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Que es realmente la troncalización

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

La troncalización rompe ese vinculo fijo. En lugar de tener un canal propio, cada grupo de conversación comparte un conjunto común 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 transmisión, transporta la llamada y luego devuelve el canal al conjunto. Las radios hacen esto de manera automática 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 conversación, porque es poco probable que dos de ellos estén ocupados en el mismo instante exacto. La troncalización es, en esencia, el uso compartido estadistico de un espectro escaso.

La mayoría de los sistemas troncalizados reservan una vía 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 asignación de canal y siguen esas instrucciones hacia los canales de tráfico. Algunos diseños distribuyen esa función 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 estándar de seguridad pública. DMR Tier III y el Tipo II analógico son otras dos formas de llegar al mismo resultado.

DMR Tier III: el estándar de troncalización digital ETSI

DMR significa Digital Mobile Radio, un estándar 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 operación digital convencional con licencia por repetidor, que es donde vive gran parte del DMR comercial y de seguridad pública. El Tier III es el nivel de troncalización. Cuando se habla de troncalización DMR, se refiere al Tier III.

El Tier III aplica el concepto de troncalización descrito antes a un sistema DMR digital. Define como el canal de control señaliza a las radios, como se configuran los grupos de conversación y las llamadas individuales, como el sistema maneja el registro y el roaming entre múltiples sitios, y como se transportan los servicios de datos. Como es un estándar 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 también participan en el ecosistema DMR. Ese caracter multifabricante es una de las razones por las que DMR resulto atractivo para organizaciones que querian troncalización 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 tráfico separado. En un sistema Tier III, esa estructura de ranuras de tiempo se combina con la troncalización para extraer más conversaciones simultaneas del mismo espectro con licencia de lo que permitiria una cantidad comparable de canales analógicos. Esa buena relación, junto con costos de equipos y licencias generalmente más bajos que los sistemas P25 completos de seguridad pública, es gran parte de la razón por la que DMR Tier III se ha adoptado mucho más allá 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 públicos, transporte, operaciones comerciales y algunos usuarios gubernamentales que no requerian un mandato P25. Escala más de lo que muchos suponen.

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

Tipo II analógico: la familia troncalizada más antigua

Mucho antes de que existiera la troncalización digital, las agencias ya troncalizaban con tecnología analógica. La familia más extendida a veces se llama Tipo II, un término que viene de la línea de sistemas troncalizados SmartNet y SmartZone de Motorola. Tipo II describe como esos sistemas formatean la señalización de su canal de control e identifican radios y grupos de conversación. Vale la pena decirlo con claridad: esto es troncalización analógica. El canal de control es señalización digital, pero el tráfico de voz en si es FM analógica convencional. Tipo II no es DMR, no usa el estándar DMR y es anterior a DMR por muchos años.

Estos sistemas fueron el caballo de batalla de la radio troncalizada de seguridad pública y comercial durante mucho tiempo, y muchisimos todavía están en servicio. Mencionar un sistema específico seria señalar a una agencia real, así que mantendremos la explicación en términos generales, pero el patrón es común: una organización construyo un sistema Tipo II o SmartZone hace años, invirtio fuertemente en sitios, radios y capacitación, y ese sistema sigue cumpliendo su función todos los días. Retirarlo es costoso y disruptivo, así que sigue funcionando.

Las agencias se quedan con la troncalización analógica por razones que suelen ser prácticas y no una superioridad técnica. La base instalada es enorme, así 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 conversación entre agencias y la ayuda mutua. Ciertas funciones, comportamientos de roaming o configuraciones de mapeo de flota están 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 troncalización analógica para flotas heredadas mientras agregan sitios o canales digitales en paralelo. Nada de esto significa que el Tipo II analógico se elija porque sea DMR o porque sea mejor. Se elige porque ya existe, funciona y cambiarlo cuesta dinero.

Audio y espectro: digital versus analógico

La diferencia más audible entre DMR Tier III y el Tipo II analógico es como suena la voz en los límites de la cobertura. La FM analógica se degrada de forma gradual. A medida que una radio se aleja del sitio o entra en interferencia, el audio se vuelve progresivamente más ruidoso, con siseo y cortes (“picket-fencing”), pero un oído entrenado a menudo puede seguir entendiendo palabras aunque la señal sea débil. 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 analógico porque pueden juzgar de oído qué tan mala esta su señal; otras prefieren el audio digital limpio que se mantiene entendible hasta el límite 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 comparación con un solo canal analógico del mismo ancho. Combinado con la troncalización, eso multiplica cuanto tráfico puede soportar una asignación 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 analógico, al tener una sola vía de voz por canal, simplemente no empaqueta el tráfico tan bien.

Lo digital también trae servicios de datos que la troncalización analógica maneja mal o no maneja en absoluto: mensajes de texto, reporte de ubicación por GPS, telemetría y administración de radios por aire. Si su operación quiere ver la ubicación de las unidades en un mapa o enviar datos cortos junto con la voz, las plataformas digitales están hechas para eso. Considere la siguiente lista al comparar ambas opciones.

• Caracter del audio: lo analógico 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 analógico transporta una sola vía de voz por canal.
• Funciones de datos: lo digital soporta texto, ubicación y telemetría de forma nativa; la troncalización analógica en gran parte no lo hace.
• Manejo del ruido: los vocoders digitales eliminan bien el ruido de fondo; lo analógico deja pasar el ruido del motor y de la escena.
• Familiaridad: los usuarios de mucho tiempo suelen tener buen instinto para leer de oído la calidad de la señal analógica.

