\chapter{Telefonía y publicidad}

\section{Breve reseña histórica}

La siguiente información ha sido recopilada desde los archivos y base de datos de la IEEE~\cite{WEB:IEEETimeLines}.

En 1876 se registra la primera patente relacionada con un dispositivo telefónico en favor de Alexander Graham Bell en los Estados Unidos de Ámerica. Ese mismo año se produce la primera conversación transmitida a través de cable teléfonico entre dos ciudades a una distancia de 3km.

Saltamos a 1896, momento en el cual Marconi patenta el telégrafo sin hilos.

En 1900 las primeras transmisiones entre grandes ciudades se realizan utilizando grandes bobinas para reducir la atenuación y la pérdida de señal. De forma independiente tanto George Campbel de AT\&T y Michael Pupin de la Universidad de Columbia inventan estas bobinas y son usadas comercialmente en Nueva York y Boston, doblando la distancia de transmisión de las líneas abiertas. Pupi logra la patenten y AT\&T le paga por su uso.

En 1904 Fleming inventa el diodo de vacío y con el triodo inventado por Lee De Forest en 1907 que amplifica las señales electrónicamente las llamadas telefónicas transcontinentales son posibles.

En 1919 la compañía Bell System comienza a instalar sistemas de conmutación facilitando a los usuarios el llamar sin operador. Solo un año después aparece el concepto de multiplexación en frecuencia.

Saltamos a 1951 donde se producen las primeras llamadas directas a larga distancia sin la necesidad de recibir asistencia por parte de un operador. Pero se necesitará otra década para que esta tecnología se encuentre disponible a nivel mundial.

Cinco años después, en 1956, se tiende el primer cable telefónico entre la costa Escocia y Norte América. Permitiendo desde esta conexión la unión con el resto del continente europeo.

En 1962 se lanza el primer satélite de comunicaciones, el \emph{Telstar 1} transmitiendo la primera señal de televisión en directo. También servía para la transmisión de señales de datos y telefónicas.

Más de diez años después, en 1973, se realiza la primera llamada usando un teléfono portable celular. La persona que realizó tal llamada y quién lo inventó fue Martin Cooper cuando trabajaba para Motorola. Desde 1940 existían teléfonos móviles para vehículos tales como coches pero el invento de Cooper fue el primero que podía considerarse portable.

En 1975 en ejército de Estados Unidos comienza investigaciones en el campo de la fibra óptica.

Año 1978: comienzan las primeras pruebas públicas de un sistema conocido como telefonía celular. El sistema fue construido por AT\&T y los Laboratorios Bell. Varias pruebas continúan durante los años 1981 y 1982 y al final de los años 80 el sistema llega a estar disponible en la mayoría de los Estados Unidos.

Mediados de los años 90, surge la voz sobre IP. Esta tecnología permite establecer llamadas sobre Internet. Tiene gran aceptación entre los usuarios de PC pues permite realizar llamadas a larga distancia con un coste bajo.

Año 2000, el número de subscriptores de teléfonos celulares continúa creciendo y el de teléfonos fijos experimenta un abrupto descenso.

Apartir del año 2012 se espera que el 78\% de la población mundial use teléfonos móviles~\cite{WEB:Gartner}.


\section{Teléfonos móviles: pasado, presente y futuro}

Los teléfonos móviles son ahora muy comunes y han llegado a ser uno de los medios más importantes para entablar comunicaciones. Hubo un tiempo en el que solo muy pocas personas con suficiente dinero podían costear su precio, pero hoy en día son tan baratos que es raro encontrar a alguien sin un teléfono celular en la mano. Palabras tales como \emph{roaming} y \emph{SMS} son de uso común en la actualidad. Incluso el número de teléfonos móviles ha superado al de líneas fijas. Ahora la tecnología de telefonía móvil ayuda a las personas que tienen que realizar negocios en todo el mundo y en cualquier lugar. Los teléfonos móviles han evolucionado hasta convertirse en dispositivos de alta tecnología donde se pude desde tomar fotos, componer tonos de llamada\ldots hasta navegar por Internet. Ahora difícilmente se puede imaginar el mundo sin el uso de teléfonos móviles tanto en el ámbito de los negocios como en el día a día. También ahora existen muchas ventajas con los teléfonos de contrato los cuales nos ayudan a gestionar las facturas telefónicas en función del uso que hagamos del teléfono móvil.

