Un sistema de radio troncalizado es un sistema de radio digital bidireccional que utiliza un canal de control digital para asignar automáticamente canales de frecuencia a grupos de usuarios. En un sistema de radio móvil terrestre semidúplex tradicionalun grupo de usuarios (un "grupo de conversación") con radios portátiles de dos vías se comunican a través de un solo canal de radio compartido, con un usuario a la vez hablando. Estos sistemas suelen tener acceso a varios canales, hasta 40 - 60, por lo que pueden comunicarse varios grupos en la misma área. En un sistema convencional (no troncalizado), la selección de canales se realiza manualmente; antes de usarlo, el grupo debe decidir qué canal usar y cambiar manualmente todas las radios a ese canal. Este es un uso ineficiente de los escasos recursos del canal de radio, porque el grupo de usuarios debe tener un uso exclusivo de su canal independientemente de la poca transmisión que estén haciendo. Tampoco hay nada que impida que varios grupos de la misma zona elijan el mismo canal, provocando conflictos. Un sistema de radio troncalizado es una alternativa avanzada en la que el proceso de selección de canal se realiza automáticamente.
Trunking es un sistema de radio más automatizado y complejo, pero ofrece los beneficios de una menor intervención del usuario para operar la radio y una mayor eficiencia espectral con un gran número de usuarios. En lugar de asignar un canal de radio a un grupo de usuarios en particular a la vez, los usuarios se asignan a una agrupación lógica, un "grupo de conversación". Cuando cualquier usuario en ese grupo desea conversar con otro usuario en el grupo de conversación, el sistema encuentra automáticamente un canal de radio vacante y la conversación tiene lugar en ese canal. Muchas conversaciones no relacionadas pueden ocurrir en un canal, haciendo uso del tiempo inactivo entre conversaciones. Cada transceptor de radio contiene un microprocesador que maneja el proceso de selección de canal. Un canal de control coordina toda la actividad de las radios del sistema. La computadora del canal de control envía paquetes de datos para permitir que un grupo de conversación hable juntos, independientemente de la frecuencia.
El propósito principal de este tipo de sistema es la eficiencia; muchas personas pueden llevar muchas conversaciones a través de unas pocas frecuencias distintas. [1] Muchas entidades gubernamentales utilizan el enlace troncal para proporcionar comunicación bidireccional para los departamentos de bomberos , la policía y otros servicios municipales, que comparten el espectro asignado a una ciudad , condado u otra entidad.
Principios de Operación
Canales de control
En esencia, un sistema de radio troncalizado es una red informática de conmutación de paquetes . Las radios de los usuarios envían paquetes de datos a una computadora, que opera en una frecuencia dedicada, llamada canal de control , para solicitar comunicación en un grupo de conversación específico. El controlador envía una señal digital a todas las radios que monitorean ese grupo de conversación, indicando a las radios que cambien automáticamente a la frecuencia indicada por el sistema para monitorear la transmisión. Una vez que el usuario termina de hablar, las radios de los usuarios vuelven a monitorear el canal de control para transmisiones adicionales.
Esta disposición permite que varios grupos de usuarios compartan un pequeño conjunto de frecuencias de radio reales sin escuchar las conversaciones de los demás. Los sistemas troncalizados conservan principalmente frecuencias de radio limitadas y también brindan otras características avanzadas a los usuarios.
Grupos de conversación
Un grupo de conversación es un grupo asignado en un sistema de radio troncalizado. A diferencia de una radio convencional que asigna a los usuarios una determinada frecuencia , un sistema troncal toma una serie de frecuencias asignadas al sistema. Luego, el canal de control coordina el sistema para que los grupos de conversación puedan compartir estas frecuencias sin problemas. El propósito es aumentar drásticamente el ancho de banda. Hoy en día, muchas radios tratan a los grupos de conversación como si fueran frecuencias, ya que se comportan como tales. Por ejemplo, en un escáner de radio es muy común poder asignar grupos de conversación a los bancos o bloquearlos, exactamente como en las frecuencias convencionales.
