El curioso origen de Wi-Fi

La tecnología Wi-Fi permite que una gran variedad de equipos informáticos (ordenadores, smartphones, impresoras, cámaras, etc.) puedan conectarse a Internet sin necesidad de utilizar cables. La tecnología básica en la que se fundamenta el funcionamiento de estos sistemas inalámbricos es el sistema conocido como espectro expandido (spread spectrum, en inglés). Este sistema tiene la particularidad de ser muy resistente a las interferencias de otras fuentes de radio y a los efectos del eco, lo que le permite coexistir con otros sistemas de radiofrecuencia sin verse afectado fuertemente. Estas ventajas hacen que la tecnología de espectro expandido sea la más adecuada en las bandas de frecuencia en las que funciona Wi-Fi. Veamos el curioso origen de Wi-Fi.

Curiosamente, la patente de las técnicas de espectro expandido no la registraron los militares, una universidad o una empresa afamada, sino la actriz austriaca Hedy Lamarr (1913-2000) y el músico norteamericano George Antheil (1900-1959). Ambos desarrollaron una idea de un sistema de comunicaciones secretas en tiempos de la Segunda Guerra Mundial que patentaron en 1942. La idea se basa en que, en vez de realizar una transmisión utilizando siempre la misma frecuencia portadora, se usen distintas frecuencias preestablecidas y hacer cambiar la frecuencia cada corto tiempo para evitar ser interceptados. Es lo que se conoce como salto de frecuencia.

Hedy Lamarr
Hedy Lamarr

La sorprendente historia de Hedy Lamarr

Hedy Lamarr nació en Viena (Austria) el 9 de noviembre de 1914 en el seno de una familia judía acomodada. Fue la única hija del matrimonio. Su madre era una pianista de origen húngaro y su padre un banquero de origen ucraniano. El nombre original de Lamarr era Hedwig Eva Maria Kiesler.

Desde pequeña destacó por su inteligencia y sus profesores la consideraban superdotada. Compartía con su padre la afición por la tecnología. A los 16 años empezaría unos estudios de ingeniería, pero los abandonaría poco tiempo más tarde atraída por el mundo artístico. Empezó a actuar en un teatro de Berlín, pero rápidamente paso al cine donde, con 20 años, se convirtió en un símbolo sexual debido a su aparición en la película ‘Éxtasi’ (de 1933). En esta película, protagoniza una escena de 10 minutos en la que aparecía nadando desnuda, convirtiéndose en la primera mujer de la historia del cine que aparece desnuda en una película comercial. Esta película sería prohibida en varios países por estas escenas, entre ellos, Estados Unidos.

Hedy Lamarr en la película Éxtasi
Hedy Lamarr en la película Éxtasi

Friedrich Mandl era un millonario de la industria armamentística que se vio atraído por ella al verla en esta película. Arregló con sus padres el matrimonio y se casaron en agosto de 1933 en contra de la voluntad de ella. Su marido resultó ser una persona extremadamente celosa e intentó hacerse con todas las copias existentes de la película. Fue encerrada en casa y solo podía salir con su marido, quien vigilada todos sus movimientos. En sus memorias, Lamarr describiría esa época como auténtica esclavitud.

No obstante, durante aquella época continuó con sus aficiones tecnológicas y se aprovechó de los contactos de su marido para obtener detalles de la tecnología de armamentos alemana, que posteriormente ofrecería a los Estados Unidos. En 1937 ideó un plan de fuga que la llevaría primero a París y luego a Londres. Allí conoció a Louis B. Mayer, que era empresario de la MGM (Metro Goldwyn Mayer) y vendió sus joyas para poder viajar en el mismo barco que le llevaba a él de vuelta a Estados Unidos. Durante el trayecto firmó su primer contrato con MGM y accedió a cambiarse el nombre por el de Hedy Lamarr.

