FASE 3

CONDICIONES DEL ENTORNO QUE AFECTAN LOS RADIOENLACES

Un presupuesto de radio enlace completo es simplemente la suma de todos los aportes (en decibeles):

ü  Potencia del transmisor [dBm] – Pérdida en el cable TX [dB] + ganancia de antena TX [dBi] – Pérdidas en la trayectoria en el espacio abierto [dB] + ganancia de antena RX [dBi] – Pérdidas en el cable del RX [dB] = Margen – Sensibilidad del receptor [dBm].

Curvatura de la tierra: en el caso de radioenlaces de grandes distancias resulta evidente la curvatura de la tierra que provoca una mayor influencia de los obstáculos, hasta el punto de que puede definirse un horizonte radioeléctrico por encima del cual se crea zona de sombra. Debemos tomar en cuenta la curvatura de la tierra en nuestros cálculos debido a que pueden ser una obstrucción en la zona de Fresnel y causar pérdida de señal. La razón es que mientras mayor sea la distancia entre el transmisor y el receptor, el radio de las zonas de Fresnel se vuelve mayor.

La curvatura terrestre contribuye a aumentar la altura efectiva de los obstáculos sobre la cota imaginaria de tierra plana. El fenómeno de refracción troposférica contribuye en condiciones de atmosfera estándar (k=4/3) disminuir la altura efectiva de los mismos, pues la trayectoria recorrida por el haz electromagnético suele tener una forma cóncava si se observa desde la tierra.

Ambos efectos pueden modelarse de forma conjunta aplicando una corrección sobre la curvatura terrestre, lo que se conoce como modelo de tierra ficticia. En este caso el radio de la tierra debe multiplicarse por el factor k:

Para el cálculo del factor de corrección de la altura de los obstáculos se utiliza la expresión conocida como flecha, que representa la corrección de altura en metros que debemos sumar a la altura real del obstáculo medida sobre la cota de tierra plana:

f=d1d2/2ka

Donde k es la constante de tierra ficticia, habitualmente 4/3 en condiciones de atmosfera estándar, a es el radio de la tierra (6370km aprox.) y d1 y d2 son las distancias del obstáculo a ambos extremos del radioenlace. Si se presentan variaciones en las condiciones atmosféricas (k) provocaran cambios en la altura efectiva de los obstáculos.

con estos valores de alturas corregidas se calcularía el despejamiento de un determinado obstáculo h, o las pérdidas de difracción/obstrucción.

Zona de Fresnel: la necesidad de visión directa en estos sistemas es muy importante porque se pueden llegar a producir pérdidas importantes. El concepto de las zonas de Fresnel se puede utilizar también para analizar interferencia por obstáculos cerca de la trayectoria de una viga (antena) de radio.

Esta zona se debe determinar primero, para mantenerla libre de obstrucciones.

Las zonas de Fresnel son unos elipsoides concéntricos que rodean al rayo directo de un enlace radioeléctrico y que quedan definidos a partir de las posiciones de las antenas transmisoras y receptoras. Tienen la propiedad de una onda que, partiendo de la antena transmisora, se reflejara sobre la superficie del elipsoide y después incidiera sobre la antena receptora, habría recorrido una distancia superior a la recorrida por el rayo directo en múltiplos de media longitud de onda. Es decir, la onda reflejada se recibiría con un retarde respecto al rayo directo equivalente a un desfase múltiplo de 180°, este valor determina el n–ésimo elipsoide de Fresnel.

·         La siguiente fórmula calcula la primera zona de Fresnel:

·         En la siguiente tabla se observa el Radio [m] para la primera zona de Fresnel:

Perdida de espacio libre: es la perdida de la potencia en el espacio libre porque se esparce sobre una determinada región en el espacio a medida que se aleja de la antena transmisora, esta se calcula sobre la base de un radiador isotrópico o antena imaginaria omnidireccional que irradia la frecuencia en forma de esfera completamente uniforme en todas las direcciones, esto por medio de la siguiente relación matemática:

·         La mayor parte de la potencia de la señal de radio se perderá en el aire. Aún en el vacío, una onda de radio pierde energía (de acuerdo con los principios de Huygens) que se irradia en direcciones diferentes a la que puede capturar la antena receptora.

·         La Pérdida en el Espacio libre (FSL), mide la potencia que se pierde en el mismo sin ninguna clase de obstáculo. La señal de radio se debilita en el aire debido a la expansión dentro de una superficie esférica.

·         La Pérdida en el Espacio libre es proporcional al cuadrado de la distancia y también proporcional al cuadrado de la frecuencia. Aplicando decibeles, resulta la siguiente ecuación:

d = distancia en Km

f = frecuencia en GHz

K = constante que depende de las unidades usadas en d y f

Si d se mide en metros, f en Hz y el enlace usa antenas isotrópicas, la fórmula es:
Lp(dB)=92.44+20log*10f(GHz)+20*log10*d(km)

Lp = Pérdida de ruta

Ejemplo: una distancia de 6 kilómetros proporciona una pérdida de espacio libre de –116 dB.

Ø  En la siguiente tabla se muestran pérdidas en el espacio abierto en dB para diferentes distancias y frecuencias:

Nota: Estos valores son teóricos y pueden diferir de las mediciones tomadas, El término “espacio libre” no es siempre tan “libre”, y las pérdidas pueden ser muchas veces más grandes debido a las influencias del terreno y las condiciones climáticas. En particular, las reflexiones en cuerpos de agua o en objetos conductores pueden introducir pérdidas significativas.

