Sistema de silenciamiento codificado por tono continuo

En telecomunicaciones , el Sistema de Silenciamiento Codificado por Tono Continuo ( CTCSS) es un tipo de señalización en banda que se utiliza para reducir la molestia de escuchar a otros usuarios en un canal de radio bidireccional compartido . A veces se le denomina silenciamiento por tono o PL (Private Line), una marca registrada de Motorola. ^{[ 1 ]} Esto se logra añadiendo un tono de audio de baja frecuencia a la voz. Cuando más de un grupo de usuarios está en la misma frecuencia de radio (denominados usuarios de cocanal ), el circuito CTCSS silencia a aquellos usuarios que utilizan un tono CTCSS diferente o ningún CTCSS.

A veces se hace referencia a los códigos de tono CTCSS como subcanales , pero esto es un término incorrecto, ya que no se crean canales de radio adicionales. Todos los usuarios con diferentes tonos CTCSS en el mismo canal siguen transmitiendo en la misma frecuencia de radio , y sus transmisiones interfieren entre sí. Sin embargo, esta interferencia puede enmascararse en la mayoría de los casos. Si bien CTCSS ofrece cierta protección contra la interferencia, no proporciona ninguna seguridad contra la interceptación o el bloqueo, y los receptores que no lo tengan activado seguirán escuchando todo el tráfico.

Un receptor con solo un silenciador de portadora o de ruido no suprime ninguna señal suficientemente fuerte; en modo CTCSS, solo se activa cuando la señal también incluye el tono de audio subaudible correcto. Estos tonos no están realmente por debajo del rango de audición humana, pero la mayoría de los altavoces de comunicaciones los reproducen con poca calidad y, por lo general, se filtran antes de enviarlos al altavoz o a los auriculares.

Los transmisores de radio que utilizan CTCSS siempre transmiten su propio código de tono cuando se presiona el botón de transmisión. El tono se transmite a un nivel bajo simultáneamente con la voz. Esto se denomina codificación CTCSS . Los tonos CTCSS abarcan desde 67 hasta 254,1 Hz . Estos tonos suelen denominarse subaudibles , ya que el circuito de audio los filtra. ^{[ 2 ]} 

En un sistema de radio FM bidireccional, los niveles del codificador CTCSS suelen ajustarse al 15 % de la desviación del sistema . Por ejemplo, en un  sistema con una desviación de 5 kHz, el nivel del tono CTCSS normalmente se ajustaría a  una desviación de 750 Hz. Los sistemas diseñados a medida pueden requerir ajustes de nivel diferentes en el rango de 500  Hz a 1  kHz (10-20 %).

La capacidad de un receptor para silenciar el audio hasta que detecta una portadora con el tono CTCSS correcto se denomina decodificación . Los receptores están equipados con funciones que permiten desactivar el bloqueo CTCSS. En una consola de estación base , un micrófono puede tener un botón de pulsar para hablar dividido. Al pulsar una mitad del botón (a menudo marcada con un icono de altavoz o las letras "MON", abreviatura de "MONitor"), se desactiva el decodificador CTCSS y el receptor vuelve a escuchar cualquier señal en el canal. Esto se denomina función de monitor . A veces existe un bloqueo mecánico: el usuario debe mantener pulsado el botón de monitor o el botón de transmisión se bloquea y no se puede pulsar. Esta opción de bloqueo se conoce como monitorización obligatoria antes de la transmisión (el usuario se ve obligado a monitorizar por el diseño del hardware del propio equipo). En las radios móviles , el micrófono suele guardarse en un clip de sujeción o en una caja de sujeción que contiene un clip para micrófono. Cuando el usuario retira el micrófono del clip para colgar y realizar una llamada, un interruptor en el clip (caja) obliga al receptor a volver al modo de silenciamiento de portadora convencional ("monitor"). Algunos diseños reubican el interruptor en el cuerpo del micrófono. En las radios portátiles , un indicador LED puede brillar en verde, amarillo o naranja para indicar que otro usuario está hablando en el canal. Las radios portátiles suelen tener un interruptor o botón para la función de monitor. Algunas radios modernas cuentan con una función llamada "Bloqueo de canal ocupado", que impide al usuario transmitir mientras la radio esté recibiendo otra señal.