Ya en Estados Unidos, Lamarr le ofrecería al gobierno de los Estados Unidos toda la información confidencial de la que disponía, gracias a los contactos de su exmarido. Trabajó en el cine hasta 1958 e hizo una treintena de películas. No obstante, no se olvidó de su afición por la tecnología. Aunque fundamentalmente era autodidacta, en su tiempo libre disfrutaba haciendo inventos. Entre estos se encuentran un sistema mejorado de semáforos de tráfico o unas pastillas que se disolvían en agua para conseguir una bebida carbonatada. Incluso compartió su inventiva con el propio magnate de la aviación Howard Hughes. Ella se fijó en las imágenes de los pájaros y de los peces y le sugirió a Howard que cambiara el diseño cuadrado de las alas de sus aviones para hacerlos más rápidos. Según parece, él tenía en bastante estima sus ideas.

George Antheil con uno de los instrumentos mecánicos utilizados en su ballet mecánico
George Antheil con uno de los instrumentos mecánicos utilizados en su ballet mecánico

En 1940, Hedy Lamarr y George Antheil eran vecinos en Hollywood. Antheil era un consumado músico y concertista de piano y, además, disfrutaba desarrollando sistemas de sincronización automática de instrumentos (música mecanizada). Lamarr sabía que la fabricación de misiles teledirigidos tenían el gran inconveniente de que las señales de control podían ser interceptadas fácilmente por el enemigo e inutilizarlos.

A ella se le ocurrió la idea de un mecanismo seguro para controlar los torpedos y se lo comentó a Antheil. Lo novedoso de la idea es que garantizaba la seguridad de las comunicaciones por radio al hacer saltos de frecuencias programados según un patrón que solo conocían el emisor y el receptor. El inconveniente era cómo garantizar que tanto uno como otro estuvieran sincronizados. La contribución de Antheil consistió en proponer un método de sincronización que consistía en utilizar rollos de papel perforado similares a los que se utilizaban en las pianolas. Curiosamente, proponían 88 valores de frecuencia distintos, como el número de teclas de un piano.

Ambos estuvieron trabajando en su sistema durante varios meses hasta que finalmente enviaron una descripción de la misma al Consejo Nacional de Invenciones. El Director del Consejo les recomendó que debían desarrollar más la idea para que pudiese ser patentada. Contrataron a un ingeniero eléctrico para hacer este desarrollo y, finalmente, Lamarr y Antheil solicitaron la patente número 2.292.387 que le fue concedida el 11 de agosto de 1941. Ella utilizó su nombre de casada, Hedy Kiesler Markey (Hedy Kiesler era su nombre de nacimiento y Markey el apellido de su marido en aquel momento, se casó seis veces). Lo llamaron Sistema de comunicación secreta. En esta patente se describía por primera vez lo que luego se conoció como comunicaciones de espectro expandido basadas en el salto de frecuencia.

Hojas de la patente de Lamarr y Antheil
Hojas de la patente de Lamarr y Antheil

Los cierto es que la Segunda Guerra Mundial terminó sin que este invento se construyera. En 1957 la empresa Silvania Electronics vio posible su utilización y desarrollaron un sistema que fue utilizado por el Gobierno de Estados Unidos en sus transmisiones militares. El sistema de salto de frecuencia también fue utilizado en 1962 durante la crisis de los misiles de Cuba para controlar boyas rastreadoras de forma remota. Desgraciadamente, la patente de Lamarr y Antheil expiraba en 1959 y nunca fue actualizada. Como su utilización ocurrió tres años después de que caducara la patente, Lamarr y Antheil nunca lograron lucrarse con su invento. De hecho, George murió en 1959, por lo que tampoco llegó a conocer una aplicación real del sistema.

Por suerte, a ninguno de ellos le hizo falta vivir de sus inventos, por buenos que fueran. Lamarr fue una actriz muy conocida en los años 40 y 50 y, por su parte, Antheil escribía música ultramoderna para su época. Todas unas personas adelantadas a su tiempo.

Lamarr no solo obtuvo importantes premios y reconocimientos por su carrera como actriz, sino que fue la primera mujer en recibir el premio Bulbie Gnass, considerado en Estados Unidos como el Oscar de los inventores. En 1997, a Lamarr y Antheil se les otorgó el premio Pioneer de la Electronic Frontier Foundation. Por último, en 2014, a título póstumo, a Lamarr se la incluyó en salón nacional de la fama de los inventores (National Inventors Hall of Fame).

