Sistema de radio troncalizado

Un sistema de radio troncalizado es un sistema de radio bidireccional que utiliza un canal de control para asignar automáticamente canales de frecuencia a grupos de radios de usuario. En un sistema de radio móvil terrestre semidúplex tradicional, un grupo de usuarios (un grupo de conversación ) con radios bidireccionales móviles y portátiles se comunican a través de un único canal de radio compartido, con un usuario hablando a la vez. Estos sistemas suelen tener acceso a múltiples canales, hasta 40-60, por lo que varios grupos en la misma área pueden comunicarse simultáneamente. En un sistema convencional (no troncalizado), la selección de canal se realiza manualmente; antes de su uso, el grupo debe decidir qué canal utilizar y cambiar manualmente todos los radios a ese canal. Este es un uso ineficiente de los escasos recursos de canales de radio porque el grupo de usuarios debe tener uso exclusivo de su canal independientemente de cuánto o qué tan poco estén transmitiendo. Tampoco hay nada que impida que varios grupos en la misma área elijan el mismo canal, lo que causa conflictos y "diafonía". Un sistema de radio troncalizado es una alternativa avanzada en la que el proceso de selección de canales se realiza de manera automática, de modo de evitar conflictos de canales y mantener la eficiencia de frecuencia en múltiples grupos de conversación. Este proceso lo lleva a cabo, en esencia, un controlador central de tráfico de radio , una función que se maneja automáticamente mediante un sistema informático.

El 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 un usuario de ese grupo desea comunicarse con otro usuario del grupo de conversación, el sistema encuentra automáticamente un canal de radio inactivo y la conversación se lleva a cabo en ese canal. Pueden ocurrir muchas conversaciones no relacionadas en un canal, haciendo uso del tiempo que de otro modo estaría 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 en el sistema. La computadora del canal de control envía paquetes de datos para permitir que un grupo de conversación hable junto, independientemente de la frecuencia.

El objetivo principal de este tipo de sistema es la eficiencia; muchas personas pueden llevar a cabo muchas conversaciones en solo unas pocas frecuencias distintas. ^{[1] Muchas} entidades gubernamentales utilizan el trunking para proporcionar comunicación bidireccional a los departamentos de bomberos , la policía y otros servicios municipales, que comparten el espectro asignado a una ciudad , condado u otra entidad. Un beneficio secundario de un sistema de radio trunking es la facilidad con la que puede adaptarse a la interoperabilidad de radio y, con una planificación adecuada, agregar agencias de usuarios autorizados al sistema después de la implementación.

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 (denominada canal de control ) para solicitar comunicación en un grupo de conversación específico. El controlador envía una señal a todas las radios que monitorean ese grupo de conversación, instruyéndolas para 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 funciones avanzadas a los usuarios.

Un "grupo de conversación" es un grupo lógico asignado de usuarios en un sistema de radio troncalizado. A diferencia de una radio convencional que asigna a los usuarios una determinada frecuencia , un sistema troncal utiliza una cantidad de frecuencias asignadas a todo el 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 la capacidad del sistema con un uso óptimo de las frecuencias. Muchas radios actuales 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 bancos o bloquearlos, exactamente como ocurre con las frecuencias convencionales.

