Como Funcionan los Repetidores, Parte 3: Troncalizacion DMR Tier III vs Sistemas Analogicos Tipo II

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Que es realmente la troncalizacion

Comencemos con el problema que resuelve la troncalizacion. En un sistema convencional, cada grupo de conversacion o grupo de usuarios esta atado a un canal fijo. El despacho esta en un canal, una escena de incendio en otro, obras publicas en un tercero. Si su canal de despacho esta en silencio a las 2 a.m., ese canal sigue ahi sin hacer nada. Mientras tanto, si dos grupos necesitan el canal ocupado al mismo tiempo, uno de ellos espera aunque otros canales esten libres. La radio convencional desperdicia capacidad porque las asignaciones son permanentes.

La troncalizacion rompe ese vinculo fijo. En lugar de tener un canal propio, cada grupo de conversacion comparte un conjunto comun de canales administrado por un controlador. Cuando alguien transmite, el sistema busca un canal libre en el conjunto, indica a todas las radios afectadas que se muevan a ese canal durante la transmision, transporta la llamada y luego devuelve el canal al conjunto. Las radios hacen esto de manera automatica y casi instantanea, por lo que los usuarios nunca lo notan. El efecto es que un puñado de canales fisicos puede servir a muchos grupos de conversacion, porque es poco probable que dos de ellos esten ocupados en el mismo instante exacto. La troncalizacion es, en esencia, el uso compartido estadistico de un espectro escaso.

La mayoria de los sistemas troncalizados reservan una via como canal de control, un flujo de datos continuo que coordina todo el sistema. Las radios escuchan el canal de control de forma constante, reciben mensajes de asignacion de canal y siguen esas instrucciones hacia los canales de trafico. Algunos diseños distribuyen esa funcion de control de otra manera, pero el principio se mantiene: una señal coordinadora mueve las radios dentro de un conjunto compartido. La Parte 2 de esta serie describio como P25 hace exactamente esto en el lado del estandar de seguridad publica. DMR Tier III y el Tipo II analogico son otras dos formas de llegar al mismo resultado.

DMR Tier III: el estandar de troncalizacion digital ETSI

DMR significa Digital Mobile Radio, un estandar publicado por ETSI, el Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones. DMR se define en niveles (tiers). El Tier I cubre el uso de baja potencia sin licencia. El Tier II cubre la operacion digital convencional con licencia por repetidor, que es donde vive gran parte del DMR comercial y de seguridad publica. El Tier III es el nivel de troncalizacion. Cuando se habla de troncalizacion DMR, se refiere al Tier III.

El Tier III aplica el concepto de troncalizacion descrito antes a un sistema DMR digital. Define como el canal de control señaliza a las radios, como se configuran los grupos de conversacion y las llamadas individuales, como el sistema maneja el registro y el roaming entre multiples sitios, y como se transportan los servicios de datos. Como es un estandar publicado y abierto, y no el diseño de una sola empresa, varios fabricantes pueden construir equipos conforme a el. Hytera y Motorola ofrecen infraestructura y equipos de suscriptor DMR Tier III, y otros fabricantes tambien participan en el ecosistema DMR. Ese caracter multifabricante es una de las razones por las que DMR resulto atractivo para organizaciones que querian troncalizacion digital sin quedar atadas a la arquitectura propietaria de un solo proveedor.

DMR usa un esquema TDMA de dos ranuras de tiempo, lo que significa que cada canal de 12.5 kHz se divide en dos ranuras de tiempo que pueden transportar trafico separado. En un sistema Tier III, esa estructura de ranuras de tiempo se combina con la troncalizacion para extraer mas conversaciones simultaneas del mismo espectro con licencia de lo que permitiria una cantidad comparable de canales analogicos. Esa buena relacion, junto con costos de equipos y licencias generalmente mas bajos que los sistemas P25 completos de seguridad publica, es gran parte de la razon por la que DMR Tier III se ha adoptado mucho mas alla de los usuarios pequeños. Se han construido grandes despliegues regionales e incluso redes de alcance nacional sobre DMR Tier III, que cubren empresas de servicios publicos, transporte, operaciones comerciales y algunos usuarios gubernamentales que no requerian un mandato P25. Escala mas de lo que muchos suponen.

