Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Radio bidireccional

El controlador de tráfico aéreo naval se comunica con las aeronaves mediante un auricular de radio bidireccional. Una variedad de radios portátiles bidireccionales para uso priv...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita
El controlador de tráfico aéreo naval se comunica con las aeronaves mediante un auricular de radio bidireccional.
Una variedad de radios portátiles bidireccionales para uso privado.

Una radio bidireccional es un transceptor de radio (una radio que puede transmitir y recibir ondas de radio ), que se utiliza para la comunicación de voz bidireccional de persona a persona con otros usuarios con radios similares, [ 1 ] a diferencia de un receptor de difusión, que solo recibe transmisiones.

Las radios bidireccionales suelen utilizar un canal de comunicación semidúplex, que permite la comunicación en ambos sentidos, aunque con la limitación de que solo un usuario puede transmitir a la vez. (Esto contrasta con la comunicación simplex , en la que la transmisión solo se puede enviar en una dirección, y la comunicación dúplex completa, que permite la transmisión simultánea en ambas direcciones). Esto requiere que los usuarios de un grupo se turnen para hablar. La radio normalmente está en modo de recepción para que el usuario pueda oír todas las demás transmisiones en el canal. Cuando el usuario quiere hablar, pulsa un botón de " pulsar para hablar ", que apaga el receptor y enciende el transmisor; al soltar el botón, el receptor se activa de nuevo. Se pueden proporcionar varios canales para que distintos grupos de usuarios puedan comunicarse en la misma zona sin interferir entre sí, y algunas radios están diseñadas para escanear los canales con el fin de encontrar una transmisión válida. Otros sistemas de radio bidireccional funcionan en modo dúplex completo , en el que ambas partes pueden hablar simultáneamente. Esto requiere dos canales de radio separados o métodos de compartición de canales, como el dúplex por división de tiempo (TDD), para transmitir simultáneamente las dos direcciones de la conversación en una sola frecuencia de radio. [ 2 ]

La primera radio bidireccional fue un dispositivo solo de AM presentado por Galvin Manufacturing Corporation (ahora conocida como Motorola Solutions ) en 1940 para uso de la policía y el ejército durante la Segunda Guerra Mundial , y seguida por la introducción del Walkie-Talkie por parte de la compañía en 1943, [ 3 ] el ejemplo más conocido de una radio bidireccional. [ 4 ]

Historia

Radio marina VHF en un barco
Radio bidireccional en un camión de bomberos utilizada por los bomberos para comunicarse con su despachador.

El primer equipo de radio bidireccional verdaderamente móvil fue desarrollado en Australia en 1923 por el agente Frederick William Downie de la Policía de Victoria. La Policía de Victoria fue la primera en el mundo en utilizar la comunicación inalámbrica en automóviles, poniendo fin a los ineficientes informes de estado a través de cabinas telefónicas públicas que se habían utilizado hasta entonces. Los primeros equipos ocupaban aproximadamente la mitad del piso del asiento trasero de los coches patrulla Lancia . [ 5 ]

En 1933, el departamento de policía de Bayonne, Nueva Jersey, operó con éxito un sistema bidireccional entre una estación central fija y transceptores de radio instalados en los coches patrulla; esto permitió dirigir rápidamente la respuesta policial en situaciones de emergencia. [ 6 ]

Tipos

Varias radios portátiles bidireccionales diseñadas para servicios públicos (policía, bomberos, rescate) compatibles con el estándar de radio digital Project 25.
Una radio móvil de banda ciudadana en un camión.

Los sistemas de radio bidireccionales se pueden clasificar de varias maneras según sus características.

Convencional versus troncalizado

Convencional

En los sistemas multicanal, los canales se utilizan para propósitos separados. [ 7 ]

Escaneo en radios convencionales

Las funciones de escaneo no se utilizan o las listas de escaneo se mantienen intencionadamente cortas en aplicaciones de emergencia. Parte del Proyecto 16 de APCO estableció estándares para los tiempos de acceso al canal y los retrasos causados ​​por la sobrecarga del sistema. Las funciones de escaneo pueden aumentar aún más estos retrasos. Un estudio indicó que no se recomiendan retrasos superiores a 0,4 segundos (400 milisegundos) en los servicios de emergencia. [ 8 ]

Dúplex

El término "semidúplex" se aplica a los sistemas de comunicación por cable donde el circuito puede enviar información en una dirección a la vez, pero no en ambas direcciones simultáneamente. [ 9 ]