Absorción: los vapores de agua y de oxigeno no condensados poseen líneas de absorción en la banda de frecuencias de microondas y de ondas milimétricas, causando atenuación en trayectos radioeléctricos terrenales y oblicuos. Es decir, existen frecuencias donde se produce una gran atenuación, separadas por ventanas de transmisión donde la atenuación es mucho menor. En el caso del vapor del agua se produce fuertes líneas de absorción para longitudes de ondas de 1.35 cm, 1.65mm e inferiores. En el caso del oxígeno, las longitudes de onda de los picos de absorción son 0.5 y 0.25cm. para calcular la atenuación causada por los gases y vapores atmosféricos sse debe acudir a la recomendación de UIT-R p. 676. En este documento se manifiesta que la atenuación de la señal radioeléctrica, A(dB), se debe medir como:

A=yr=(y0+yw)r

Donde y0 y yw son las atenuaciones especificas en dB/km para el oxigeno y el vapor de agua.

Conectores:

·         Estimar por lo menos 0,25 dB de pérdida para cada conector en el cableado. Estos valores son para conectores bien hechos mientras que los conectores mal soldados DIY (Do It Yourself) pueden implicar pérdidas mayores. Vea la hoja de datos para las pérdidas en su rango de frecuencia y el tipo de conector que usará.

·         Si se usan cables largos, la suma de las pérdidas en los conectores está incluida en una parte de la ecuación de “Pérdidas en los cables”. Pero para estar seguro, siempre considere un promedio de pérdidas de 0,3 a 0,5 dB por conector como regla general.

·         Los protectores contra descargas eléctricas que se usan entre las antenas y el radio deben ser presupuestado hasta con 1 dB de pérdida, dependiendo del tipo. Revise los valores suministrados por el fabricante (los de buena calidad sólo introducen 0,2 dB).

Pérdidas en el cable:

·         Las pérdidas en la señal de radio se pueden producir en los cables que conectan el transmisor y el receptor a las antenas. Las pérdidas dependen del tipo de cable y la frecuencia de operación y normalmente se miden en dB/m o dB/pies.

·         Independientemente de lo bueno que sea el cable, siempre tendrá pérdidas. Por eso, el cable de la antena debe ser lo más corto posible.

·         La pérdida típica en los cables está entre 0,1 dB/m y 1 dB/m. En general, mientras más grueso y más rígido sea el cable menor atenuación presentará.

Ejemplo: Para darle una idea de cuán grande puede ser la pérdida en un cable, considere que está usando un cable RG58 que tiene una pérdida de 1 dB/m, para conectar un transmisor con una antena. Usando 3m de cable RG58 es suficiente para perder el 50% de la potencia (3 dB).

Amplificadores:

·         Se pueden usar amplificadores para compensar la pérdida en los cables o cuando no haya otra manera de cumplir con el presupuesto de potencia.

·         El uso de amplificadores debe ser la última opción. Una escogencia correcta de las antenas y una alta sensibilidad del receptor son mejores que un amplificador ya que este eleva el ruido también.

·         Los amplificadores de alta calidad son costosos y uno económico empeora el espectro de frecuencia (ensanchamiento), lo que puede afectar los canales adyacentes.

·         Todos los amplificadores añaden ruido extra a la señal, y los niveles de potencia resultantes pueden contravenir las normas legales de la región.

Ganancia de antena:

·         La ganancia de una antena típica varía entre 2 dBi (antena integrada simple) y 8 dBi (omnidireccional estándar) hasta 21 – 30 dBi (parabólica).

·         Las pérdidas pueden ocurrir por muchas razones, esto significa que sólo puede esperar una ganancia completa de antena, si está instalada en forma óptima.

CRITERIOS DE CALIDAD QUE SE DEBEN TENER EN CUENTA EN LA PLANEACIÓN DE UN RADIOENLACE

ü  El límite superior depende de las regulaciones vigentes en cada país, dependiendo de la frecuencia de operación y puede cambiar al variar el marco regulatorio. En general, los radios con mayor potencia de salida son más costosos.

Pérdidas en el lado de recepción:

ü  Ganancia de antena en el lado receptor.

ü  Amplificadores en el lado receptor.

ü  El lado de Recepción con efectiva sensibilidad receptiva (effective receiving sensibility).

ü  Aplica lo mismo que la ganancia de antena en el lado emisor.

·         Sensibilidad en el receptor: La sensibilidad de un receptor es un parámetro que merece especial atención ya que identifica el valor mínimo de potencia que necesita para poder decodificar/extraer “bits lógicos” y alcanzar una cierta tasa de bits.

Muestra el mínimo valor de potencia que necesita para poder decodificar/extraer “bits lógicos” y alcanzar una cierta tasa de bit.

Cuanto más baja sea la sensibilidad, mejor será la recepción del radio.

Una diferencia de 10 dB aquí es tan importante como 10 dB de ganancia en una antena.

·         Margen y Relación señal- ruido (s/n): Se define como la proporción existente entre la potencia de la señal que se transmite y la potencia del ruido.

Ø  No es suficiente que la señal que llega al receptor sea mayor que la sensibilidad del mismo, sino que además se requiere que haya cierto margen para garantizar el funcionamiento adecuado.

Ø  La relación entre el ruido y la señal se mide por la tasa de señal a ruido (S/N). Un requerimiento típico de la SNR es 16 dB para una conexión de 11 Mbps y 4 dB para la velocidad más baja de 1 Mbps.

Ø  En situaciones donde hay muy poco ruido el enlace está limitado primeramente por la sensibilidad del receptor.

Ø  En áreas urbanas donde hay muchos radioenlaces operando, es común encontrar altos niveles de ruido (tan altos como -92 dBm). En esos escenarios, se requiere un margen mayor.

