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Sistema de Rádio Digital P25

Um dos mais modernos sistemas digital de rádio trunking do mundo para quem opera em missão crítica

Sistema de Rádio Digital P25O conceito de trunking (troncalização) não surgiu recentemente. Este modelo vem sendo usado com sucesso pela telefonia fixa há mais de cem anos. Porém, sua aplicação a sistemas de rádio somente foi possível pelos avanços na tecnologia de microprocessadores e circuitos sintetizadores de frequência. Nasceu assim um sistema de tecnologia moderna e avançada, que oferece um alto grau de confiabilidade e flexibilidade no projeto, operação e manutenção dos sistemas de comunicação. O sistema digital P25 tem sido bastante utilizado e elogiado pelo seu desempenho em todo o mundo, principalmente nos Estados Unidos.

O APCO25 é um sistema digital de rádio desenvolvido para auxiliar e facilitar a comunicação, principalmente em setores onde existem ambientes de missão critica como segurança pública, distribuição de energia elétrica, petroquímicas, refinarias de petróleo entre outras Este sistema traz todas as vantagens de um sistema trunking digital, como criptografia de voz, melhor aproveitamento do espectro, permitindo que um canal físico seja usado por mais de um assinante simultaneamente com transmissões de voz e dados. Ao migrar para uma tecnologia digital com um sistema digital P25 os usuários terão a oportunidade de desfrutar de um sistema integrado de voz e dados que pode ser utilizado para agilizar as transmissões e tornar o sistema ainda mais dinâmico. O grande poder e a flexibilidade que o sistema APCO P25 oferece, aliado ao uso de bandas de frequência mais altas, permitem a implementação de conceitos que se traduzem em uma ampla gama de benefícios aos usuários de sistemas de radiocomunicação móvel. Na Kofre que é distribuidor de sistema APCO-P25, trabalhamos em parceria certificada pela Motorola para implantação do sistema com os rádios digitais da séria ASTRO 25. Agora conheça melhor o sistema digital P25.

Principais vantagens e benefícios do Sistema Digital APCO P25Expandir/Recolher

Controle Permanente e ConfiabilidadeControle Permanente e Confiabilidade

A partir do Canal de Controle é possível obter o controle permanente de todos os usuários, o que proporciona uma alta confiabilidade de acesso ao sistema. Em um sistema trunking, a comunicação se realiza por meio de enlaces de radiofrequência, que estão sujeitos a interrupções em circunstâncias especiais. Por exemplo, quando uma unidade móvel ou um rádio portátil, envolvida em uma conversação, passa por um túnel longo, ao sair deste túnel o rádio pode ter perdido a comunicação. No sistema digital P25 a comunicação se restabelece sem intervenção alguma do usuário. Isto se deve ao fato que o Controlador do Sistema envia uma sinalização contínua através do canal de controle, tornando possível a recuperação da transmissão e aumentando a confiabilidade do sistema de comunicação.

 

Aumento de Eficiência e Redução de Espera Aumento de Eficiência e Redução de Espera

O Canal de Controle dedicado aumenta a eficiência do sistema ao reduzir tempos de espera para obter um canal de voz em períodos de alta utilização do sistema. Através do Canal de Controle, o Controlador do Sistema recebe as diferentes solicitações de todos os assinantes. Os assinantes têm acesso imediato ao sistema com a simples ação de acionar a tecla de transmissão (PTT). Se não há canal de voz disponível neste momento, o Controlador avisa o usuário por meio de um tom audível e o coloca em uma fila de espera organizada do tipo FIFO (First in, First out), obedecendo aos níveis de prioridade. As chamadas de emergência possuem o maior nível de prioridade.

