INTRODUCCIN El diseo y desarrollo de sistemas tecnolgicos cada da alcanza un mayor auge y paralelo a ello evoluciona la sociedad, debido a la rapidez con la que avanza la tecnologa, se hace necesario replantear los mtodos de adquisicin de conocimientos que estn directamente asociados a sta, en ello se afianza la realizacin de este tipo de proyectos. En el manejo de sistemas de telecomunicaciones, se debe tener en cuenta que la precisin, exactitud y seguridad son aspectos que deben ir a la par con el desarrollo de actividades y procedimientos que en ellos se efecten. Por esto se deben usar equipos y sistemas de telecomunicaciones para un previo entrenamiento, de manera que se garantice el conocimiento y manejo de un sistema de radio enlace de microondas de baja capacidad. Para crear un sistema que busque resolver un problema o que intente mejorar otro existente, es necesario conocer la base del problema que se requiere solucionar, conocer las necesidades reales y cuales son los puntos estratgicos que se deben atacar, de esta forma se pueden presentar soluciones concretas que satisfagan las exigencias de lo que se quiera desarrollar. El presente trabajo muestra el desarrollo de un proyecto factible, que tiene por objetivo principal realizar un diseo de un radio enlace de microondas para capacitar

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y entrenar a estudiantes de telecomunicaciones en la empresa Cooperativa Bolivariana Educatel. El sistema a desarrollar, es un sistema moderno e innovador que busca cambiar el concepto que se tiene en cuanto al aprendizaje y entrenamiento a nivel universitario, con equipos empleados en radio enlaces de microondas como lo es el sistema AS3030. El trabajo est estructurado en cinco captulos cuyo contenido se resea a continuacin: El Captulo I contiene toda la informacin referente al planteamiento del problema donde se explica el contexto en el cual se ubica el problema, as como los objetivos de la investigacin, la justificacin, alcances y limitaciones del diseo, explicando a cabalidad el problema que se presenta actualmente, de que no existe ninguna institucin o empresa que entrene y capacite a estudiantes de telecomunicaciones con equipos especficos del rea. El Captulo II comprende la descripcin de trabajos previos realizados sobre el problema de estudio y tambin se incluyen aspectos tericos ligados a la investigacin. En este captulo se realiza un sustento terico tanto de todo lo concerniente al diseo de un radio enlace de microondas de baja capacidad (PDH), como la descripcin del sistema AS3030. En el Captulo III se menciona la metodologa aplicada, la naturaleza de la investigacin y las diferentes fases de la misma, es un espacio dedicado

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exclusivamente a responder la interrogante de cmo se har? El Captulo IV muestra el diseo del sistema mediante una descripcin general del mismo, destacando sus partes principales y explicando cada uno de los procedimientos a seguir durante las prcticas a realizar en los entrenamientos, as como tambin se estudiar la presentacin de la ingeniara en detalles de un radio enlace de microondas a nivel profesional. En el Captulo V se generan las conclusiones de diseo, donde se resumen los resultados y aportes del trabajo, incluyendo los detalles de importancia que marcaron pauta en la investigacin, y tambin se realizan las recomendaciones pertinentes al proyecto.

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CAPTULO I EL PROBLEMA Planteamiento del Problema La evolucin de la tecnologa en el mundo de las telecomunicaciones se hace ms notoria da a da. El desarrollo de los distintos mtodos de estudio para la formacin de profesionales competitivos en el rea de telecomunicaciones es ms amplio cada da, logrando una constante competencia tecnolgica a nivel mundial. En Venezuela, actualmente son pocas las universidades que ofrecen la carrera de Ingeniera de Telecomunicaciones, en este caso son de especial importancia las Instituciones Universitarias que imparten sta carrera, ya que constituyen un avance tecnolgico en el rea. La Universidad Fermn Toro es una institucin educativa encargada de brindar al estudiante un amplio conocimiento en las diferentes reas que all se ofrecen. La misma est dotada de laboratorios en los que se realizan prcticas de algunas de las materias de la especialidad, colocndose a nivel de las mejores instituciones educativas del pas, y en el contenido programtico de algunas materias que all se dictan como microondas, antena, radio enlaces, correspondientes a la carrera Ingeniera de Telecomunicaciones. Actualmente el laboratorio de telecomunicaciones de la Universidad Fermn Toro cuenta con herramientas tales como: analizadores de espectro, mdulos de transmisin y recepcin, distintos tipos de guas de ondas, atenuadores, entre otros.