Ø  En condiciones normales sin ninguna otra fuente en la banda de 2.4 GHz y sin ruido de industrias, el nivel de ruido es alrededor de los -100 dBm.

·         Margen: Corresponde a la diferencia entre el valor de la señal recibida y la sensibilidad del receptor.

EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) = PIRE (Potencia Irradiada Isotrópica Efectiva).

ü  Máxima Potencia Irradiada.

ü  100 en Europa.

ü  1-4 W en otros países.

PIRE (dBm) = Potencia Transmisor (dBm) – Pérdidas en cables y conectores (dB) + Ganancia de Antena (dBi).

Margen De Desvanecimiento: El margen de desvanecimiento es un "factor de acolchonamiento" incluido en la ecuación de ganancia del sistema que considera las características no ideales y menos predecibles de la propagación de ondas de radio, como la propagación de múltiples trayectorias (pérdida de múltiples trayectorias) y sensibilidad a superficie rocosa.
El margen de desvanecimiento también considera los objetivos de confiabilidad del sistema.
Por lo tanto, se incluye como pérdida el margen de desvanecimiento en la ecuación de ganancia del sistema.

en donde: 

Fm=30logD+10log(6ABf)-10log(1-R)-70

Fm = margen de desvanecimiento (dB)
D = distancia (km)
f = frecuencia (GHz)
R = confiabilidad expresada como decimal
1-R = objetivo de confiabilidad para una trayectoria de 400 km en un solo sentido o dirección.
A = factor de rugosidad
 = 4 sobre agua o en un terreno muy parejo
 = 1 sobre un terreno normal
 = 0.25 sobre un terreno montañoso muy disparejo
B = factor para convertir una prob. del peor mes a una prob. anual
 = 1 para convertir una disponibilidad anual a una base para el peor mes.
 = 0.5 para áreas calientes y húmedas.
 = 0.25 para áreas normales tierra adentro.
 = 0.125 para áreas montañosas o muy secas 

Sensibilidad del equipo receptor: determina fundamentalmente el alcance del sistema. Este valor de sensibilidad, o nivel mínimo de señal que se necesita para un correcto funcionamiento, puede definirse en términos de potencia (dBm) y tensión (dBμV) en el puerto de RF, o bien campo eléctrico (dBμV/m) incidente en la antena.

En las hojas de especificaciones de los equipos TX/RX de radiocomunicaciones se indica normalmente la potencia máxima que pueden transmitir, así como el nivel mínimo de señal (sensibilidad) que necesitan recibir para obtener un cierto umbral de calidad. Dado que hoy en día los radioenlaces son digitales, la calidad se define en términos de la tasa de error o BER (Bit Error Rate). De este modo, el fabricante suele proporcionar una tabla con diferentes valores de sensibilidad para distintos valores de BER (normalmente 10−3, 10−6 o 10−9, con capacidad de FEC)

Umbral del receptor: este parámetro es importante cuando se evalúa el rendimiento de un sistema de comunicaciones de microondas es la portadora a ruido. La potencia de la portadora de banda ancha mínima en la entrada de un receptor que proporcionara una salida de banda base que pueda utilizarse se llama umbral del receptor o sensibilidad del receptor. El umbral del receptor depende de la potencia de ruido de banda ancha que está presente en la entrada de un receptor, el ruido que se introduce en el receptor, y la sensibilidad al ruido del detector de banda base.
Antes de que se pueda calcular Cmínima, tiene que determinarse la potencia del ruido de entrada.

La potencia del ruido de entrada se expresa matemáticamente como: 

N=KTB

en donde:
N = potencia de ruido (watts).
K = constante de Boltzmann ( 1.38 x 10-23 J/K).
T = temperatura de ruido equivalente del receptor (Kelvin) (temperatura ambiente = 290 K).
B = ancho de banda de ruido (Hertz). 

Expresado en dBm

 N(dBm)=10log(KTB/0.001)=10log(KT/0.001)+10logB

El umbral del receptor es directamente proporcional al ancho de banda y la temperatura.

RADIO ENLACE EL PORVENIR – MONTERREY: Enlace de 6.3Km (ambiente rural).

FASE 2

• TIPOS DE ANTENAS PARA ENLACES MICROONDAS

Las antenas comerciales se clasifican usualmente en dos grupos:

-        Omnidireccionales: como el Dipolo, monopolo, Colineal, guía de onda ranurada. Las antenas omnidireccionales transmiten con la misma potencia en todas las direcciones del plano horizontal, a expensas de una radiación reducida en el plano vertical

-        Direccionales: algunas serian la sectorial, patch, bocina, yagi, Biquad, plato. Las antenas directivas enfocan la mayor parte de la radiación en una dirección específica, llamada la dirección de máxima ganancia a la par que reducen la cantidad de irradiación en otras direcciones

Antena de ¼ de longitud con plano de tierra: esta antena esta diseñada para transmitir una señal polarizada verticalmente. Consiste en un elemento de ¼ de longitud de onda como medio dipolo y tres o cuatro elementos de ¼ de longitud de onda inclinados de 30 a 45 grados hacia abajo.

Antena yagi: consiste en un cierto número de elementos rectos que miden cada uno aproximadamente la mitad de la longitud de onda. El elemento excitado o activo de una Yagi es el equivalente a una antena dipolo de media onda con alimentación central. En paralelo al elemento activo, y a una distancia que va de 0,2 a 0,5 longitudes de onda en cada lado, hay varillas rectas o alambres llamados reflectores y directores. Un reflector se ubica detrás del elemento activo y es ligeramente más largo que media longitud de onda; un director se coloca en frente del elemento activo y es ligeramente más corto que media longitud de onda. Una Yagi típica tiene un reflector y uno o más directores.

