Respuesta corta:
La razón principal para comunicarse a frecuencias más altas es la disponibilidad de más ancho de banda o espectro, que a su vez admite velocidades de datos más altas.
Respuesta larga:
Por ejemplo, considere el estándar celular 2G, conocido popularmente como Global System for Mobile (GSM). Una de las bandas de frecuencia utilizadas por GSM está centrada en 900 MHz, con anchos de banda de enlace ascendente (del usuario a la estación base) y enlace descendente (estación base al usuario) igual a 35 MHz [bandas de frecuencia GSM]. Esto significa que necesitaría un ancho de banda total> = 2 * 35 = 70 MHz alrededor de la frecuencia central de 900 MHz para comunicarse utilizando el estándar 2G. El ancho de banda de un sistema de comunicación proporciona una buena estimación de la velocidad de datos que puede soportar. Un sistema que usa más ancho de banda puede transmitir / recibir a velocidades de datos más altas.
Ahora supongamos que usamos frecuencias mucho más bajas para comunicarnos con un sistema GSM. Digamos que usamos una frecuencia central de 30 MHz en lugar de 900 MHz, y queremos admitir la misma velocidad de datos que antes. Entonces, necesitaríamos un ancho de banda de 35 MHz como antes, pero ahora a ambos lados de la frecuencia central de 30 MHz. En este caso, a la izquierda de 30 MHz, no tenemos suficiente ancho de banda para admitir el sistema y, por lo tanto, no podemos admitir la misma velocidad de datos.
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Por supuesto, mi ejemplo aquí es artificial, y podríamos soportar el ancho de banda requerido de 70 MHz si utilizamos una frecuencia central de, digamos, 100 MHz, en lugar de 30 MHz. Sin embargo, en la práctica, el espectro de radiofrecuencia (RF) se divide en muchas bandas para varios usos diferentes [espectro de radio] y, por lo tanto, el ancho de banda requerido de alrededor de 100 MHz ya se habría utilizado para alguna otra aplicación.
La conclusión es que cualquier sistema inalámbrico debe diseñarse de manera que tenga suficiente ancho de banda para soportar el requisito de velocidad de datos y, al mismo tiempo, no interferir en las frecuencias utilizadas para otras aplicaciones .
Naturalmente, es más fácil satisfacer el requisito anterior si su frecuencia central es muy alta, y esta es la razón de los estándares celulares y WiFi de última generación que usan frecuencias centrales más altas. En WiFi, por ejemplo, podría haber hasta 14 canales diferentes, cada uno de ancho de banda de 20 MHz [Lista de canales WLAN]. Tenga en cuenta la gran ganancia sobre los 35 MHz para GSM. Esto significa que WiFi puede soportar velocidades de datos mucho más grandes que GSM.
Entonces, ¿cuál es el problema aquí? Como la atenuación es mucho peor a frecuencias más altas, esto significa que el alcance de su transmisor / receptor es menor. Puede ver que esto es cierto para GSM y WiFi. Las estaciones base GSM cubren grandes áreas con radios del orden de unos pocos kilómetros, mientras que WiFi solo admite rangos en cientos de metros. Pero nadie se queja, porque puede obtener más de 10 veces las velocidades de datos de GSM con WiFi.
Nota adicional: Se especula que el próximo estándar celular 5G podría usar ondas milimétricas (es decir, frecuencias del orden de 60 GHz y superiores). Esto promete velocidades de datos en el rango de Gigabit, pero las señales en estas frecuencias están muy atenuadas con la distancia y se ven gravemente afectadas por la lluvia (más allá de ciertas distancias).
