El espectro ensanchado es una técnica utilizada para transmitir señales de radio o telecomunicaciones. El término se refiere a la práctica de extender la señal transmitida para ocupar el espectro de frecuencia disponible para la transmisión.
Las ventajas del espectro ensanchado incluyen la reducción del ruido, la seguridad y la resistencia a interferencias e intercepciones.
Una forma en la que se implementa el espectro ensanchado es a través de saltos de frecuencia, una técnica en la que una señal se transmite en ráfagas cortas o saltos entre frecuencias en una secuencia pseudoaleatoria. Tanto el dispositivo transmisor como el receptor deben conocer la secuencia de frecuencias.
Trasfondo histórico del espectro ensanchado
Los militares alemanes utilizaron el espectro ensanchado ya en la Primera Guerra Mundial, en un intento por impedir que los británicos escucharan sus transmisiones. La tecnología de espectro ensanchado se desarrolló más durante la Segunda Guerra Mundial.
Probablemente, la desarrolladora más famosa de la tecnología de espectro ensanchado fué la actriz Hedy Lamarr, que patentó una técnica de salto de frecuencia en 1942 para evitar que los torpedos radiocontrolados fueran detectados.
Hoy en día, el espectro ensanchado es un componente importante de la tecnología de acceso múltiple por división de código (CDMA), que se utiliza en las telecomunicaciones móviles. En CDMA se utiliza un código de dispersión pseudoaleatoria para extender la señal dentro del ancho de banda disponible.
El espectro ensanchado con algo más de detalle
El espectro ensanchado es una forma de comunicación wireless en la cual la frecuencia de transmisión de la señal se ha variado deliberadamente. Esto se traduce en un mayor ancho de banda de la señal que lo que tendría si su frecuencia no hubiera sido variada.
Una señal wireless convencional, tiene una frecuencia, que usualmente se especifica en megahercios (Mhz) a gigahercios (Ghz), que no cambia con el tiempo (a excepción de las pequeñas y rápidas fluctuaciones que ocurren como resultado de la modulación). Cuando escuchas una señal a 103,1 Mhz en un receptor de FM, por ejemplo, la señal permanece en 103,1 Mhz todo el tiempo. No sube hasta 105,1 Mhz o baja hasta 99,1 Mhz. Los dígitos del dial de frecuencia de la radio permanecen iguales en todo momento. La frecuencia de una señal wireless convencional se mantiene tan constante como se lo permita la técnica, por lo que el ancho de banda puede mantenerse dentro de ciertos límites y por tanto la señal puede ser localizada fácilmente por alguien que quiera recuperar la información.
Hay al menos dos problemas con las comunicaciones wireless convencionales que puedan ocurrir bajo ciertas circunstancias:
- Una señal cuya frecuencia es constante, está sujeta a interferencias. Esto ocurre cuando otra señal se transmite en la misma frecuencia o muy cerca de la frecuencia de la señal deseada. Esta interferencia puede ser accidental, como en las comunicaciones de radioaficionados, o puede ser deliberada, como ocurre en tiempos de guerra.
- Una señal de frecuencia constante, es fácil de interceptar por lo que no es adecuada para aplicaciones en las que la información debe mantenerse confidencial entre la fuente transmisora y el destinatario receptor.
Para minimizar los problemas que pueden surgir de las vulnerabilidades mencionadas de circuitos de comunicaciones convencionales, la frecuencia de la señal transmitida puede ser deliberadamente variada sobre un comparativamente gran segmento del espectro de radiación electromagnética. Esta variación se hace de acuerdo con una específica, pero complicada, función matemática. Si quieres interceptar esta señal, debes sintonizar un receptor en frecuencias que deben variar de forma precisa de acuerdo con esta función. El receptor debe conocer la función de frecuencia y el tiempo empleado por el transmisor, y también debe conocer el punto inicial en el que la función empieza. Si alguien quiere interceptar una señal de espectro ensanchado, esa persona debe tener un transmisor que conozca la función y su punto de inicio. La función de espectro ensanchado debe mantenerse fuera de las manos de personas o entidades no autorizadas.
La mayoría de las señales de espectro ensanchado utilizan un esquema digital llamado salto de frecuencia. La frecuencia del transmisor cambia abruptamente muchas veces cada segundo. Entre saltos, la frecuencia del transmisor es estable. El tiempo que el transmisor permanece en una frecuencia dada entre saltos se conoce como tiempo de permanencia. Unos pocos circuitos de espectro ensanchado utilizan variación de frecuencia continua, lo cual es un esquema analógico.