 La antena propaga la energía del campo electromagnético en la dirección que va desde el elemento activo hacia los directores, y es más sensible a la energía electromagnética entrante en esta misma dirección. Cuantos más directores tiene una Yagi, mayor la ganancia.

Antena bocina: La porción acampanada puede ser cuadrada, rectangular, cilíndrica o cónica. La dirección de máxima radiación se corresponde con el eje de la campana. Se puede alimentar sencillamente con una guía de onda, pero también puede hacerse con un cable coaxial y la transición apropiada. Las antenas bocina se utilizan comúnmente como el elemento activo en una antena de plato. La antena bocina se coloca hacia el centro del plato reflector. El uso de una bocina, en lugar de una antena dipolo o cualquier otro tipo de antena en el punto focal del plato, minimiza la pérdida de energía alrededor de los bordes del plato reflector.

Plato Parabólico: La ventaja principal es que pueden construirse para tener una ganancia y una directividad tan grande como sea requerido. La desventaja principal es que los platos grandes son difíciles de montar y están predispuestos a sufrir los efectos del viento.

Antenas de Sector o Sectoriales: son muy usadas en la infraestructura de telefonía celular y en general se construyen agregando una cara reflectora a uno o más dipolos alimentados en fase. Su ancho de haz horizontal puede ser tan amplio como 180 grados, o tan angosto como 60 grados, mientras que el vertical generalmente es mucho más angosto. Las antenas compuestas pueden armarse con varios sectores para cubrir un rango horizontal más ancho (antena multisectorial).

Antena biquad: concentra su efectividad en un sentido y dirección principalmente el lóbulo principal o delantero. Entrega ganancias por encima de 10dBi. Esta conformada por un arreglo de cuatro cuadros de algún medio conductor de lado λ/4, es decir 30.5mm, que en sus intersecciones conectan a la línea transmisora, por medio de un conector N.

Antena Patch: las antenas tipo parche tienen una tira conductora de largo L, ancho W y grosor t. la tira conductora se encuentra situada en la parte superior de un abstracto dielectrico que tiene un ancho h. en la parte inferior tiene un plano referenciado a tierra tipo

Son paneles planos sólidos utilizados para cobertura interior, con una ganancia de hasta 20 dB. Las antenas de panel plano (También conocidas como antenas Flat Panel), como su nombre, dice son un panel con forma cuadrada o rectangular. Y están configuradas en un formato tipo patch. Las antenas tipo Flat Panel son muy direccionales ya que la mayoría de su potencia radiada es para una sola dirección ya sea en el plano horizontal o vertical. Las antenas Flat Panel pueden ser fabricadas en diferentes valores de ganancia de acuerdo con su construcción. Esto puede proveer excelente directividad y considerable ganancia.

Otra forma de clasificar las antenas comerciales es:

- Antenas pequeñas y antenas resonantes: Son antenas de dimensiones mucho menor que λ/2, forman un conjunto útil en frecuencias bajas, las más comunes son: el monopolo corto, el dipolo corto y la antena de bobina. Las antenas resonantes tienen dimensiones del orden de λ/2, entre ellas se encuentran las de hilo o lineales con diferentes estructuras que se usan en todas las bandas de frecuencia. Las más usadas son los dipolos, monopolos, anillos, hélices resonantes y combinaciones de todas ellas.

- Antenas de banda ancha: Son independientes de la frecuencia. Entre ellas tenemos las antenas de onda progresiva que se basa en generar una onda progresiva sobre una estructura radiante; la antena espiral que se construye pana o sobre un cono y por ello tienen polarización circular; la antena log-periódica combina varios dipolos en la misma estructura para conseguir que la antena sea escalable por un factor K.

- Grandes antenas: Son antenas con dimensiones mayores a λ/2, entre ellas las bocinas cuyas dimensiones en su apertura varían desde un λ hasta centenares de λ. La antena de bocina, se forma por la extensión natural de guía de ondas, es decir por el ensanchamiento gradual de las dimensiones de la guía, manteniendo las características de campo del modo dominante que se propaga en la guía; Los reflectores entre ellos la antena parabólica, es una estructura formada por un paraboloide metálico y una antena alimentadora situada en el foco, son de gran directividad. La reflexión en el reflector transforma la onda incidente esférica en onda plana, produciendo un plano muy directivo en la dirección normal al plano de apertura, la antena alimentadora es una bocina, dipolo o hélice.   Entre otras antenas de esta clase encontramos la cassegrain y el offset.