Cada sistema se construye con una serie de grupos de conversación del sistema identificados como necesarios por las agencias usuarias planificadas, a los que se pueden agregar fácilmente nuevos grupos de conversación a medida que el sistema madure y se identifiquen nuevas agencias o nuevos requisitos. Para cada agencia usuaria, se asignan grupos de conversación en un "mapa de la flota" de la agencia. El mapa de la flota establece los diversos grupos de conversación que la agencia necesita para llevar a cabo con éxito su negocio. Por ejemplo, en un mapa de la flota del servicio de ambulancia habrá un grupo de conversación creado para cada una de las salas de emergencia del hospital con las que interactúan las ambulancias; grupos de conversación para comunicaciones con los despachos, grupos de conversación para eventos especiales o desastres, un grupo de conversación para el transporte médico aéreo y una serie de grupos de conversación que se comparten (con los controles adecuados) con otras agencias de primera respuesta, como los servicios de policía y bomberos. A cada grupo de conversación se le asigna un identificador digital único en el sistema para que el controlador pueda dirigir las transmisiones a las radios que están destinadas a recibirlas. Dentro del mismo sistema compartido puede haber una flota de ambulancias, una flota de usuarios de la policía y una flota de bomberos. En la mayoría de los sistemas de seguridad pública/servicios públicos compartidos, ya sea a nivel de ciudad, estado o provincia, a menudo hay usuarios adicionales que comparten el sistema con una prioridad predeterminada más baja para servicios como control de animales, obras públicas, mantenimiento de carreteras, servicios penitenciarios, recursos naturales, etc. El sistema también puede incluir grupos de conversación para agencias federales que operan dentro de la jurisdicción y, en algunos casos, usuarios comerciales que brindan asistencia para la seguridad pública en general. Estos mapas de flotas se consideran subflotas de los grupos de conversación reales. Las subflotas se programan intuitivamente en las radios de los usuarios para que estos puedan encontrar fácilmente un grupo de conversación cuando se les solicite que cambien de canal para una situación particular. Alternativamente, un operador de consola de despacho de sistema troncal puede realmente "unir" dos grupos de conversación para crear un nuevo grupo de conversación "virtual" que permita que los usuarios de diferentes agencias se comuniquen sin tener que cambiar de canal.

Generalmente, al planificar un sistema de radio troncalizado de varias agencias, a cada agencia se le asigna un "bloque" de números de identificación de grupos de conversación según la cantidad de grupos de conversación que prevén requerir, más un excedente para una expansión futura. Por lo tanto, un bloque de identificación de grupos de conversación del servicio de policía podría comenzar con 102100 hasta 102199, y un bloque del servicio de bomberos en el mismo sistema podría comenzar con 102200 hasta 102299. Esto identifica al sistema como 102XXX y proporciona cien identificaciones de grupos de conversación para cada agencia. A los grupos de conversación compartidos por agencias (a veces denominados de ayuda mutua o interinstitucionales) se les puede asignar un bloque que comienza en 102500 hasta 102520, lo que permite veinte grupos de conversación compartidos que pueden ofrecerse para su uso por cualquier agencia autorizada. En muchos sistemas de alcance provincial, es obligatorio para la participación en el sistema que las agencias usuarias incluyan todos los grupos de conversación compartidos autorizados y/o frecuencias símplex compartidas.

La mayoría de los escáneres que pueden escuchar sistemas de radio troncalizados (denominados rastreo 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 banco determinado en el que está programado el sistema troncalizado. En otras palabras, los grupos de conversación se almacenan en el banco troncalizado.

El concepto de trunking (compartir recursos) es en realidad bastante antiguo y proviene de la tecnología y la práctica de las compañías telefónicas. Consideremos dos centrales telefónicas, una en la ciudad "A" y la otra en la ciudad adyacente "B". Cada una de estas centrales tiene la capacidad teórica para manejar diez mil números de teléfono individuales. (La central "A", con prefijo "123", tiene disponibles 10.000 números desde 123-0000 hasta 123-9999; la central "B", con prefijo "124", tiene la misma capacidad).

Si los 10.000 abonados de "A" llamaran simultáneamente a 10.000 abonados de "B", sería necesario disponer de 10.000 líneas para conectar las dos localidades. Sin embargo, las probabilidades de que eso ocurra son remotas, ya que el número de llamadas telefónicas simultáneas suele ser mucho menor. Erlang-B es una fórmula común que predice el número óptimo de líneas troncales que realmente se necesitan en condiciones normales.

Este concepto se ha aplicado de forma sencilla a grupos de usuarios de radio, para determinar la cantidad óptima de canales necesarios, en condiciones normales, para dar cabida a una cantidad determinada de usuarios. En caso de una emergencia generalizada, como un gran terremoto, muchos más usuarios de lo normal intentarán acceder a los sistemas telefónico y de radio. En ambos casos, una vez que se utiliza por completo la capacidad de enlace troncal de los sistemas, todos los usuarios posteriores recibirán una señal de ocupado. En tal caso, la gestión de las comunicaciones se vuelve crítica, ya que sólo las comunicaciones muy locales comparten frecuencias símplex (fuera del sistema) y las comunicaciones de mayor distancia comparten grupos de conversación de enlace troncal planificados previamente y controlan el uso de los recursos para las comunicaciones esenciales.