Pero volvamos al comienzo. Cuando Marconi empezó sus experimentos con ondas de radio en el ático de su villa de Pontecchio en Italia, es poco probable que pudiera imaginar en lo que su invento llegaría a convertirse. Su meta era crear ondas de radio que fueran transmitidas sin conexiones de cables y es prácticamente seguro asumir que nunca pudo haber predicho las increíbles innovaciones que sus descubrimientos introdujeron. La telefonía fija, cuyo desarrollo comenzó a principios del siglo veinte consiguió convertirse en un medio de comunicación de masas mucho antes que la telefonía móvil pues se encontraba disponible la tecnología necesaria para su implementación y ésta era lo suficientemente barata como para hacer posible su generalización. En cambio debemos esperar hasta 1930 para ver los primeros intentos en trasladar las tecnologías de comunicación sin cables al público en general.

Los primeros teléfonos celulares eran usados en vehículos, así  AT\&T construyó en 1947 un servicio de telefonía en la autopista entre Boston y Nueva York después del éxito de la primera red de telefonía móvil en San Luis (Estados Unidos de América) Eventualmente la radiotelefonía llegó a estar tan saturada que los usuarios debían esperar turnos para poder usar canales libres~\cite{MP:Agar}. La razón de estas esperas se debía a que el espectro de frecuencia era muy limitado. Con la llegada de modernos sistemas de telecomunicaciones para telefonía móvil usando una estructura en celdas ayudó a reducir el problema de la falta de recursos (de la limitación de espectro de frecuencia) ofreciendo un uso eficiente del espacio de frecuencias. Dos problemas son críticas en una estructura en celda: el \emph{roaming} (salto de una celda a otra) y el \emph{hang-over}. Desde 1973 Motorola firmó gran cantidad de patentes relacionadas con la telefonía celular y en 1979 comenzaron las pruebas en Estados Unidos para la puesta en marcha de un sistema de telefonía celular, fue en 1983 cuando por fin comenzó a operar~\cite{MP:Telecom}.

Al otro lado del Atlántico la telefonía móvil se desarrolló de una forma un tanto distinta. Suecia fue de los primeros países en introducir un servicio automático de telefonía móvil en 1956. Las autoridades de telecomunicaciones de Escandinavia tomaron dos importantes decisiones entre 1969 y 1971. La primera decisión fue empezar el trabajo de estandarización de el futuro celular analógico estándar en 1969. Un grupo de trabajo se formó con el nombre de \emph{Nordic Mobile Telephone Group} o \emph{NMT-Group}. La segunda decisión fue directamente construir una red de telecomunicaciones de telefonía móvil con una cobertura nacional para satisfacer la demanda de los usuarios. Esta decisión estuvo en Suecia acompañada con otra que permitía el mercado libre de teléfonos móviles. El Grupo de Telefonía Móvil Nórdico tomó como punto de partida los siguientes requerimientos de sistema: operación automática, compatible, roaming entre todos los países Nórdicos, con capacidad suficiente, alta fiabilidad, infraestructura de bajo coste, y una especificación abierta la cual significaba que no había derechos exclusivos para ningún suministrador~\cite{MP:Steinbock}. Tomó más de diez años desarrollar el estándar NMT y fue introducido en Arabia Saudí en 1981 y unos pocos meses más tarde en los países Escandinavos. La posibilidad de roaming en Finlandia, Suecia, Noruega, Dinamarca e Islandia desde 1981 llegó a ser un fuerte argumento en favor del estándar NMT.