¿Donde encaja DMR Tier III para quien toma decisiones en seguridad publica? Piense en el como la opcion troncalizada digital, basada en estandares y de menor costo. Ofrece audio digital claro, buen uso del espectro, llamadas individuales y grupales, servicios de texto y datos, y roaming entre multiples sitios, a un precio que a menudo es menor que P25. Si esto le conviene depende de si sus obligaciones de interoperabilidad y estandares lo permiten, tema al que volveremos mas adelante.

Tipo II analogico: la familia troncalizada mas antigua

Mucho antes de que existiera la troncalizacion digital, las agencias ya troncalizaban con tecnologia analogica. La familia mas extendida a veces se llama Tipo II, un termino que viene de la linea de sistemas troncalizados SmartNet y SmartZone de Motorola. Tipo II describe como esos sistemas formatean la señalizacion de su canal de control e identifican radios y grupos de conversacion. Vale la pena decirlo con claridad: esto es troncalizacion analogica. El canal de control es señalizacion digital, pero el trafico de voz en si es FM analogica convencional. Tipo II no es DMR, no usa el estandar DMR y es anterior a DMR por muchos años.

Estos sistemas fueron el caballo de batalla de la radio troncalizada de seguridad publica y comercial durante mucho tiempo, y muchisimos todavia estan en servicio. Mencionar un sistema especifico seria señalar a una agencia real, asi que mantendremos la explicacion en terminos generales, pero el patron es comun: una organizacion construyo un sistema Tipo II o SmartZone hace años, invirtio fuertemente en sitios, radios y capacitacion, y ese sistema sigue cumpliendo su funcion todos los dias. Retirarlo es costoso y disruptivo, asi que sigue funcionando.

Las agencias se quedan con la troncalizacion analogica por razones que suelen ser practicas y no una superioridad tecnica. La base instalada es enorme, asi que hay radios de reemplazo y equipos usados disponibles y bien conocidos. Las agencias vecinas pueden operar sistemas compatibles, lo cual facilita mantener funcionando los grupos de conversacion entre agencias y la ayuda mutua. Ciertas funciones, comportamientos de roaming o configuraciones de mapeo de flota estan ajustadas exactamente como operaciones las quiere, y no hay ganas de volver a aprender una nueva plataforma. Algunas agencias mantienen un esquema hibrido, conservando la troncalizacion analogica para flotas heredadas mientras agregan sitios o canales digitales en paralelo. Nada de esto significa que el Tipo II analogico se elija porque sea DMR o porque sea mejor. Se elige porque ya existe, funciona y cambiarlo cuesta dinero.

Audio y espectro: digital versus analogico

La diferencia mas audible entre DMR Tier III y el Tipo II analogico es como suena la voz en los limites de la cobertura. La FM analogica se degrada de forma gradual. A medida que una radio se aleja del sitio o entra en interferencia, el audio se vuelve progresivamente mas ruidoso, con siseo y cortes ("picket-fencing"), pero un oido entrenado a menudo puede seguir entendiendo palabras aunque la señal sea debil. Los sistemas digitales, incluido DMR, suenan limpios en la mayor parte de su cobertura porque un vocoder reconstruye la voz y elimina el ruido de fondo. Pero lo digital tiene un precipicio. Cuando la calidad de la señal cae por debajo del umbral que necesita el decodificador, el audio no se desvanece, se distorsiona o se corta. Algunas tripulaciones prefieren el desvanecimiento analogico porque pueden juzgar de oido que tan mala esta su señal; otras prefieren el audio digital limpio que se mantiene entendible hasta el limite mismo.

El buen uso del espectro claramente favorece al lado digital. Las dos ranuras de tiempo por canal de 12.5 kHz de DMR permiten que un canal transporte dos conversaciones, lo que practicamente duplica la capacidad en el mismo ancho de banda en comparacion con un solo canal analogico del mismo ancho. Combinado con la troncalizacion, eso multiplica cuanto trafico puede soportar una asignacion con licencia. Para una agencia que lucha por conseguir canales en una banda saturada, o que intenta agregar capacidad sin adquirir nuevas frecuencias, ese buen uso del espectro es una ventaja concreta. El Tipo II analogico, al tener una sola via de voz por canal, simplemente no empaqueta el trafico tan bien.

Lo digital tambien trae servicios de datos que la troncalizacion analogica maneja mal o no maneja en absoluto: mensajes de texto, reporte de ubicacion por GPS, telemetria y administracion de radios por aire. Si su operacion quiere ver la ubicacion de las unidades en un mapa o enviar datos cortos junto con la voz, las plataformas digitales estan hechas para eso. Considere la siguiente lista al comparar ambas opciones.