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Mediante todas estas herramientas los estudiantes realizan prcticas en algunas de las materias de la especialidad, tales como microondas, en donde se realizan montajes simulando radio enlaces, y usando los atenuadores para simular el canal de transmisin, logrando observar y comprobar con la teora, parmetros tales como la potencia recibida, prdidas en el espacio libre, entre otros. Pero dichas herramientas no permiten el contacto del estudiante con equipos empleados en los radio enlaces implementados por las empresas de telecomunicaciones para prestar servicios, debido a que stos equipos y herramientas que se encuentran en el laboratorio de Telecomunicaciones de la Universidad, son equipos creados para dar induccin a los estudiantes del rea, y no para prestar servicios de voz, video o datos. Es por ello que se detecta la necesidad de crear un radio enlace de microondas para utilizarlo como un sistema de aprendizaje y entrenamiento para la adquisicin de experiencia con equipos reales. Se denomina radio enlace de microondas a sistemas de radiocomunicaciones entre puntos fijos que proporcionan una capacidad de transmisin de informacin (voz, video o datos), efectuada por ondas electromagnticas a frecuencias del orden de las microondas (desde 1 Ghz a 300 Ghz). Son de gran importancia para el desarrollo de las telecomunicaciones, ya que presentan varias ventajas sobre otras tecnologas de transmisin de informacin, y algunas de ellas es su alta y flexible capacidad de canales (desde unos pocos canales de voz, hasta varios canales de TV), cuentan con gran capacidad de expansin, corto tiempo de instalacin, excelente

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adaptacin a terrenos y barreras naturales. Actualmente en Venezuela los radio enlaces de microondas son usados para aplicaciones como servicios de voz y datos, servicio telefnico remoto, servicio de radiodifusin de televisin, estaciones de radio comercial AM y FM, manejo de flotas, despacho y control de operaciones en diferentes empresas. Es por ello que se piensa que esta tecnologa es de gran importancia para los conocimientos de los especialistas en el rea, y amerita el desarrollo prctico real. La necesidad de la creacin de este proyecto surge primordialmente del siguiente punto: Actualmente en el transcurso de la carrera de Ingeniera de Telecomunicaciones en la Universidad Fermn Toro, se cursan materias tericas, y tericas- prcticas, como por ejemplo radio enlace del 9no semestre, donde se estudia en teora los parmetros de radio enlaces analgicos y digitales, se realizan proyectos de diseo, desarrollando conocimientos y habilidades en el rea, pero no se permite la prctica con equipos reales usados para las telecomunicaciones. Segn apreciacin personal, luego de culminada la carrera de ingeniera de telecomunicaciones, el nuevo profesional se encuentra en la mayora de los casos con muy poca experiencia en el trabajo y manejo de equipos de comunicaciones. Con el diseo y el estudio de factibilidad del radio enlace de carcter educativo, se creara un sistema de aprendizaje, entrenando a estudiantes en la configuracin de los radios de comunicaciones, alineacin de las antenas y verificacin de trfico,

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puesta a tierra de un sistema de radio enlace, espectrometras, ingeniera de detalles, entre otros. Este sistema es de gran importancia ya que proveer informacin tcnica y prctica, necesario para el trabajo en campo, as como el contacto directo con equipos de transmisin, recepcin, conectores, antenas de microondas, guas de onda y la puesta en prctica de las normativas de diseo, seguridad y mantenimiento de radio enlaces de microondas. El estudio de este proyecto se basa en un estudio a travs de una encuesta informal del alumnado de telecomunicaciones, donde se le presentara de manera sencilla y clara una serie de preguntas que permitan determinar la necesidad de obtener conocimientos sobre equipos reales de telecomunicaciones y a la vez desarrollar habilidades en el rea laboral, proporcionando el contacto directo con empresas de telecomunicaciones para una futura relacin estudiante empresa. Tambin se realizar una serie de entrevistas a especialistas en el rea de telecomunicaciones como el Ing. Jess Alvarado, Ing. Julio Moratinos, Ing. Naudy Arteaga, y la Ing. Silcar Prez, la cual consiste en investigar y conocer la opinin de especialistas y especficamente conocer que opinan de este sistemas de aprendizaje donde se le permita a los estudiantes universitarios tener entrenamiento con los equipos reales de telecomunicaciones. Debido a esta problemtica presentada, se plantea el diseo de un radio enlace de microondas con el fin de ensear, capacitar y entrenar a estudiantes de