Un decodificador CTCSS se basa en un filtro de paso de banda muy estrecho que deja pasar el tono CTCSS deseado. La salida del filtro se amplifica y rectifica, generando una tensión continua cuando se detecta el tono. Esta tensión continua se utiliza para activar el receptor; cuando se detecta el tono, el receptor se activa y se desactiva el silencio; cuando no se detecta el tono, el receptor permanece en silencio. ^{[ 3 ]}

Dado que el período es el inverso de la frecuencia , las frecuencias de tono más bajas pueden tardar más en decodificarse (depende del diseño del decodificador). Los receptores en un sistema que usa 67,0  Hz pueden tardar notablemente más en decodificar que los que usan 203,5  Hz. En algunos sistemas repetidores , el retardo puede ser significativo. El tono más bajo puede provocar que se recorten una o dos sílabas antes de que se active el audio del receptor (se escuche). Esto se debe a que los receptores decodifican en cadena. El receptor repetidor debe primero detectar la señal portadora en la entrada y luego decodificar el tono CTCSS. Cuando esto ocurre, el transmisor del sistema se enciende, codificando el tono CTCSS en su señal portadora (la frecuencia de salida). Todas las radios del sistema comienzan a decodificar después de detectar una señal portadora y reconocer el tono en la portadora como válido. Cualquier distorsión en el tono codificado también afectará el tiempo de decodificación.

Los sistemas de ingeniería suelen utilizar tonos en el rango de 127,3  Hz a 162,2  Hz para lograr un equilibrio entre la decodificación rápida y la necesidad de que los tonos no interfieran con la parte audible del audio recibido. La mayoría de los fabricantes de controladores de repetidores de radioaficionados ofrecen una opción de retardo de audio, que retrasa la retransmisión del audio de voz durante un número seleccionable de milisegundos. Durante este periodo de retardo fijo (cuya duración se ajusta durante la instalación y luego se bloquea), el decodificador CTCSS tiene tiempo suficiente para reconocer el tono correcto. De esta forma, se puede solucionar el problema de la pérdida de sílabas al inicio de una transmisión sin necesidad de utilizar tonos de mayor frecuencia.

En los sistemas antiguos, era común evitar el uso de tonos adyacentes. En canales donde no se utilizan todos los tonos disponibles, esta es una buena práctica de ingeniería. Por ejemplo, lo ideal sería evitar usar 97,4  Hz y 100,0 Hz en el mismo canal. Los tonos son tan similares que algunos decodificadores pueden activarse falsamente  de forma periódica. El usuario a veces escucha una o dos sílabas de usuarios del mismo canal que utilizan un tono CTCSS diferente. Con el paso del tiempo, o debido a variaciones en la producción, algunas radios de un sistema pueden rechazar mejor que otras las frecuencias de tonos cercanos.

Los tonos CTCSS están estandarizados por la EIA/TIA . La lista completa de tonos se puede encontrar en su estándar original RS-220A, ^{[ 4 ]} y en el más reciente EIA/ TIA -603-E; ^{[ 5 ]} los tonos CTCSS también pueden aparecer en los manuales de instrucciones, mantenimiento u operación de los fabricantes. Algunos sistemas utilizan tonos no estándar. ^{[ 6 ]} Las radios militares de la OTAN utilizan 150,0  Hz, y esto se puede encontrar en los manuales de usuario de las radios. Algunas áreas no utilizan ciertos tonos. Por ejemplo, el tono de 100,0  Hz se evita en el Reino Unido ya que es el doble de la frecuencia de la red eléctrica del Reino Unido; una fuente de alimentación insuficientemente suavizada puede causar una apertura no deseada del silenciador (esto es cierto en muchas otras áreas que utilizan  alimentación de 50 Hz). Los tonos generalmente provienen de una de las tres series que se enumeran a continuación junto con el código PL de dos caracteres utilizado por Motorola para identificar los tonos. El conjunto más común de tonos admitidos es un conjunto de 39 tonos que incluye todos los tonos con códigos PL de Motorola, excepto los tonos 8Z, 9Z y 0Z (cero-Z). ^{[ 7 ]} La serie más baja tiene tonos adyacentes que están aproximadamente en la relación armónica de 2 ^0,05 a 1 (≈1,035265), mientras que las otras dos series tienen tonos adyacentes aproximadamente en la relación de 10 ^0,015 a 1 (≈1,035142). Un ejemplo de descripción técnica se puede encontrar en una hoja de información técnica de Philips sobre sus productos CTCSS. ^{[ 8 ]}