- Agrupaciones de antenas: Son una forma utilizada en grandes antenas consistente en la agrupación de varias antenas pequeñas  trabajando en común, es decir alimentadas por una fuente común mediante una red lineal. En conjunto se comportan como una única antena, con un diagrama de radiación propio, modificable, pudiendo adaptarse a diferentes aplicaciones o necesidades. Los tipos de agrupaciones se pueden clasificar: según su geometría en lineales, planas, conformadas; según el elemento radiante en hilos, impresas, ranuras y bocinas, según la red en pasivas, activas y adaptativas y según su aplicación en comunicación, radar y goniometría. Describa las características de los repetidores de enlaces de microondas. R/ La distancia entre un transmisor de microondas de FM y su receptor asociado depende de muchas variables del sistema, por ejemplo, la potencia de salida del transmisor, umbral de ruido del receptor, terreno, condiciones atmosféricas, capacidad del sistema, objetivos de confiabilidad y expectativas de eficiencia.  Normalmente la distancia es de 23 a 64Km. Por otro lado, hay sistemas de microondas de larga distancia y tiene una cobertura mucho mayor.  Hay sistemas  con  más  de  64Km y cuando  hay  obstrucciones  geográficas,  como  una montaña,  en  la  trayectoria  de  transmisión,  se usan  repetidores. La estación  del  repetidor  recibe  una  señal,  la  amplifica  y  la  reconforma,  y  a  continuación  la retransmite hacia el siguiente repetidor o estación receptora. La ubicación de los repetidores intermedios depende mucho de las condiciones geográficas, la distancia exacta de los mismos, depende de los obstáculos en la línea de vista y por la intensidad de la señal recibida. La función de los repetidores es salvar la falta de visibilidad impuesta  por  la  curvatura  terrestre  y  conseguir  así  enlaces  superiores  al  horizonte  óptico Los repetidores pueden ser activos o pasivos Repetidores Activos: Son comunes los transmisores de señales de RF (radiofrecuencia) también llamados transceptores, estos cumplen la doble funcionalidad de emisor y receptor de la comunicación realizando este nexo utilizando la Via inalámbrica como canal de comunicación. En este tipo de repetidores se recibe la señal de la frecuencia portadora y se baja a una frecuencia intermedia (FI) para amplificarla y retransmitirla en la frecuencia de salida. No existe demodulación y son transceptores. Entre dos repetidores activos es posible una distancia máxima de conexión de 6 Km. Repetidores pasivos: En los repetidores pasivos o reflector pasivo no hay ganancia y se limitan a cambiar de dirección del haz radioelectrónico. Un repetidor pasivo es comúnmente utilizado para enlaces en VHF y UHF en donde el alcance es principalmente para transmisores de potencia media y baja. El repetidor permite extender el alcance de la transmisora y duplicarlo o multiplicarlo. Los radio-enlaces direccionables, son frecuentes para la optimización de calidad de recepción y distancia. Su funcionamiento consiste en que a través de una antena especial se transmite la energía en una única dirección espacial; su principal desventaja es que debe tener línea directa emisor – receptor, de lo contrario la señal se refleja. Los repetidores pasivos se dividen en:  a). Repetidor Espejo: El tipo de repetidor pasivo con espejo refleja la onda  entre antenas para salvar obstáculos y ambiar la dirección del campo electromagnético. En este tipo de repetidor se tiene en cuenta las atenuaciones de espacio libre  debido a la trayectoria de las ondas  electromagnéticas de las antenas al repetidor, y la ganancia del espejo b). Repetidor Espalda – Espalda: El repetidor pasivo con antenas espalda-espalda no dispone de elementos activos y el cable coaxial o guía de ondas desde una  antena se une a la otra con unos pocos metros de distancia.  Desde el punto de  vista del balance de potencia se consideran las atenuaciones de espacio libre para cada tramo y una ganancia del conjunto de las antenas. La ganancia total es la cercana a la suma de las ganancias  individuales. Para el cálculo de calidad se trata de un solo enlace. Puede existir  una  interferencia entre antenas debido a la emisión frente-espalda. En estos casos es despreciable mientras que en los repetidores activos no lo es. Desde el  punto de vista de la instalación y la orientación, el repetidor espalda-espalda es más simple que el espejo. Pero un espejo de gran tamaño puede tener una ganancia mayor. consideraciones que se deben tener en cuenta para definir emplazamientos para montar antenas de comunicaciones por microondas. Las consideraciones que se deben tener en cuenta a la hora de realizar un emplazamiento comienzan por conocer las limitaciones que tendría el radio de cobertura y la limitación de calidad, porque en zonas urbanas, el entorno de propagación se ve alterado debido a los efectos de reflexión y difracción producidos por los edificios y demás obstáculos propios de estos escenarios. Uno de los efectos ocasionados es el incremento de atenuación de las señales en comparación con los registrados en zonas no urbanas. Esta es la razón fundamental por la cual, el radio de cobertura de las estaciones base de telefonía móvil urbanas se ve reducido considerablemente (Limitación del radio de cobertura). La limitación en términos de capacidad de servicio que tiene una estación base es muy severa en entornos de elevada densidad de población, motivo por el cual es una de las razones que pueden llevar a la necesidad de instalar nuevas estaciones base en una determinada zona para poder atender el volumen de demanda en la misma, habitualmente en zonas urbanas densas. (Limitación de capacidad). Otro determinante del emplazamiento es el entorno arquitectónico en el que se ubican. Por un lado, los emplazamientos situados en un entorno arquitectónico eminentemente urbano rodeados de edificios de altura considerable, con la existencia de puntos dominantes, a los que nos referiremos habitualmente como “emplazamientos urbanos” y/o los emplazamientos situados en entornos en los que no existen edificaciones con puntos predominantes y se hace imprescindible la colocación de torres para alcanzar la altura necesaria, con el objetivo de poder ofrecer la cobertura requerida, emplazamientos a los que habitualmente nos referiremos como “emplazamientos de entorno rural”, independientemente de la calificación urbanística del suelo.  Describa con sus palabras las características de los diferentes tipos de torres para enlaces de microondas: mástiles, arriostradas, autosoportadas, monopolos. Mástiles: Por sus características de ligereza, facilidad de instalación y bajo costo, son una excelente opción para instalaciones en las que por la altura de la azotea no se requiere una torre; su altura será de acuerdo con las necesidades y al diseño, limitando el diámetro a 10”. Deben ser utilizados para cargas moderadas. Los mástiles podrán ser autosoportados o arriostrados de acuerdo con el proyecto de Radiobase Arriostradas: Estas estructuras se pueden utilizar cuando es necesario instalar una Radiobase dentro de un inmueble existente como son casas y edificios, ya que es posible ubicarlas en las azoteas y en sitios donde no hay problemas de espacio, pues requiere grandes claros por la posición de las retenidas (plano DTA-E1). Estas estructuras son esbeltas y son una buena solución si el impacto no es relevante. Se pueden manejar alturas de hasta 60m para modelos T-90. Para alturas mayores a 60m se deberán usar los modelos T-120 0 T-150, dependiendo de los parámetros de diseño, el propio análisis y el equipo a instalar. Se permite el uso de una torre arriostrada más esbelta por razón de aspecto, como puede ser la T-30, T-45, T-60, las cuales deben ser utilizadas con cargas moderadas. Se instalan en tramos ya armados de 3 y 6m, dependiendo del POT Autosoportadas: Son las más eficientes por su geometría. Con ellas se puede manejar alturas de hasta 81m en tramos múltiplos de 6m y remate de 3m; se fabrican en planta y se instalan o arman en campo. Por lo general se usan para sitios en terreno natural o sitios con difícil acceso en donde resulta complicado el uso de grúa. Su geometría en elevación es de forma piramidal y en planta triangular. Es posible el uso de torres autosoportadas esbeltas de sección constante para alturas de hasta 42m Monopolos: Son estructuras troncocónicas con sección poligonal y un determinado número de caras -por lo general 12-, realizadas de planchas formando tubos cónicos de acero que encajan perfectamente unos sobre otros a fin de formar un polo estable. Este tipo de estructura es ideal para espacios reducidos a nivel de suelo en lugares en donde no exista suficiente área para instalar una torre autosoportada por sus distancias basales requeridas entre sus patas de apoyo o que no permitan una instalación de tensores idóneo para las estructuras arriostradas; las alturas están comprendidas entre los 12 metros y los 36 metros, pudiendo llegar a alturas superiores. Tiene la dificultad de necesitar vías de acceso que permitan ingresar grúas para el izado o montaje de una o varias secciones de dicho poste.  La principal característica de este tipo de torres es que son instaladas en lugares donde se requiere conservar la estética y no causar impacto visual en exceso, a menudo se pintan de un color o se adornan para que permitan pasar desapercibidas.

