ED1ZAJ Repetidor Adaptativo

Presentación el 12 de Diciembre de 2015, durante el Merca Ham de EA1RKF en Fene, de un nuevo concepto en el ámbito de la radioafición: el repetidor adaptativo.

Estas son las láminas utilizadas durante la presentación. La charla explicativa se acompañó de una demostración práctica y 100% funcional del repetidor adaptativo. En este caso el ED1ZAJ funcionando simultáneamente en dos ubicaciones, con total conectividad y enrutado D-Star en Verin(orense) y en Fene (Coruña).

La unidad adaptativa desplazada hasta Fene implementa  tecnología Plug&Talk, desarrollada por Antonio EB1AJP, permite una inmediata y efectiva interconexión de cada unidad adaptativa a la red telemática D-Star, en cualquier enrutador o punto de acceso, sin necesidad de efectuar configuración alguna en el mismo ni realizar ninguna apertura de puertos.

Allí donde se encuentre disponible alimentación eléctrica y acceso a internet, basta con poner en marcha la unidad adpatativa, y en pocos segundos dispondremos de una área de cobertura efectiva.

Fácil y eficaz.

Vamos a comentar las láminas. Comenzamos por los antecedentes:

El repetidor ED1ZAJ fué el primer repetidor D-Star de Galicia. Desarrollado completamente por el equipo de radiaoficionados cacharreo.es, bajo la dirección de Antonio EB1AJP. Fué el primer repetidor de su clase en incoporar teconlogía de funcionamiento dual digtal-analógica. Característica inédita hasta entonces que ha sido imitada posteriormente en otros repetidores digitales, y que incluso ha sido incorporada por el fabricante Yaesu recientemente en los equipos de su sistema Fusión, como una gran novedad.

Hace doce años EB1AJP experimentaba ya con el chip-modem CMX que incorporan los equipos D-Star, en las placas de packet que podemos ver en la fotografía superior.

La poca disponibilidad de modems CMX en encapsulado DIL nos llevó a producir nuestros propios adaptadores para emplear los chips CMX en formato SMD miniatura.

En la siguiente imágen podemos ver el famoso y controvertido Hot-Spot de 40 euros que había de constituir el germen del ED1ZAJ.

Es precisamente el Hot-Spot puesto en funcionamiento a título experimental por EB1AJP, y no otro, el que se está ulizando para acceder a la red D-Star desde el radioclub de la URO, tal como podemos ver en este vídeo. Grabado el día 13 de diciembre de 2010, según nos indica su autor.

Y este es el diagrama básico del primer prototipo de repetidor. Completamente operativo y funcional.

Los sistemas de voz digital son mas exigentes en lo que se refiere a la cualificación técnica de sus admistradores.  Tal vez ahí encontremos una de las claves para su lenta implantación. Las "mañas" y recursos de mantenimiento que permiten ajustar un repetidor convencional analógico a oído, e "ir tirando", se revelan poco útiles a la hora de afrontar la puesta en marcha de una instalación digital.

Se hace necesario por tanto, no solo una cierta competencia por los mantenedores de la instalación, es preciso disponer además de las necesarias herramientas y saber utilizarlas.

En la foto superior vemos el prototipo funcionando al 100% en el laboratorio, y en la foto inferior lo tenemos ya en su disposición compacta, durante la presentación pública realizada en los encuentros de radioaficionados de Meis y Fene, hace ya unos años.

Cinco años despues de su puesta en marcha el repetidor ED1ZAJ de cacharreo.es y C.D.G. sigue siendo el único de las instalaciones de esta clase existentes en nuestra Comunidad Autónoma que ofrece un eficiente funcionamiento 100% D-Star. No solo proporcionando una elevada calidad de modulación y demodulación, también enlaza correctamente con la red telemática D-Star, ofreciendo así a los usuarios del repetidor todas las posibilidades del sistema.

Pero el radioaficionado debe ser progresista y en cacharreo.es cultivamos esta virtud con un mimo especial. De modo que una vez logrado un funcionamiento óptimo del ED1ZAJ y su armónica intergración en la red D-Star de Portugal, comenzamos a pensar... ¿que podemos hacer ahora para tener algo mejor?

Este acrónimo no precisa presentación, es mundialmente conocido. Como casi todos sabemos, significa esto:

Pero este otro ya resulta menos familiar... en realidad no es tan importante. Se trata de un vocablo como cualquier otro...

Lo importante aquí es el concepto que hay detras...

O lo que es lo mismo...