Mapas e ID de flota
En algunas agencias, los grupos se asignan en un mapa de flota. Esto se implementó para facilitar la asignación de números de identificación de grupo. Por ejemplo, EMS estaría en una "flota" separada de la policía. En esas flotas hay subflotas o los grupos de conversación reales. Este sistema no es tan común como el método de trunking típico, pero existen. En algunas comunidades, la identificación corresponde a una ubicación o agencia. Por ejemplo, es común ver un '1' o '2' frente a un grupo policial y otro número frente a un grupo de bomberos.
Exploración
La mayoría de los escáneres que pueden escuchar sistemas de radio troncalizados (llamados seguimiento troncal) pueden escanear y almacenar grupos de conversación individuales como si fueran frecuencias. La diferencia en este caso es que los grupos se asignan a un determinado banco en el que está programado el sistema troncalizado. En otras palabras, los grupos de conversación se almacenan en el banco troncalizado.
Comparación con troncales telefónicas
El concepto de trunking (uso compartido de recursos) es bastante antiguo y está tomado de la tecnología y la práctica de las compañías telefónicas. Considere dos intercambios de oficinas centrales de telecomunicaciones, uno en la ciudad "A" y el otro en la ciudad adyacente "B". Cada una de estas oficinas centrales tiene la capacidad teórica para manejar diez mil números de teléfono individuales. (La oficina central "A", con el prefijo "123", tiene disponibles 10,000 números del 123-0000 al 123-9999; la oficina central "B", con el prefijo "124", lo mismo).
Si los 10,000 suscriptores en "A" llamaran simultáneamente a 10,000 suscriptores en "B", entonces sería necesario tener 10,000 líneas (en el lenguaje de las telecomunicaciones, "líneas troncales", o simplemente "troncales") para conectar las dos ciudades. Sin embargo, las probabilidades de que eso suceda son remotas, ya que la cantidad de llamadas telefónicas simultáneas suele ser mucho menor. Erlang-B es una fórmula común que predice el número óptimo de líneas troncales realmente necesarias en condiciones normales.
Este concepto se ha aplicado simplemente a grupos de usuarios de radio, para determinar el número óptimo de canales necesarios, en condiciones normales, para dar cabida a un número determinado de usuarios. En caso de una emergencia generalizada, como un gran terremoto, muchos más usuarios de lo normal intentarán acceder a los sistemas telefónicos y de radio. En ambos casos, una vez que la capacidad de enlace troncal de los sistemas se haya utilizado por completo, todos los usuarios posteriores recibirán una señal de ocupado.
En nuestro ejemplo de despacho policial, a los diferentes grupos de conversación se les asignan diferentes niveles de prioridad del sistema, a veces con capacidad de "preferencia", intentando garantizar que se mantenga la comunicación entre las unidades críticas.
Diferencias con la radio bidireccional convencional
Los sistemas de radio "troncalizados" difieren de los sistemas de radio "convencionales" en que un sistema de radio convencional usa un canal dedicado (frecuencia) para cada grupo individual de usuarios, mientras que los sistemas de radio "troncalizados" usan un conjunto de canales que están disponibles para una gran cantidad de usuarios. diferentes grupos de usuarios. [2]
Por ejemplo, si las comunicaciones policiales se configuran de tal manera que se requieren doce canales convencionales para permitir el envío a toda la ciudad en función de las áreas geográficas de patrulla, durante los períodos de actividad de despacho lento, gran parte de la capacidad del canal está inactiva. En un sistema troncalizado, a las unidades de policía en un área geográfica determinada no se les asigna un canal dedicado, sino que son miembros de un grupo de conversación con derecho a aprovechar los recursos comunes de un grupo más pequeño de canales.