•   Defina y describa la unidad interior IDU, la unidad exterior ODU y la interfaz IDU/ODU de un sistema de comunicaciones por microondas.

IDU (In Door Unity): Módulo interno que contiene las funciones de banda base y frecuencia intermedia, recibe la señal IF desde el ODU e integra las funciones de procesamiento de señal y MUX/DEMUX. Se conecta con la red interna del usuario. Es la encargada de controlar el radioenlace, contiene diferentes puertos con equipos y es la encargada de recibir la comunicación y enviarla a través del enlace. Esta envía el tráfico a través del cable IF y el voltaje para la alimentación de la ODU.

ODU (OutDoor Unit): Módulo externo que dispone de las funciones de radiofrecuencia y que va acoplado a la antena. ODU (Unidad exterior) se refiere al conjunto de equipos satelitales que se coloca fuera del edificio, generalmente incluye una antena parabólica, una bocina de alimentación y un LNB (Low Noise Block). En sistemas satelitales bidireccionales, la ODU también incluirá un BUC (convertidor de bloqueo)

La ODU está conectada a la IDU (Unidad en la puerta) mediante el IFL (Enlace entre instalaciones)

El plato recibe la señal y lo enfoca en la bocina de alimentación. La bocina de alimentación entrega la señal al LNB. El LNB convierte las frecuencias de satélite en una frecuencia intermedia (IF) que es más fácil de transmitir a través del IFL (enlace entre instalaciones) a la IDU. El BUC, si está presente, opera en la dirección opuesta y convierte la señal IF de la IDU a las altas frecuencias requeridas para la transmisión al satélite

Interfaz IDU/ODU

Esta puede tener tres variantes:

All Indoor: IDU y ODU se instalan en el interior y tan solo la antena se instala en el exterior. Este tipo de esquemas facilitan las labores de mantenimiento ya que a pesar de que se trata de soluciones con un alto nivel de fiabilidad el principal punto de fallo se encuentra en la electrónica. En esta configuración el cableado entre interior y exterior es una guía-onda de las características apropiadas para cada escenario concreto que vendrá definido por diferentes parámetros (distancia radio-antena, frecuencia de trabajo, ...).

All Outdoor: Este otro escenario de instalación contempla la instalación de todo el sistema en un armario preparado para instalaciones de exterior en el que se ubicarán IDU y ODU, quedando esta última anexa a la antena para montaje directo o montaje remoto en función de las necesidades. En este caso el cableado entre interior y exterior debe ser fibra óptica o FTP de exterior en función de las características de este (distancia, capacidad requerida, interfaces IDU-backbone...). Este otro escenario es idóneo para emplazamientos donde el acceso no sea complejo (azoteas, fachadas...) y tiene dos ventajas principales: no requiere espacio en armario de interior (en emplazamientos de terceros muchas veces dicho espacio tiene un precio muy alto) y aporta un nivel de seguridad mayor en cuanto a la posibilidad de acceso al equipamiento.

Split Mount: Por último, el montaje Split mount es aquel en el que la IDU (módem) queda ubicado en el armario de comunicaciones correspondiente y tanto ODU como antena quedan ubicadas en el exterior. El cableado entre IDU y ODU es un coaxial con las características que requiera cada escenario concreto en función de la distancia entre ambas y la frecuencia intermedia en la que viaja la señal. Hay que tener en cuenta que la señal entre IDU y ODU no se transporta por el cable a la frecuencia de trabajo (superior a 6 GHz) si no que lo hace a una frecuencia intermedia que suele estar en el orden de los 400 MHz con lo que las pérdidas introducidas por el cable no suelen ser delimitantes en un diseño, aunque sí deben ser tenidas en cuenta.

