El 1 de enero de 2013, todo titular de licencia de radio móvil terrestre bajo la Parte 90 que operara entre 150 y 174 MHz y entre 421 y 512 MHz debía estar funcionando con canales de 12.5 kHz o con una eficiencia equivalente. La norma se redactó como una medida de orden en el espectro y se leía como tal, apenas tres líneas sobre ancho de banda y designadores de emisión. Lo que provocó en los departamentos de bomberos pequeños, en los alguaciles rurales y en las agencias voluntarias de servicios médicos de emergencia fue considerablemente mayor, porque para muchos de ellos el único camino hacia el cumplimiento pasaba por el reemplazo completo de la flota de radios, por una pérdida de cobertura que nadie había presupuestado y, en muchos condados, por el fin de ser dueños de su propio sistema de radio.

El problema de congestión que la FCC se propuso resolver

La radio móvil terrestre por debajo de 512 MHz se desarrolló sobre canales de 25 kHz porque eso era lo que la tecnología de receptores de las décadas de 1940 y 1950 podía separar de forma confiable, y los planes de canales resultantes quedaron congelados por décadas de licenciamiento. Hacia finales de la década de 1980, la FCC recibía más solicitudes de canales VHF y UHF para uso comercial y de seguridad pública que canales disponibles para otorgar, en particular dentro y alrededor de las grandes áreas metropolitanas, y la agencia no tenía una forma sencilla de crear más espectro en bandas que ya estaban completamente asignadas. El movimiento evidente que quedaba era hacer que cada asignación existente soportara más usuarios.

La FCC abrió en 1992 lo que llamó el proceso de reasignación de espectro (refarming proceeding) precisamente para lograr eso, y el proceso se extendió durante años a través de una serie de órdenes, reconsideraciones y plazos prorrogados antes de producir algo sobre lo cual un titular de licencia tuviera que actuar. La idea central se mantuvo constante: reducir a la mitad el ancho de banda ocupado por un canal de voz, insertar nuevos centros de canal en los espacios que eso abre, y la misma porción de espectro soporta aproximadamente el doble de asignaciones. En VHF eso produjo un plan de canales construido sobre pasos de 7.5 kHz, y en UHF produjo uno construido sobre pasos de 6.25 kHz, razón por la cual una lista de frecuencias VHF de la década de 1980 y otra de 2015 parecen documentos distintos aunque los límites de la banda nunca se movieron.

El proceso también fijó una dirección de largo plazo más allá de los 12.5 kHz. El destino declarado era 6.25 kHz o una eficiencia equivalente, con los 12.5 kHz tratados como un paso intermedio y no como un punto final, y durante un tiempo las reglas de certificación de equipos se redactaron para empujar a los fabricantes hacia equipos capaces de manejar el paso más estrecho. La FCC ha revisado esa segunda fase más de una vez desde entonces, de modo que si el paso adicional hacia 6.25 kHz importa para una decisión que usted esté tomando, lea el texto vigente de las reglas de la Parte 90 para su banda y servicio específicos en lugar de basarse en cualquier resumen, incluido este.

Lo que la norma realmente exigía, y a quién dejó fuera

El requisito operativo era la eficiencia, no el ancho de banda en sí mismo. Un titular de licencia debía operar con una vía de voz por cada 12.5 kHz de ancho de banda autorizado, o mejor aún. Una agencia que quisiera conservar un canal de 25 kHz podía hacerlo si la tecnología instalada en ese canal transportaba dos vías de voz dentro de ese ancho de banda, disposición que permitió que algunos sistemas digitales de múltiples ranuras cumplieran la norma sin estrechar el canal en absoluto. Para datos, la norma fijó un rendimiento mínimo por unidad de ancho de banda, con 4800 bits por segundo como piso en 12.5 kHz, algo que importaba a quien transmitiera telemetría o datos móviles sobre un canal de voz licenciado.