Este processo ocorre através do canal de controle sem haver necessidade de ocupar um canal de voz. Desta forma o sistema otimiza a utilização dos canais de voz durante períodos de alto tráfego. No instante em que um canal de voz se torna livre, o sistema, através do canal de controle, designará automaticamente o próximo canal disponível ao primeiro usuário na fila de espera. O usuário irá ouvir um tom em seu rádio que lhe indicará a disponibilidade para iniciar a chamada. Este processo evita que o usuário tenha que apertar a tecla de transmissão (PTT), repetidas vezes para obter acesso ao sistema, assegurando-lhe sempre o acesso.

 

Direcionamento das Unidades de Rádio Direcionamento das Unidades de Rádio

O Canal de Controle Dedicado direciona continuamente as unidades de rádio para o grupo de conversação onde devem estar. Quando um usuário regressa à área de cobertura, liga o seu rádio depois de um período de inatividade ou finaliza uma chamada privativa ou telefônica, a unidade de rádio se incorpora automaticamente ao grupo ao qual pertence, e pode tomar parte em uma conversação que esteja em curso. Este processo não requer a intervenção do assinante, uma vez que o Controlador do Sistema envia contínua e automaticamente, através do Canal de Controle, a informação necessária para que este processo se realize.

 

Controle e Manutenção Controle e Manutenção

Por meio da sinalização digital, o Controlador do Sistema tem conhecimento completo, em todos os momentos, de tudo o que ocorre no sistema. O Controlador do Sistema identifica quais assinantes estão envolvidos em uma conversação, a hora em que a conversação se realizou, a duração da chamada, que canal/canais foram tomados pela chamada, etc. Estes dados permitem levantar estatísticas de utilização e permitem um controle preciso sobre a utilização e a eficiência do sistema, através do Terminal de Gerenciamento do Sistema.

 

 

Infraestrutura de um sistema digital P25Expandir/Recolher

Um sistema de comunicação digital APCO 25 é composto pelos seguintes equipamentos:

Estação Central do Sistema P25

Sistema APCO P25Antena
Componente responsável pela irradiação e captação dos sinais de RF no ar.

Combinador e Multiacoplador
Parte responsável pelo tratamento dos sinais recebidos e irradiados, este equipamento é composto de amplificadores de potência e de topo, que condicionam os sinais transmitidos e recebidos, respectivamente, combinadores e multiacopladores, responsáveis pelo direcionamento dos sinais de transmissão para uma única antena e divisão dos sinais de recepção para todas as repetidoras.

Repetidoras
As repetidoras possuem a função de ampliar o sinal e consequentemente a área de cobertura dos sistemas de comunicação. No sistema digital APCO25 as repetidoras são utilizadas pelos grupos de conversação de forma dinâmica e eficiente.

Controlador de Sistema
Para permitir que as repetidoras possam ser utilizadas com o melhor desempenho possível, os sistemas APCO25 possuem um controlador, responsável por coordenar como os usuários utilizam os canais disponíveis, além de permitir que recursos avançados sejam incorporados ao sistema, a exemplo do bloqueio de rádios perdidos.

Roteadores de Rede
Roteador é um equipamento usado para fazer a comutação de protocolos, a comunicação entre diferentes redes de computadores provendo a comunicação entre computadores distantes entre si.

Controlador de Site
O controlador de Site funciona com os sistemas integrados de voz e dados ASTRO e sistemas de dados de alto desempenho para manter a comunicação clara e constante entre o gateway da rede de rádio e as estações base. Esta unidade de trabalho intenso assegura o constante funcionamento de uma rede no seu nível máximo de desempenho.

No-Break
De modo a garantir a alta disponibilidade do sistema APCO25, além das características de redundância apresentadas pelo controlador, o sistema também conta com equipamento NO-BREAK e banco de baterias, que auxiliam tanto o controlador quanto as repetidoras em momentos críticos.

Terminais do Sistema Digital P25

Terminais APCO P25Rádios Portateis
Os rádios portáteis são aparelhos fundamentais para dinamizar a transmissão da comunicação nos sistemas de telecomunicações. Leves, compactos e eficientes são ideais para usuários que necessitam estar conectados por todo o tempo. Confira todos os modelos de rádios portáteis oferecidos pela Kofre e conheça suas principais funções.

