radiocomunicação digital

‘O rádio é o salva-vidas do policial. Quando segundos contam, a comunicação clara e eficiente é que

faz a diferença para um motorista ferido, para a vítima de um crime ou para um policial ferido.’

Coronel W Steve Flaherty, Estado da Virgínia, EUA.

As redes de radiocomunicação digitais foram especificadas e desenvolvidas para

serem utilizadas principalmente por órgãos de Segurança Pública, e por este motivo o

foco principal deste artigo é analisar com maior riqueza de detalhes, as características

que apresentam aplicabilidade para estes órgãos, tendo em vista que um sistema de um

modo geral oferece mais recursos e serviços do que seria necessário, para desta forma

viabilizar seu uso em outras aplicações.

Inicialmente apresentaremos quais são as características mínimas que uma rede

de radiocomunicação necessita possuir para ser utilizada por órgãos de Segurança

Pública.

Os requisitos técnicos que compõe cada padrão de radiocomunicação digital são

apresentados no formato de uma tabela, sendo que os principais itens são comentados,

de forma a apresentar informações extras, para melhor fundamentar a análise

comparativa que procuramos realizar neste artigo.

2. Características mínimas de uma rede de radiocomunicação

Uma rede de radiocomunicação digital para ser utilizada por órgãos de

Segurança Pública deve possuir pelo menos as seguintes características:

1. Utilizar protocolos abertos e possuir diversos fabricantes de terminais e

infraestrutura;

2. Possibilitar o serviço de comunicação via radiofreqüência, para voz e dados

(para envio e recebimento);

3. Possibilitar interconexão com Internet via protocolo TCP/IP e disponibilizar

serviço de comunicação com suporte à voz sobre IP;

4. Utilizar técnicas para uma comunicação segura, com a implementação de

criptografia dinâmica na interface aérea, para codificação de voz e transmissão

de dados;

5. Selecionar automaticamente a canalização de radiofreqüência para

encaminhamento das comunicações de forma transparente ao usuário (sistema

troncalizado);

6. Estabelecimento de chamada em tempo inferior a 500 ms;

7. Estabelecer níveis diferentes de prioridades (para chamadas em grupo ou

individual);

8. Comunicações de dados com velocidade superior a 7,2 kbps;

9. Desconectar uma comunicação quando outro transceptor, configurado com

maior privilégio, necessitar estabelecer uma comunicação e o sistema estiver

saturado;

10. Estabelecer chamadas de emergência;

11. Realizar ações de aglutinação e restauração dinamicamente de grupos préexistentes

no sistema, possuir estrutura flexível e hierárquica de grupos;

12. Realizar chamadas através de console de despacho; e selecionar

simultaneamente grupos e/ou indivíduos nas consoles de despacho;

13. Monitoração da atividade (scan) dos grupos de conversação;

14. Intercomunicação imediata e direta com um usuário ou um grupo de usuários,

tanto local quanto de outras regiões, e capacidade de operação multisítio;

15. Roaming para voz e dados em redes de mesma tecnologia;

16. Permitir habilitação e a desabilitação via aérea do acesso de terminais ao

sistema;

17. Gravação das comunicações de voz;

18. Interconexão com outras redes de radiocomunicação para redes troncalizadas e

convencionais (analógicos ou digitais);

19. Possuir um número de identificação único por terminal;

20. Identificar usuário chamador, sem a necessidade de qualquer ação por parte do

usuário chamado, nos terminais portáteis, móveis, fixos e nas consoles;

21. Intercomunicação direta entre rádios, sem necessidade do sinal de

radiofreqüência ser processado pela estação rádio base ou estação repetidora;

22. Operação em faixas de freqüências destinadas à correspondência oficial;

23. Operação em larguras de faixa de canal compatíveis com a legislação;

24. Todos os equipamentos devem estar certificados e homologados pela ANATEL;

25. Capacidade de operar nas bandas alocadas para comunicação oficial pela

ANATEL;

26. Possuir estação repetidora móvel com possibilidade de ser transportada e

alimentada por veículo tipo utilitário, e que possam operar como extensores da

área de cobertura;

27. Possibilitar interconexão com a rede de telefonia pública;

28. Possuir terminais móveis com receptor de GPS, que transmitam a posição;

29. Possuir terminais digitais que possam operar também em modo analógico;

30. Interoperabilidade e interconexão com as redes que estejam em operação.

A seguir passaremos a analisar as principais características capazes de

influenciar no desempenho de uma rede de radiocomunicação digital.

O item 4 apresenta a ‘banda de freqüência’ de operação de cada padrão de

radiocomunicação, sendo que neste quesito o TETRA possui pior desempenho, tendo

em vista que sua freqüência mais baixa de operação é de 380 Mhz, enquanto que no

APCO-25 chega a 130 Mhz e no TETRAPOL até mesmo a 70 Mhz. Quanto menor a

freqüência de operação, maior será a área de cobertura de cada sítio, ou seja, serão

necessário menor investimento em infraestrutura, isto se o custo de cada site fosse

similar para cada padrão, no entanto o custo de cada site varia de acordo com o projeto e

padrão da rede. Existe um custo mínimo necessário para ativação de um Site, tendo em

vista ser necessário prever a compra ou locação de um terreno, a construção de uma

torre, construção de um abrigo para guardar os equipamentos, compra de geradores e

banco de baterias, gastos para manutenção das instalações e pagamento da conta de

energia elétrica. Todos estes custos são independentes do equipamento que será

instalado no local. Quanto maior a quantidade de sites, maior serão os custos, porque

nem todos os locais considerados tecnicamente ideais para instalação do Site, poderão

receber esta infraestrutura. Os sites são ativados onde é possível e não onde deveriam

ser instalados, tornando-se necessário ativar mais sites do que o previsto no projeto

original.

