Los canales en RFID UHF GEN2 para Europa y EE.UU.

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Las frecuencias de emisión y recepción de RFID UHF con las que funcionan los sistemas de cronometraje no son las mismas en todo el mundo. En cada país o región los órganos responsables de definir estos estándares marcan las frecuencias. Por lo tanto, las frecuencias, los canales, el tamaño de los mismos, las técnicas y las potencias cambian de un país a otro.

En este artículo nos vamos a centrar en Europa y Estados Unidos, aunque primero te explicaré por qué la definición de estos elementos es fundamental para el funcionamiento de chips y lectores.

 

Índice

 

¿Cómo funciona el RFID?

Vayamos paso a paso.

  1. Los lectores RFID colocados dentro del equipo de cronometraje emiten una señal.  Esta señal tiene la potencia suficiente para encender un chip a una cierta distancia, pero también comandos que el chip será capaz de interpretar y responder. El comando más común es aquel en el que el lector pide que todos los chips que están encendidos en su campo de acción se identifiquen.
  2. La antena del chip capta la energía y el chip la transforma hasta encenderse, siempre y cuando la energía sea lo suficientemente potente.
  3. La antena del chip tiene un tamaño muy concreto que hace rebotar una pequeña parte de la señal que recibe. Esto sucede porque está sintonizada a la frecuencia del lector. Si no lo estuviera, no rebotaría nada (o casi nada). Piensa en una cerradura y una llave: si no tienen las mismas medidas, la puerta no se abre. Todos recordamos el problema que hubo con la antena del iPhone 4 cuando con la mano se cortocircuitaba la antena, cambiando su dimensión efectiva.

Por lo tanto, tenemos un chip que es capaz de encenderse, de recibir comandos y de rebotar parte de la energía gracias a que la antena tiene un tamaño ideal.

¿Cómo exactamente da su respuesta el chip? Muy fácil.

El chip tiene un interruptor, un transistor más gordo que los demás, que une la parte de arriba de la antena con la de abajo. Por lo tanto, es capaz de modificar el tamaño ideal de la antena a voluntad y, de esa forma, rebotar o no rebotar energía. Vamos, que la antena se parte en dos o se une a voluntad del chip. El lector interpreta esos rebotes intermitentes de energía, recibiendo así la respuesta del chip. Inteligente, ¿verdad?

Simplificando muchísimo todo este proceso, el resultado podría entenderse como algo así:

  • En los momentos en los que la señal está arriba, el chip ha cerrado el interruptor.
  • En los momentos en los que la señal está abajo, el interruptor está abierto y el chip no devuelve energía.

 

senal-frecuencia-rfid-de-un-chip


La señal de la imagen tiene una frecuencia como cualquier señal digital. Esa señal digital se suma a la señal que ha enviado el lector y que el chip está rebotando. Por lo tanto, podríamos pensar que las frecuencia de la señal rebotada del lector se ve modificada por los cortes que realiza el chip y su interruptor.

¿A qué frecuencia queda la respuesta? Más o menos a la frecuencia del lector más el tamaño del canal: en Europa 200Khz y en USA 500Khz aproximadamente. Por ejemplo, en Europa, entre el primer y segundo canal de máxima potencia, se encuentra el canal de respuesta de los chips cuyos lectores les han preguntado en el primer canal. Entre el segundo y tercer canal, se encuentra el canal de respuesta de los chips que han sido interrogados desde el canal 2 y sucesivamente.

 

Estándares de RFID en Europa

En Europa, el órgano encargado de regular los estándares RFID es el CEPT, aunque cada país tiene potestad para establecer lo que estime conveniente. Por ejemplo, el rango de frecuencias en Reino Unido es distinto al resto.

El CEPT se basa en los estándares ETSI. ETSI es una organización sin ánimo de lucro, con más de 800 miembros de 66 países distintos. Su misión es la de proporcionar estándares de alta calidad para tecnologías de telecomunicaciones. RFID GEN2 es una de ellas.