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telecomunicaciones, este entrenamiento se va a realizar a travs de la realizacin de prcticas, donde cada prctica estudiar un punto en especfico, como por ejemplo, configuracin de un radio, alineacin de antenas, entre otros. Todas estas prcticas en conjunto conforman un curso, donde por medio de este se realiza la capacitacin, y el entrenamiento sobre radio enlaces de microondas. Por otra parte, la empresa Cooperativa Bolivariana Educatel constituida a los treinta (30) das del mes de septiembre del ao dos mil cinco (2005) tiene como objetivos la prestacin de servicios en el rea de telecomunicaciones: Instalacin, reparacin, mantenimiento, entrenamiento, proyectos, asistencia tcnica,

asesoramientos de: sistemas de radio enlaces, redes comunitarias y puesta a tierra, entre otros. El domicilio principal de la Cooperativa es en la ciudad de Barquisimeto, carrera 3A entre calles 1 y 2 # 1-31 Pueblo Nuevo, Parroquia Juan de Villegas, Jurisdiccin del Municipio Autnomo Iribarren, Estado Lara de la Repblica Bolivariana de Venezuela. Dicha empresa es la encarga la proporcionar los equipos de comunicaciones empleados para establecer el radio enlace de microondas, as como tambin de impartir el entrenamiento de los estudiantes de telecomunicaciones. Durante el diseo y planificacin del trabajo de grado nacen unas series de incgnitas que conllevan a seguir ciertos pasos para lograr el desarrollo del mismo, estas incgnitas son: Es necesario el diseo de un radio enlace de microondas para el entrenamiento de estudiantes de telecomunicaciones?, Es operativamente,

econmicamente, tcnicamente y acadmicamente factible, el diseo de un radio

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enlace de microondas para entrenar a estudiantes de telecomunicaciones?, Para establecer el diseo de un radio enlace es necesario calcular una serie de parmetros?, Para lograr un entrenamiento en el rea de radio enlaces de microondas, es necesario estudiar en forma prctica ciertos aspectos del rea? Objetivos de la Investigacin Objetivo General Disear un radio enlace de microondas para capacitar y entrenar estudiantes de telecomunicaciones en la empresa Cooperativa Bolivariana Educatel. Objetivos Especficos a) Diagnosticar la necesidad de disear un radio enlace de microondas con fin educativo para capacitar y entrenar a estudiantes de

telecomunicaciones. b) Realizar un estudio de factibilidad tcnica, operativa, econmica y acadmica del diseo del radio enlace de microondas. c) Calcular los parmetros necesarios para establecer el diseo del radio enlace de microondas. d) Disear las prcticas usadas para el entrenamiento de los estudiantes de telecomunicaciones.

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Justificacin e Importancia Actualmente se esta presenciando un rpido crecimiento y desarrollo de avanzadas tecnologas en telecomunicaciones, y Venezuela se esta integrando en la competencia, un ejemplo de ello, es la implementacin de fibra ptica por parte de la empresa CANTV en casi todo el territorio venezolano, migraciones de tecnologas celulares de CDMA a GSM, implementacin de radio enlaces de alta capacidad para diferentes aplicaciones, entre otros. Es por ello que surge la gran necesidad de abrir horizontes creando tcnicas de estudio innovadoras que permitan un mayor desarrollo de profesionales en el rea, y por ende el nacimiento de nuevas tecnologas nacionales. En Venezuela se estn empezando a formar ingenieros de telecomunicaciones, y por lo tanto existen pocos venezolanos especializados en el rea, es por ello que se busca preparar y desarrollar profesionales venezolanos que se encarguen de dirigir los adelantos en las tecnologas del pas, sin necesidad de requerir a especialistas de otros pases. Por consiguiente, se detecta la ausencia de un modelo que permita por medio de la prctica, aprender la forma en la cual se implementa un radio enlace de microondas teniendo en cuenta todos los estados posibles que nos podramos encontrar en la vida real. En muchas universidades de Venezuela donde se imparten carreras como medicina, los estudiantes se integran en los hospitales y clnicas mucho antes de haber culminado la carrera, teniendo trato directo con la vida real y enfrentando problemas que se le pueden presentar en un futuro. Igualmente en las