2. De acuerdo con los conceptos definidos en la actividad anterior, consulte, analice y defina todos los elementos comerciales que usará para desarrollar la propuesta escogida por el grupo en la fase 1, además debe realizar una proyección inicial de costos del proyecto. Dentro de los elementos considere: antenas, frecuencia de trabajo, repetidores (si son necesarios), torres, unidades interiores y exteriores, emplazamientos, personal, adicionales y todo lo que considere necesario.

R/

FICHA TECNICA:

PLANTILLA DE COSTOS - EVALUACIÓN DE PROYECTOS Y SOLUCIONES.
Información del proyecto: Propuesta: Diseñar un radioenlace que permita llevar internet de alta velocidad desde la cabecera municipal del Municipio de Monterrey-Casanare, hasta la escuela Porvenir, ubicada en la vereda El Porvenir del mismo municipio.
Departamento:	Municipio:	Centro Poblado:
Casanare	Monterrey	Ver. El Porvenir
Nombre del prospecto:	Enlace El Porvenir
Justificación del proyecto
Tipo de proyecto:	Area solicitante:	Justificación:
Conectividad de alta velocidad (internet)	MinTIC	Cobertura
Información ubicación
Coordenadas y distancia para Google Earth
Tipo de solución:	Latitud area cobertura:	Longitud area cobertura:
Nodo TX	4.923236°	-72.924536°
Información tipo de solución
Equipos: (JW&SW)	Especificaciones	Comentarios
Tecnología	4G	Tipo Cobertura.
Tipo de estructura	Torre Triangular	Modelo de la estructura.
Detalle infraestructura	Arriendo	Alquiler a torrero (ATC) para disminuir costos.
Altura	30m	Altura requerida para la antena de TX.
Área requerida	4x4	Espacio solicitado en estructura.
Zona netco	Movistar	Operador de la implementación o solución.
Vendor	Huawei	Fabricante equipos para la solución de TX.
Posible torrero	ATC	Dueño de la estructura
Posible competencia	Claro	Otro operador en la estructura.
Información Trasmisión
Equipos: (JW&SW)	Especificaciones	Comentarios
Banda	850 MHz	Frecuencia de radiación.
Ancho de banda	15 MB	Ancho del espectro
Número de portadoras	1	Portadora de trasmisión y resección la antena de TX.
Viabilidad	Aprobada por ATC	Arriendo área en torre
Tipo de trasmisión	Radio	Solución Microondas
Origen/Conectante	Enlace Monterrey	Fuente o servidora (A) de TX al nuevo punto (B).
Distancia [Km]	6.3 km	Distancia en línea recta entre los puntos de TX.
Energía	Gabinete de TX con A.A	-Solución de energía (gabinete, rectificadores, aire y baterías).
Rectificador	IP 65 Camaleon ELTEK
Construcciones	1 x Soporte para antena 2.4 Altura 30m	Valor de obra civil incluyendo adecuaciones en Torre (ATC), placa para power y acometida eléctrica.
Planta Eléctrica	Modelo Genérico	Planta eléctrica de respaldo.
Instalaciones	Instalación enlace de reusó	La antena de TX a sido desmontada de otra estación para disminuir costos.
Saltos de trasmisión
Tipo de equipo	Enlace Hibrido	Característica TX.
Capacidad Total (Mbps)	800 Mbps	Disponibilidad eficiencia espectral.
Banda de Operación	13 Ghz.	Canal de transmisión.
Diámetro antena	2.4	Dimensión antena TX.
Modelo de equipo Microonda	ASNK13-AGS20_200M_512QA	Modelo antena TX.
BW Espectral	28 MHz.	Patrón de radiación vertical de la antena TX.
Polarización	Vertical
Sub Banda del Radio	1
Instalación del terminal	OUDOOR
Configurar enlace con "E1s"	400 Mbps
Configurar Modulación con	512QA
Marca Equipo de Microondas	SIAE
Frecuencia de Transmisión	13059,00 MHz
Frecuencia de Recepción	12793,00 MHz
Azimuth	147°
Longitud del enlace	6.3 km
RSL	- 30,8  dBm
Tipo de TX	Banda Licenciada	Enlace banda licenciada.
Licencias	Operación espectro trasmisión.	Alquiler del espectro al MinTIC.
Vendor	Equipo KONECTRA	Fabricante antena TX
Repetidor mW	N/A	Por la cercanía de los enlaces y perfil del terreno (A vs. B) no es necesario.
REUTILIZAR DIRECCIONAMIENTO DEL RADIO ACTUAL
IP Address	Mask bits	Enlace
10.95.179.7	255.255.255.240	Monterrey – El Porvenir
10.95.179.8	255.255.255.240	Monterrey - El Porvenir
10.95.180.1	255.255.255.240	El Porvenir - Monterrey
10.95.180.2	255.255.255.240	El Porvenir - Monterrey
Observaciones
SIAE INSTALA ANTENA SEGUN HOJA "Ubicaion de Antena"   EN EL SOPORTE  QUE INSTALA CONSTRUCCIONES.   INSTALAR LA  IDU EN EL NUEVO RACK DE TRANSMISION DONDE SE ENCUENTRA EL GWT EN EL ESPACIO DISPONIBLE PARTE ALTA  Y  ALIMENTAR EL RADIO A  -48vDC   PANEL DE FUSIBLES . COORDINAR CON INSTALACIONES. DEBE SER REALIZADO BAJO SUPERVISION DEL AREA DE INSTALACIONES Y OPERACIONES BAJO GARANTIZAR QUE EL RADIO QUEDE EN GESTION.

