lo que permitirá a los empleados aprender más rápido y de manera más segura. La segunda área de la que quiero hablar también se llama realidad mixta. Debido a este aumento de la velocidad y el ancho de banda, esto permitirá la expansión de la RA y la RV. Así que pronto, junto con la conectividad 5G, veremos la realidad mixta cargada de aplicaciones del mundo real, desde mapas hasta aplicaciones empresariales y aplicaciones de dispositivos. Y también la realidad virtual puede finalmente llegar, la realidad virtual real. Con 5G, veremos que la RA y la RV se utilizarán en automóviles, teléfonos, incluso en nuestras propias pantallas de computadora. Así que se convertirá en una parte de la vida cotidiana. La tercera área es el vehículo autónomo. 5G podría ser una tecnología que finalmente impulse la demostración en el mundo. La seguridad es muy importante. 5G es la única tecnología que hace lo suficiente para permitir que las máquinas imiten a los humanos debido a la baja latencia. 5G no se implementará de la noche a la mañana. Pero una vez que esté en todas partes y madure, creo que no habrá forma de detener el desarrollo de máquinas seguras y autónomas, no solo automóviles, sino camiones y otros, e incluso aviones. La cuarta área será la ciudad inteligente. Todos sabemos que hasta ahora las ciudades inteligentes no han sido muy inteligentes. Se han optimizado algunos aspectos, como los estacionamientos inteligentes y las farolas. Pero no han podido alcanzar el nivel de alta conectividad que hace una mejora constante y marcada en nuestra vida diaria. Por lo tanto, demasiados datos en la red 4G es como usar Internet lento. Con este 5G, es la única tecnología lo suficientemente rápida como para permitir que tantos dispositivos se conecten a una velocidad tan alta. El desarrollo de esta tecnología será mundial. De lo último que hablan las personas es de la informática de borde. La informática de borde permite que los datos se procesen lo más cerca posible de la fuente. Dado que no viaja tan lejos, se puede procesar mucho más rápido y hacer que cosas como los vehículos autónomos sean más seguros de conducir. Con la transmisión de datos de alta velocidad y baja latencia de la tecnología 5G, el potencial de la informática de borde se realizará completamente en una amplia variedad de aplicaciones. Desde las ciudades inteligentes que acabo de mencionar y las fábricas hasta el medio ambiente y la oferta de análisis en tiempo real.

T: Bueno, dado que la tecnología de RF va a desempeñar un papel muy importante en el futuro y a medida que continúa la tecnología continúa desarrollándose, generalmente pensamos en lo que viene, desde el 5G hasta los vehículos autónomos y las ciudades inteligentes que mencionaste. Y también mencionaste la inteligencia artificial. ¿Qué rol desempeña la RF en el desarrollo y el uso de la inteligencia artificial?

R: La tecnología de RF, hablando de 5G, soportará las altas cargas de datos exponenciales. Por lo tanto, un factor clave en la evolución de la IA inteligente, es que puedes obtener más datos. Con acceso a datos enriquecidos, la IA mejorada aumentará el rendimiento de 5G, mejorando la seguridad, reduciendo la congestión y solucionando ese problema en tiempo real. Gracias al trabajo conjunto de 5G e IA, los datos serán más valiosos que nunca. Creo que el funcionamiento de la tecnología de RF no es tan obvio en el mundo de hoy. Me gusta ver películas durante mi tiempo libre, especialmente películas de ciencia ficción, incluido el mundo cinematográfico de Marvel. Si ves estas películas, podrás ver algunos ejemplos de cómo esta tecnología de IA y RF funciona a la perfección, aunque a veces no es realista. Por ejemplo, al ver una película de Ironman. Ironman utiliza la tecnología de RF para comunicarse con su IA, llamada Jarvis, para recopilar información mientras vuela con su traje de armadura Ironman y lo ayuda a luchar contra el villano. Bueno, esto es descabellado en el futuro. Pero con esta tecnología 5G y la próxima tecnología 6G, Disney estará aún más cerca de lo realista en el futuro próximo.  

T: Ese es realmente un gran ejemplo. Me encanta el ejemplo de Ironman. Esa es una manera fantástica de decirlo. Es algo en lo que no he pensado antes, pero creo que es realmente un buen ejemplo que la gente podrá entender, le permitirá ver como funcionará posiblemente en el futuro. Amos, ha sido un placer tener la oportunidad de hablar contigo hoy y aprender un poco más sobre la tecnología de RF. Amos es el gerente sénior de I+D e ingeniería de desarrollo de productos en TE Connectivity. Amos, muchas gracias por acompañarme hoy y ofrecernos un resumen de la tecnología RF

A: De nada. Esperemos que todos puedan aprender algo de esta tecnología de RF.

T: Bueno, sé que aprendí mucho hoy. Te agradezco que nos hayas acompañado en CONNECTED World. Muchas gracias a todos por acompañarnos y escuchar este episodio de Connected World, un podcast de TE Connectivity. Lo apreciamos mucho. Por supuesto, asegúrense de suscribirse en el podcast de Apple o Sportify para no perderse los últimos episodios de TE Connectivity descargados directamente en sus dispositivos móviles. Volveremos pronto con nuevos episodios. Hoy fui su anfitrión, Tyler Kern. Muchas gracias por escuchar.