Las bandas cubiertas fueron 150 a 174 MHz y 421 a 512 MHz bajo la Parte 90, lo cual abarcó a la gran mayoría de las licencias estadounidenses de seguridad pública en la banda alta de VHF y en UHF, incluidas las asignaciones de banda T (T-Band) de 470 a 512 MHz en las once áreas urbanas donde esta existe. La banda baja de VHF, por debajo de 150 MHz, no quedó cubierta, lo cual es una de las razones por las que la banda baja sobrevive en algunos condados rurales y en sistemas estatales de carreteras. Las bandas de 700 y 800 MHz tampoco formaron parte de esto, ya que 700 MHz se asignó con un plan de banda angosta desde el inicio y 800 MHz estaba en medio de su propio programa de reordenamiento de banda (rebanding). Las bandas VHF de aviación y marítimas no son servicios de la Parte 90 y no se vieron afectadas.

La fecha de cumplimiento cayó en el 1 de enero de 2013 después de haberse fijado y movido más de una vez durante el proceso, y la FCC fue cerrando el flujo de solicitudes por etapas antes de esa fecha, negándose a aceptar solicitudes de nuevas operaciones en banda ancha o de modificaciones que ampliaran una huella de banda ancha existente bastante antes de la fecha final. Después del 1 de enero de 2013, operar una estación cubierta en modo de 25 kHz constituía una emisión no autorizada. La Oficina de Cumplimiento (Enforcement Bureau) declaró, antes y después del plazo, que trataría la operación continuada en banda ancha como una infracción de la norma sujeta al rango habitual de consecuencias, que para un titular de licencia va desde la amonestación hasta la pérdida monetaria y la cancelación de la licencia.

Dentro del radio: desviación, filtros y el designador de emisión

El cambio en el radio de usuario (subscriber radio) es sobre todo un cambio en la desviación de frecuencia (frequency deviation). La FM analógica de banda ancha en este servicio operaba con una desviación máxima de aproximadamente 5 kHz, y la banda angosta la redujo a cerca de 2.5 kHz, que es el único ajuste que permite que una señal quepa dentro del canal más estrecho. Del lado de la recepción, el filtro de frecuencia intermedia (intermediate frequency, IF) tiene que estrecharse en la misma proporción, porque un filtro de FI de banda ancha que escucha una transmisión de banda angosta admite ruido y energía de canal adyacente que no necesita, mientras recupera una señal innecesariamente débil. Los radios fabricados después de mediados de la década de 1990 generalmente manejan ambos anchos, seleccionables por canal en el codeplug, razón por la cual el mismo portátil puede estar en un talkgroup de condado en banda angosta y en una frecuencia de radioaficionados en banda ancha, si así fue programado.

Los radios fabricados antes de esa fecha eran el problema. Una buena parte de la flota estadounidense de seguridad pública a mediados de la década de 2000 era hardware de la década de 1980 y comienzos de la de 1990, de banda única por diseño, con el filtro de FI soldado a la placa y sin firmware en el sentido que hoy le damos a esa palabra. A un radio así no se le puede reducir el ancho de banda. Termina en la pila de excedentes, y cada unidad de esas que poseía un departamento se convirtió en un renglón dentro de una orden de reemplazo, que es hacia donde realmente fue el dinero en la mayoría de las agencias pequeñas, más que hacia los repetidores.

En el papel, el cambio aparece en el designador de emisión (emission designator). La voz analógica FM en 25 kHz se autoriza habitualmente como 16K0F3E, y esa misma voz reducida a banda angosta se autoriza habitualmente como 11K2F3E, mientras que los modos digitales llevan sus propios designadores. Vale la pena aprender a leer esas cadenas, porque son el campo en el que una licencia y un codeplug pueden estar en desacuerdo silenciosamente durante años. Nada en la pantalla del radio le indica al usuario a qué ancho de banda está fijado un canal, ninguna alarma suena cuando se transmite en un canal de banda ancha dentro de un sistema de banda angosta, y las únicas formas confiables de saberlo son leer el archivo de programación o poner el radio en un monitor de servicio y medir la desviación.