Presentamos un concepto nuevo en este ámbito: el repetidor adaptativo. A primera vista podría parecer un repetidor convencional, pero no lo es. Se trata en cambio de algo sutilmente diferente, aunque muestre una evidente similitud en el nombre.

Veamos primero un diagrama de como se conforma una red D-Star típica:

Aqui vemos como a través de la red telemática D-Star, sobre internet,  se interconectan las diferentes interfaces de radio: repetidores, hot-spot, dongles, etc.... Incluso pasarelas de comunicación con otras redes de voz digital, en este caso D-Star con DMR.

Es a través de la interconexión de interfaces donde el sistema D-Star (recordemos que se trata de un sistema abierto desarrollado por y para radioaficionados) despliega una importante funcionalidad (aunque no es la única): el "call routing". Esto es, comunicación directa punto a punto entre radioaficionados en cualquier lugar del mundo a traves de su distintivo particular. Basta con introducir en el equipo el indicativo del radioaficionado al que se desea llamar. Si aquel se encuentra en una zona de cobertura del sistema D-Star, allá donde quiera que se encuentre, el sistema se encarga de buscarlo y establecer las conexiones de enrutamiento necesarias a traves de la red para establecer comunicacion directa con el.

No hay que hacer nada mas, solo introducir el indicativo del radioaficionado con el cual  se desea comunicar y ya está. Esta posibilidad no esta disponible actualmente en ningun otro sistema de voz digital para radioaficionados.

En el contexto actual, con cierta tendencia a la reducción del número de radioaficionados, pueden darse diversas situaciones entre las que vamos a considerar dos casos extremos: La asociación A, compuesta por un determinado número de socios activos, pero sin los recursos económicos suficientes para acometer la instalación, puesta en marcha y mantenimiento de una estación colectiva, o sea, un repetidor. Recordemos que según el reglamento actual, solo una asociación legalmente constituída puede poner en funcionamiento este servicio.

En el otro extremo tenemos a la ascociación B, con muy pocos socios activos, pero con una situación económica lo bastante desahogada como para tener en funcionamiento al menos una instalacion desatendida por cada socio (o incluso mas). No es broma, conocemos algún caso así.

Para optimizar el rendimiento de los repetidores de radioaficionado, ya sean de tipo urbano, interurbano o de amplia cobertura, se recurre a ubicaciones elevadas y con una significativa "visibilidad" del entorno. Además de una ubicación geográficamente ventajosa,  se dota a los repetidoresde una generosa potencia de transmisión y sus antenas se emplazan "cuanto mas alto mejor". Estas estrategias suelen derivar en problemas asociados al funcionamiento y mantenimiento del repetidor, tales como desensibilización y los daños estructurales por inclemencias meteorológicas que todos conocemos. El esfuerzo y medios necesarios para mantener en el tiempo la eficiencia funcional del repetidor no siempre puede mantenerse como sería deseable, y la instalación termina en ocasiones por hacer honor a su nombre de "estación desatendida", por no decir "mal atendida".

En cualquier caso, seamos condescendientes y pensemos que podemos considerar correcto el funcionamiento de los repetidores. Un radioaficionado que se desplaza en su vehículo puede encontrarse , en un momento dado y con respecto a la cobertura efectiva de los repetidores en funcionamiento, en alguna de estas situaciones: está cubierto por un repetidor, por mas de un repetidore simultaneamente, o por ninguno.

Las "zonas de sombra" sin cobertura, o con cobertura deficiente, pueden solventarse modificando el diagrama de radiación de la antena del repetidor, para reforzar la intensidad de señal en aquellas direcciones donde la cobertura es mas pobre. Es una técnica simple y efectiva que permite aprovechar de manera mas inteligente la energía que sale de la antena.

No obstante, y debido a circunstacias orográficas concretas, pueden aparacer zonas de sombra irresolubles optimizando el patron de radiación de la antena del repetidor. En estos casos puede recurrirse a aplicar al repetidor técnicas de  cobertura diversificada. Esto puede hacerse a dos niveles:   dotando al repetidor de receptores adicionales deslocalizados...

... O diversificando la cobertura mediante transceptores, o repetidores deslocalizados. A menudo esto conlleva la multiplicacion de uso del espectro a través de enlaces y transceptores secundarios mas allá de lo razonable, haciendo que un único canal de voz aparezca repetido ocupando múltiples canales de radio.