• Caracter del audio: lo analogico se degrada de forma gradual y ruidosa; lo digital se mantiene limpio y luego, al llegar a un umbral, se distorsiona.
• Capacidad por canal: DMR transporta dos ranuras de tiempo por cada 12.5 kHz; lo analogico transporta una sola via de voz por canal.
• Funciones de datos: lo digital soporta texto, ubicacion y telemetria de forma nativa; la troncalizacion analogica en gran parte no lo hace.
• Manejo del ruido: los vocoders digitales eliminan bien el ruido de fondo; lo analogico deja pasar el ruido del motor y de la escena.
• Familiaridad: los usuarios de mucho tiempo suelen tener buen instinto para leer de oido la calidad de la señal analogica.

Costo, funciones y migracion

El costo es donde DMR Tier III se gana gran parte de su reputacion. Como patron general, la infraestructura y las radios de suscriptor DMR tienden a costar menos que el equipo P25 de una escala comparable, y la naturaleza multifabricante del estandar genera presion competitiva sobre los precios. Para una organizacion que necesita troncalizacion digital pero no esta obligada al estandar de seguridad publica, esa diferencia puede ser el factor decisivo en una flota de cientos de radios. Los costos del Tipo II analogico viven sobre todo en la inversion ya hecha y en el conjunto cada vez mas pequeño de equipos nuevos, ya que los fabricantes han desplazado su enfoque hacia lo digital de forma constante.

Los conjuntos de funciones difieren de maneras que importan operativamente. Tanto DMR Tier III como el Tipo II analogico ofrecen lo fundamental de la troncalizacion: grupos de conversacion, llamadas individuales, manejo de prioridades, roaming entre multiples sitios y señalizacion de emergencia. Las plataformas digitales agregan las funciones de datos y administracion mencionadas antes. Los sistemas analogicos heredados a veces cargan configuraciones muy especificas, mapas de flota y acuerdos de interoperabilidad de los que una agencia ha dependido durante años, y reproducirlos exactamente en una nueva plataforma requiere una planificacion cuidadosa.

La migracion rara vez es cuestion de mover un solo interruptor. Los caminos realistas suelen hacerse por fases. Una agencia puede levantar un sistema digital junto al analogico, correr ambos durante una transicion, mover flotas de a poco, grupo por grupo, y mantener un puente o gateway para que los dos puedan seguir comunicandose durante la superposicion. Ese periodo de puente es donde vive gran parte del costo y la complejidad ocultos, porque se mantienen dos sistemas y la conexion entre ellos al mismo tiempo. Planificar la secuencia, la interoperabilidad durante la transicion y la carga de capacitacion es tan importante como elegir la tecnologia de destino.

Interoperabilidad y el lugar de P25

La interoperabilidad suele ser el factor decisivo silencioso. Los sistemas de radio no existen de forma aislada. Usted comparte incidentes con agencias vecinas, socios de ayuda mutua y, a veces, redes estatales o regionales. La tecnologia que usan sus vecinos, y la que exige cualquier sistema compartido u obligatorio, limita sus opciones mas que cualquier ficha tecnica.

Aqui es donde P25 tiene un papel claro. P25 es el estandar digital desarrollado especificamente para la seguridad publica, y en muchas jurisdicciones la red regional o estatal de interoperabilidad es P25. Si su marco de ayuda mutua, o una condicion de subvencion, o un sistema compartido exige P25, entonces DMR Tier III y el Tipo II analogico no lo sustituyen, sin importar que tan buenos sean por si solos. Usted podria seguir operando DMR para flotas internas y conectarse a un sistema P25 para la interoperabilidad, pero la obligacion de P25 dirige la arquitectura. La Parte 2 explico como se construyen esos sistemas P25 de multiples sitios.

Es posible tender puentes entre familias. Los gateways y consolas pueden enlazar un grupo de conversacion DMR, uno Tipo II analogico y uno P25 para que las tripulaciones en distintos sistemas se escuchen entre si. Eso funciona y se hace de manera rutinaria, pero cada enlace es un equipo mas que comprar, configurar y mantener, y una llamada enlazada nunca es tan fluida como la operacion nativa en un sistema compartido. Cuanto mas dependa del enlace entre sistemas para la interoperabilidad diaria, mas deberia preguntarse si un estandar compartido le convendria mas. Considere estas realidades de interoperabilidad:

• Lo que usan sus vecinos define que tan facil es compartir incidentes con ellos.
• Los mandatos y condiciones de subvencion pueden exigir P25 sin importar las preferencias internas.
• Las redes regionales y estatales a menudo establecen el estandar al que debe conectarse.
• Los gateways y enlaces conectan familias pero agregan equipos y son menos fluidos que la operacion nativa compartida.

