Sistemas Convencionales

CONVENCIONAL (I)

 Conceptos Generales de Infraestructuras Convencionales

INTRODUCCIÓN (1). Definición P.M.R.

Se denominan Sistemas de Radiotelefonía Móvil Privada (P.M.R.) a aquellas redes de comunicaciones móviles que se utilizan en tareas de despacho para la gestión y control de la actividad de flotas y vehículos.

INTRODUCCIÓN (2). Características Básicas • Cobertura local o regional • Requerimiento de acceso rápido del despacho a los terminales móviles y viceversa • Posibilidad de llamadas móvil a móvil • Llamadas frecuentes y de corta duración • Posibilidad de llamada de grupo / broadcast • Flexibilidad en la constitución de los grupos • Funcionamiento en símplex o semidúplex con PTT (Push To Talk) y en régimen de espera • Las conexiones telefónicas suelen hacerse a través de centralitas privadas (PABX)

INTRODUCCIÓN (3). Servicio Básico

El servicio básico es la TRANSMISIÓN DE VOZ. También se facilitan servicios especiales, como: • Llamada selectiva • Transmisión de datos • Telemando y telemedida • Localización de vehículos • Prioridades de llamadas

INTRODUCCIÓN (4): Estructura de Red Estructura de Red:

Despacho Control

PABX

Estación Base

Terminal

Terminal

Terminal

INTRODUCCIÓN (5). Clasificación • Símplex, una frecuencia, monocanales • Símplex, varias frecuencias, multicanales • Simplex/Semidúplex, dos frecuencias, monocanales • Simplex/Semidúplex, varios pares de frecuencias, multicanales La elección de uno u otro de estos tipos para un proyecto determinado depende de factores como: • Carga de tráfico • Resistencia a interferencias • Necesidad de comunicaciones directas entre móviles

INTRODUCCIÓN (6). Tipos de canales f1

CANAL SIMPLEX

f1

(1 frecuencia)

Canal Directo

f1

f2 f2

f1

Canal a través de Repetidor

CANAL SEMIDUPLEX (2 frecuencias)

CONVENCIONAL (II)

 Señalización CTCSS

SUBTONO CTCSS (1): Introducción La carencia de frecuencias asignables a sistemas PMR hace necesario que en el caso de redes con un pequeño número de terminales, éstos compartan las mismas frecuencias. Para evitar que los usuarios de una red escuchen las comunicaciones de otra red, se asigna a cada uno de ellos un tono subaudio ( tono < 300 Hz ), de forma que se envíe junto con la señal de voz. El receptor sólo abrirá los circuitos de audio, cuando la señal de voz venga acompañada del subtono correcto.

SUBTONO CTCSS (2): CTCSS A este tipo de señalización se le denomina “Señalización Continúa por tonos” CTCSS (Continous Tone Controlled Signalling System). Este sistema asegura cierta privacidad, y permite al operador de despacho escuchar sólo las comunicaciones de su interés.

SUBTONO CTCSS (3): Normalización La EIA (Electric Industries Assocation) ha normalizado las frecuencias de los tonos subaudio.

SUBTONO CTCSS (4): Compartir frecuencias f1; t1

f1; t3

f1; t1

f1; t3 Misma frecuencia Distinto Subtono

TX: f2; t1 RX: f1; t1

TX: f2; t3 RX: f1; t3

f1; t3

f1; t1 f2; t1

f2; t3 f2; t3

f1; t3

f1; t3

SUBTONO CTCSS (5): Protección interferencias También se utiliza para la protección de los repetidores frente a interferencias

Interferencia

Protección frente a interferencias TX: f2; t1 RX: f1; t1

f1

El repetidor no remodula las interferencias

f1; t1 f2; t1

Sólo remodula cuando recibe el subtono correcto

SUBTONO CTCSS (6): Subtono Compartido Un repetidor puede tener varios subtonos asociados: Subtono compartido TX: f2; t1 RX: f1; t1,t3

Subtono Compartido

f2; t3

f1; t1 f2; t1

f1; t3

CONVENCIONAL (III)

 Sistemas de LLAMADA SELECTIVA

SELECTIVIDAD (1): Introducción Las redes vistas hasta ahora se denominan de “CANAL ABIERTO”. Cualquier mensaje enviado por un equipo a otro es escuchado por los demás equipos de la red, aunque no esté destinado para ellos. Para la mayoría de los usuarios la escucha continua de mensajes no dirigidos a ellos, supone una MOLESTIA. Por ello es conveniente poder dirigir las comunicaciones hacia un determinado móvil o grupo de móviles a quienes únicamente interesa el contenido del mensaje. Esto es crítico en redes de muchos terminales y alto tráfico.