Rádios Móveis
Os Rádios Móveis são largamente utilizados em soluções de telecomunicações para empresas no setor industrial, segurança, construção, hotelaria, mineração e por diversos outros segmentos. Esse tipo de rádio é ideal para ser utilizado como base fixa em veículos. Confira todos os modelos de rádios móveis oferecidos pela Kofre e conheça suas principais funções.

Estações Fixas
As estações fixas além de centralizar toda a comunicação ainda possuem um poder de alcance muito maior. Confira os modelos de estação fixa oferecidos pela Kofre e suas principais funções.

Acessórios
Através dos acessórios para os rádios móveis e fixos, é possível melhorar a comunicação entre os rádios. Os principais acessórios são microfones, fones de ouvidos, carregadores, baterias além de capas para proteção dos rádios. Confira a linha completa de acessórios oferecida pela Kofre.
 

 

Recursos do Sistema Digital APCO25Expandir/Recolher

Acesso Rápido Acesso Rápido
Definimos tempo de acesso como sendo o intervalo decorrido desde o pressionar do botão de transmissão (PTT) até o instante em que o circuito de voz para uma conversação de grupo é efetivamente estabelecido até um outro rádio (receiver unmute). Nestas condições, o tempo de acesso em um sistema APCO25 de um único sítio é inferior a 350 ms, em condições de canal livre.
Repetição de Acesso Repetição de Acesso
No caso de uma solicitação de canal não ter sido recebida pelo Controlador devido a condições desfavoráveis de sinalização ou interferência, o rádio do usuário continuará enviando solicitações de canal até que receba uma confirmação da central, ou até que um total de 16 tentativas automáticas (o que ocorre dentro de 4 segundos) tenham sido realizadas. Este recurso de repetição automática de acesso (Automatic Retry) elimina a necessidade do usuário continuamente apertar o botão de PTT num esforço de ganhar acesso ao sistema. Uma vez iniciado o processo de repetição automática de acesso, ele irá continuar até a sua conclusão automática, sem intervenção do usuário.
Fila de Espera, chamada de retorno e nível de prioridade Fila de Espera, chamada de retorno e nível de prioridade
O usuário que solicitar acesso ao sistema quando todos os canais de voz estiverem ocupados, será colocado automaticamente em uma fila. A partir desta fila, as chamadas serão processadas pelo Controlador com base em 8 níveis de prioridade pré-definidos e utilizando o critério de fila do tipo FIFO (First in, First out), isto é, dentro de uma mesma prioridade, o primeiro será atendido primeiro. À medida que canais se tornarem disponíveis o Controlador do sistema irá notificar o primeiro rádio na fila. O usuário é alertado para o fato que está sendo chamado de volta pelo sistema através de uma série de tons curtos emitidos pelo rádio. Este recurso exclusivo permite ao operador recolocar seu microfone no lugar ou soltar a tecla PTT depois de receber um sinal de ocupado e esperar pela chamada de retorno ao invés de continuamente efetuar tentativas de acesso ao sistema.
Prioridade ao Usuário Recente Prioridade ao Usuário Recente
De forma a assegurar que as comunicações ocorram sem interrupção, o sistema digital P25 incorpora o recurso de prioridade para o usuário recente. Isto proporciona prioridade aos usuários que utilizaram um canal de voz recentemente em relação a outros usuários do sistema. Prioridade para o usuário recente assegura que um grupo de conversação engajado em uma comunicação receba prioridade de acesso ao sistema por até 10 segundos após a última transmissão.
Tons de Restrição de Acesso Tons de Restrição de Acesso
O sistema possui recursos para notificar o assinante que o sistema está ocupado, na forma de um sinal de ocupado semelhante ao de um telefone. O usuário que acionar a tecla PTT enquanto todos os canais estiverem sendo utilizados receberá um sinal de ocupado até que um canal lhe seja designado ou que a tecla PTT seja liberada. Adicionalmente, um sinal de fora-de-alcance será emitido sempre que um rádio tentar acessar o sistema fora da área de cobertura ou quando o sistema estiver inoperante.
Atualização Contínua das Designações Atualização Contínua das Designações
Uma vez que um canal tenha sido designado para um grupo de conversação, o canal de controle irá transmitir continuamente a designação de canal por todo o tempo em que o grupo de conversação estiver utilizando o canal. Isto assegura que uma unidade portátil ou veicular que esteja entrando em serviço naquele momento seja imediatamente encaminhada ao canal de voz apropriado para se juntar ao seu grupo de conversação. A atualização das designações é enviada de forma serial, e o tempo requerido para o canal de controle varrer as 19 designações em um sistema de 20 canais é menor que 1 segundo.
Proteção Contra Designação Incorreta Proteção Contra Designação Incorreta
Como uma segurança adicional no sentido de evitar que um rádio de um grupo de conversação seja acidentalmente designado para um grupo de conversação diferente, o sistema APCO25 implementa uma troca de dados (handshake) subaudíveis. Quando um grupo de conversação recebe a designação para um canal de voz, a repetidora daquele canal passa a emitir continuamente um fluxo de dados, modulados na parte subaudível do canal, cujo cabeçalho contém a identidade única do grupo de conversação das unidades que estão utilizando o canal. Caso um rádio pertencente a outro grupo de conversação seja acidentalmente conduzido a este canal, ele não irá reconhecer como válidos os dados presentes no canal e irá automaticamente reverter ao canal de controle.
Proteção de Acesso Proteção de Acesso
A habilitação de rádios para o sistema depende de um código exclusivo, que é fornecido pelo fabricante Motorola e fica sob a guarda do operador. Somente rádios programados com este código são reconhecidos como usuários do sistema. Esta vantagem se estende aos outros sistemas Motorola em operação na mesma região, pois cada sistema tem seu próprio código (System Key).