No obstante, una misma situación puede abordarse desde distintos puntos de vista, y afortunadamente las técnicas digitales nos invitan a adoptar nuevos enfoques. En este caso vamos a considerar el concepto de repetidor adaptativo.

Si unas líneas mas arriba veíamos como la red de radio digital D-Star se conformaba a base de interfaces diferentes, diferentes repetidores, diferentes hot-spot, diferentes dongles, siempre con vocación de componer una red de radio digital mas amplia...

¿Por que no avanzar también en el concepto de repetidor clásico?. Pasar del concepto de "repetidor" como instalacion física única y definida, al de "repetidor adaptativo", en el cual el repetidor pasa a ser una red en si misma, compuesta por "unidades adpatativas" sincronizadas.

Pensemos en ello, el repetidor adaptativo no es un repetidor, es un sistema, una red de coberura diversificada sincronizada, con una estructura flexible y adaptable.

Con una cobertura de comunciación igualmente flexible y adaptable. Con el mismo distintivo y la misma frecuencia de operacion en todas las unidades adpatativas que lo conforman. Pero ocupando un único canal de radio.

Imaginemos un repetidor clásico, con 25 vatios de potencia y un área de cobertura efectiva determinada. En el mundo real resulta inevitable la aparicion de zonas de sombra con cobertura deficiente o nula, ademas de que la calidad de la cobertura se va empobreciendo cuanto mas nos alejamos del repetidor por la atenuación de la señal de RF.

Ahora imaginemos la misma escena pero con un repetidor adaptativo. La misma cobertura efectiva, pero con total calidad en sus límites periféricos, y sin zonas de sombra. Mismo distintivo y misma frecuencia de operación en toda el área. Pero el servicio corre a cargo de pequeñas unidades adaptativas sincronizadas, empleando cada una de ellas una fracción de potencia de RF. Incluso podrian bastar tan solo unos milivatios, y mostrando una recepcion mucho mejor, sin problemas de desensibilización asociados a mayores valores de RF. Estamos hablando de que, por ejemplo, diez unidades adaptativas con una potencia de 100 milivatios cada una, emitiendo en conjunto tan solo un vatio de RF, en contraste con los 25 vatios necesarios en el caso de un repetidor clásico, podrían proporcionar en cambio una cobertura de comuniciación de mas calidad en su área de actuación.

Estas pequeñas unidades pueden reubicarse en función de necesidades puntuales, incluso desplazarse extraordinariamente fuera de su área de actuación habitual, para demostraciones o cubrir necesidades de comunicacion puntuales en actividades propias de radioaficionados. El repetidor adaptativo seguirá funcionado, sincronizado y con total intercomunicacion entre todas las unidades que lo componen. Interconectándose así mismo con otras redes o repetidores como haría un repetidor convencional.

Si nos trasladamos a una hipotética situación extrema o emergencia, con daños asociados al sistema, con pérdida de sincronicación entre las unidades adaptativas, o incluso destruccion de algunade ellas, las restantes seguirian funcionando como pequeños microrrepetidores clasicos o con sincronización limitada, proporcionando una cobertura de comunicación por sectores dentro de su área de funcionamiento.

En este escenario, un repetidor clasico quedaría totalmente inoperativo, dejando sin cobertura de comunicacion a toda su área de influencia.

Asi mismo, el repetidor adapatativo puede representar una opción mas asequible para aociaciones de radioaficionados con recursos limitados, y sin acceso a instalaciones en ubicaciones geográficas con características especiales. Se comienza por una única unidad adaptativa local y se va ampliando poco a poco el sistema en función de los recursos. También puede representar una vía a la solidaridad desde las asociaciones mas potentes, de cara a extender y falicitar la comunicación específica entre radioaficonados, en un escenario en el que cada vez somos menos y estamos mas disperos.

El repetidor adaptativo comienza a ser ya una realidad. Disponemos actualmente en Orense de una unidad adpatativa del ED1ZAJ, funcionando a nivel experimental, sincronizada con la otra unidad en funcionamiento en Verín, Orense.

No obstante, quedan aún muchas cosas por hacer, probar y optimizar, y en ello estamos. El radiaoficonado debe ser progresista y el repetidor adaptativo, mas que un fin en si mismo, no deja de ser un paso mas hacia un objetivo que no debemos perder de vista: los radioaficionados debemos disponer de nuestra propia red de datos de alta velocidad, compatible con internet, pero no dependiente de intereses ajenos a nuestra actividad.

(En los enlaces adjuntos puedes descargarte informacion adicional respecto de los sistemas de voz digital)

73.