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carreras de ingeniera elctrica, ingeniera mecnica, ingeniera civil, entre otras, donde los estudiantes cuentan con grandes plantas elctricas, cuartos de mquinas y obras civiles donde pueden realizar prcticas y se van relacionando con anticipacin a lo que seria su trabajo en los prximos tiempos. Por lo tanto se piensa que en la carrera de ingeniera de telecomunicaciones tambin seria conveniente estudiar la manera de relacionar los estudios en la universidad con entrenamientos de campo que proyecten y amplen las destrezas y experiencias en el rea. En este sentido, se piensa que no es necesario esperar culminar su formacin profesional, y as poder trabajar directamente con equipos y aplicaciones reales, logrando evitar tropiezos a la hora de llegar a una empresa por falta de experiencia, y de igual manera se estara promoviendo a la formacin de profesionales de mayor nivel. El desarrollo del radio enlace de microondas, con el fin de capacitar y entrenar estudiantes de telecomunicaciones constituye una innovacin en el rea educativa a nivel superior, adems de contribuir a la preparacin y extensin de habilidades y destrezas de los estudiantes de ingeniera en el campo de las comunicaciones. El proyecto pertenece a la lnea planificacin, desarrollo y mantenimiento de redes radiocomunicaciones; en beneficio de la sociedad y su convivencia armnica, se ubica en el polo de investigacin Hombre, Ciudad y Territorio, en el eje conceptual Sistemas de radiocomunicaciones, sub-lnea analizar, desarrollar e implementar

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estudios de radio enlaces. Dicho polo tiene como objetivo estudiar y analizar las alternativas tecnolgicas de desarrollo para la ciudad, en pro del bienestar del hombre, como ciudadano responsable de su ambiente humano y territorial. El diseo del radio enlace de microondas para entrenar estudiantes del rea de telecomunicaciones pertenece a este polo, debido a que este proyecto tiene influencia sobre la poblacin, ya que se basa en el desarrollo de tecnologas para el beneficio de la sociedad, con el fin de elevar y perfeccionar el nivel de educacin y experiencia de los estudiantes y profesionales en el rea de telecomunicaciones. Alcances y Limitaciones Alcances El diseo del radio enlace permitir capacitar, preparar y entrenar a los estudiantes de telecomunicaciones, enseando a los mismos las ltimas tendencias y tecnologas de punta. De otra manera tambin se logra el tacto directo con equipos como radios de comunicaciones, antenas, conectores, sistemas de aterramiento, y todos los elementos que componen un radio enlace. En el transcurso del proyecto se estn realizando conversiones para la formalizacin de convenios con la empresa Cooperativa Bolivariana Educatel y la Universidad Fermn Toro. Los convenios que se estn estudiando libran a la universidad de todo tipo de responsabilidad con la empresa anteriormente mencionada o con los estudiantes de la universidad, debido a que para esto, se

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necesita la aceptacin y formalizacin de los directivos y autoridades de la universidad. El principal beneficio para dicha empresa seria la captacin directa de profesionales en el rea de telecomunicaciones, absorbiendo nuevos profesionales con experiencias en manejo de equipos y tecnologas propias de cada empresa de telecomunicaciones. Otros beneficios para dichas empresas son aspectos como, la renovacin empresarial, donde se podra aprovechar la inquietud, motivacin y conocimientos tcnicos de los jvenes universitarios en cuanto a la creatividad, tan necesaria para la renovacin empresarial. Este proyecto ser planeado con prcticas de diseo, instalacin, y mantenimiento de radio enlaces de microondas, con la finalidad de ensear y capacitar de una manera clara y precisa los fundamentos prcticos indispensables para la comprensin del funcionamiento, el anlisis y el diseo, en donde se podrn estudiar diferentes parmetros sobre telecomunicaciones como propagacin de ondas electromagnticas, sistemas de transmisin, microondas, antenas, clculos del perfil del terreno, guas de onda, entre otros. Ser de fcil entendimiento, debido a que se realizara la descripcin detallada de todo el laborioso proceso de estudio, y diseo de un radio enlace. Por otra parte, podr ser motivo para abrir nuevas puertas que conduzcan a convenios estudiantes empresas, relacionando ambas partes para un mejor desarrollo de tcnicas de estudio para los profesionales egresados de la universidad.

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Como beneficio para la Universidad Fermn Toro, primero que nada se convertira en la primera universidad en Venezuela que cuente con convenios de este tipo especfico, donde se relaciona directamente el estudiante empresa, dndole un alto reconocimiento de esfuerzo a la universidad por proveer de alta calidad de servicio educativo. Tambin se estudia la posibilidad de realizar convenios para que los estudiantes de la Universidad gocen de descuentos especiales para la realizacin de dicho entrenamiento de aprendizaje sobre radio enlaces de microondas. Sin embargo, la puesta en servicio al entrenamiento de los estudiantes y profesionales no depende de los convenios con la Universidad, por ello la empresa Cooperativa Bolivariana Educatel se encargar de proveer los equipos, y posteriormente dirigir y administrar el curso a travs de las prcticas, dejando claro la liberacin de

compromisos y responsabilidades de la Universidad Fermn Toro con dicha empresa. Limitaciones La implementacin del sistema de radio enlace presenta algunas posibles limitantes, primero econmicamente, debido a que el costo de los equipos necesarios para instalar un radio enlace es muy elevado y aparte no se fabrican en nuestro pas, por lo tanto implica grandes inversiones, y la importacin de equipos. Otro factor limitante presente en el diseo del radio enlace es la ubicacin de los puntos de ubicacin del radio enlace, es decir, ciertas permisologas y requisitos necesarios para instalar antenas, y radios de comunicaciones en cada estacin.