 

Como funciona a realização de chamadas no sistema APCO P25?Expandir/Recolher

A realização de uma chamada em um sistema digital P25 requer que uma determinada sinalização ocorra conforme um protocolo de comunicação entre o Controlador do Sistema e os equipamentos de usuários envolvidos nesta conversação. O controlador possui uma base de dados contendo as informações de todas as estações terminais e repetidoras, se livre ou ocupada, e se em serviço ou desligada. Para que haja uma compreensão clara de como ocorre o progresso de uma chamada através do sistema digital P25, apresentamos em seguida uma descrição bastante detalhada:

A - No estado de repouso do sistema, todas as unidades de rádio estão silenciadas e sintonizadas no canal de controle, através do qual o Controlador do Sistema envia continuamente informação em forma de sinalização digital;

B - O usuário que inicia uma chamada aciona o botão de transmissão (PTT) de seu rádio. Nota-se uma diferença (delay) em relação a um sistema convencional de rádio em que o usuário deve monitorar o canal e esperar até que este se encontre livre para iniciar a transmissão;

C - O rádio transmite automaticamente uma palavra de dados (Inbound Signaling Word) que se dirige ao Controlador do Sistema, através do canal de controle. A palavra de dados contém a identificação do sistema, a identificação do usuário que solicitou um canal de voz, a identificação do grupo ao qual pertence, o tipo de chamada que solicita e a quem esta chamada se dirige;

D - O Controlador do Sistema recebe a informação e identifica a unidade que solicitou o canal. Em questão de milisegundos, o Controlador do Sistema analisa se a unidade solicitante está autorizada a operar no sistema, se pode fazer o tipo de chamada que solicita e se dispõe de um canal de voz livre;

E - Cumprida a etapa anterior, o Controlador do Sistema envia uma palavra de dados através do Canal de Controle (Outbound Signaling Word) com uma resposta à solicitação inicial. A resposta contém instruções sobre qual canal de voz foi designado para esta comunicação e identificação tal que somente os usuários pertencentes a chamada façam parte dela;

