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UNIVERSIDAD FERMIN TORO
FACULTAD DE INGENIERIA
INTEGRANTES:
DARIO YSAACURA C.I.: 17.782.690
CARLOS ANDRADE C.I.: 22200575
LUIS RODRIGUEZ C.I.: 20891417
PROF.: HEDDY GIMENEZ
MATERIA: RADIOENLACE
RADIOENLACE
Sistema de comunicaciones que trabajan en la banda de frecuencias ultraelevadas (uhf- 300mhz a 3ghz ) , y utilizan un haz radioelectrico como si fuera un rayo de luz para establecer un enlace punto a punto entre dos estaciones transreceptoras.
ESQUEMA BÁSICO DE UN RADIOENLACE
Las señales de voz, video o datos se transmiten, por lo general, a través de medios guiados. Pero, cuando las distancias son grandes, o cablear es caro, o por razones de movilidad, se utiliza la transmisión por ondas de radio → radioenlace. Es una interconexión entre terminales fijos o móviles efectuada por ondas de radio
TIPOS DE RADIOENLACES
Existen dos tipos:
Radioenlaces Por Microondas:
Satelital: Uno de los terminales está en un satélite. El satélite es un
repetidor emplazado en el espacio.
Terrestres: Todos los terminales están en Tierra. Generalmente los
radioenlaces se explotan entre 2 y 50 GHz, por eso se llaman radioenlaces
por microondas. En estas frecuencias, es posible obtener radiaciones
altamente direccionales, apropiadas para enlaces punto a punto.
El modo de propagación de las microondas es por onda espacial, llamada
también propagación con línea de vista.
ANTECEDENTES
Heinrich Hertz en 1887, fue capaz de producir las primeras ondas de radio las microondas analógicas fueron las primeras que se instalaron y tenían la finalidad de trasmitir canales telefónicos y de televisión.
MICROONDAS
Frecuencia mayor a 1 ghz y cuya longitud de onda es de unos cuantos centímetros
Emplea sistemas de transmisión de punto a punto
Las antenas operan en el modo línea de vista espaciadas entre 40 y 50 km
Usa tecnología half dúplex
ENLACES DE DATOS VIA MICROONDAS
Básicamente un enlace vía microondas consiste en tres componentes fundamentales:
El transmisor.
El receptor.
El canal aéreo
RADIOENLACES DE MICROONDAS POR SATELITES
CARACTERISTICAS
Utiliza intervalos de frecuencia, cada vez más altos, del orden de los ghz.
Cada enlace está separado, por una distancia que normalmente oscila alrededor de los 50 km.
Es necesario que las antenas se vean ópticamente.
Cuanta más alta es la frecuencia de trabajo, mayor es la cantidad de canales que pueden ser obtenidos mediante los procedimientos de multiplicación.
MICROONDAS DIGITALES
Permiten la regeneración de los pulsos que por el sistema de comunicaciones son transmitidos. La regeneración de la señal da mayor tolerancia la ruido y a las interferencias.
LAS ANTENAS DE MICROONDAS
Las antenas usadas en la transmisión de señales de microondas están compuestas por dos partes principales el reflector y el alimentador y pueden ser clasificadas en:
Omnidireccionales: es cuando irradian energía en todas las direcciones con igual intensidad
Direccionales: son cuando la energía transmitida es concentrada en un delgado haz dirigido hacia la antena receptora.
VENTAJAS DE LOS RADIOENLACES DE MICROONDAS
Instalación más rápida y sencilla.
Conservación generalmente más económica y de actuación rápida.
Puede superarse las irregularidades del terreno.
Puede aumentarse la separación entre repetidores, incrementando la altura de las torres.
DESVENTAJAS DE LOS RADIOENLACES DE MICROONDAS
Restricción a tramos con visibilidad directa para los enlaces. Necesidad de acceso adecuado a las estaciones repetidoras
Las condiciones atmosféricas pueden ocasionar desvanecimientos intensos y desviaciones del haz, lo que implica utilizar sistemas de diversidad y equipo auxiliar requerida, supone un importante problema en diseño.
PRINCIPALES APLICACIONES
Datos Telegrafo/telex/facsímile Canales de televisión. Video Telefonía celular
VENTAJAS DE LOS RADIOENLACES DE MICROONDAS COMPARADOS CON LOS SISTEMAS DE LINEA METALICA
Volumen de inversión generalmente mas reducido. Instalación más rápida y sencilla. Conservación generalmente más económica y de actuación rápida. Puede superarse las irregularidades del terreno. La regulación solo debe aplicarse al equipo, puesto que las características
del medio de transmisión son esencialmente constantes en el ancho de banda de trabajo.
Puede aumentarse la separación entre repetidores, incrementando la altura de las torres.