En nuestro ejemplo de despacho policial, a diferentes grupos de conversación se les asignan distintos niveles de prioridad del sistema, a veces con capacidad de "prelación", intentando garantizar que se mantenga la comunicación entre unidades críticas.

Los sistemas de radio "troncalizados" se diferencian de los sistemas de radio "convencionales" en que un sistema de radio convencional utiliza un canal dedicado (frecuencia) para cada grupo individual de usuarios, mientras que los sistemas de radio "troncalizados" utilizan un conjunto de canales que están disponibles para una gran cantidad de grupos diferentes de usuarios. ^[2]

Por ejemplo, si las comunicaciones policiales están configuradas de tal manera que se requieren doce canales convencionales para permitir el envío de mensajes a toda la ciudad en función de las áreas geográficas de patrulla, durante los períodos de baja actividad de envío, gran parte de esa capacidad de canal está inactiva. En un sistema troncalizado, las unidades policiales de una zona geográfica determinada no tienen asignado un canal dedicado, sino que son miembros de un grupo de conversación con derecho a utilizar los recursos comunes de un conjunto más pequeño de canales.

La radio troncalizada aprovecha la posibilidad de que, con una cantidad determinada de usuarios, no todos necesiten acceso al canal al mismo tiempo, por lo que se requieren menos canales de radio discretos. Desde otra perspectiva, con una cantidad determinada de canales de radio, se puede dar cabida a una cantidad mucho mayor de grupos de usuarios. En el ejemplo del departamento de policía, esta capacidad adicional podría utilizarse para asignar grupos de conversación individuales a grupos especializados de investigación, control de tráfico o eventos especiales que, de otro modo, no podrían beneficiarse de las comunicaciones privadas individuales.

Para el usuario, una radio trunking se parece a una radio "normal": hay un "interruptor de selección de canal" para que el usuario seleccione el "canal" que desea utilizar. Sin embargo, en realidad, el "interruptor de canal" no cambia frecuencias como en una radio convencional, sino que, cuando se cambia, se refiere a un programa de software interno que hace que se transmita una nueva afiliación a un grupo de conversación en el canal de control. Esto identifica la radio específica al 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 utilizar para muchos tipos diferentes de usuarios del sistema (es decir, policía, bomberos, obras públicas, control de animales, etc.) simplemente cambiando la programación del software en la radio misma.

Dado que los grupos de conversación transmiten constantemente en diferentes frecuencias, los sistemas de radio troncalizados hacen que sea más difícil para un oyente de escáner sin un escáner de seguimiento troncal programado seguir la conversación.

En 1997 aparecieron en el mercado escáneres de radio compatibles con sistemas troncalizados. Una de las primeras empresas en sacar estos dispositivos al mercado, Uniden , registró el término "rastreo troncal" el 5 de diciembre de 1997. ^[3]

Este documento no está diseñado para ser una lista de tipos de equipos de los fabricantes, sino que está pensado como una lista de tipos de protocolos aéreos, a menos que se hayan realizado modificaciones significativas específicas del proveedor que violen el estándar publicado.

En la actualidad, las tecnologías de radio troncalizadas se han dividido en tres tipos o "niveles" distintos. No son "oficiales", pero están claramente definidos dentro de los tipos de protocolo: ^{[ cita requerida ]}

La radio móvil especializada ( SMR ) puede ser un sistema de radio bidireccional troncalizado analógico o digital , operado por un servicio en las bandas VHF, 220, UHF, 700, 800 o 900 MHz. Algunos sistemas con funciones avanzadas se denominan radio móvil especializada mejorada ( ESMR ). ^[4] Radio móvil especializada es un término definido en las regulaciones de la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) de los EE. UU . El término es de origen regulatorio de los EE. UU., pero puede usarse en otras regiones para describir sistemas comerciales similares que ofrecen un servicio de comunicaciones por radio a las empresas.

Los SMR se crearon cuando la Comisión Federal de Comunicaciones comenzó a otorgar licencias para sistemas de radio bidireccionales de 800 MHz comerciales y empresariales a fines de la década de 1970. ^[5]

En los sistemas SMR, muchos factores afectan la calidad del servicio. Esto puede incluir la capacidad del sistema de radio en comparación con la cantidad de unidades de radio que utilizan el sistema. Una comunidad de usuarios comunicativos puede causar señales de ocupado, mientras que un grupo disciplinado y profesional de usuarios de SMR puede mantener los canales inactivos.