F - Todas as unidades do sistema que se encontram sintonizadas no canal de controle recebem a resposta. Cada unidade interpreta esta informação e somente aquelas que correspondem ao particular grupo ao qual se dirige a chamada responderão automaticamente às instruções do Controlador do Sistema, sintonizando o canal de voz designado. As demais unidades do sistema ignoram a instrução e permanecem sintonizadas no canal de controle. A conversação se inicia;
No caso de não haver canal de voz disponível, a unidade que iniciou a chamada recebe um tom audível indicando que o sistema está ocupado naquele momento e entra na fila de espera do sistema. Caso se encontre fora da área de cobertura, receberá um tom diferente.

G - Uma vez terminada a conversação, todas as unidades neste grupo sintonizam novamente o canal de controle;

H - O canal de voz fica livre para ser designado a qualquer outra unidade que o solicite;

O tempo máximo desde o instante em que o usuário aperta o botão de transmissão até o instante em que o sistema lhe designe um canal de voz é da ordem de 350 milisegundos (125ms por conversão de áudio/RF + 100ms por processamento de repetição RX/TX + 125ms por conversão de RF/áudio);

Todo este processo é completamente transparente para os usuários. A comunicação transcorre normalmente entre as partes envolvidas. A transparência nas comunicações permite que os usuários se concentrem exclusivamente no seu trabalho, sendo, portanto, mais eficientes em sua função.

 

Tipos de Chamada do Sistema Digital P25Expandir/Recolher

Em virtude do Canal de Controle e do Protocolo do Sistema Digital P25, o operador pode oferecer serviços com maior valor agregado, tais como alerta de chamada, chamadas multi-grupo e chamadas privativas entre dois rádios do sistema sem incorrer em investimentos adicionais. Também chamadas do usuário para a rede telefônica e da rede telefônica para o usuário podem ser realizadas. Confira todos os tipos de chamadas possíveis com o sistema digital P25:

Chamada de Grupo Chamada de Grupo
A chamada de grupo é o nível básico de comunicação em um sistema digital P25, já que a maioria das conversações ocorrem dentro de seus grupos. Os rádios designados a um dado grupo de conversação têm a capacidade de realizar Chamadas de Grupo podendo comunicar-se com todos os outros membros de seu grupo.
 Chamada de Multi-Grupo (Multigroup Call) Chamada de Multi-Grupo (Multigroup Call)
Uma chamada de Multi-Grupo (Chamada de Anúncio) é uma chamada envolvendo dois ou mais grupos de conversação ao mesmo tempo. A vantagem da Chamada de Multi-Grupo é a capacidade de transmitir informações importantes simultaneamente a múltiplos grupos de conversação de forma rápida e eficiente. Uma única transmissão de Multi-Grupo utiliza menos canais e menor tempo de utilização do que múltiplas chamadas de grupo separadas.
 Chamada de Grupo AllStart Chamada de Grupo AllStart
Este modo de estabelecimento de chamadas requer que todos os sítios de repetição onde existirem membros ativos de um grupo de conversação tenham canais de comunicação disponíveis antes que a chamada seja iniciada, caso contrário o sistema retorna uma resposta de ocupado ao usuário que iniciou a chamada de grupo.
 Chamada de Grupo FastStart Chamada de Grupo FastStart
“FastStart” é uma configuração para chamadas de grupo que estabelece as chamadas mesmo que nem todos os membros de grupo de conversação estejam disponíveis. À medida que os canais de comunicação nos sítios com membros ativos do grupo de conversação se tornam disponíveis, eles são adicionados à chamada em progresso.
 Alarme / Chamada de Emergência (Emergency Alarm / Call) Alarme / Chamada de Emergência (Emergency Alarm / Call)
O alarme/chamada de emergência oferece aos usuários a habilidade de informar aos despachadores a ocorrência de uma situação de ameaça ou perigo. Ao pressionar o botão de Emergência no rádio, um alarme é enviado ao despachador.
 Alarme / Chamada de Emergência (Emergency Alarm / Call) Emergência Primeiro-da-Fila (Emergency Top-of-Queue)
Se todos os canais de voz estiverem ocupados quando uma chamada de emergência for solicitada, a unidade que iniciou a emergência pode ser colocada como primeira na fila de espera e terá acesso ao primeiro canal de voz disponível.
 Emergência Acesso-Imediato (Emergency Ruthless Preemption) Emergência Acesso-Imediato (Emergency Ruthless Preemption)
Se todos os canais de voz estiverem ocupados quando uma chamada de emergência for solicitada, também existe a possibilidade de que a unidade que iniciou a chamada de emergência tenha acesso imediato ao canal de voz que, naquele momento, esteja designado para a unidade com menor nível de prioridade.
 Chamada Individual (Private Call) Chamada Individual (Private Call)
A Chamada Individual permite que um usuário chame seletivamente outro usuário individual ou operador de console do sistema, e estabeleçam uma comunicação “privativa” um-para-um não importando quais grupos de conversação estejam selecionados pelas unidades envolvidas nessa chamada.
 Alerta de Chamada (Call Alert) Alerta de Chamada (Call Alert)
O Alerta de Chamada permite que um usuário envie um sinal para outro usuário, gerando uma indicação nessa unidade, informando-o para retornar a chamada ao usuário originador.
 Interconexão Telefônica (Telephone Interconnect) Interconexão Telefônica (Telephone Interconnect)
A interconexão telefônica no sistema digital P25 é um recurso opcional que oferece aos usuários de rádio a capacidade de iniciar e receber chamadas telefônicas half-duplex com a rede pública de telefonia.