SELECTIVIDAD (2): Llamada Selectiva Se denomina “Llamada Selectiva” a la tecnología que permite encaminar una comunicación a un determinado terminal o grupo de terminales, identificado por su código o dirección.

23123 23123 23123 23123 Otros identificadores 23125

SELECTIVIDAD (3): Tipos de llamada La realización de una llamada selectiva se realiza mediante la utilización de un código de identificación, constituido por una combinación de tonos (en la Banda Audible), que se transmite al INICIO de la llamada. Sólo se activará el receptor que reciba el código correcto. t1 T

t2

t3

t4

t5

Modalidades de llamada selectiva: • Llamada individual (un terminal) • Llamada de grupo (varios terminales) • Llamada general (todos terminales)

SELECTIVIDAD (4): Características (I) • Cada equipo tiene asignado un código de 5 cifras (hasta 100.000 usuarios). Compromiso entre número de usuarios y duración del código • Permite comunicaciones individuales o por grupos • Trabaja dentro de la banda audible • Se puede trabajar con repetidores cerrados con 5 tonos, aumentando el control sobre la red, sobre todo en la compartición de frecuencias. • Inhibición de llamada por portadora para evitar interrupciones cuando una comunicación esté ya establecida. • Temporización de transmisión a fin de evitar usos abusivos de la frecuencia.

SELECTIVIDAD (5): Características (II) • Diferentes tipos de llamada: • normal • urgente • de grupo • interrogación • de cierre •Existen otras opciones como: • señalización acústica • acuse de recibo (transponder) • salida a relé para claxon • etc...

SELECTIVIDAD (6): Señalización Cada tono es una frecuencia fija y de una duración determinada que depende de la normativa empleada. Una vez detectado el código correcto, se desbloquea el receptor o bien puede informar mediante aviso acústico. En cada normativa hay codificadas 15 frecuencias numeradas del 0 al 9 y las letras A, B, C, D y E. • Los dígitos del 0 al 9 se emplean para formar los códigos individuales • Tono de repetición. El tono E se emplea para evitar repeticiones de tonos. (01000 = 010E0) • Tono de grupo. El tono A se emplea para generar códigos de grupo.

SELECTIVIDAD (7):Llamadas de Grupo Para la realización de llamadas de grupo se utiliza el tono de Grupo (A). 23123

Llama al equipo 23123

2312A

Llama a los equipos desde el 23120 hasta el 23129. (Grupo 10 terminales)

231AE

Llama a los equipos desde el 23100 hasta el 23199 (Grupo 100 terminales)

23AEA

Llama a los equipos desde el 23000 hasta el 23999 (Grupo 1.000 terminales)

SELECTIVIDAD (8): Tonos Sufijos Los tonos B, C y D se llaman tonos sufijos porque se añaden a la secuencia de 5 tonos normal formando códigos de 6 o 7 tonos. Logrando diferentes tipos de llamada: • Normal: 23123 • Urgente: 23123B. Puede realizar aviso acústico diferente, activación de un relé si es móvil, transponder,... • Interrogación: 23123D. Sirve para saber si un equipo se encuentra en cobertura. No deja aviso acústico. • Cierre individual: 23123CD. Provoca el cierre del equipo si no se encuentra en la opción abierto.

• Cierre de grupo: 2312AD, 231AED, ... • Cierre general: AEAEAD. Provoca el cierre de todos los equipos

SELECTIVIDAD (9): Repetidor abierto 5 tonos • Repetidor abierto o cerrado con subtono (ó canal directo) Tonos PTT

Cod llamado t

• Repetidor cerrado por 5 tonos

Tonos PTT

Respuesta Cod Repetidor repetidor Cod llamado

t

SELECTIVIDAD (10): Código identificación/ Scanner Cod Identif Tonos

Cod llamado

t PTT

• CODIGO IDENTIFICACIÓN Se genera antes del código del equipo llamado. Identifica al llamante en el display del llamado.