Costo, funciones y migración

El costo es donde DMR Tier III se gana gran parte de su reputación. Como patrón 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 estándar genera presión competitiva sobre los precios. Para una organización que necesita troncalización digital pero no está obligada al estándar de seguridad pública, esa diferencia puede ser el factor decisivo en una flota de cientos de radios. Los costos del Tipo II analógico viven sobre todo en la inversión ya hecha y en el conjunto cada vez más 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 analógico ofrecen lo fundamental de la troncalización: grupos de conversación, llamadas individuales, manejo de prioridades, roaming entre múltiples sitios y señalización de emergencia. Las plataformas digitales agregan las funciones de datos y administración mencionadas antes. Los sistemas analógicos heredados a veces cargan configuraciones muy específicas, 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 planificación cuidadosa.

La migración rara vez es cuestión de mover un solo interruptor. Los caminos realistas suelen hacerse por fases. Una agencia puede levantar un sistema digital junto al analógico, correr ambos durante una transición, mover flotas de a poco, grupo por grupo, y mantener un puente o gateway para que los dos puedan seguir comunicandose durante la superposición. Ese periodo de puente es donde vive gran parte del costo y la complejidad ocultos, porque se mantienen dos sistemas y la conexión entre ellos al mismo tiempo. Planificar la secuencia, la interoperabilidad durante la transición y la carga de capacitación es tan importante como elegir la tecnología 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 tecnología que usan sus vecinos, y la que exige cualquier sistema compartido u obligatorio, limita sus opciones más que cualquier ficha técnica.

Aquí es donde P25 tiene un papel claro. P25 es el estándar digital desarrollado específicamente para la seguridad pública, y en muchas jurisdicciones la red regional o estatal de interoperabilidad es P25. Si su marco de ayuda mutua, o una condición de subvención, o un sistema compartido exige P25, entonces DMR Tier III y el Tipo II analógico no lo sustituyen, sin importar qué tan buenos sean por si solos. Usted podría seguir operando DMR para flotas internas y conectarse a un sistema P25 para la interoperabilidad, pero la obligación de P25 dirige la arquitectura. La Parte 2 explico como se construyen esos sistemas P25 de múltiples sitios.

Es posible tender puentes entre familias. Los gateways y consolas pueden enlazar un grupo de conversación DMR, uno Tipo II analógico 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 más que comprar, configurar y mantener, y una llamada enlazada nunca es tan fluida como la operación nativa en un sistema compartido. Cuanto más dependa del enlace entre sistemas para la interoperabilidad diaria, más debería preguntarse si un estándar compartido le convendria más. Considere estas realidades de interoperabilidad:

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

Elegir: depende de su situación

No existe un ganador universal entre estas tecnologias, y quien le diga lo contrario está vendiendo algo. Cada una se ajusta a un conjunto distinto de limitaciones. DMR Tier III es un candidato sólido cuando quiere audio digital, buen uso del espectro y funciones de datos a menor costo que P25, y cuando ningún mandato lo obliga al estándar de seguridad pública. El Tipo II analógico 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 disrupción. P25 es la respuesta cuando los requisitos de interoperabilidad o los mandatos apuntan hacia allá, aunque cueste más.

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

También 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 términos de quien? A veces esas dos respuestas apuntan a una sola tecnología. 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 conversación de adquisición.

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 todavía es barato diseñar en torno a ellas.

• ¿Con que debemos interoperar, y sobre que tecnología? Identifique a cada socio, red regional y mandato que límite la elección antes de comparar productos.
• ¿Estamos obligados a un estándar? Revise las condiciones de subvención, los requisitos estatales o regionales y los acuerdos de ayuda mutua en busca de una obligación de P25 u otro estándar.
• ¿Cual es el costo total, incluida la transición? Cuente la infraestructura, las radios de suscriptor, las licencias, la programación, la capacitación y el costo de operar dos sistemas durante la migración.
• ¿Que tenemos actualmente, y cual es su vida útil restante? Un sistema analógico saludable puede tener años por delante; uno fallando puede forzar la decisión.
• ¿Que capacidad y cobertura necesitamos realmente? Ajuste la cantidad de canales, sitios y grupos de conversación al tráfico real, no al paquete predeterminado de un proveedor.
• ¿Que funciones y capacidades de datos son indispensables y cuales son solo deseables? El texto, la ubicación y la telemetría pueden justificar lo digital, o pueden ser irrelevantes para su operación.
• ¿La plataforma es multifabricante o de una sola fuente, y como se ve el soporte a largo plazo? Los estándares abiertos dan margen de negociación en las adquisiciones; evalue repuestos, servicio y ciclo de vida en cualquier caso.
• ¿Cual es la secuencia de migración y el plan de interoperabilidad durante la superposición? Sepa como coexistirán lo viejo y lo nuevo antes de comprometerse con el destino.

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

Aviso de independencia: Todd Arrington Bowden es un autor independiente y este sitio es una publicación independiente y no está afiliada, respaldada ni patrocinada por ninguna empresa, producto, red o agencia mencionada en este artículo. Los nombres se usan únicamente con fines de identificación y caracter educativo.