  • Ventaja: los canales dúplex suelen permitir el funcionamiento como repetidor, lo que amplía el alcance (en la mayoría de los casos debido a una mayor potencia de transmisión y una mejor ubicación/altura de la antena), especialmente cuando se utilizan radios portátiles.
  • Desventaja: Si una radio no puede alcanzar el repetidor, no puede comunicarse. Esto se puede mitigar con una configuración de "comunicación directa" o "de vehículo a vehículo", donde las estaciones fuera del alcance de la base pueden hablar directamente entre sí, alternando los roles de transmisión y recepción en modo simplex en una sola frecuencia. [ 10 ]

Cosa análoga

Los sistemas analógicos pueden comunicar una única condición, como el nivel de agua en un tanque de agua para ganado. Un transmisor en el tanque envía continuamente una señal con un tono de audio constante. El tono cambia de tono para indicar el nivel de agua del tanque. Un medidor en el extremo remoto varía, en función del tono, para indicar la cantidad de agua presente en el tanque. Se pueden utilizar métodos similares para telemetrizar cualquier condición analógica. Este tipo de sistema de radio cumple una función equivalente a la de un bucle de corriente  de 4 a 20 mA . [ 11 ] En EE. UU., se suelen utilizar canales intersticiales de banda media de 72 a 76 MHz o UHF de 450 a 470 MHz para estos sistemas. Algunos sistemas multiplexan la telemetría de varias condiciones analógicas limitando cada una a un rango de tonos diferente, por ejemplo. [ 12 ]  

Los sistemas analógicos también pueden transmitir voz en las mismas bandas de frecuencia, excepto en la banda media de VHF, pero con la adición de la banda baja de VHF (25–50 MHz). Históricamente, todas las comunicaciones de voz bidireccionales eran analógicas.

Digital

Los sistemas digitales pueden comunicar mensajes de texto desde el despacho asistido por computadora (CAD). Por ejemplo, una pantalla en una grúa puede mostrar la ubicación de una llamada y cualquier detalle relacionado. El conductor de la grúa puede presionar un botón de confirmación , enviando datos en la dirección opuesta y marcando la llamada como recibida. Se pueden usar para sistemas de telemetría analógica, como los niveles de los tanques de ganado, como se describió anteriormente. Otra posibilidad es la presión del aceite lubricante en el motor de un autobús de tránsito o la velocidad actual del autobús. Las condiciones analógicas se traducen en palabras de datos. Algunos sistemas envían mensajes de localización por radio que pueden 1) hacer sonar un receptor de localización, 2) enviar un mensaje numérico o 3) enviar un mensaje de texto. [ 13 ]

Sistemas de ingeniería

Los sistemas de ingeniería están diseñados para funcionar de acuerdo con una especificación o estándar. Se diseñan como sistemas con todos los equipos coordinados para funcionar en conjunto. Por ejemplo, un sistema moderno de radio bidireccional para gobiernos locales en EE. UU. puede diseñarse para proporcionar una cobertura del 95 % en un área urbana. Los diseñadores de sistemas utilizan modelos de radiofrecuencia, modelos de terreno y software de modelado de propagación de señales para estimar con precisión dónde funcionarán las radios dentro de un área geográfica definida. Los modelos ayudan a los diseñadores a elegir el equipo, su ubicación, las antenas y a estimar la penetración de las señales en los edificios. Estos modelos se complementan con pruebas de campo y mediciones reales de parámetros como la intensidad de la señal recibida, la tasa de error de bits o la calidad del audio transmitido. Los diseñadores ajustan los patrones de antena, agregan o mueven emplazamientos de equipos y diseñan redes de antenas para lograr el nivel de rendimiento previsto. [ 14 ]

Options, duty cycle, and configuration

Example of control arrangement on a configured P25-capable hand-held radio.

Many mobile handhelds have a limited duty cycle. Duty cycle is the ratio of listening time to transmit time and is generally dependent on how well the transmitter can shed the heat from the heat sink on the rear of the radio. A 10% duty cycle (common on handhelds) translates to 10 seconds of transmit time to 90 seconds of receive time. Some mobile and base equipment is specified at different power levels – for example 100% duty cycle at 25 watts and 15% at 40 watts.[15]

Motorola MOTOTRBO repeater DR3000 with duplexer mounted in a flight case, 100% duty cycle up to 40 W output

Life of equipment

In government systems, equipment may be replaced based on budgeting rather than any plan or expected service life. Funding in government agencies may be cyclical or sporadic. Managers may replace computing systems, vehicles, or budget computer and vehicle support costs while ignoring two-way radio equipment. Equipment may remain in use even though maintenance costs are unreasonable when viewed from an efficiency standpoint.[16]

