Beamforming

¿Sabías que el beamforming es la tecnología que nos permite conectarnos más rápido a Internet? Vamos a ver qué es el beamforming en profundidad y dónde lo podemos encontrar.

¿Qué es Beamforming?

Beamforming, también conocido como conformación de haces, es una tecnología utilizada en comunicaciones inalámbricas y en los sistemas de antenas. Se encarga de dirigir una señal inalámbrica a una dirección concreta, evitando que esta se disperse en todas las direcciones.

Esto lo consigue por medio de la infraestructura de las redes WLAN que ajustan las señales por medio de diferentes antenas que trabajan conjuntamente para dirigir la señal únicamente al dispositivo receptor.

Al dirigir la señal directamente a este dispositivo, se reducen las interferencias y aumenta la cobertura recibida.

Imagina que tu señal WiFi es como una luz que ilumina toda tu habitación por igual.

Gracias al beamforming, en vez de iluminar todo el lugar, perdiendo eficiencia en la conexión, la señal se envía directamente al punto en el que se encuentra tu móvil y ordenador. Así, la señal percibida será de mayor calidad.

El beamforming está presente en los routers

El beamforming, además de estar presente en la tecnología 5G, se utiliza en los routers que utilizamos en nuestro hogar. Utilizan beamforming para mejorar la cobertura y velocidad de Internet, proporcionando una conexión fuerte y estable.

Esta tecnología es especialmente útil en grandes viviendas de varias plantas o en oficinas, evitando pérdidas de conexión y dirigiendo toda la señal a los dispositivos disponibles.

Beamforming explícito e implícito, ¿en qué se diferencian?

Los routers y puntos de acceso (AP) deben incluir ambos tipos de beamforming, implícito y explícito, con el objetivo de que la calidad de conexión sea la mejor posible:

• Beamforming explícito. Permite que los dispositivos y el router se comuniquen entre sí para enviar sus posiciones y, así, conseguir la conexión más eficiente. Beamforming está presente en el WiFi 5 y WiFi 6 y si tu router soporta este estándar, incorporará Beamforming explícito.
• Beamforming implícito. En este caso, los dispositivos y el router no se comunican entre ellos. El router, por sí solo, trata de enviar la señal de la forma más eficiente posible al dispositivo receptor. Encontramos beamforming implícito en los routers o receptores más antiguos, por lo que es un proceso menos preciso, pero más sencillo.

¿Cómo mejora el beamforming la velocidad o servicio de red?

La tecnología beamforming mejora la velocidad y la calidad de servicio de red a través de varios aspectos clave:

• Reduce las interferencias. Beamforming dirige directamente la señal desde el router o punto de acceso al dispositivo receptor, minimizando la dispersión de la señal y evitando, por tanto, la interferencia con otros dispositivos.
• Aumenta la cobertura. Por medio de la formación de haces, la señal es mucho más precisa y llega mucho más lejos. Esto permite mejorar la cobertura incluso en grandes espacios o edificios con diferentes salas.
• Optimización de la capacidad de la red. En redes o espacios con gran cantidad de usuarios y dispositivos, el beamforming permite gestionar el ancho de banda, evitando que la red se congestione.

Diferencias entre beamforming y MIMO

Beamforming es fundamental para el funcionamiento de los sistemas inalámbricos como MIMO pero, aunque son tecnologías relacionadas, tienen una serie de diferencias:

• MIMO (Multiple-input Multiple-output). Utiliza múltiples antenas tanto desde el emisor (router o punto de acceso) como desde el dispositivo receptor para enviar y recibir múltiples paquetes de datos de forma simultánea. Es decir, aumenta la cantidad de datos recibidos y la capacidad de datos para mejorar la velocidad de transmisión.
• MU-MIMO. Es una variante del MIMO que permite que múltiples dispositivos se comuniquen con el router simultáneamente utilizando múltiples antenas.
• Beamforming. Dirige la señal hacia una dirección específica, evitando que la señal se desperdicie y mejorando la cobertura para los dispositivos receptores.

Beamforming, por tanto, se centra en la calidad de la señal, mientras que MIMO pone el foco en la cantidad. Sin embargo, en muchos sistemas se utilizan ambas tecnologías para maximizar la capacidad y eficiencia de la red.

¿Qué aplicaciones tiene el beamforming?

La tecnología beamforming tiene un gran abanico de aplicaciones diferentes:

Beamforming y el 5G

Gracias al beamforming, las redes 5G pueden ofrecer velocidades de transmisión muy altas y una latencia reducida.

Además, permite mejorar la gestión del espectro y optimizar el uso de las frecuencias disponibles, vital para los dispositivos IoT.

Redes inalámbricas

El beamforming mejora significativamente la velocidad y conexión de las redes WiFi, mejorando la experiencia de usuario al ofrecer conexiones estables y de calidad.

Algo especialmente relevante en espacios con gran concentración de dispositivos en funcionamiento simultáneamente.

Comunicación por satélite

Beamforming permite dirigir una señal de un emisor a un receptor de forma precisa, es por ello por lo que se utiliza en la comunicación por satélite, dirigiendo las señales desde áreas específicas de la Tierra.

Esto mejora la calidad de la televisión por satélite o el acceso a Internet desde áreas remotas.

Comunicaciones radar y sonar

En sistemas de radar y sonar, se emplea beamforming para localizar objetos con precisión. Al enfocar señales hacia los dispositivos de forma concreta, es posible rastrear objetos en movimiento.

Medicina

En la medicina, el beamforming se emplea sobre todo en tecnologías de imagen como ultrasonidos.

Permite dirigir las ondas a una zona concreta del cuerpo para obtener imágenes claras que permitan a los médicos diagnosticar o tratar al paciente con precisión.

Ventajas e inconvenientes del beamforming

Como toda tecnología empleada en telecomunicaciones, el beamforming tiene ventajas y desventajas.

Por un lado, entre sus ventajas cabe destacar:

• Mejora de la cobertura y velocidad de Internet. Al dirigir y enfocar las señales hacia los dispositivos receptores, el beamforming mejora la conexión a Internet.
• Reducción de interferencias. El beamforming evita que dispositivos que no estén en uso obtengan la mayor parte de la señal evitando interferencias.
• Mayor capacidad de red. En espacios de alta demanda de conectividad, el beamforming permite gestionar el ancho de banda para evitar congestiones.
• Eficiencia energética. Al optimizar todo tipo de comunicaciones inalámbricas, el beamforming permite reducir el consumo de energía en los diferentes dispositivos involucrados.

Por otro lado, destacamos los desafíos o inconvenientes que se hacen frente con esta tecnología:

• Coste. Implementar el beamforming requiere de hardware y software específico, aumentando el coste y la complejidad de los sistemas de comunicación.
• Mayor latencia en el beamforming explícito. Aunque es más preciso, la comunicación bidireccional entre los dispositivos puede generar mayor latencia.
• Dependencia de un gran número de antenas. El beamforming funciona a través de múltiples antenas, lo que puede ser un límite para dispositivos más pequeños o antiguos.

Esperamos haberte ayudado a comprender qué es el beamforming y cuál es su importancia en las comunicaciones inalámbricas y 5G.