\subsection{Redes analógicas 1G}

A comienzos de los años 80 existían muchos y diversos estándares de telefonía móvil. Cuando el Departamento de Comercio e Industria de los Estado Unidos y dos operadores de red en el Reino Unido (British Telecom y Cellnet) estaban seleccionando el estándar del nuevo sistema de telefonía móvil compararon el NMT con un estándar Japonés analógico en uso desde 1979 por la compañía \emph{Nippon Telephone and Telegraph} (NTT)~\cite{MP:Gruber}, el sistema alemán C450, un sistema desarrollado por Alcatel y Philips llamado MATS-E y el estándar de Estado Unidos AMPS. El estándar Americano cumplía los requerimientos del mercado Británico, por tanto los dos operadores Británicos y el Departamento de Comercio e Industria de Estado Unidos decidieron en 1983, modificar el estándar \emph{Advanced Mobile Phone System} (AMPS) y nombrarlo \emph{Total Acccess Communication System} (TACS). Ericsson se convirtió en el principal suministrador de tecnología TACS lo que permitió a esta empresa situarse entre las grandes de la telefonía móvil~\cite{MP:Meurling}. Así comenzó le era de redes celulares 1G, totalmente analógicas donde no existía seguridad en las comunicaciones (no eran encriptadas) y donde el ancho de banda (el espectro de frecuencias) no era aprovechado con eficiencia.


\subsection{La llegada de GSM, sistemas 2G}

Uno de los inconvenientes de los sistema analógicos era una seria falta de interoperabilidad. Para conseguirla se estableció el \emph{Global System for Mobile Telecommunications}, combinaba iniciativa privada y pública gobernanza~\cite{MP:Pelkmans}. GSM es un estándar digital para sistemas de telefonía celular abierto e interoperable operando en la banda desde los 900MHz a los 1800MHz. Un primer paso hacia un sistema mutuo Europeo fue tomado en 1982, cuando la conferencia de Telecomunicaciones Europea decidió crear el Grupo Especial para Telefonía Móvil, el cual debía desarrollar un estándar abierto.

La Comisión Europea consideró que era necesario que los operadores de red aseguraran que implementarían redes GSM. La razón era que las proyecciones de futuro crecimiento de la telefonía móvil en la última parte de los años 80 habían sido modestas y las redes habían acabado extendiéndose a través de toda Europa. La industria por tanto hizo substanciales inversiones en investigación y desarrollo para el estándar GSM.

En 1989 el Instituto de Estandarización de las Telecomunicaciones Europeo aprobó la especificación de fase 1 de la tecnología GSM. Finalizando el primer esfuerzo para la creación del estándar y donde se registraron la patentes esenciales. Philips poseía la mayoría de las patentes en este periodo. Sin embargo Ericsson, Alcatel, Siemens y Motorola intensificaron su generación de patentes en el siguiente periodo (de 1992 hacia delante). Estas firmas controlaban más del 85\% del total del mercado GSM a comienzos de los años 90 y Motorola comenzó a controlar la mayoría de las patentes. Motorola, Ericsson y Nokia rápidamente dominaron el mercado de la telefonía móvil con Siemens y Alcatel como otros importantes jugadores~\cite{MP:Bekkers}.

\subsection{Crecimiento del mercado}

Una vez introducidas, las telecomunicaciones móviles en Estados Unidos y Europa siempre tuvieron una fuerte demanda. En los años 90 la rápida y sustancial tasa de crecimiento fue acompañada por profundos cambios en los mercados de las telecomunicaciones. Lo que una vez fue la forma usual de llamar a alguien cambió desde usar una cabina de teléfonos o un teléfono fijo a un teléfono personal que se podía llevar en un bolsillo o bolso.

Cambió la tendencia y en lugar de utilizar de forma común un teléfono fijo se paso a usar teléfonos móviles. Este cambió ocurrió a lo largo del periodo comprendido entre 1993 y 2002. Actualmente hay países que tienen una penetración de mercado de telefonía móvil de más del 100 por cien porque algunos subscriptores tienen múltiples líneas. Además se observa que existe una convergencia en la penetración de mercado en todos los países, por tanto en el futuro todos los estados tendrán tasas similares de uso de la telefonía móvil.

