Radio VHF-HF


Las tecnologías de radio HF y VHF, ampliamente utilizadas para las comunicaciones de voz semi-dúplex, pueden ser aprovechadas también para comunicaciones de datos; en EHAS se ha trabajado de manera especial para llevar al máximo la velocidad, la calidad y la robustez de los enlaces de datos sobre estas tecnologías, así como para conseguirlo con equipamiento de bajo costo. Una ventaja de estas tecnologías que no hay que perder de vista es que funcionan sin línea de vista entre los equipos terminales, y permiten comunicaciones con puntos donde nada más es factible por su aislamiento en términos de lejanía y condiciones topográficas.

Acercando la voz, el servicio más demandado

Los estudios de necesidades realizados en las zonas de actuación de EHAS muestran que el servicio más demandado por los usuarios es el de la voz, y especialmente en un ámbito local (para comunicar los propios establecimientos entre sí).

La banda VHF/UHF (30 – 3000 MHz) resulta ser uno de los medios más fiables a la hora de garantizar la comunicación en zonas de cobertura de corta y media distancia sin visibilidad directa. Nótese que de haber visibilidad directa la tecnología WiFi podría ser empleada con mejores y notables prestaciones.

En la banda VHF/UHF mencionada anteriormente es posible conectar estaciones con buena calidad de voz en un radio aproximado de hasta 50km (según orografía de la zona). Esta banda presenta además gran estabilidad, y no depende de las condiciones medioambientales o del instante del día en que nos encontremos.

La banda HF (3-30MHz), por contra, permite comunicaciones de larga y muy larga distancia (miles de kilómetros) gracias a un fenómeno conocido como propagación ionosférica. Este fenómeno consiste en la reflexión de las señales de radiofrecuencia en las capas altas de la atmósfera (la más importante de ellas situada a 250 km de altitud). El principal inconveniente de HF es la baja calidad de la transmisión, toda vez que las señales transmitidas se encuentran expuestas a diversos efectos de distorsión (absorción atmosférica, elevado ruido, un acusado multicamino, entre otros). Además, las condiciones de transmisión son extremadamente variables, en función del momento del día, estación del año, actividad de las manchas solares, tormentas ionosféricas, etc.

Un paso más allá de la voz, la transmisión de datos

Una vez satisfecha la necesidad fundamental que es la comunicación de voz, la transmisión de datos se convierte también en un complemento valioso, reaprovechando siempre el mismo equipo usado en voz. Las estaciones clientes están equipadas con un PC de usuario y un router radio independiente, conectado por red ethernet, encargado del interfaz entre PC y transceptor radio. Las velocidades de transferencia que permite un canal radio son relativamente bajas (velocidades de señalización de 9600 bits por segundo (bps) en el caso de VHF y 2500 bps en HF), pero suficiente para transmisión de correo electrónico (sin desestimar la posibilidad de acceso a páginas web e incluso a mensajería instantánea, que también está soportada).

El sistema de comunicación utilizado en EHAS está basado por completo en software libre, lo que ha permitido una serie de modificaciones para mejorar el rendimiento (ha sido necesaria la implementación de sistemas de codificación más robustos y la mejora de los protocolos de comunicación para evitar la repetición innecesaria de paquetes de datos). El mayor logro ha sido el de implementar, con software libre, los diferentes niveles de la transmisión hasta obtener soluciones competitivas al nivel de módems comerciales, y a un coste mucho menor.

Tanto en VHF/UHF como en HF, la topología más habitual de las redes EHAS es la centralizada, en la que varios clientes se conectan a un mismo servidor con salida a Internet. Todo ello sin excluir otras topologías más complejas, que permiten cubrir territorios más amplios, en los que un servidor es, a su vez, cliente de otra subred.

Pasarela a la Red Telefónica Conmutada (RTC)

La solución tradicional para el acceso a línea telefónica desde estaciones radio es el uso de un dispositivo hardware llamado phonepatch. Con estos dispositivos, un usuario radio puede -a través de micrófonos con teclado DTMF- realizar y recibir llamadas de la red telefónica conmutada. No obstante, un sistema basado en phonepatch tradicionales es excesivamente rígido, especialmente en un momento la telefonía por Internet (VoIP: voz sobre IP) está en clara expansión. Por esta razón, hemos desarrollado un phonepatch software propio, capaz de trabajar en colaboración con la centralita telefónica software de mayor difusión en la actualidad, Asterisk.

El phonepatch para Asterisk es totalmente configurable y compatible con transceptores HF y VHF. El esquema de red es similar al de la transmisión de datos: un servidor situado en un punto central conectado a Internet (VoIP) o RTC, se usa como estación de enlace para la comunicación con diversos clientes. Así, un usuario radio puede llamar y recibir llamadas de toda la red EHAS de teléfonos IP (sin coste alguno) y de la red analógica (para llamadas salientes, y para no complicar el sistema de tarificación, los usuarios usan tarjetas prepago).

Limitaciones

A pesar de las enormes utilidades, la tecnología radio VHF/HF presenta una serie de limitaciones que han supuesto un reto para continuar las investigaciones de EHAS:

  • La comunicación de datos es muy lenta, limitando mucho los servicios a los que se puede dar acceso; la comunicación de voz y datos no pueden producirse simultáneamente.
  • Los equipos de transmisión consumen mucho, lo cual encarece la instalación y disminuye el tiempo de disponibilidad diaria de los enlaces en instalaciones energéticamente autónomas.
  • La voz semi-dúplex es difícil de adaptar a la red telefónica, y se necesita operar en frecuencias para las cuales hay que obtener una licencia, lo cual tiene implicaciones de coste y de escalabilidad.

Todo esto ha motivado a EHAS para investigar otras tecnologías que ofrezcan prestaciones mejores como las WiFi/WiMAX. En un principio abandonamos las comunicaciones vía satélite porque, si bien están disponibles en casi cualquier punto del globo, incumplen flagrantemente la limitación en el coste de operación; en general, instalar y operar el acceso a redes de comunicación por satélite es extremadamente caro, y de todas formas, en zonas rurales donde la población está muy dispersa, requieren de otras soluciones complementarias para la distribución de la conectividad.

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