Ventajas de la trunking
La radio troncalizada aprovecha la probabilidad de que con un número determinado de unidades de usuario, no todos necesiten acceso al canal al mismo tiempo, por lo que se requieren menos canales de radio discretos. Desde otra perspectiva, con un número determinado de canales de radio, se puede acomodar un número mucho mayor de grupos de usuarios. En el ejemplo del departamento de policía, esta capacidad adicional podría usarse para asignar grupos de conversación individuales a grupos especializados de investigación, control de tráfico o eventos especiales que de otra manera no tendrían el beneficio de las comunicaciones privadas individuales.
Para el usuario, una radio troncal se parece a una radio "normal": hay un "cambio de canal" para que el usuario seleccione el "canal" que desea utilizar. Sin embargo, en realidad, el "Cambio de canal" no cambia de frecuencia como en una radio convencional, pero cuando se cambia, se refiere a un programa de software interno que hace que se transmita una afiliación a un grupo de conversación en el canal de control. Esto identifica la radio específica para el controlador del sistema como miembro de un grupo de conversación específico, y esa radio se incluirá en cualquier conversación que involucre a ese grupo de conversación.
Esto también permite una gran flexibilidad en el uso de la radio: el mismo modelo de radio se puede usar para muchos tipos diferentes de usuarios del sistema (es decir, policía, obras públicas, control de animales, etc.) simplemente cambiando la programación del software en la radio.
Dado que los grupos de conversación están transmitiendo constantemente en diferentes frecuencias, los sistemas de radio troncalizados hacen que sea más difícil para un oyente de escáner sin un escáner de seguimiento de troncal programado mantenerse al día con la conversación.
En 1997, aparecieron en el mercado escáneres de radio compatibles con sistemas troncalizados. Una de las primeras empresas en llevar estos dispositivos al mercado, Uniden , registró el término seguimiento de troncales el 5 de diciembre de 1997. [3]
Tipos de sistemas de radio troncalizados
Esto no está diseñado para ser una lista de tipos de equipos de fabricantes, sino como una lista de tipos de protocolos de aire, a menos que se hayan realizado modificaciones significativas específicas del proveedor que violen el estándar publicado.
Actualmente, las tecnologías de radio troncalizadas se han dividido en tres tipos o "niveles" distintos. Estos no son "oficiales", pero están claramente definidos dentro de los tipos de protocolo: - [ cita requerida ]
Nivel Básico
Estos sistemas son relativamente primitivos en su funcionamiento y solo cumplen los requisitos mínimos para ser definidos como un sistema de radio "troncalizado". Por lo general, no tienen características mejoradas, como comunicaciones de datos o reconocimiento de registros. Proporcionarán facilidades de enlace troncal simples solo para llamadas de voz.
- SmarTrunk
- Ericsson GE
- Radio troncalizada lógica
- Motorola
Estándar
Estos sistemas exhiben algunas de las características de un sistema de radio troncalizado de alto nivel, pero no todas. Por lo tanto, son adecuados para implementaciones pequeñas en las que se espera que los usuarios utilicen toda la red disponible (como un sistema privado que cubra un campus o una ciudad). Debido a su falta de funciones avanzadas, generalmente no son adecuados para implementaciones de misión crítica, operaciones de tipo PAMR o tipos de usuarios compartidos no coordinados.
Los protocolos DMR / dPMR true Tier 3 / Mode 3 están destinados a migrar eventualmente a la lista de "gama alta avanzada avanzada" a continuación, pero hoy (2015) no se pueden clasificar como tales debido a problemas importantes de interoperabilidad, falta de protocolo maduro y falta de definición clara Protocolo de interfaz de usuario.
- Sistema OpenSky
- Proyecto APCO 16
- dPMR Mode 3: tiene problemas de interoperabilidad con el fabricante del equipo.
- DMR Tier III: tiene problemas de interoperabilidad con el fabricante del equipo.