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CAPTULO II MARCO TERICO Antecedentes El continuo avance del ser humano ha influido de una manera determinante en el desarrollo de nuevas tecnologas, por ello son muchos los investigadores que cada da se integran a la bsqueda de tcnicas avanzadas que impulsen el desarrollo de las telecomunicaciones. A continuacin se presentan investigaciones realizadas recientemente que de alguna manera contribuyen con la realizacin de este proyecto: Arciniegas E. y Montemurro A. (2007) realizaron una tesis titulada Diseo de una Red de Microondas para C.A. ENELBAR en la Facultad de Ingeniera de la Universidad Fermn Toro, como trabajo de grado requerido para optar al ttulo de Ingeniero de Telecomunicaciones. La finalidad de esta tesis es disear la red de microondas de la empresa C.A. ENELBAR y presentar sugerencias que permitan mejorar la calidad de algunos de los radio enlaces existentes en la red de dicha empresa. Durante el desarrollo del trabajo de grado se diagnosticaron las posibilidades de nuevos sitios de repeticin para el diseo de la red, se determin el software de aplicacin de radio enlace ms ptimo para el diseo de la red, y se realiz un estudio de factibilidad tcnica, operativa, econmica y legal para el desarrollo de la red propuesta. Este proyecto resulta de gran aporte, ya que en l se realiza un diseo de una red de radio enlaces de microondas, y sto permite realizar

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diversas comparaciones como procedimientos a seguir para realizar un radio enlace, tipo de software usado para el mismo, clculo de prdidas de propagacin, estudio del perfil topogrfico. vila O. (2004), realiz un trabajo titulado Diseo de un Radio Enlace Digital que une a las ciudades de Bucaramanga y Ccuta, y es desarrollado con la intencin de afianzar los conocimientos adquiridos en la materia Telecomunicaciones II (propagacin) en la ciudad de Bogot, cuyo objetivo general fue disear un radio enlace de telecomunicaciones digital en la banda de microondas. Realizado bajo el esquema de Proyecto Factible, cuya finalidad bsica es disear y estudiar por medio de la prctica, la forma real en la cual se implementa un enlace de microondas teniendo en cuenta todos los estados posibles que nos podramos encontrar en la vida real. El proyecto de vila contribuye con sta investigacin debido a que en l se ejercen acciones similares a las necesarias para el diseo del radio enlace de microondas, como lo son: clculos del enlace, clculos de perfil, anlisis de temperaturas, estudio de equipos de comunicaciones, anlisis de costos. Arellano R. (2004), desarroll una investigacin a la que titul Diseo de un Sistema para la Alineacin Automtica de un Enlace de Microondas con Estacin Transportable en la Universidad Nacional del Tchira. El objetivo general del mismo fue disear un sistema que permitiera la alineacin automtica en

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un enlace de microondas motivado fundamentalmente por la necesidad que presento Emgitel C.A. de acuerdo a los cambios y avances de las Telecomunicaciones en Venezuela, dirigido hacia cualquier sector profesional. Tiene la finalidad de establecer una conexin temporal de forma rpida y que a su vez permita, garantizar la correcta alineacin del enlace terrestre de microondas entre una estacin fija y una estacin transportable, bajo la modalidad de Proyecto Factible, para el cual realiz una investigacin de campo y documental y finalmente presentando el diseo del equipo. Basndose en el estudio de factibilidades para la resolucin del problema. El sistema de Arellano es capaz de mejorar el tiempo de puesta en servicio y la calidad de alineacin de un enlace de telecomunicaciones, sobre todo, en aplicaciones de uso temporal, utiliza tecnologa ms barata y con un excelente rendimiento, para sacar el mayor provecho de los equipos de telecomunicaciones que Emgitel C.A. usa rutinariamente. En conclusin, es un sistema que puede ser totalmente elaborado y puesto en servicio, para el beneficio de toda una poblacin que necesite una cantidad de informacin, donde las telecomunicaciones son el puente para acortar esa distancia. El estudio de la alineacin que deben tener las antenas que se estn comunicando, para lograr as la mxima ganancia, por esto sirve de apoyo para la realizacin de este proyecto. Burguete C. (2005), realiz una tesis profesional titulada Simulacin de Zonas de Fresnel para Enlaces de Microondas Terrestres en la Facultad de Ingeniera de la Universidad de las Amricas, en la ciudad de Puebla, Mxico, como