One document says "seven years" is beyond the expected lifetime of walkie-talkies in police service. Batteries are cited as needing replacement more often. Twelve-year-old dispatch consoles mentioned in the same document were identified as usable. These were compared to problematic 21-year-old consoles used elsewhere in the same system.[17]

Another source says system backbone equipment like consoles and base stations are expected to have a fifteen-year life. Mobile radios are expected to last ten years. Walkie talkies typically last eight.[18] In a State of California document, the Department of General Services reports expected service life for a communications console used in the Department of Forestry and Fire Protection is 10 years.[19]

Two-way radio frequencies

Two GMRS radios, a hand mic, and two FRS radios

Typical two-way radios work on fixed radio frequency channels, though some can scan multiple channels in order to find a valid transmission.[4] In an analog, conventional system (the simplest type of system), a frequency or channel serves as a physical medium or link carrying communicated information. The performance of a radio system is partly dependent on the characteristics of frequency band used. The selection of a frequency for a two-way radio system is affected, in part, by:[20]

  • government licensing and regulations;
  • local congestion or availability of frequencies;
  • cobertura del suelo, ya que las señales de radio viajan de manera diferente en los bosques y en las zonas urbanas;
  • terreno, que puede provocar el sombreado de las trayectorias de radio;
  • la presencia de ruido, interferencia o intermodulación. [ 20 ]

UHF versus VHF

Los sistemas de radio bidireccionales más comunes operan en las bandas VHF y UHF del espectro radioeléctrico . Debido a que esta parte del espectro se utiliza intensamente para la radiodifusión y múltiples usos concurrentes, la gestión del espectro se ha convertido en una actividad importante de los gobiernos para regular a los usuarios de radio en aras de un uso eficiente y sin interferencias. Ambas bandas se utilizan ampliamente para diferentes usuarios. [ 21 ]

Rango

El alcance directo útil de un sistema de radio bidireccional depende de las condiciones de propagación de radio , que son función de la frecuencia. [ 22 ]