Elegir: depende de su situacion

No existe un ganador universal entre estas tecnologias, y quien le diga lo contrario esta vendiendo algo. Cada una se ajusta a un conjunto distinto de limitaciones. DMR Tier III es un candidato solido cuando quiere audio digital, buen uso del espectro y funciones de datos a menor costo que P25, y cuando ningun mandato lo obliga al estandar de seguridad publica. El Tipo II analogico puede ser la respuesta sensata cuando ya cuenta con un sistema funcionando, sus socios son compatibles con el, y el caso para reemplazarlo aun no justifica la disrupcion. P25 es la respuesta cuando los requisitos de interoperabilidad o los mandatos apuntan hacia alla, aunque cueste mas.

El planteamiento honesto es que la eleccion correcta se deriva de cuatro cosas: su presupuesto, su infraestructura existente, sus necesidades de interoperabilidad y cualquier requisito de estandares al que este sujeto. Una agencia bien financiada dentro de una region P25 tiene una respuesta correcta distinta a la de una operacion con presupuesto limitado, un sistema analogico saludable y vecinos que operan lo mismo. Ambas pueden estar tomando una buena decision. Lo que importa es que la decision se derive de sus limitaciones reales y no de la creencia general de que lo mas nuevo, lo digital o lo mas barato siempre es mejor.

Tambien ayuda separar la pregunta interna de la externa. Internamente, ¿que necesitan sus propias tripulaciones para las operaciones diarias, la cobertura, la capacidad y las funciones? Externamente, ¿con que debe conectarse, y bajo terminos de quien? A veces esas dos respuestas apuntan a una sola tecnologia. A veces apuntan a un esquema hibrido, en el que se opera una plataforma internamente y se conecta con otra para la interoperabilidad. Plantear esas dos preguntas con claridad mantiene honesta la conversacion de adquisicion.

Preguntas que hacer antes de decidir

Antes de firmar nada, revise una lista corta con su proveedor de radios, sus agencias vecinas y su propio personal de operaciones. El objetivo es sacar a la luz las limitaciones desde el principio, mientras todavia es barato diseñar en torno a ellas.

• ¿Con que debemos interoperar, y sobre que tecnologia? Identifique a cada socio, red regional y mandato que limite la eleccion antes de comparar productos.
• ¿Estamos obligados a un estandar? Revise las condiciones de subvencion, los requisitos estatales o regionales y los acuerdos de ayuda mutua en busca de una obligacion de P25 u otro estandar.
• ¿Cual es el costo total, incluida la transicion? Cuente la infraestructura, las radios de suscriptor, las licencias, la programacion, la capacitacion y el costo de operar dos sistemas durante la migracion.
• ¿Que tenemos actualmente, y cual es su vida util restante? Un sistema analogico saludable puede tener años por delante; uno fallando puede forzar la decision.
• ¿Que capacidad y cobertura necesitamos realmente? Ajuste la cantidad de canales, sitios y grupos de conversacion al trafico real, no al paquete predeterminado de un proveedor.
• ¿Que funciones y capacidades de datos son indispensables y cuales son solo deseables? El texto, la ubicacion y la telemetria pueden justificar lo digital, o pueden ser irrelevantes para su operacion.
• ¿La plataforma es multifabricante o de una sola fuente, y como se ve el soporte a largo plazo? Los estandares abiertos dan margen de negociacion en las adquisiciones; evalue repuestos, servicio y ciclo de vida en cualquier caso.
• ¿Cual es la secuencia de migracion y el plan de interoperabilidad durante la superposicion? Sepa como coexistiran lo viejo y lo nuevo antes de comprometerse con el destino.

Responda esto con honestidad y la tecnologia tiende a elegirse sola. DMR Tier III, el Tipo II analogico y P25 son, cada uno, la respuesta correcta para alguna agencia en algun lugar, y el objetivo de este ejercicio es descubrir cual agencia es usted.

Aviso de independencia: RunBoard es una plataforma de operaciones independiente y no esta afiliada, respaldada ni patrocinada por ninguna empresa, producto, red o agencia mencionada en este articulo. Los nombres se usan unicamente con fines de identificacion y caracter educativo.