En el repetidor y en la licencia

La reducción de ancho de banda en la infraestructura es el mismo ajuste aplicado a una máquina a la que suele ser más difícil llegar. La desviación de transmisión del repetidor baja a 2.5 kHz, el filtrado de FI del receptor se estrecha, y el limitador de desviación del audio de transmisión debe reajustarse para que un móvil con exceso de nivel no sobredevíe a través del repetidor y salpique al canal adyacente, que ahora está a 7.5 o 12.5 kHz de distancia en lugar de 25. A los duplexores y filtros de cavidad el cambio no les importó, ya que sus bandas de paso son mucho más anchas que el canal, y tampoco les importó a las antenas ni a la línea de alimentación. El filtrado del multicoplador y del preselector del receptor tampoco tuvo que cambiar.

Lo que sí cambió fue el entorno de interferencia alrededor del sitio. Antes de 2013, el vecino de canal común o de canal adyacente más cercano de una agencia podía estar lejos tanto en distancia como en frecuencia. Después, los canales intersticiales creados por la reasignación quedaron disponibles para coordinación y fueron asignados, de modo que un repetidor que había estado cómodamente aislado podía encontrarse con un nuevo titular de licencia a 7.5 kHz de distancia en un condado vecino, con un receptor ahora mucho menos tolerante a un transmisor con exceso de desviación. Las agencias que habían sido descuidadas con la desviación durante años lo descubrieron por medio de quejas y no por mantenimiento.

El trámite de la licencia pasaba por un coordinador de frecuencias certificado, ya que las solicitudes de seguridad pública bajo la Parte 90 se coordinan antes de llegar a la FCC, y luego por una solicitud para modificar la autorización existente. Un gran número de titulares de licencia redujo el ancho de banda del equipo durante un ciclo normal de mantenimiento en 2011 o 2012 y trató el papeleo como algo secundario, y un número menor pero real hizo lo contrario. Ambas situaciones todavía aparecen en las auditorías de licencias más de una década después, generalmente en departamentos donde la persona que se encargó del trámite se jubiló y nadie heredó el expediente.

Los tres decibeles que nadie incluyó en el presupuesto

Reducir la desviación a la mitad cuesta relación señal-ruido de una manera fácil de deducir y que los ingenieros entendían ampliamente antes del plazo, aunque no siempre llegaba a la conversación que un jefe de bomberos tenía sobre el precio de los radios. La mejora de ruido que produce un receptor FM escala con el cuadrado de la desviación, de modo que reducir a la mitad la desviación pico de 5 kHz a 2.5 kHz cuesta cerca de 6 dB de relación señal-ruido de audio recuperado. Reducir a la mitad el ancho de banda de FI del receptor al mismo tiempo admite la mitad de la potencia de ruido, lo cual devuelve unos 3 dB. El neto para un canal analógico de banda angosta comparado con el canal de banda ancha que reemplaza es de aproximadamente 3 dB de degradación en el borde de cobertura, manteniendo todo lo demás igual.

Tres decibeles de desempeño del receptor no se traducen en un porcentaje fijo de alcance, porque cuánto se mueve el contorno utilizable depende del terreno, del exponente de propagación en ese terreno, de la altura de las antenas y de cuánto ruido hay en el entorno. En terreno plano y abierto con un sitio alto, 3 dB puede costar una porción modesta del anillo exterior. En terreno montañoso, donde la señal ya llega por difracción sobre crestas, esos mismos 3 dB pueden convertir un valle marginal en uno sin cobertura, y el enlace de portátil hacia repetidor desde el interior de una edificación en el borde de la cobertura es donde eso se manifiesta primero, ya que esa trayectoria tenía el menor margen desde un inicio.