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trabajo de grado requerido para optar al ttulo de Ingeniero en Electrnica y Comunicaciones, bajo la metodologa de Proyecto Factible que se basa en un estudio de factibilidades tcnica, operativa y econmica para solucionar el problema del control del motor y se apoy en la investigacin de campo y documental. ste proyecto tiene como objetivo general el diseo de un simulador de microondas terrestres en base a la graficacin de las zonas de fresnel y a modelos de propagacin, el motivo de hacer la simulacin es predecir la implementacin de los radio enlaces antes de ser desarrollados fsicamente, tambin es capaz de calcular la potencia de recepcin que se tendr en el enlace tomando en cuenta las prdidas introducidas por obstculos existentes, y arroj como conclusiones que, el anlisis previo a cualquier enlace de microondas puede facilitar la construccin del sistema de comunicaciones ya que se pueden obtener datos muy acertados a la realidad. Tambin se puede concluir que las zonas de fresnel son realmente importantes en los enlaces de microondas ya que llegan a tener radios significativos an en las frecuencias de los Giga-hertz, siendo stos del orden de metros, por sto es que el nivel de obstruccin de las zonas juega un papel importante en los enlaces de microondas. La investigacin de Burguete sirve de gua para la realizacin de ste proyecto ya que incluye estudio de la propagacin de ondas electromagnticas, graficacin de las zonas de fresnel, clculos de potencia recibida en un enlace de microondas. Torres J. (2006) elabor un Estudio de Radio Propagacin VHF Extendido

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y Ubicacin de Antena para Comunicacin Tierra-Aire la investigacin fue realizada en la Facultad de Ingeniera Electrnica de la Universidad Pontfica Bolivariana, en la ciudad de Medelln, y fue un trabajo de grado presentado como requisito para optar al ttulo de Ingeniero Electrnico. Torres concluye que mediante la realizacin de su proyecto se comprueba la importancia de estudiar y analizar previamente a travs de algn software (Radio Mobile) la ptima eleccin del lugar para colocar los equipos de microondas, en donde se realizaron estudios de propagacin, y se tomaron en cuenta las recomendaciones de la ITU utilizadas en los enlaces de microondas. Este proyecto tiene la utilidad de que nos brinda en forma muy clara y precisa los parmetros que deben tomarse en cuenta antes de realizar un diseo de un radio enlace de microondas, as como tambin la descripcin general de los equipos necesarios para un enlace, todo sto regido por las recomendaciones de la ITU. Se pudo observar adems el uso del software (Radio Mobile) uno de los ms populares software en el modelado de radio enlace de microondas. Bases Tericas Radiocomunicaciones Ondas Una onda es una forma de propagacin de una perturbacin en un medio,

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acompaada de una transmisin de energa, pero no de materia. Ver Figura 1. Sus caractersticas principales son las siguientes: A: Amplitud de la onda. f: Frecuencia de la onda. : Longitud de onda. v: Velocidad de transmisin. T: Perodo.

Figura 1 Forma de Onda Caracterstica Cualquier transmisin de voz, video o datos se hace a travs de ondas electromagnticas.

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Ondas Electromagnticas Podemos definir una onda electromagntica como una perturbacin de energa que se propaga en un medio, y que posee dos componentes fundamentales que van a ser perpendiculares en todo momento: el campo elctrico y el campo magntico. La existencia de las ondas electromagnticas, fueron predichas por Maxwell en 1864, a partir de sus famosas Ecuaciones de Maxwell. Ver Figura 2.

Figura 2 Onda Electromagntica La orientacin del campo elctrico de una onda electromagntica se le denomina la polarizacin de la onda electromagntica. En general la polarizacin se describe por una elipse. Dos casos especiales de la polarizacin elptica son la polarizacin lineal y la polarizacin circular. La polarizacin inicial de una onda de radio es determinada por la antena. Con la polarizacin lineal, el vector del campo elctrico se mantiene en el