FICHA MATERIALES:

ELEMENTO	CANT	UN	MARCA	REFERENCIA	DESCRIPCION
					SUAITA		GAVILANES
					BAJAS		ALTAS		SUMINISTRA
ODUs SIAE PDH ASNK	4	u	SIAE	BANDA 13G - SUB-BANDA 1	4		4		SIAE
IDU SIAE 2(1+1) PDH AGS20	2	u	SIAE		1		1		SIAE
ANTENA INTEGRADA BANDA 13G 1,2m	1	u	ANDREW		1		0		SIAE
ANTENA INTEGRADA BANDA 13G 1,2m	1	u	ANDREW		0		1		SIAE
HIBRIDO BALANCEADO 13G	0	u	SIAE		0		0		SIAE
KIT INSTALACION ODUs	8	u	SIAE		4		4		SIAE
JUMPER SMA - N HEMBRA 1,5m	8	u	SIAE		4		4		SIAE
LIGHTNING ARRESTOR N MACHO - N HEMBRA	16	u		ARRESTOR N M -N H	8		8		SIAE
CONECTORES N MACHO RECTO PARA RG-8	16	u		N MACHO RECTO	8		8		SIAE
CABLE IF 50 OHM RG-8 O SIMILAR	600	m		RG-8	4 TRAMOS DE	75	4 TRAMOS DE	75	SIAE
GROUNDING KIT PARA RG-8	16	u			8		8		SIAE
CABLE PARA ATERRIZAR # 6	100	m		#6	50		50		SIAE
TERMINAL DE OJO PARA #6	40	u			20		20		SIAE
TORINLLO PARA TERMINAL DE OJO	40	u			20		20		SIAE
TORNILLO PARTIDO " PERRO " PARA CABLE 0	8	u			4		4		SIAE
CABLE ENCAUCHETADO 2X14	42	m		2X14	12		30		SIAE
AMARRES INTEMPERIE	200	u			100		100		SIAE
AMARRES INTERIORES	40	u			20		20		SIAE
AMARRES MARQUILLA	20	u			10		10		SIAE
Kit de Cintas	4	u			2		2		SIAE
BREAK MONOPOLAR 6A	0	u			0		0		SIAE
FUSIBLES BANDERA 5A	4	u			2		2		SIAE

FICHA COSTEO:

CAPEX REAL
CONSTRUCCIONES E INSTALACIONES	Construcción e Arriendo		$ 800.000
	Comisionamiento de TX		$ 4.336.732
	Instalación de TX		$ 2.749.637
	Instalación de Mastil		$ 1.022.577
PLANEACIÓN DE ACCESO MÓVIL	Hardware, software, antenas y equipos		$ 36.702.435
	Energía		$ 10.000.000
INGENIERÍA DE TRASMISIÓN	Trasmisión		$ 1.229.166
	Planta externa - Mano de obra		$ 0
	Planta externa - Materiales		$ 0
CONMUTACIÓN	Servicios y Hardware		$ 0
TOTAL CAPEX REAL (INCLUYE IVA)			$ 70.361.381
OPEX
SERVICIOS INMOBILIARIOS	Canon de arrendamiento anual		S 9.600.000
OPERACIONES TRASMISIÓN	Planta externa valor anual		$ 0
INGENIERÍA DE TRASMISIÓN	Operación espectro trasmisión anual		$ 14.750.000
OPERACIONES CAMPO	Mantenimiento anual		$ 5.695.344
TOTAL OPEX (SIN IVA)			$ 30.045.344
COMENTARIOS
CONSTRUCCIONES E INSTALACIONES	Instalaciones	Se costea instalación de equipo KONECTRA con Contratista Local. Se estima radioenlace de reuso (Desinstalación, Transporte e Instalación). El valor está sin IVA
	Construcciones	Se costea instalación de equipo KONECTRA con Contratista Local. Se estima radioenlace de reuso (Desinstalación, Transporte e Instalación). El valor está sin IVA
PLANEACIÓN DE ACCESO MÓVIL	Hardware	eNodeB 50 en 850 MHz x 4 sector KONECTRA. 1 Antenas. Y Servicios con el Vendor por ser Instalación nueva. La Energía esta costeada para más economía con respecto a la ofrecida por el torrero ATC.
	Energía	Se contempla Suministro, transporte e instalación de Gabinete DC4 de energía con AA para equipos de Radio y Banda Base, también se contempla el suministro, Instalación y transporte de 5 Rectificadores IP 65 Camaleon ELTEK para energización de equipos, se contempla 1 Hora de autonomía en baterías para rectificadores IP65.
INGENIERÍA DE TRASMISIÓN	Trasmisión	1.       Coordinar con la Jefatura de Instalaciones la fecha de instalación del radioenlace instalar IDU en la parte superior del rack de TX. 2.       Realizar la instalación del radioenlace en la fecha indicada con todos sus accesorios y entregar bajo el ATP vigente. 3.       Apoyar a las áreas de instalaciones y Operaciones Campo NORORIENTE con la migración de los servicios al nuevo radio de acuerdo indicadas en la hoja.
	Planta externa	Se contempla en el costeo la compra de planta de respaldo.
CONMUTACIÓN
SERVICIOS INMOBILIARIOS		Se efectúa la implementación del radio enlace en torrero ATC existente en el casco urbano para bajar los gastos de CAPEX para la escuelita en la vereda El Porvenir.
OPERACIONES TRASMISIÓN		Entregar el radioenlace operativo al área de instalaciones con pruebas de atp y trhoughput realizadas en presencia operaciones campo con todas las configuraciones solicitadas y garantizar que quede en gestión el radio enlace.
OPERACIONES CAMPO		Valores mantenimiento anual, Se cataloga como sitio J3, TIPO_8K, con planta eléctrica.