- NXDN
- Hytera
- Hytera DMR Tier 3 Trunking Lite
- Motorola
- iDEN (red digital mejorada integrada)
- Motorola Capacity Plus
- Motorola Connect Plus
- Motorola Harmony (ver iDEN )
Sistemas avanzados de gama alta maduros
Algunos protocolos de radio troncalizados son de especial mérito ya que se destacan claramente de los demás por las siguientes razones: -
- Tecnología probada utilizada en numerosas aplicaciones de misión crítica en todo el mundo
- Maduro, por lo que solo se someten a revisiones menores en lugar de cambios importantes en las características y este debe haber sido el caso durante al menos varios años
- Diseñado para aplicaciones de misión crítica
- Adecuado para redes de más de 150 sitios
- Adecuado para un gran número de usuarios (más de 500 tipos de grupos de usuarios diferentes)
- Soporte para áreas de cobertura de "subconjunto" mediante las cuales un cliente en particular puede estar restringido a un área de cobertura más pequeña
- Confirmación de llamada a nivel de red (en lugar de detección de éxito / falla de extremo a extremo)
- Itinerancia sin interrupciones basada en procedimientos de "votación ahora" controlados desde un controlador central, basado en histéresis RSSI o similar
- Registro al cambiar de sitio
- Modos de falla agraciados definidos a nivel de protocolo
- Instalaciones de transferencia de datos
- Reconocimiento de presencia a nivel de red que solo invoca los sitios transmisores necesarios para el establecimiento de la llamada
- Control centralizado con cierto grado de control aéreo de terminales (como unidades de restricción, etc.)
- Seguridad de terminal basada en ESN o similar
- Interoperabilidad verdadera y probada entre fabricantes dictada por un estándar abierto
- Poca flexibilidad para desviaciones personalizadas del estándar, asegurando que todos los terminales cumplan con el estándar
- Estándar de terminal de usuario uniforme con respecto a la interfaz de usuario, tonos, esquemas de marcación, etc.
Tal lista de requisitos dicta que se utilizará un canal de control dedicado con control central (poca inteligencia de terminal móvil).
MPT1327 fue el primer sistema convencional que cumplió con los requisitos de una red de alto nivel y actualmente (2015) sigue siendo, con mucho, el protocolo de red de radio troncalizada más exitoso del mundo. [ cita requerida ]
DMR / dPMR no aparece actualmente en esta lista debido a la falta de un estándar maduro (aún se encuentra en desarrollo activo), no cumple con los requisitos de interoperabilidad del fabricante actualmente, tiene problemas importantes de bloqueo del proveedor y no tiene un estándar de interfaz de terminal de usuario claramente definido. [ cita requerida ]
La Interfaz Aérea Común (CAI) de NXDN fue aceptada en la reunión del UIT-R (Sector de Radiocomunicaciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones) celebrada en noviembre de 2016 y se ha incorporado al Informe M.2014-3 , publicado en febrero de 2017. , protocolo de múltiples proveedores ampliamente adoptado en aplicaciones de misión crítica en Japón, EE. UU. y Europa continental.
- MPT-1327
- TETRA
- Proyecto APCO 25
- TETRAPOL
- NXDN
Notas
- ^ Los grupos de conversación, el escaneo y las llamadas de grupo se definen en, "Sección 2: Resumen de necesidades", Informe final de la fase II de Arizona: Evaluación de necesidades de interoperabilidad de radio en todo el estado, Macro Corporation y el estado de Arizona, 2004, págs. 16.
- ^ El documento "Informe de comparación de sistemas de radio convencionales y troncalizados" del Departamento de Seguridad Nacional analiza y compara los sistemas LMR convencionales, troncalizados e híbridos y proporciona definiciones de alto nivel de las alternativas de arquitectura asociadas con cada opción.
- ^ Número de registro de la oficina de marcas y patentes de EE. UU. 2407576, número de serie 75400608, registrado a nombre de Uniden America Corporation.