El estándar Gen2 de RFID es el que usamos casi todos los fabricantes de tecnología de cronometraje: timingsense, MyLaps, RaceResult, Chronotrack, Macsha, Ipico…

En Europa GEN2 consta de 15 canales, pero un lector solo puede emitir en 4 a máxima potencia. Todos los lectores que hemos probado para el cronometraje transmiten únicamente en estos 4 canales:

  • 865.7 Mhz
  • 866.3 Mhz
  • 866.9 Mhz
  • 867.50 Mhz


El tamaño del canal es de 200Khz aproximadamente, dependiendo del modo. Esto daría para otro post. Para que os hagáis una idea, una señal de radio FM tiene aproximadamente ese ancho de banda.

La potencia máxima es de 2W ERP o 33 dBm ERP. Luego explico un poco más esto.

Estándares de RFID en Estados Unidos

En EE.UU., el órgano encargado de regular el estándar es FCC. FCC dedica 25 canales de aproximadamente 500 Khz de ancho de banda, en frecuencias desde 902 a 928 Mhz. Además, la potencia máxima es 4W EIRP o, lo que es lo mismo, 33.75 dBm ERP.

 

¿Qué diferencia hay entre el protocolo de EE.UU y el de Europa?

No hay mucha diferencia en cuanto a la potencia, eso es evidente, pero sí la hay en cuanto al resto.

Lo primero es que el ancho de banda por canal es mucho mayor. Lo explicaré creando un paralelismo con la luz y los colores. Estas son las longitudes de onda de la luz que, al igual que el RFID, también son ondas.

longitud-de-onda-de-luz

Si tuviésemos que distinguir dos longitudes de onda, nos sería mucho más fácil distinguir dos ondas de luz separadas por 200nm que por 50nm. Si fijamos nuestro punto inicial en una longitud de onda de 650nm, en 200nm pasa de rojo a azul, mientras que con 50nm apenas mostraría un naranja rojizo mucho más difícil de distinguir.

Con las ondas electromagnéticas sucede lo mismo, es más difícil filtrar, aunque los filtros de los lectores de hoy en día ¡son brutales! En EE.UU., al ser mayor la frecuencia, el chip contesta en menos tiempo y hay más espacio de tiempo para que contesten más chips. Así de simple.

Hay que tener en cuenta que la antena no es capaz de enviar toda la potencia que recibe.  Es mucho mayor la potencia que no llega a salir transmitida por la antena y que rebota el lector que la pobre señal que responde un chip. Las antenas no son perfectas y hay una parte que, simplemente, rebota al lector, por lo que los filtros deben de ser muy buenos.

La parte más importante para un cronometrador es cómo ambos estándares manejan los canales, ya que esto puede afectar en el cronometraje.

En Europa es muy simple. El usuario del lector elige el canal o canales en los que transmitir de los 4 de máxima potencia con una salvedad. ETSI solo permite transmitir en el mismo canal durante 4 segundos si detecta chips y 1 segundo si no detecta.

Después de este tiempo, debe de dejar de emitir durante 100ms. Es decir, que si estamos en un canal fijo, esperando a que llegue el primero, el lector está callado 1/10 parte del tiempo hasta volver a transmitir.

En Estados Unidos funciona de otra forma. Los canales allí cambian debido a FHSS (espectro ensanchado por salto de frecuencia). El lector empezará en un canal y, al cabo de un tiempo, de una forma pseudo-aleatoria, cambiará a otro canal liberando al anterior.

Lo de pseudo-aleatorio es para que todos los canales acaban usándose el mismo tiempo. En este estándar, lo único que el usuario puede hacer es limitar a 16 los canales de transmisión del lector. En timingsense no usamos dicha limitación.

¿Cómo hemos solucionado la limitación de emisión en Europa en los equipos timingsense?

En timingsense hemos reducido a 3 canales: izquierdo, derecho y suelo.

  • El canal izquierdo corresponde al canal en 865.7 Mhz.
  • El canal derecho al canal en 867.50 Mhz.
  • El canal suelo a los canales 866.3 Mhz y 866.9 Mhz.

De esta forma, si estamos en 866.3 Mhz esperando al primero, si pasa un segundo, el lector liberará el canal y pasará al canal 866.9Mhz, sin dejar de emitir en ningún momento. Si quieres saber más sobre nuestro sistema de cronometraje TS2 te recomiendo que te leas esta noticia o que visites nuestra página web. Si tienes alguna duda más concreta, ponte en contacto con nosotros. 

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