Cod Identif

t PTT

Tonos

6º tono Cod llamado

t PTT Tono de parada de scanner

• Opción IDENTIFICACIÓN. El equipo está abierto, pero se emite el código de identificación en cada pulsación de PT. • SCANNER. En los canales selectivos de 5 tonos, el scanner no se para únicamente por portadora. Es necesario además la presencia de un tono.

CONVENCIONAL (IV)

 Sistemas de VOTING

VOTING (1): Mayor cobertura Necesidad de MAYOR COBERTURA. Posibilidades: Zonas de cobertura independientes. Tx Rx

Tx Rx

Tx Rx

Tx Rx

Comunicaciones posibles entre equipos bajo la cobertura del mismo repetidor 2 emplazamientos

Tx Rx

Tx Rx Tx Rx

Tx Rx

Tx Rx Tx Rx

Tx Rx

Tx Rx

Red radioenlazada. Comunicación posible entre equipos bajo la cobertura de distintos repetidores

Tx Rx

3 emplazamientos

VOTING (2):Introducción El sistema voting enlaza todos los repetidores en estrella con un punto central. En este emplazamiento se mide el nivel de todas las señales entrantes, escogiéndose la mejor en cada momento. Se garantiza que la calidad de la comunicación es la máxima posible dentro de las limitaciones de la propia red. TX: f2, RX: f0

Despacho TX: f1, RX: f0

Tx Rx

Tx Rx Tx Rx

TX: f3, RX: f0 Tx Rx

Tx Rx

Tx Rx

Tx Rx

Ejemplo Voting 3 emplazamientos

VOTING (3):Características ♦ Optimización global del número de frecuencias ♦ Posibilidad de trabajar con equipos cerrados selectivamente o abiertos ante situaciones de emergencia. ♦ Imposibilidad de "batidos" dentro de las mismas zonas. ♦ Posibilidad de VOTING en los terminales móviles. ♦ Control centralizado con posibilidad de ampliaciones. ♦ Modularidad en todos los componentes del sistema. ♦ Fiabilidad del sistema y facilidad en el mantenimiento. ♦ Reducidos tiempos de conmutación y de retardos. ♦ Posibilidad de transmisión de datos FFSK a 1200 baudios.

VOTING (4): Operativa • Un terminal se pone en emisión, pudiendo acceder a varios repetidores al disponer todos de la misma frecuencia de recepción. • En los repetidores, en función del nivel de RF recibido, con una tarjeta cuantificadora de nivel, se determina un nivel, que se convierte a un tono fuera banda. • Cada repetidor involucrado añade el tono fuera banda al audio, caracterizando el nivel de recepción del mismo y transmite la nueva señal a la unidad voting a través del medio de enlace existente. • La unidad voting central analiza la calidad de cada repetidor mediante la detección del tono fuera banda, selecciona el audio del repetidor con mayor nivel y lo envía a todos los transmisores de los repetidores de cobertura.

VOTING (5): Unidad Voting • La unidad voting es capaz de controlar hasta 7 repetidores o radioenlaces diferentes. • La unidad incorpora un sistema jerarquizado de prioridad de selección para un mismo nivel de recepción en varios puntos de la red. • Permite transmisión de datos a 1200 baudios. • Permite la conexión directa con un centro de control, pudiendo definir el nivel de prioridad del mismo sobre los terminales. • La unidad voting esta concebida como un sistema modular

VOTING (6): Voting en Terminales El voting en los terminales permite sintonizar el canal en el que reciba la señal con mejor relación señal/ruido. Existen dos tipos de voting en terminales:  Voting inicial.  Voting continuo. Muestreos periódicos si la señal baja por debajo de un determinado umbral

Mediante comandos de 5 tonos es posible realizar “Asignación dinámica de Grupo”

CONVENCIONAL (IV)

 TRANSMISION DE DATOS EN REDES CONVENCIONALES

ELEMENTOS (1):Terminal de datos  Se conecta al sistema a través de un puerto serie de comunicación.  Transmite y/o recibe los mensajes de datos que viajan por el sistema.  Ejemplos típicos: ordenadores, autómatas programables, terminales de captura de datos.