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mismo plano todo el tiempo. El campo elctrico puede dejar la antena en una orientacin vertical, horizontal, o en algn ngulo entre los dos. La radiacin polarizada verticalmente se ve ligeramente menos afectada por las reflexiones en el camino de transmisin. Con la polarizacin horizontal, tales reflexiones causan variaciones en la intensidad de la seal recibida. Las antenas horizontales tienen menos probabilidad de captar interferencias generadas por el hombre, normalmente polarizadas verticalmente. En la polarizacin circular el vector del campo elctrico aparece rotando con un movimiento circular en la direccin de la propagacin, haciendo una vuelta completa para cada ciclo de RF. Esta rotacin puede ser hacia la derecha o hacia la izquierda. El tipo de la polarizacin es una de las elecciones de diseo disponibles para el diseador del radio enlace de microondas. Espectro Radioelctrico El espectro de frecuencias radioelctricas es el conjunto de ondas cuyas frecuencias estn comprendidas entre 3 kilohertzios y 3000 Giga hertzios. El espectro de frecuencias radioelctricas se divide, de acuerdo con el Reglamento de Radiocomunicaciones, en las siguientes bandas:

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Cuadro 1 Espectro de Frecuencias Radioelctricas Longitud de onda Frecuencia Valores Denominacin Valores Denominacin 100km => frecuencias muy ondas miliamtricas 3 khz => 30 khz 10km bajas 10 km => 1 30 khz => 300 ondas kilomtricas Frecuencias bajas km khz 1000 m => 300 Khz => 3000 ondas hectomtricas Frecuencias medias 100 m Khz 100 m => 10 3 Mhz => 30 ondas decamtricas Frecuencias altas m Mhz 30 Mhz => 300 Frecuencias muy 10 m => 1 m ondas mtricas Mhz elevadas 100 cm => 10 300 Mhz => Frecuencias ultraOndas decimtricas cm 3000 Mhz elevadas 10 cm => 1 3000 Mhz => Frecuencias superOndas centimtricas cm 30000 Mhz elevadas Fuente: Tomasi (2003)

Siglas V.L.F. L.F. M.F. H.F. V.H.F. U.H.F S.H.F.

Podemos hacer otro tipo de clasificaciones, como la que se suele hacer con las ondas de radio (Ondas largas, ondas cortas y ondas medias) Radio Propagacin Existen diferentes formas en que las ondas pueden propagarse en el espacio. Aunque las ondas electromagnticas viajan en lnea recta, su trayectoria rectilnea puede ser alterada por la tierra y la atmsfera. Existen tres formas de propagacin de las ondas electromagnticas en el espacio: ondas de tierra, ondas de espacio y ondas de cielo, pero en nuestro caso solo estudiaremos las ondas espaciales. Ondas Espaciales

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Moratinos (2007), considera que las ondas de espacio son aquellas que parten de la antena del emisor y llegan hasta la antena del receptor a travs del propio aire pero sin llegar a la ionsfera. Segn su trayectoria pueden ser: ondas directas y ondas reflejadas. Onda Directa Son las ondas que viajan en lnea recta de la antena transmisora a la receptora sin tocar el terreno ni la ionsfera. La atenuacin es mnima, siendo nicamente la que se produce por el espacio abierto o agentes meteorolgicos (lluvia, nieve, entre otros). Ver Figura 3. En los radio enlaces de microondas (SHF o frecuencias >3GHz) es imprescindible que haya visin directa para establecerse la comunicacin.

Figura 3 Onda Directa Onda Reflejada

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Son ondas electromagnticas que son emitidas del transmisor y llegan al receptor despus de reflejarse en la tierra (o mar) y generalmente degradan el rendimiento del sistema, pues difiere en fase de la onda directa (debido a la diferencia de trayectoria), y sufre gran atenuacin por la propia naturaleza del terreno. Ver Figura 4.

Figura 4 Onda Reflejada Por otra parte, en la atmsfera de la tierra, la propagacin del frente de onda puede alterarse por efectos pticos como la refraccin, reflexin e interferencia. A continuacin se describen cada uno de estas propiedades pticas de las ondas. Refraccin Es el cambio de direccin de un rayo conforme pasa oblicuamente de un medio a otro, con diferentes velocidades de propagacin. El fenmeno de refraccin tambin ocasiona que las ondas se curven cuando viajan por la troposfera, por lo que la trayectoria de las ondas no es rectilnea en ella, factor que se debe considerar al

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disear un radio enlace. Este fenmeno se toma en consideracin mediante un parmetro llamado factor de correccin de radio equivalente de la tierra Ver Figura 5.