Lo que hizo esto políticamente difícil es que la pérdida de cobertura llegó al mismo tiempo que radios completamente nuevos. Una cuadrilla que había logrado comunicarse desde cierto sector con un portátil de quince años ahora no lograba hacerlo con un radio comprado ese mismo año, y la conclusión natural es que alguien compró radios malos. La explicación honesta tiene que ver con el cambio de desviación, y es una conversación más difícil de sostener, sobre todo porque el remedio suele ser otro sitio de repetidor o un subsistema de receptores votados (voted receiver), y ninguno de los dos estaba contemplado en el presupuesto de cumplimiento.

Tonos, buscapersonas y los accesorios que dejaron de funcionar sin que nadie lo notara

La desviación no se aplica solo a la voz. Todo lo que un canal de radio móvil terrestre transporta en la vía de audio es una desviación, y todo bajó proporcionalmente cuando el canal se estrechó. La desviación del tono CTCSS, que típicamente se ubicaba cerca de 750 Hz en un sistema de banda ancha, cayó a unos pocos cientos de Hz en banda angosta, y los decodificadores que ya estaban al límite en equipos viejos o desajustados comenzaron a perder tonos y a recortar el inicio de las transmisiones. Departamentos que habían usado el mismo plan de tonos durante veinte años se encontraron persiguiendo problemas de silenciador (squelch) que no tenían nada que ver con la asignación de frecuencia.

El costoso para el servicio de bomberos fue la alerta de estación y de voluntarios. La desviación de la paginación secuencial de dos tonos se reduce a la mitad junto con todo lo demás, y un buscapersonas de voz construido para decodificar un par de tonos de banda ancha no decodifica de forma confiable uno de banda angosta. Los buscapersonas de esa época eran en su mayoría dispositivos de banda única sin un ajuste seleccionable en campo, de modo que un departamento con sesenta voluntarios portando buscapersonas enfrentaba sesenta reemplazos además de los portátiles y móviles, y a diferencia de los radios, los buscapersonas no calificaban para el argumento de que se podían escalonar en varios años de presupuesto, porque un miembro cuyo buscapersonas no decodifica simplemente no recibe el llamado. Los departamentos que habían estado alertando desde un canal de despacho en banda ancha y que nunca habían inventariado quién portaba qué generación de buscapersonas aprendieron el inventario de la forma difícil.

La señalización analógica de datos recibió el mismo golpe. MDC-1200 y esquemas similares de señalización dentro de banda, el control basado en DTMF, las líneas de control remoto por tono que alimentan estaciones base, y la telemetría analógica ocupaban todos la vía de audio y todos necesitaban que se reajustaran sus niveles para el canal más estrecho. Los sistemas que usaban un canal de voz licenciado para transportar datos también debían cumplir con el piso de rendimiento, lo cual retiró de plano a parte del equipo más antiguo. Nada de esto estaba oculto, y los fabricantes publicaron procedimientos de alineación para banda angosta, pero era trabajo que había que programar y pagar en cada sitio y en cada dispositivo.

Cómo el cumplimiento se convirtió en un reemplazo de sistema

Para una ciudad mediana con su propio taller de radio, la reducción de ancho de banda fue un programa de trabajo. Reprogramar la flota durante un invierno, resintonizar los repetidores según un cronograma de mantenimiento, presentar las modificaciones de licencia, reemplazar los buscapersonas y absorber algunas quejas sobre el borde de cobertura. Para un departamento de bomberos voluntario con un solo repetidor, cuarenta portátiles comprados en 1991, una estación base en la oficina del jefe y un canal de ayuda mutua compartido con dos vecinos, era algo completamente distinto. Los radios no se podían reducir a banda angosta, el repetidor era lo bastante viejo como para que resintonizarlo costara más de lo que valía, y la cobertura que había sido adecuada durante veinticinco años estaba a punto de empeorar el mismo día en que se terminara el trabajo.