ELEMENTOS (2): Radio-Módem (I)  Dispositivo compuesto por un equipo de radio (móvil o estación base) y un módem interno (generalmente del tipo llamado “módem transparente”) que realiza la conexión con el terminal de datos a través de su puerto serie.  Características principales:

–

Idea intuitiva: prolongación de una comunicación de datos serie a través de un canal de radio (como si de un “cable vía radio” se tratase).

–

Comunicación radio mediante modulación digital (usualmente modulación FSK, 1200 - 2400 bps).

–

Protocolo radio (estilo HDLC) diseñado para minimizar los efectos destructivos del canal radio, aunque no detecta ni corrige datos erróneos.

ELEMENTOS (3): Radio-Módem (II)  Características principales (sigue):

–

Conexión serie a terminal de datos a través de puerto serie RS232. Sólo necesita protocolo de nivel físico (niveles de tensión y uso de líneas hardware).

–

Los mensajes que provienen del terminal de datos no necesitan ningún empaquetamiento adicional.

–

La detección y corrección de datos erróneos se realiza en la aplicación de usuario (protocolo de enlace).

ELEMENTOS (2): Repetidor  Retransmite la señal modulada procedente de los radio-modems.  Distintos tipos según sus características:

–

Repetidor normal (de voz): Procesado de la señal digital modulada igual que para fonía (filtros internos).

–

Repetidor preparado para datos: Similar al repetidor normal, salvo en que se eliminan los filtros internos usados habitualmente para fonía.

–

Repetidor con módem regenerador: Recibe la señal digital modulada, la regenera y la vuelve a transmitir.

ELEMENTOS (2): Ejemplo DATOS REPETIDOR

DATOS

DATOS

DATOS

TERMINAL DE DATOS

CANAL SERIE

DATOS

RADIO MODEM

RED DE DATOS PMR EJEMPLO TRANSICION DE DATOS (MODEM TRANSPARENTE)

CONSIDERACIONES DISEÑO (1)  Conexión con terminal de datos:

– –

Velocidad puerto serie Protocolo de control de líneas hardware

 Elección velocidad comunicación radio  Diseño de la estrategia de comunicación

– – –

Tamaño mensaje datos Protocolo de enlace Procedimiento de comunicación:

Contienda Sondeo (polling)

CONCLUSIONES: ¿Cuándo interesa un sistema de datos en PMR?  Para maximizar la eficiencia en la transacción:

– – –

Bajos tiempos adicionales asociados a la comunicación. Protocolo de comunicación simple. Flexibilidad en la programación de los parámetros de trabajo.

 Comunicaciones por sondeo con elevado número de terminales y requerimientos de tiempo mínimo.  Adaptación a soporte radio de sistemas de datos con versatilidad limitada en la configuración de sus terminales (autómatas, tarjetas de control...)

APLICACIONES TÍPICAS

 Redes de control de aguas.  Redes de control medioambiental.  Telemedida en cuencas hidrográficas.  Sistemas de ayuda a la explotación (SAE).  Telecontrol / telemedida en general.

CONVENCIONAL (V)

 SISTEMAS INSTALADOS

INTERCONEXIÓN TELEFÓNICA (1): Esquema • Acceso directo desde el sistema telefónico a equipos de radio y viceversa. • Conexión a base repetidora dúplex. • Conexión a extensión de PABX o línea de telefonía publica. • Soporta hasta 100 equipos de radio máximo. • Utilización de llamadas de 5 tonos para los equipos de radio. • Simple programación desde el teléfono o radio en DTMF.

SISTEMA SAE (1): Esquema CENTRO CONTROL

INSPECTORES Y MANTENIMIENTO

E.B.R.

VOZ

BAS1

DAT1 BAS2 BAS3

CTRL

ENL1

ENL1

ENL2

ENL2

DAT2 MEZC

MARQUESINA

RED FEC

RED 5 TONOS RADIOENLAZADA(1): Esquema

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