National Inventors Hall of Fame
National Inventors Hall of Fame

El Wi-Fi moderno

El problema de la idea de Lamarr y Antheil era que en su época no había tecnología suficiente para ponerla en práctica. Aunque los militares norteamericanos la utilizaron en la década de los 60 y 70, no ha sido hasta los años 90, en la era de la tecnología de radio digital, cuando se le ha dado un uso comercial.

A finales del siglo XX las redes locales de datos, cableadas, estaban teniendo una gran expansión. Desplegar cables por un edificio de oficinas no solo era caro, sino que obligaba a definir el sitio concreto donde irían cada uno de los ordenadores de la red, sin que fuese fácil cambiarlo posteriormente de lugar. Esto hizo que se desarrollaran distintas soluciones de redes locales inalámbricas: RangeLAN2 (1994), Hiperlan (1996), HomeRF (1998) o Hiswan (1999).

Aunque cuando Lamarr y Antheil pensaron en su sistema de salto de frecuencia estaban pensando en que los enemigos no pudiesen acceder a la comunicación, el hecho es que este sistema también es muy bueno para mejorar la integridad de las comunicaciones en entornos saturados (con muchos usuarios).

Cuando se transmite a una frecuencia única, cualquier interferencia bloquea la comunicación. Sin embargo, cuando la frecuencia va cambiando, una interferencia puede obstruir la recepción de una pequeña parte (que será retransmitida inmediatamente) pero no bloqueará la comunicación. En otras palabras, aunque la comunicación vaya más lenta, el salto de frecuencia impide que la comunicación se bloquee. Este es el motivo por el que la tecnología Wi-Fi, la de la telefonía móvil o la del bluetooth han terminado utilizando las ideas de Lamarr y Antheil.

La tecnología Wi-Fi que conocemos hoy nació en 1997. El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE, Institute of Electrical and Electronics Engineers) creó el estándar IEEE 802.11 que definía el funcionamiento de la tecnología Wi-Fi basándose en las ideas de Lamarr y Antheil. Esta primera versión permitía transmitir datos a 1 Mbps

Certificaciones de distintas versiones de la tecnología Wi-Fi
Certificaciones de distintas versiones de la tecnología Wi-Fi

El nombre de Wi-Fi no aparecería hasta 1999. Los fabricantes de equipos crearon la Wi-Fi Alliance (Alianza Wi-Fi) para coordinar los trabajos de desarrollo de esta tecnología. En el año 2000 apareció el primer protocolo Wi-Fi, conocido como 802.11b. Con este versión se alcanzaba la velocidad de 11 Mbps trabajando en la frecuencia de 2,4 Ghz.

El uso de Wi-Fi se afianzó en estos primeros años del siglo XXI y se fueron desarrollando nuevas versiones, que permitían transmitir a cada vez más velocidad y con mejores prestaciones: 802.11g (en 2003), 802.11n (en 2009), 802.11ac (en 2013) y recientemente 802.11ax al que se le ha venido a llamar Wi-Fi 6. Esta última versión de Wi-Fi puede transmitir hasta a 9 Gbps y su mejora principal es la de poder trabajar mucho más eficientemente cuando la red es compartida por un gran número de terminales.

Hoy en día existen miles de millones de dispositivos Wi-Fi y en los próximos años se espera que se multiplique este número gracias a lo que se conoce como Internet de las cosas (IoT, Internet of Things). IoT hace posible que se conecten a Internet multitud de objetos de uso cotidiano. Este es el caso, no solo de alarmas, lavadoras, coches, frigoríficos, aires acondicionados o calefacciones, sino que cada vez se están conectando más objetos como ropa o calzado. Según Wi-FI.org, el IoT es ‘una de las olas de innovación más emocionantes que el mundo ha presenciado’.

Wi-Fi se ha convertido en una tecnología básica, presente en todos los hogares, oficinas y lugares públicos (centros comerciales, hoteles, aeropuertos, etc.). Algo que Hedy Lamarr y George Antheil no pudieron llegar a imaginar.

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