\subsection{Razones para el fuerte incremento del uso de teléfonos móviles}

Una importante razón es la reducción del precio. Soporte adicional a este incremento vino de la revolución de Internet y la liberalización mundial, privatización y desregulación de los mercados de las telecomunicaciones. El precio agregado de las telecomunicaciones móviles se ha decrementado sustancialmente. Además los diferentes modelos de teléfonos móviles reforzaron las tendencias existentes como el \emph{Walkman} y la computación nómada~\cite{MP:Deleuze}, la cultura de los mensajes SMS~\cite{MP:Agar} y otras muchas más. Con MMS una cultura móvil en tiempo real vio la luz: subir fotos a blogs mientras uno se encuentra en movimiento mostrando a los demás dónde y qué uno está viendo.

Hoy en día el teléfono móvil ha llegado a ser un símbolo de estatus y de moda, el uso del teléfono móvil es también una parte del estilo de consumo de la gente joven, incidentalmente en gran parte pagado por sus padres~\cite{MP:Wilska}. Se observan grandes diferencias entre países respecto al envío de mensajes SMS y MMS. Noruegos, Daneses, Holandeses y Alemanes envían muchos mas SMS y MMS comparados con los países del sur de Europa. En Suecia casi 40 millones de MMS fueron enviados en 2005, un incremento del 45\% comparado con 2004 y un 600\% comparado con 2003.

\subsection{Migración de 2G a 3G}

La migración desde una a otra tecnología puede ser realizada de diferentes modos. Los operadores de red rápidamente adoptaron GPRS pero hay más posibles modelos de transición que las firmas pueden usar para actualizar a tecnologías móviles con más rápidas tasas de transferencias de datos:

\begin{itemize}
    \item Actualización gradual de la red.   
    \item Mediante un gran cambio o salto hacia delante, introduciendo la tecnología en un solo paso.
    \item Usando rutas alternativas, especialmente en áreas urbanas.
\end{itemize}

La migración desde GSM a UMTS puede ser implementada en pequeños pasos o en uno. Un ejemplo de un pequeño paso es la actualización de la red GSM con GPRS introducida en Europa en 2002. Por otro lado un ejemplo de tomando el camino rápido, es decir, un gran salto hacia delante en la tecnología es el concepto de Hutchinson 3G en el Reino Unido, Italia, Suecia y algunos otros países. Subsecuentes generaciones de telecomunicaciones móviles se caracterizan por incrementadas tasas de datos y por una mejora sustancial en la funcionalidad. La primera generación analógica NMT para telefonía móvil era capaz únicamente de portar voz, mientras que la segunda generación GSM añadió SMS y WAP a sus funcionalidades. El paso de una generación a otra siempre requiere una actualización de la red.

Otro ejemplo de estrategias de actualización se aplicó a las llamadas tecnologías EDGE sobre redes GSM. EDGE significa tasas de datos mejoradas en redes GSM, una evolución que incrementó las tasas de datos hasta los 348Kbit/s desde los 9.6Kbit/s en la red original GSM~\cite{MP:Hommen}. Otros desarrollos relacionados con conexiones \emph{wireless} locales y redes de área personal proporcionan un incremento de la tasa de datos superior a los 2Mbits/s. La idea general es que las telecomunicaciones inalámbricas pueden ser accedidas desde diferentes localizaciones: usando la red del operador, usando una red wireless local o (W)LAN o incluso una red de área personal (PAN) mediante por ejemplo Bluetooth. Se espera que con las más altas generaciones de redes 4G se alcancen tasas de 200Mbps y en el futuro probablemente incluso mayores.

\subsection{Tecnologías 4G y sucesivas. El futuro ahora.}

Introduce un nuevo concepto por el cual todas las comunicaciones se realizan sobre IP (uso de paquetes en lugar de sistemas conmutados), incluidas la voz usando el sistema de Voz sobre IP (VoIP en sus siglas en Inglés) Se abandona el espectro de frecuencias de los sistemas 3G y se reemplaza por uno nuevo que hace posible tasas de transferencia de bits masivas mejorándose éste también con el uso de sistemas de recepción y transmisión con múltiples antenas conocido por sus siglas en Inglés como MIMO (\emph{Multiple-Input and Multiple-Output})

En los sistemas de comunicaciones 3G coexisten dos infraestructuras, por una lado los sistemas conmutados (usualmente para la transmisión de voz) y por otro los de paquetes para la transmisión de datos. En 4G únicamente existe un sistema de paquetes. Para que la transmisión de voz sobre IP sea aceptable la latencia debe ser baja, por ello las redes 4G deben minimizar esta latencia. Debido a que 4G usará sistemas de paquetes basados en IP, se hará necesario pasar a usar protocolos IP versión 6 pues el rango de direcciones de la versión 4 se encuentra prácticamente agotado~\cite{MP:Verizon}.