 

Recursos de Confiabilidade e SegurançaExpandir/Recolher

Múltiplos Canais de Voz
A confiabilidade do sistema digital APCO25 é inerente pela disponibilidade de múltiplos canais de voz. Uma vez que canais são designados para usuários na medida da necessidade e nenhum usuário está vinculado a um canal específico, uma falha em um dos canais não será normalmente percebida pelo usuário. Mesmo sendo este fato improvável, na ocorrência de falha em um canal, o Controlador coloca este canal fora de serviço e não o seleciona para nenhum grupo de conversação. Os outros canais continuarão a ser alocados normalmente.

Troca do Canal de Controle
Até quatro dos canais de voz são habilitados para poderem operar como canal de controle no sistema. No caso de uma falha do canal de controle, o Controlador seleciona automaticamente outro canal como novo canal de controle e o coloca em serviço.

Desativação de Receptor por Interferência
Condições particulares diferentes da falha em uma repetidora podem determinar a não utilização de um canal. Uma destas condições é a presença de interferência num receptor. Esta situação ocorre quando um sinal de radiofrequência alheio ao sistema está sendo recebido pela repetidora e em consequência o canal é bloqueado.

Desativação de Transmissor por Perda de Potência
Além de detectar a presença de interferência, o Controlador do Sistema está programado para detectar a perda, ou diminuição da potência de saída do transmissor. Caso a potência de saída de um dos transmissores caia abaixo de um certo nível, a central será informada para não designar mais este canal. O limite será ajustado de tal forma que um canal será automaticamente retirado de serviço quando sua potência de saída caia a níveis no qual a comunicação é degradada.

Auto Diagnósticos
O Controlador do Sistema tem a capacidade de diagnosticar problemas no sistema. As rotinas de diagnóstico realizadas pelo controlador são a sua integridade e a integridade das interfaces com os receptores e transmissores. O resultado destas rotinas de diagnóstico pode ativar alarmes visuais ou audíveis no local do controlador. Contatos secos no interior do controlador são previstos para a interface com estas funções de controle.

Modo Failsoft
Failsoft é um nível adicional de segurança da operação do sistema nos casos de falha. Este recurso permite que os usuários do sistema continuem a comunicação através de seus canais de Failsoft preestabelecidos.