Algunos sistemas profesionales utilizan una inversión de fase del tono CTCSS al final de una transmisión para eliminar el ruido residual o la cola de silenciamiento. Esto es común en los sistemas de radio móvil de General Electric y Motorola. Cuando el usuario suelta el botón de pulsar para hablar, el tono CTCSS experimenta un cambio de fase de aproximadamente 200 milisegundos. En sistemas más antiguos, los decodificadores de tono utilizaban lengüetas mecánicas para decodificar los tonos CTCSS. Cuando se introducía audio con un tono resonante en la lengüeta, esta resonaba, lo que activaba el audio del altavoz. La inversión de fase al final de la transmisión (denominada "Reverse Burst" por Motorola (y registrada como marca comercial) y "Squelch Tail Elimination" o "STE" por GE) provocaba que la lengüeta dejara de vibrar abruptamente, lo que silenciaba instantáneamente el audio recibido. Inicialmente, se utilizaba un cambio de fase de 180 grados, pero la experiencia demostró que un cambio de ±120 a 135 grados era óptimo para detener las lengüetas mecánicas. Estos sistemas suelen tener la lógica de silenciamiento de audio configurada solo para CTCSS. Si se utiliza un transmisor sin la función de inversión de fase, el silenciamiento puede permanecer activado mientras la lengüeta siga vibrando, hasta 1,5 segundos al final de una transmisión mientras se detiene (a veces denominado "efecto volante" o "rueda libre").

En aplicaciones no críticas, CTCSS también puede utilizarse para ocultar la presencia de señales interferentes, como la intermodulación producida por el receptor. Los receptores con especificaciones deficientes, como los escáneres o las radios móviles de bajo costo, no pueden rechazar las señales fuertes presentes en entornos urbanos. La interferencia seguirá presente y podría bloquear el receptor, pero el decodificador evitará que se escuche. Si bien el rendimiento del sistema se verá afectado, el usuario no tendrá que escuchar el ruido producido por la recepción de la interferencia.

CTCSS se utiliza comúnmente en operaciones de radioaficionados en VHF y UHF para este propósito. En el campo de la radioafición son comunes las radios de banda ancha y extremadamente sensibles, lo que impone límites a la intermodulación alcanzable y al rendimiento de canales adyacentes. ^{[ 9 ]}

Las radios Family Radio Service (FRS), PMR446 y otras radios de consumo suelen incluir una función CTCSS denominada "tonos CTCSS", "tonos PL" o "tonos subaudibles". Estos no proporcionan privacidad ni seguridad, sino que solo sirven para reducir las molestas interferencias de otros usuarios u otras fuentes de ruido; un receptor con el silenciador de tonos desactivado escuchará todo en el canal. ^{[ 10 ]} Las radios GMRS/FRS que ofrecen códigos CTCSS suelen proporcionar una selección de 38 tonos, pero el número de tono y las frecuencias de tono utilizadas pueden variar de un fabricante a otro (o incluso dentro de las líneas de productos de un mismo fabricante) y no deben considerarse consistentes (es decir, el "Tono 12" en un conjunto de radios puede no ser el "Tono 12" en otro). ^{[ 11 ]}

• Procedimiento de radiotelefonía
• Señalización (telecomunicaciones)