Os itens 5 e 6 apresentam o espaçamento e quantos canais podem operar em 25

kHz. O TETRA apresenta uma eficiência espectral 100% superior ao APCO-25 e

TETRAPOL, que apresentam o mesmo desempenho, ou seja, em 25 kHz consegue

utilizar apenas dois canais tendo em vista que cada canal utiliza 12,5 kHz, enquanto que

o TETRA possui canais de 6,25 kHz. Quanto menor for o canal, maior a quantidade de

canais podem ser utilizados em determinada banda de freqüência. Esta é uma

característica importantíssima tendo em vista que o espectro de radiofreqüência

encontra-se cada vez mais saturado, sendo este justamente a principal virtude das redes

troncalizadas, que são capazes de utilizar a mesma freqüência para diversas redes, sem

que haja interferências entre elas. No entanto não basta utilizar uma rede troncalizada

para resolver o problema de espectro de radiofreqüência, é necessário utilizar canais

cada vez menores, a fim de aumentar a quantidade destes, mas neste aspecto o principal

problema é a qualidade, tendo em vista que em canais com pequena largura a qualidade

do áudio pode ser prejudicada, bem como, poderá ficar limitada a taxa de transmissão

de dados. A rede TETRA apresenta áudio com boa qualidade e resolve o problema da

taxa de transmissão de dados, alocando simultaneamente, quando necessário, quatro

canais, de forma a multiplexar e quadruplicar a taxa de transmissão de dados. O APCO-

25 e o TETRAPOL estão desenvolvendo-se tecnologicamente, de modo a viabilizar sua

operação em canais de 6,25 kHz, a fim de suprir esta deficiência na otimização do

espectro de radiofreqüência.

O item 7 apresenta a ‘potência do equipamento móvel’, sendo que em

comparação com sistema analógicos, há uma redução na potência dos equipamentos, de

modo que temos mais um motivo para justificar a necessidade de ser empregado nestas

redes um número muito maior de sites. O principal motivo desta redução da potência, é

que na Europa e nos Estados Unidos, temos a presença de agências reguladoras, que

preocupadas em não expor o ser humano a emissões de radiofreqüência, cujo resultado,

não foram até o presente momento exaustivamente analisado pela ciência, sendo que na

dúvida optou-se por determinar o desenvolvimento de equipamentos que apresentem

menor risco possível para a saúde humana, e conseqüentemente operem com potências

inferior a dos equipamentos de redes analógicas. A cobertura e propagação de

radiocomunicação apresenta as seguintes características: quanto maior a potência e

sensibilidade maior a cobertura; quanto maior a freqüência e modulação mais complexa

menor será a cobertura. Um sistema com maior cobertura necessita de mais:

freqüências, mais sítios, mais enlaces, mais equipamentos, é mais complexo, e apresenta

maior custo de aquisição e manutenção.

O item 10 ‘taxa de transmissão de dados’, não pode ser analisado a partir de

números absolutos, tendo em vista que uma variável muito importante a ser analisada é

a sensibilidade dos transceptores utilizados e da própria estrutura de rede, tendo em

vista que a sensibilidade influencia diretamente na taxa de erros, conseqüentemente não

adianta ter um fluxo com grande quantidade de dados, se o índice da taxa de erros for

alto, neste caso será necessário descartar muitos pacotes, resultando em desempenho

inferior ao apresentado por velocidades inferiores, mas com menores taxas de erros.

Outro aspecto importante é que o índice apresentado trata-se de velocidade máxima

nominal, que é a velocidade de pico da rede. O índice que apresentaria melhor qualidade

para fazer-se uma comparação técnica seria obtido a partir da análise da taxa média de

tráfego de dados em condições similares.

Os itens 14 a 19 apresentam a ‘análise comparativa do path loss’ (cálculo

elaborado a partir da fórmula Okumura-hata), e qual o tamanho das células em áreas

urbanas e rurais, conforme ilustra gráfico 1. Esta característica apresenta reflexo

imediato nos custos de uma rede de radiocomunicação, tendo em vista que quanto

maior a quantidade de sites maior será, em geral, o valor a ser investido em

infraestrutura, bem como maior será o custo de manutenção da rede. A diferença entre

os padrões é extremamente acentuada, tendo em vista que o TETRA apresenta o pior

desempenho, tanto em área rural, quanto em área urbana é inferior ao TETRAPOL, que

apresenta por sua vez um desempenho apenas mediano, sendo o APCO-25 é a rede que

apresenta o maior tamanho de célula, conseqüentemente uma rede com este padrão

possuirá um menor número de sites.

Bibliografia

http://www.apco911.com. Acesso em 01/09/04.
http://www.project25.org
http://www.tetrapol.com. Acesso em 01/09/04.
http://www.tetramou.com. Acesso em 01/09/04.

PADRÕES DE RADIOCOMUNICAÇÃO DIGITAL - Eduardo Gonçalves da Silva