Enfrentadas de todos modos a comprar una flota completamente nueva, un gran número de esas agencias se hicieron la siguiente pregunta razonable: si comprar equipo analógico nuevo en banda angosta que de todas formas las dejaría con un solo repetidor y un problema de cobertura, o gastar algo más y unirse al sistema troncalizado (trunked system) del condado o del estado, que ya contaba con varios sitios y una consola de despacho. Las comisiones de condado y las agencias estatales tenían sus propias razones para favorecer la segunda respuesta, y los años entre 2011 y 2014 vieron una migración considerable de usuarios hacia sistemas compartidos que probablemente habría ocurrido de todas formas con el tiempo, pero que ocurrió entonces, según el calendario del plazo regulatorio y no según el del departamento.

No hubo un programa federal de financiamiento dedicado a la reducción de ancho de banda. Las guías de subvenciones federales de preparación en varios años permitieron la reducción de ancho de banda como un uso admisible de fondos por los que las agencias ya competían, y algunos estados manejaron sus propios esfuerzos de asistencia, pero el costo de fondo recayó en los presupuestos locales. No tengo conocimiento de una contabilidad nacional autorizada de lo que gastó el gobierno local estadounidense para cumplir, y trataría con desconfianza cualquier cifra total que se cite a menos que indique su metodología, porque el trabajo iba desde un ajuste gratuito de software en un radio moderno hasta una construcción completa de infraestructura, y nadie estaba recopilando esos datos de manera consistente. Las agencias federales que operan en espectro administrado por la NTIA tenían sus propios requisitos de reducción de ancho de banda en un calendario distinto y generalmente anterior, algo que vale la pena saber cuando se trabaja un incidente junto a un socio federal, y los requisitos federales vigentes están documentados en el manual de administración del espectro de la NTIA y no en las reglas de la FCC.

Lo que el plazo dejó como herencia

El objetivo regulatorio se cumplió en un sentido estricto. Los titulares de licencia cubiertos se movieron, los planes de canales en VHF y UHF ahora llevan aproximadamente el doble de centros de canal asignables que antes, y la FCC ha podido coordinar asignaciones en bandas que en algunas regiones estaban efectivamente cerradas. Si eso alivió la congestión donde realmente dolía es una pregunta más complicada, porque muchos de los canales intersticiales son difíciles de usar cerca de sistemas existentes, la demanda de capacidad de seguridad pública de área amplia se desplazó hacia el troncalizado de 700 y 800 MHz y después hacia la banda ancha, y las agencias con la peor congestión en 1992 estaban en su mayoría en las áreas urbanas, donde el problema de coordinación es más difícil.

El residuo operativo es un mundo de anchos de banda mixtos que persiste en los rincones. Los canales nacionales de interoperabilidad son de banda angosta, pero las reservas de radios, los préstamos de ayuda mutua y el equipo donado entre departamentos todavía aparecen programados en banda ancha, y los síntomas de audio resultantes se diagnostican como cobertura o como un radio defectuoso mucho más a menudo que como una incompatibilidad de ancho de banda. La operación en radioaficionados y en GMRS, que también practica mucha gente de seguridad pública, sigue siendo en gran parte de banda ancha en los rangos VHF y UHF, de modo que un radio de doble propósito puede llevar ambos ajustes y un codeplug copiado incorrectamente puede colocar en silencio el ajuste equivocado en un canal de seguridad pública.

El residuo estructural es mayor. Una parte significativa de los departamentos pequeños estadounidenses dejó de ser propietaria de sistemas de radio entre aproximadamente 2010 y 2015 y pasó a ser usuaria del sistema de otro, lo cual cambió quién controla el diseño de los talkgroups, quién fija la política de cifrado, quién paga los ciclos de reemplazo de los equipos de usuario y quién decide dónde va el próximo sitio. Ese es un resultado defendible, y en muchos condados produjo mejor cobertura y mejor interoperabilidad de la que tenían antes los departamentos. Aun así, fue un cambio de gobernanza entregado por una norma de ancho de banda, al que se llegó sin que la mayoría de los jefes afectados llegara nunca a sostener una conversación sobre gobernanza.

