Radioenlaces Terrenales

1. Propagaci´on de Ondas
RADIOENLACES FIJOS TERRENALES)
Javier Mart´ınez1
1 Universidad T´ecnica Particular de Loja
Loja, Ecuador
1jfmartinez1@utpl.edu.ec
3 de julio de 2018
Javier Mart´ınez (UTPL) Propagaci´on de Ondas 3 de julio de 2018 1 / 31

2. ´Indice
1 RADIOENLACES FIJOS TERRENALES
Introducci´on
Estructura General de un radioenlace
Plan de frecuencias
Diagrama de bloques de equipos
Dispositivos de microondas y antenas
Javier Mart´ınez (UTPL) Propagaci´on de Ondas 3 de julio de 2018 2 / 31

3. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES
´Indice
1 RADIOENLACES FIJOS TERRENALES
Introducci´on
Estructura General de un radioenlace
Plan de frecuencias
Diagrama de bloques de equipos
Dispositivos de microondas y antenas
Javier Mart´ınez (UTPL) Propagaci´on de Ondas 3 de julio de 2018 3 / 31

4. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Introducci´on
´Indice
1 RADIOENLACES FIJOS TERRENALES
Introducci´on
Estructura General de un radioenlace
Plan de frecuencias
Diagrama de bloques de equipos
Dispositivos de microondas y antenas
Javier Mart´ınez (UTPL) Propagaci´on de Ondas 3 de julio de 2018 4 / 31

5. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Introducci´on
Consideraciones Generales
RADIOENLACES FIJOS TERRENALES
Comunicaci´on entre puntos fijos
Ubicados en la superficie terrestre
Generalmente la frecuencia est´a entre 2 GHz y 50 GHz
Radioenlaces de servicio fijo
Plan Nacional de Frecuencias (ARCOTEL)
Comunicaci´on d´uplex
La informaci´on se transmite por dos portadoras moduladas (Una para
cada sentido)
Radiocanal: Pareja de portadoras de ida y retorno
[Hernando, 2013, Cap.5,p.299-300]
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6. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Introducci´on
Consideraciones Generales
CLASIFICACI´ON
De acuerdo a la modulaci´on se clasifican en :
Radioenlaces anal´ogicos:
Modulaci´on FM
Casi en desuso
Usados en radiodifusi´on
Capacidad se mide en canales telef´onicos
Radioenlaces Digitales
Modulaci´on en portadora digital
Modulaci´on : PSK y M-QAM (16QAM,64QAM,etc.)
Pueden transportar todo tipo de se˜nales: telefon´ıa,datos, ISDN,
PDH,SDH
Capacidad se mide en bps
[Hernando, 2013, Cap.5,p.300]
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7. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Introducci´on
Consideraciones Generales
RADIOENLACES DIGITALES
De acuerdo a la velocidad se clasifican en :
Baja capacidad: menor a 2 Mbps
Mediana capacidad: hasta los 34 Mbps
Alta capacidad: mayor a 34 Mbps
Otras caracter´ısticas de los radioenlaces:
Radioenlaces usan propagaci´on troposf´erica con visibilidad directa
(LOS)
Requieren la utilizaci´on de estaciones repetidoras
Compuestos de dos estaciones terminales y varias estaciones
repetidoras
[Hernando, 2013, Cap.5,p.300]
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8. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Introducci´on
Consideraciones Generales
VANO
Secci´on de enlace radioel´ectrico entre un terminal y un repetidor, o entre
repetidores
Revisar:
[Hernando, 2013, Cap.5,p.301]
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9. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Introducci´on
Consideraciones Generales
RADIOENLACES DIGITALES
Si f ≤ 10 GHz
Despejarse al menos el 60 % de 1ra zona de Fresnel
Vano longitud ≈ 80 km (pueden tener m´as longitud)
Si f > 10 GHz
Atenuaci´on por lluvia limita la distancia
Vano longitud ≈ 30 km (pueden tener m´as longitud)
Por razones econ´omicas se debe proyectar la mayor distancia posible y
minimizar el n´umero de vanos
[Hernando, 2013, Cap.5,p.300]
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10. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Introducci´on
Consideraciones Generales
VENTAJAS
Inversi´on reducida
Instalaci´on r´apida y sencilla
Pueden superar las irregularidades del terreno
No se tiene que instalar el medio
DESVENTAJAS
Requiere visibilidad directa (LOS)
Acceso a los sitios para colocar repetidores e
infraestructura(energ´ıa,carretera, casetas)
Bajas velocidades comparados con redes cableadas.(Ejm. Fibra
´Optica)
[Hernando, 2013, Cap.5,p.300]
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11. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Estructura General de un radioenlace
´Indice
1 RADIOENLACES FIJOS TERRENALES
Introducci´on
Estructura General de un radioenlace
Plan de frecuencias
Diagrama de bloques de equipos
Dispositivos de microondas y antenas
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12. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Estructura General de un radioenlace
Estructura General de un Radioenlace
EQUIPOS
Estaciones terminales y repetidores
Repetidores con transceptores(Transmisor-Receptor)
Antenas
Elementos supervisi´on y control
REPETIDORES
Activos : realizan tratamiento a la se˜nal recibida
R. Regenerativo : se demodula en FI, extrae banda base y se genera
una nueva se˜nal
R. No Regenerativo : se convierte a la frecuencia del siguiente vano
Pasivos : reflectores (espejos) cambian la direcci´on del rayo y
back-to-back
[Hernando, 2013, Cap.5,p.300]
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13. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Estructura General de un radioenlace
Estructura general de un radioenlace
Revisar:
[Hernando, 2013, Cap.5,p.303]
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14. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Estructura General de un radioenlace
Estructura General de un Radioenlace
RADIOENLACES
Sistemas de radiocomunicaciones en serie
Si un vano se corta falla todo el enlace
Necesario una alta disponibilidad
ALTA DISPONIBILIDAD
Redundancia de equipos: permite mantener la continuidad frente a
aver´ıas y la diversidad para mitigar los desvanecimientos
Sistemas de supervisi´on y control para implementar las protecciones
de manera autom´atica
[Hernando, 2013, Cap.5,p.303]
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15. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Estructura General de un radioenlace
Estructura General de un Radioenlace
ELEMENTOS DE RESERVA
Equipos de protecci´on o reserva activa (Hot Stanby)
M canales activos y N canales de reserva M+N. Ejm : 1+1,2+1,3+1
Conmutaci´on de radiocanal activo al de reserva es autom´atica
La conmutaci´on se realiza la degradarse la se˜nal en un canal activo.
SISTEMA DE SUPERVISI´ON
Comprende los sistemas necesarios para obtener el estado del
radioenlace en todo momento
Telecontrol y Telemando de las estaciones repetidoras
[Hernando, 2013, Cap.5,p.303]
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16. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Plan de frecuencias
´Indice
1 RADIOENLACES FIJOS TERRENALES
Introducci´on
Estructura General de un radioenlace
Plan de frecuencias
Diagrama de bloques de equipos
Dispositivos de microondas y antenas
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17. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Plan de frecuencias
Plan de Frecuencias
GENERALIDADES
Se requieren dos frecuencias por radiocanal(emisi´on y recepci´on)
Las frecuencias de Tx y Rx deben estar lo suficientemente separadas
Asignaci´on se realiza mediante planes de frecuencia
Puede producirse interferencia co-canal (falta de directividad de las
antenas)
Se intercala la polarizaci´on H y V minimizar interferencia
[Hernando, 2013, Cap.5,p.304-305]
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18. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Plan de frecuencias
Plan de Frecuencias
BANDAS DE FRECUENCIA
Reglamento de Radiocomunicaciones ITU-R
Bandas de Frecuencia Servicio Fijo:
2,4,5,6,7,8,10,11,12,13,14,15,18,23,27,31,38 y 55 GHz
La canalizaci´on de bandas Recomendaciones Serie F indican
separaci´on de canales y anchos de banda
PLAN NACIONAL DE FRECUENCIAS ARCOTEL ECUADOR 2012
RECOMENDACIONES SERIE F ITU-R
[Hernando, 2013, Cap.5,p.306-307]
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19. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Plan de frecuencias
Plan de Frecuencias
PLAN DE CANALIZACI´ON
Un plan de canalizaci´on establece:
N´umero de radiocanales disponibles
Separaciones entre frecuencias
Bandas de guarda
Frecuencias portadoras
Polarizaci´on
Frecuencia central de la banda
Anchura de la banda
Anchuras RF de las diferentes portadoras
Tipo y capacidad del radioenlace
[Hernando, 2013, Cap.5,p.306-307]
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20. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Plan de frecuencias
Plan de Frecuencias
PLAN DE CANALIZACI´ON
Rec. F.636 para la banda de 15 GHz para radioenlaces de peque˜na y
mediana capacidad
EJEMPLO 1
Elaborar un plan de 2 frecuencias, para la banda de 14.4-15.35 GHz con
una separaci´on de canal de 28 MHz. Se usar´a como portadora de ida y
retorno el canal 3.
EJERCICIO
Elaborar un plan de 4 frecuencias, para la banda de 8 GHz con una
separaci´on de canal de 28 MHz para un radio enlace de 140 Mbps. Se
usar´a como portadora de ida y retorno el canal 3 y 6.
[Hernando, 2013, Cap.5,p.306-307]
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21. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Diagrama de bloques de equipos
´Indice
1 RADIOENLACES FIJOS TERRENALES
Introducci´on
Estructura General de un radioenlace
Plan de frecuencias
Diagrama de bloques de equipos
Dispositivos de microondas y antenas
Javier Mart´ınez (UTPL) Propagaci´on de Ondas 3 de julio de 2018 21 / 31

22. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Diagrama de bloques de equipos
Diagrama de bloques de equipos
Diagrama de bloques
Equipos actuales son muy compactos
Algunos equipos agrupan una sola unidad integrada con la antena
Puede ser instaladas a la intemperie.
Otros fabricantes dividen al equipo en dos:
ODU (Outdoor Unit) : Subsistemas de RF y parte de FI
IDU (Indoor Unit): Banda base y modulaci´on/demodulaci´on
Se interconectan en FI mediante un cable coaxial.
[Hernando, 2013, Cap.5,p.308-310]
Javier Mart´ınez (UTPL) Propagaci´on de Ondas 3 de julio de 2018 22 / 31

23. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Diagrama de bloques de equipos
Diagrama de bloques de equipos
(a) ODU (b) IDU
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24. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Diagrama de bloques de equipos
Diagrama de bloques de equipos
DIAGRAMA DE BLOQUES TERMINALES
(c) Transmisi´on (d) Recepci´on
[Hernando, 2013, Cap.5,p.308-311]
Javier Mart´ınez (UTPL) Propagaci´on de Ondas 3 de julio de 2018 24 / 31

25. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Diagrama de bloques de equipos
Diagrama de bloques de Repetidores
DIAGRAMA DE BLOQUES TERMINALES
(e) Rep. Regenerador (f) Rep. No Regenerador
[Hernando, 2013, Cap.5,p.308-311]
Javier Mart´ınez (UTPL) Propagaci´on de Ondas 3 de julio de 2018 25 / 31

26. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Dispositivos de microondas y antenas
´Indice
1 RADIOENLACES FIJOS TERRENALES
Introducci´on
Estructura General de un radioenlace
Plan de frecuencias
Diagrama de bloques de equipos
Dispositivos de microondas y antenas
Javier Mart´ınez (UTPL) Propagaci´on de Ondas 3 de julio de 2018 26 / 31

27. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Dispositivos de microondas y antenas
Dispositivos de microondas y antenas
Circuitos de acoplo y alimentadores
Permiten utilizar una misma antena para tx y rx de varios radiocanales.
Algunos dispositivos son:
Circuladores
Filtros
Polarizadores
Duplexores
Los alimentadores interconectan los equipos:
Lineas coaxiales (7/8”, 15/8”, RG6)
Guias de onda (R40,R58,R70)
[Hernando, 2013, Cap.5,p.312-313]
Javier Mart´ınez (UTPL) Propagaci´on de Ondas 3 de julio de 2018 27 / 31

28. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Dispositivos de microondas y antenas
Dispositivos de microondas y antenas
ANTENAS
Las antenas para radioenlaces suelen ser parab´olicas. Se debe tomar en
cuenta tres factores importantes:
Ganancia Isotr´opica G
Ancho del haz BW
Diagrama de radiaci´on
La ganancia se calcula de la siguiente manera:
G(dB) = 20,4 + 10logk + 20logD + 20logf (1)
Donde : K rendimiento de paraboloide entre 0.55-0.6, D di´ametro en
metros, f frecuencia en GHz.
[Hernando, 2013, Cap.5,p.312-313]
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29. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Dispositivos de microondas y antenas
Dispositivos de microondas y antenas
ANTENAS
El ancho del haz de la antena se calcula :
BW(o) = 70.
λ
D
=
21
f(GHz).D(m)
(2)
[Hernando, 2013, Cap.5,p.312-313]
Javier Mart´ınez (UTPL) Propagaci´on de Ondas 3 de julio de 2018 29 / 31

30. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Dispositivos de microondas y antenas
Dispositivos de microondas y antenas
ANTENAS
EJEMPLO
Calcular la ganancia y ancho del haz de una antena parab´olica con k =
0.55, para una frecuencia de 6 GHz y que tiene un di´ametro de 3 metros.
[Hernando, 2013, Cap.5,p.312-313]
Javier Mart´ınez (UTPL) Propagaci´on de Ondas 3 de julio de 2018 30 / 31

31. RADIOENLACES FIJOS TERRENALES Dispositivos de microondas y antenas
Bibliograf´ıa
[Hernando, 2013] Hernando, J. M. (2013).
Transmisi´on por Radio. 7ma Edici´on.
Editorial Universitaria Ram´on Aceres, 7ma edition.
Javier Mart´ınez (UTPL) Propagaci´on de Ondas 3 de julio de 2018 31 / 31