Hay otros factores que afectan el alcance de una radio bidireccional, como el clima, la frecuencia exacta utilizada y las obstrucciones. [ 22 ] [ 23 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Graf, Rudolf F. (1999). Diccionario moderno de electrónica, 7.ª ed . Elsevier. pág.  811. ISBN 9780080511986.
  2. ↑ Goldsmith, Andrea (8 de agosto de 2005). Comunicaciones inalámbricas . Cambridge University Press . ISBN 9780521837163Consultado el 20 de abril de 2016 .
  3. ↑ Hall, Mark (3 de octubre de 2022). "Motorola, Inc." . Encyclopædia Britannica . Archivado del original el 18 de enero de 2023 . Recuperado el 17 de enero de 2022 .
  4. 1 2 "Una guía completa de radios bidireccionales" . Crystal Radio Systems Ltd. Archivado del original el 26 de junio de 2022. Recuperado el 17 de enero de 2023 .
  5. ↑ Haldane, Robert. (1995) La fuerza del pueblo: una historia de la policía de Victoria . Melbourne University Press. ISBN 0-522-84674-2, 1995
  6. ↑ Hitos históricos del IEEE (consultado el 2 de octubre de 2007)
  7. ↑ Un ejemplo de asignación de canales con propósito específico se describe en Ivanov, DA, VP Savelyev y PV Shemanski, "Organización de las comunicaciones", Fundamentos del mando y control táctico : una perspectiva soviética , Serie de pensamiento militar soviético n.° 18, (Washington, DC: Superintendente de Documentos, 1977), número de control de la Biblioteca del Congreso: 84602565. Esta es una traducción de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos de un libro en ruso de la era soviética. Véase también, "Capacidad inadecuada del sistema", Informe especial: Mejora de las comunicaciones de los bomberos , USFA-TR-099/enero de 1999, (Emmitsburg, Maryland: Administración de Incendios de EE. UU., 1999) págs. 18-19 y "5.2 Sistema actual", Proyecto de investigación de tecnología de comunicaciones de la Patrulla de Carreteras de California en 800 MHz , 80-C477, ( Sacramento, California : Departamento de Servicios Generales, División de Tecnología de Comunicaciones, 1982), págs. V-4 - V-6.
  8. ↑ "3.4.1 Deficiencias generales del equipo del usuario", Comité de radio de la policía de San Rafael: Informe al alcalde y al consejo municipal , ( San Rafael, California : Ciudad de San Rafael, 1995), págs. 12.
  9. ↑ "IEEE 100 El diccionario autorizado de términos de las normas IEEE", Séptima edición, IEEE Press, 2000, ISBN SBN 0-7381-2601-2
  10. ↑ Para un ejemplo del uso de la expresión « hablar por encima de la comunicación », véase «Informes de problemas», Informe especial: Mejora de las comunicaciones de los bomberos, USFA-TR-099/enero de 1999, (Emmitsburg, Maryland: Administración de Incendios de EE. UU., 1999), págs. 25-26. Este artículo también confirma la definición de la frase «hablar por encima de la comunicación».
  11. ↑ Para ver ejemplos, consulte Mikhailov, KE (1965). «Instalaciones de comunicaciones en la línea de transmisión Volga-Moscú». Transmisión eléctrica de larga distancia entre la central hidroeléctrica VI Lenin y Moscú . Jerusalén: Programa Israelí de Traducciones Científicas.
  12. ↑ Para ver un ejemplo de telemetría de electrocardiograma, consulte Planificación de comunicaciones médicas de emergencia . Vol. 2: Guía de planificación a nivel local/regional. Washington, DC: Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en Carreteras, Departamento de Transporte de los Estados Unidos. 1995. pág. 48.  
  13. ↑ "Boletín de Entrenamiento Espartano - Volumen Uno – Número Uno" . Consultado el 18 de octubre de 2017 .
  14. ↑ Para ver dos ejemplos de pruebas de conducción y mediciones de campo de parámetros como el nivel de señal recibida, la tasa de error de bits o la calidad de audio entregada, consulte:
    • "Sección II: Estudios de propagación de radio", Proyecto de investigación de tecnología de comunicaciones de la Patrulla de Carreteras de California en 800 MHz , 80-C477 (Sacramento, California: Departamento de Servicios Generales, División de Tecnología de Comunicaciones, 1982), págs. II-1 – II-34.
    • Ossanna, Joseph F., Jr., "Un modelo para el desvanecimiento de la radio móvil debido a las reflexiones de los edificios: espectros de potencia de la forma de onda de desvanecimiento teóricos y experimentales", Bell System Technical Journal , noviembre de 1964, págs. 2935–2971. Este artículo muestra que los desvanecimientos de la señal ocurren en frecuencias de audio cercanas a los tonos CTCSS, lo que explica por qué solo se utilizó DCS en  los sistemas Motorola de 800 MHz en la década de 1970.
  15. ↑ Hoja de especificaciones del Kenwood TKR-850
  16. ↑ Por ejemplo, véase: "Elemento del plan S-7: Financiación racionalizada" y "Elemento del plan L-2: Autoridad permanente de radio de seguridad pública de Contra Costa", Plan maestro de radio móvil de seguridad pública del condado de Contra Costa , ( Fairfax, Virginia : Federal Engineering, Inc., 2002), págs. 45, 49.
  17. ↑ Por ejemplo, véase: "3.2.10.1 Problemas del sistema actual", Sistema de radio troncalizado: Solicitud de propuestas , (Oklahoma City, Oklahoma: Autoridad de instalaciones municipales de Oklahoma City, Oficina de proyectos de capital de seguridad pública, 2000) págs. 56.
  18. ↑ "2.4 Inventario de equipos", Comité de radio de la policía de San Rafael: Informe al alcalde y al consejo municipal , ( San Rafael, California : Ciudad de San Rafael, 1995), págs. 8.
  19. ↑ "8000 Exhibits:Equipment Replacement Costs for a Typical Three Position CDF Command and Control Center," 8000 Telecommunications Manual , (Sacramento, California: State of California, Department of Forestry and Fire Protection, 2006) Archivo PDF de Adobe sobre costos de consola.
  20. 1 2 "Apéndice B - Regulaciones de la FCC", Plan de Comunicaciones de Servicios Médicos de Emergencia de California: Borrador Final , (Sacramento, California: Autoridad de Servicios Médicos de Emergencia del Estado de California, septiembre de 2000), págs. 38, e Informe Final de la Fase II de Arizona: Evaluación de las Necesidades de Interoperabilidad de Radio a Nivel Estatal, Macro Corporation y el Estado de Arizona, 2004.
  21. ↑ "¿VHF o UHF... ¿Cuál es mejor?"
  22. 1 2 Alcance de la radio bidireccional
  23. ↑ "Alcance de las radios bidireccionales: ¿Hasta dónde pueden comunicarse las radios bidireccionales?"