Qué hacer en su agencia

• Pida a quien administra sus licencias que extraiga del Sistema Universal de Licencias (ULS) todos los indicativos de la FCC que posee la agencia, que liste los designadores de emisión autorizados y que confirme que ninguna licencia VHF o UHF cubierta muestre todavía un designador de banda ancha como 16K0F3E.
• Pida a su administrador de codeplug un informe de ancho de banda canal por canal a partir del archivo de programación actual, que cubra ayuda mutua, interoperabilidad y canales símplex además del despacho, y archívelo junto con el plan de canales para que la próxima auditoría parta de un documento.
• Haga que un técnico ponga un portátil y un móvil de cada generación de la flota en un monitor de servicio y mida la desviación de transmisión contra el límite de banda angosta, porque un ajuste en el codeplug y un transmisor correctamente alineado son dos cosas distintas en equipos más antiguos.
• Inventaríe la reserva de radios y todo radio prestado o donado que posea el departamento, transmita con cada uno en un canal de prueba contra un radio de banda angosta que sepa que funciona correctamente, y reprograme o retire cualquiera que produzca el audio fuerte y distorsionado, o débil y delgado, que señala una incompatibilidad.
• Confirme con su jefe de bomberos u oficial de entrenamiento que todo buscapersonas de voz actualmente entregado a un miembro decodifica de forma confiable en el canal de alerta, y fije una fecha este trimestre para probar los buscapersonas que no se hayan activado en una alerta real recientemente.
• Agregue un punto a la agenda del comité de comunicaciones del condado o regional que ya se reúne: qué agencias del condado todavía poseen sus propias licencias VHF o UHF bajo la Parte 90, quién mantiene esas licencias y cuándo vence cada una.

Puntos clave

• Los titulares de licencia bajo la Parte 90 que operaban entre 150 y 174 MHz y entre 421 y 512 MHz debían alcanzar 12.5 kHz o una eficiencia equivalente para el 1 de enero de 2013, y el requisito era sobre eficiencia, de modo que un canal de 25 kHz que transportara dos vías de voz también cumplía.
• La banda baja de VHF por debajo de 150 MHz, las bandas de 700 y 800 MHz, y los servicios de aviación y marítimos que no son de la Parte 90 quedaron fuera del mandato, lo cual explica en parte por qué la banda baja todavía existe en algunos sistemas rurales.
• La reducción de ancho de banda divide a la mitad la desviación pico, de unos 5 kHz a unos 2.5 kHz, y estrecha la FI del receptor en la misma proporción, lo cual da un neto de aproximadamente 3 dB de degradación en el borde de cobertura comparado con el canal de banda ancha que reemplaza.
• Cuánta distancia cuestan esos 3 dB depende enteramente del terreno y de la penetración en edificaciones, y se manifestó primero en el enlace de portátiles hacia el repetidor desde el interior de estructuras en el borde de cobertura, donde el margen ya era más delgado.
• El cumplimiento exigía tanto un sistema de radio resintonizado y reprogramado como una licencia de la FCC modificada, y las agencias que hicieron una cosa y no la otra todavía aparecen en las auditorías de licencias.
• Los tonos CTCSS, la paginación de dos tonos, la señalización analógica dentro de banda y la telemetría tuvieron su desviación recortada proporcionalmente, razón por la cual los buscapersonas de voluntarios construidos para operación en banda ancha tuvieron que reemplazarse junto con los radios.
• No hubo un programa federal de financiamiento dedicado a la reducción de ancho de banda, y para las agencias pequeñas con equipo anterior a la década de 1990 el único camino hacia el cumplimiento fue el reemplazo de flota, lo cual empujó a un gran número de ellas hacia sistemas troncalizados del condado o del estado.
• El equipo de ancho de banda mixto sobrevive en reservas, préstamos y radios donados, y los síntomas de una incompatibilidad (audio débil y delgado en una dirección, audio fuerte y distorsionado en la otra) todavía se diagnostican rutinariamente como problemas de cobertura.