DESVENTAJAS DE LOS RADIOENLACES DE MICROONDAS COMPARADOS CON
LOS SISTEMAS DE LINEA METALICA
Explotación restringida a tramos con visibilidad directa para los enlaces. Necesidad de acceso adecuado a las estaciones repetidoras en las que hay
que disponer de energía y acondicionamiento para los equipos y servicios de conservación. Se han hecho ensayos para utilizar generadores autónomos y baterías de células solares.
La segregación, aunque es posible y se realiza, no es tan flexible como en los sistemas por cable
Las condiciones atmosféricas pueden ocasionar desvanecimientos intensos y desviaciones del haz, lo que implica utilizar sistemas de diversidad y equipo auxiliar requerida, supone un importante problema en diseño.
ESTRUCTURA GENERAL DE UN RADIOENLACE POR MOCROONDAS
EQUIPOS
Un radioenlace esta constituido por equipos terminales y repetidores intermedios. La función de los repetidores es salvar la falta de visibilidad impuesta por la curvatura terrestre y conseguir así enlaces superiores al horizonte óptico. La distancia entre repetidores se llama vano.
Los repetidores pueden ser:
Activos Pasivos
En los repetidores pasivos o reflectores. No hay ganancia. Se limitan a
cambiar la dirección del haz radioelectrónico.
PLANES DE FRECUENCIA - ANCHO DE BANDA EN UN RADIOENLACE POR MICROONDAS
En una estación terminal se requieran dos frecuencias por radiocanal. Frecuencia de emisión. Frecuencia de recepción. Es una estación repetidora que tiene como mínimo una antena por cada dirección, es absolutamente necesario que las frecuencias de emisión y recepción estén suficientemente separadas, debido a:
La gran diferencia entre los niveles de las señales emitida y recibida, que puede ser de 60 a 90 dB.
La necesidad de evitar los acoples entre ambos sentidos de transmisión. La directividad insuficiente de las antenas sobre todas las ondas métricas.
Por consiguiente en ondas métricas (30-300 Mhz) y decimétricas (300 Mhz -
3 Ghz), conviene utilizar cuatro frecuencias (plan de 4 frecuencias). En ondas centimétricas, la directividad es mayor y puede emplearse un plan
de 2 frecuencias. Ubicación geográfica
De Pedraza a Sabaneta: 86,69Km.
Selección de equipos de transmisión y recepción (antenas, en la banda
asignada).
Ganancia de las antenas: Seleccionaremos antenas parabólicas. Podemos
seleccionarlas mediante catalogo, como por ejemplo, una antena parabólica
estándar Andrew PAR10-59A, que es utilizada en el rango de 4.250 a 4.850 GHz,
tiene un diámetro de 3 m, una ganancia en el centro de la banda de 43.2 dB y una
relación frente a espalda de 62 dB. En caso que no contemos con estas
especificaciones, podemos calcular en forma aproximada la ganancia de la
antena en función de su diámetro, utilizando la siguiente relación:
G(dB) =10logη + 20logD (m) + 20logf (MHz) − 39.6
donde: η es la eficiencia de la antena
D es la sección transversal
f es la frecuencia central de la banda.
Espectro de asignación de frecuencia de canales.
Frecuencia central: Según la recomendación 383-1 del CCIR, para 1800 canales
telefónicos, la frecuencia central recomendada en la banda de los 4 GHz es de
4,550 GHz. Seleccionamos un sistema de 800 canales máximo por portadora, ya
que disponemos de 1 canal de RF, que dan un total de 1x800 = 800 canales.
Ancho de banda: Nuevamente según la recomendación 383-1 del CCIR, para
800 canales telefónicos, se recomienda un ancho de banda de 500 MHz.
Levantamiento topográfico.
Cálculos de potencia de recepción y selección de vanos.
Para sistemas telefónicos, para más de 960 canales telefónicos, se utilizan
vanos generalmente entre 50 y 60 Kms, para mayor capacidad (1800 a 2700
canales) la longitud es normalmente menor a 45 Kms. También se puede hacer
una estimación inicial de acuerdo a la banda de frecuencia utilizada, según la
norma de Noboru Mino, presentada en la tabla 1.
Banda de frecuencia Longitud del vano
2 GHz 70 Km±20%
4 – 6 GHz 50 Km±20%
11 GHz 30 Km o menos
Sobre el perfil del terreno presentado debemos realizar la corrección del
perfil correspondiente al radio equivalente de la tierra; en nuestro caso usamos
k = 4/3, que corresponde a las condiciones normales de nuestro clima tropical.
Para hacerlo aplicamos la ecuación, que establece que
103,5
3
474,12
7,86
74,12
2.1
k
ddh
Cálculos de puntos de reflexión.
El cálculo del punto de reflexión lo tratamos como un proceso iterativo.