El primer despliegue comercial de esta tecnología se produjo en Irlanda en el año 2005~\cite{MP:DigiWeb} y desde entonces se ha venido introduciendo esta tecnología en multitud de países. Las tecnologías 4G más ampliamente usadas se basan en los sistemas \emph{Long Term Evolution } o LTE, HSPA+ y WiMax pero existen muchas otras que también se encuentran dentro de la generación 4G como Wi-Fi (usado fundamentalmente en hogares), UMTS-TDD, HSDPA+HSUPA y un largo etcétera.

Por último, actualmente ya se están haciendo estudios sobre cómo mejorar las tasas de transmisión de bits en las redes 4G. Estos estudios siguen distintas vertientes, por un lado se intenta aprovechar aún más el espectro de frecuencias y por otro se investiga cómo hacer que los dispositivos puedan usar simultáneamente varias redes y espectros de frecuencia para aumentar así el ancho de banda de transmisión de datos~\cite{MP:InfoWorld}.

\subsection{Operadores de telefonía y nuevas tecnologías móviles}

El incremento de datos es solo una de las facetas que una nueva tecnología de comunicación ofrece. Igual o más importante es el aumento en la variedad y calidad de los servicios. Típicas mejoras son inicialmente los mensajes SMS que posteriormente llegaron a ser MMS con envío de noticias que admiten streaming de vídeo y la posibilidad de usarlos en blogs. Por tanto y con carácter general, a medida que se introducen nuevas tecnologías los servicios de telecomunicaciones son más complicados de organizar debido a que hay más partes envueltas comparadas con las tecnologías previas.

Un operador que introduce una nueva tecnología tiene que decidir sobre el precio y el contenido de los nuevos servicios. Según son más altas las generaciones de tecnología móvil la calidad de los servicios se incrementa porque por un lado el contenido de los servicios móviles llega a ser más rico y por otro el servicio es más rápido. Riqueza y contenido pueden ser descritos como el número de links que son proporcionados o deberíamos decir el número de proveedores de contenidos envueltos. Cuantos más links un servicio proporciona más utilidades el servicio ofrecerá al cliente, o en otras palabras la calidad del servicio se incrementa. Las posibilidades para los servicios móviles no tienen límites y sirven para satisfacer varias necesidades en la vida contemporánea. Sirven a individuos que necesitan escapar del lugar en el que suelen encontrarse y necesitan servicios basados en la localización, en la forma de información turística o visitas a ciudades virtuales. Otras posibilidades como la expansión de recursos financieros o el potenciamiento de diversos dispositivos y gadgets. Consecuentemente, el valor real de un servicio móvil de mayor generación yace en el número de links que pueden ser establecidos entre una persona y el mundo.

En la Figura~\ref{fig:Migracion2Gto3G}) se representa la migración expresada en términos de utilidad, precios y penetración desde la generación 2G a la 3G.

\begin{figure}[H]
    \centering
        \includegraphics[width=1\textwidth]{fig/Migracion2Gto3G}
    \caption{\emph{Migración desde 2G a 3G}}
    \label{fig:Migracion2Gto3G}
\end{figure}

Pasar de una a otra generación no solo significa más altas tasas de transmisión de datos si no también potenciales para más utilidades para el usuario, pero más utilidad también es añadida por la propia red porque cuanto más moderna es una tecnología móvil más gente conectará y por tanto habrá un mayor contenido base.

En la última década el número de subscriptores se incrementó de forma masiva en las redes de telecomunicaciones Europeas. Se estima que compañías como Vodafone ganaron 24.90\EUR{} por cada subscriptor. Con las tarifas de datos móviles, generando nuevos servicios con valor añadido, MMS y comunicaciones por video traerán mayores ganancias a las compañías. Sin embargo las telecomunicaciones móviles continúan siendo predominantemente usadas para llamadas de voz.