Algunos sistemas experimentan picos estacionales. Por ejemplo, un sistema troncalizado en una zona agrícola utilizado por equipos de cosecha de cultivos puede sobrecargarse y experimentar señales de ocupado durante los picos de la cosecha. Un sistema utilizado por una estación de esquí puede sobrecargarse un fin de semana festivo. A los expertos en planificación de desastres les gusta decir que es probable que los usuarios de sistemas troncalizados escuchen señales de ocupado por primera vez cuando ocurre un desastre. Es probable que una inundación o un terremoto importantes generen un nivel de tráfico de llamadas que sobrecargue el sistema hasta su capacidad máxima. ^[6]

La ubicación del sistema afecta la cobertura: las antenas del sistema deben tener una vista del área de cobertura deseada. Las regulaciones de la Comisión Federal de Comunicaciones requieren que los sistemas que utilizan la misma frecuencia de radio estén espaciados a 70 millas entre sí o que se realice un estudio de ingeniería para confirmar que no habrá interferencias por una distancia menor.

Las prácticas de mantenimiento también pueden afectar la calidad. En algunos sistemas, el operador puede retirar del servicio un canal de un sistema troncalizado para realizar reparaciones. En un sistema con un uso intensivo, esto podría provocar señales de ocupado.

La documentación de ingeniería de estos sistemas sugiere que otra evaluación sería la calidad del audio entregado . Se trata de una medición de la calidad del sonido en todos los equipos de comunicaciones involucrados, de extremo a extremo. La primera pista de que esto puede ser un problema es que los usuarios de radio con audición normal tienen problemas para entender a los demás cuando hablan por radio.

Estos sistemas son relativamente sencillos en su funcionamiento y sólo cumplen los requisitos mínimos para ser definidos como un sistema de radio "troncalizado". Por lo general, no tienen funciones mejoradas, como comunicaciones de datos o reconocimiento de registros. Proporcionarán facilidades de troncalización simples sólo para llamadas de voz.

• Troncal inteligente
• Ericsson GE
• EDACS Provoice
• EDACS
• GE Mark V
• Radio troncalizada lógica
• Estándar LTR
• Pasaporte LTR
• LTR Estándar y Pasaporte
• LTR MultiNet
• LTR-Net
• Motorola
• Tipo I
• Tipo II
• Híbrido tipo IIi
• Zona inteligente tipo II
• SmartZone OmniLink tipo II

Estos sistemas presentan 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 características avanzadas, generalmente no son adecuados para implementaciones de misión crítica, operaciones de tipo radio móvil de acceso público (PAMR) o tipos de usuarios compartidos no coordinados.

Se espera que los protocolos DMR/dPMR Tier 3/Mode 3 verdaderos migren eventualmente a la lista de "gama alta madura avanzada" que aparece a continuación, pero hoy (2015) no se pueden clasificar como tales debido a importantes problemas de interoperabilidad, la falta de un protocolo maduro y la falta de un protocolo de interfaz de usuario claramente definido. ^{[ cita requerida ]}

• Sistema OpenSky
• Proyecto 16 de APCO
• Modo 3 de dPMR
• DMR Nivel III
• Radio digital troncalizada Kenwood NEXEDGE
• Radio móvil terrestre troncalizada digital Icom IDAS
• Hitera
• Motorola , Motorola Capacity Plus, Motorola Connect Plus
• iDEN (Red digital mejorada integrada)

Algunos protocolos de radio troncalizados proporcionan confiabilidad y seguridad adicionales.

La Interfaz Aérea Común (CAI) NXDN fue aceptada en la reunión de la UIT-R (Sector de Radiocomunicaciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones) celebrada en noviembre de 2016 y se ha añadido al Informe M.2014-3, publicado en febrero de 2017. Es un protocolo abierto y de múltiples proveedores ampliamente adoptado en aplicaciones de misión crítica en Japón, EE. UU. y Europa continental.

Otros protocolos incluyen:

• MPT-1327
• TETRA
• Proyecto 25 de APCO
• TETRAPOL

• Definición de la FCC de radio móvil especializada.
• Archivo PDF de la FCC que describe los servicios de radio privados de EE. UU.