Mediante la inspección del perfil del terreno, seleccionamos un punto que nos
servirá como inicialización del método; mientras más cercana sea esta
estimación a la ubicación real del punto de reflexión, menor será el número de
iteraciones necesarias.
Para ello utilizaremos el Software Radio Mobile para realizar dichos cálculos:
La distancia entre Pedraza_Barinas y Sabaneta-Barinas es 86,7 km (53,9 miles)
Azimut norte verdadero = 30,58°, Azimut Norte Magnético = 40,14°, Angulo de
elevación = -0,4381°
Variación de altitud de 5,0 m
El modo de propagación es dispersión, horizonte doble, 2,4F1 a 43,2km
La frecuencia promedio es 4550,000 MHz
Espacio Libre = 144,3 dB, Obstrucción = 60,0 dB ITM, Urbano = 0,0 dB, Bosque =
1,0 dB, Estadísticas = 0,4 dB
La pérdida de propagación total es 205,7 dB
Ganancia del sistema de Pedraza_Barinas a Sabaneta-Barinas es de 186,0 dB
Ganancia del sistema de Sabaneta-Barinas a Pedraza_Barinas es de 186,0 dB
Peor recepción es 19,7 dB bajo el señal requerida a encontrar 50,000% de
tiempo, 70,000% de situaciones
Cálculos de parámetros de calidad del enlace:
Ambos Puntos tomados para el diseño se encuentran separados entre sí
por una distancia de 86,7 Km.
dBd
Lbf
4log20
mf
075.010*4
10*310*39
88
dBLbf 24,2310*75
7,864log20
3
Donde:
Lbf : pérdida básica de transmisión en el espacio libre (dB)
d : distancia
: Longitud de onda
d y se expresan en las mismas unidades.
Podemos adoptar las siguientes características estándares de los
dispositivos; en caso de contar con las especificaciones del fabricante, se puede
obtener un resultado más ajustado a la práctica:
Ruido de intermodulación del transceptor: 25 pW
Ruido de intermodulación en feeder: 30 pW
Ruido de intermodulación por modem: 40 pW
Ruido plano por modem: 40 pW
Ruido plano de un transceptor: 20 pW
Ruido plano de un conmutador: 5 pW
Ruido plano total
Si asumimos que el ruido producido por los transmisores, receptores y el
transceptor es equivalente al producido por tres transceptores, y que el ruido
producido por los moduladores, demoduladores y el modem es equivalente al
que producen tres modems, tenemos que:
RPT = 2x (20pW) + 2x (40pW) + 1x (5pW)
RPT =125 pW.
Ruido de intermodulación total
RIT = 2x (25pW) + 2x (40pW) + 1x (30pW)
RIT = 160 pW.
Potencia de ruido total
RT = 125 + 160
RT = 285 pW.
Potencia de ruido total en presencia de desvanecimiento
RTF = 285 + 53.99
RTF = 478.99 pW.
a) Relación señal a ruido.
S/N = PR −10log(n)−10 log(kTb)+ 20log(Δfe )− 20log f BB +10 log Pfs +10log Pfp
Tenemos que:
10log (n) = -8dB
10log (kTb) = 10log(1.38x10-23x300x3.1x106) = -139 dBm (a temperatura
ambiente)
Δfe = 200 kHz
fBB = 8024 kHz
10log (Pfs) = 2,5 dB.
10log (Pfp) = 4 dB.
Sabemos que PR = Pt + Gt + Gr - Lp - Lf - Lb .
PRA−B = 37 + 2x(43.2)−144.2 −15 − 2.4 (dB)= −38.2 dBm .
En general tendremos que S/N (dB) = PR (dBm) +105.43.
S/N (dB) = −38.2+105.43=67.23 dBm
b) Ruido psofometrico sin desvanecimiento.
La potencia de ruido psofométrico está dada por
pw189.2341010pwPn 10
23,6790
10
N/S90
c) Ruido psofometrico con desvanecimiento.
La degradación del sistema prevista en la figura no estará presente en
nuestro sistema.
Desvanecimiento medio en una hora en función del número de vanos y F0.1 sin diversidad de espacio
Numero de canales telefónicos
#canales= Telefonia de RF canales 475.3800
3000
Factor de Calidad
Recomendación UIT
Pn=3*L*300=3*86.7*300=78030 pW=78.03 mW
VANO_A_PS
Pn = 3*0.935*300 = 841.5 pW
VANO_B_PS
Pn = 3*2.805*300 = 2524.5 pW
VANO_C_PS
Pn = 3*14.195*300 = 12775.5 pW
REPETIDORA
Pn = 3*64.195*300 = 57775.5 Pw
Pntotal = 841.5+2524.5+12775.5+57775.5=73.907*10-6W
Luego Pn>Pntotal el enlace tiene calidad sin desvanecimiento
Mapas donde se muestren los puntos geográficos a enlazar
Población de Pedraza Estado Barinas
Latitud: 8° 3'56.03"N
Longitud: 70°19'56.28"O
Nodo_A_PS
Latitud:8°11'53.77"N
Longitud:70°14'59.61"O
Nodo_B_PS
Latitud: 8°18'35.86"N
Longitud: 70°10'56.61"O
Nodo_C_PS
Latitud: 8°36'55.93"N
Longitud: 70° 0'14.51"O
Población de Sabaneta Estado Barinas
Latitud: 8°44'13.52"N
Longitud: 69°55'50.72"O
Población de Sabaneta Estado Barinas al Nodo_A_PS
La distancia entre Pedraza_Barinas y Nodo_A_PS es 17,3 km (10,8 miles)
Azimut norte verdadero = 31,57°, Azimut Norte Magnético = 41,14°, Angulo de
elevación = -0,1239°
Variación de altitud de 5,0 m
El modo de propagación es línea de vista, mínimo despeje 0,9F1 a 8,6km
La frecuencia promedio es 4550,000 MHz
Espacio Libre = 130,3 dB, Obstrucción = -5,1 dB TR, Urbano = 0,0 dB, Bosque =
0,0 dB, Estadísticas = 4,0 dB
La pérdida de propagación total es 129,3 dB
Ganancia del sistema de Pedraza_Barinas a Nodo_A_PS es de 186,0 dB
Ganancia del sistema de Nodo_A_PS a Pedraza_Barinas es de 186,0 dB
Peor recepción es 56,7 dB sobre el señal requerida a encontrar 50,000% de
tiempo, 70,000% de situaciones
Población del Nodo_A_PS al Nodo_B_PS
La distancia entre Nodo_A_PS y Nodo_B_PS es 14,5 km (9,0 miles)
Azimut norte verdadero = 30,88°, Azimut Norte Magnético = 40,52°, Angulo de
elevación = -0,1121°
Variación de altitud de 1,0 m
El modo de propagación es línea de vista, mínimo despeje 1,1F1 a 7,2km
La frecuencia promedio es 4550,000 MHz
Espacio Libre = 128,8 dB, Obstrucción = -4,6 dB TR, Urbano = 0,0 dB, Bosque =
0,0 dB, Estadísticas = 3,9 dB
La pérdida de propagación total es 128,0 dB
Ganancia del sistema de Nodo_A_PS a Nodo_B_PS es de 186,0 dB
Ganancia del sistema de Nodo_B_PS a Nodo_A_PS es de 186,0 dB
Peor recepción es 58,0 dB sobre el señal requerida a encontrar 50,000% de
tiempo, 70,000% de situaciones.
Población del Nodo_B_PS al Nodo_C_PS
La distancia entre Nodo_B_PS y Nodo_C_PS es 39,2 km (24,4 miles)
Azimut norte verdadero = 29,99°, Azimut Norte Magnético = 39,68°, Angulo de
elevación = -0,2251°
Variación de altitud de 10,0 m
El modo de propagación es dispersión, única obstrucción, 0,1F1 a 19,5km
La frecuencia promedio es 4550,000 MHz
Espacio Libre = 137,4 dB, Obstrucción = 17,2 dB Mix, Urbano = 0,0 dB, Bosque =
1,0 dB, Estadísticas = 2,5 dB
La pérdida de propagación total es 158,2 dB
Ganancia del sistema de Nodo_B_PS a Nodo_C_PS es de 186,0 dB
Ganancia del sistema de Nodo_C_PS a Nodo_B_PS es de 186,0 dB
Peor recepción es 27,8 dB sobre el señal requerida a encontrar 50,000% de
tiempo, 70,000% de situaciones.
Población del Nodo_C_PS a Sabaneta-Barinas
La distancia entre Nodo_C_PS y Sabaneta-Barinas es 15,7 km (9,8 miles)
Azimut norte verdadero = 30,79°, Azimut Norte Magnético = 40,62°, Angulo de
elevación = -0,1202°
Variación de altitud de 1,0 m
El modo de propagación es línea de vista, mínimo despeje 1,0F1 a 7,9km
La frecuencia promedio es 4550,000 MHz
Espacio Libre = 129,5 dB, Obstrucción = -5,2 dB TR, Urbano = 0,0 dB, Bosque =
0,0 dB, Estadísticas = 4,1 dB
La pérdida de propagación total es 128,4 dB
Ganancia del sistema de Nodo_C_PS a Sabaneta-Barinas es de 186,0 dB
Ganancia del sistema de Sabaneta-Barinas a Nodo_C_PS es de 186,0 dB
Peor recepción es 57,6 dB sobre el señal requerida a encontrar 50,000% de
tiempo, 70,000% de situaciones.