Figura 5 Fenmeno de Refraccin Reflexin Mavares (2007), Afirma que la reflexin electromagntica ocurre cuando una onda incidente choca con una barrera existente entre dos medios y parte de la potencia incidente no penetra el segundo material. Las ondas que no penetran al segundo medio, se reflejan. Ver Figura 6. En un radio enlace de microondas existir en general un rayo directo y al menos un rayo reflejado. Al disear un radio enlace, se seleccionan inicialmente las alturas de las antenas, y a partir de ellas se determina, entre otras cosas, el punto de reflexin, de tal manera que podamos seleccionar un punto de reflexin adecuado a nuestras necesidades. Generalmente la onda reflejada degrada el rendimiento del sistema, por

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lo que nos interesa bloquear la onda reflejada o escoger un punto donde se produzca la reflexin difusa.

Figura 6 Fenmeno de Reflexin Interferencia La interferencia de ondas ocurre cuando dos o ms ondas electromagnticas se combinan de tal forma que el funcionamiento del sistema se degrada. Ver Figura 7. El fenmeno de interferencia establece una limitacin en el uso de comunicaciones inalmbricas, al tener que compartir los usuarios un espectro radioelctrico limitado. Al disear un enlace, cualquiera que sea su naturaleza, debe tenerse en cuenta inicialmente la interferencia que podran producir enlaces cercanos, as como la interferencia del propio sistema, llamada sobre-enlace.

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Figura 7 Fenmeno de Interferencia Microondas Microondas se denomina a las ondas electromagnticas en el espectro de frecuencias comprendido entre 1 GHz y 300 GHz. Las microondas tienen longitudes de onda aproximadamente en el rango entre 30 centmetros (frecuencia=1 GHz) a 1 milmetro (300 GHz). El rango de las microondas incluye las bandas de radiofrecuencia de UHF (ultra-high frequency, frecuencia ultra alta) (0.3-3 GHz), SHF (super-high frequency, super alta frecuencia) (3-30 GHz) y EHF (extremely high frequency, extremadamente alta frecuencia) (30-300 GHz). Radio Enlace de Microondas Moratinos (2007) define un radio enlace de microondas como cualquier interconexin entre un transmisor y un receptor efectuado por ondas

electromagnticas en el rango de las microondas. Si los terminales son fijos, el servicio se le denomina como tal y si algn terminal es mvil, se lo denomina dentro de los servicios de esas caractersticas.

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Se puede definir al radio enlace del servicio fijo, como sistemas de comunicaciones entre puntos fijos situados sobre la superficie terrestre, que proporcionan una capacidad de informacin, con caractersticas de calidad y disponibilidad determinadas. Tpicamente estos enlaces se explotan entre los 800 MHz y 42 GHz. El radio enlace, establece un concepto de comunicacin del tipo dplex, en donde se deben transmitir dos portadoras moduladas: una para la transmisin y otra para la recepcin. Al par de frecuencias asignadas para la transmisin y recepcin de las seales, se lo denomina radio canal. Los enlaces se hacen bsicamente entre puntos visibles, es decir, puntos altos de la topografa. Cualquiera que sea la magnitud del sistema de microondas, para un correcto funcionamiento es necesario que los recorridos entre enlaces tengan una altura libre adecuada para la propagacin en toda poca del ao, tomando en cuenta las variaciones de las condiciones atmosfricas de la regin. Un radio enlace terrestre provee conectividad entre dos sitios (estaciones terrenas) con lnea de vista (LVD o Line-of-Sight, LOS) usando equipos de radios con frecuencias de portadora por encima de 1 GHz. La mayor parte de los sistemas de radio por microondas estn comprendidos dentro de tres categoras principales: Sistemas de Lnea de Vista (LDV), sistemas sobre el horizonte y sistemas satelitales, donde slo estudiaremos el primer caso.

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Los enlaces de microondas son diseados para transmitir a distancias de varios miles de kilmetros con anchos de banda de 10 MHz y altos estndares de calidad y confiabilidad, requerimientos esenciales para comunicaciones de largo alcance (nacionales o internacionales). Un sistema LDV (lnea de vista) puede extenderse, sobre terrenos favorables sin grandes barreras naturales, hasta los 7000 kms, usando varios enlaces. La distancia cubierta por cada enlace, sin embargo, est limitada a distancias cortas que oscilan entre 50 y 80 km. Los sistemas LDV proveen un amplio rango de aplicaciones, por ejemplo, desde sistemas con un pequeo nmero de canales telefnicos de corto alcance hasta sistemas con varios cientos de canales telefnicos o varios canales de TV con altos estndares de calidad y confiabilidad, exigidos para formar los circuitos troncales nacionales e internacionales, con alcance de varios miles de kilmetros. Algunas ventajas de los sistemas LVD son: Alta y flexible capacidad de canales (desde unos pocos canales de voz hasta varios canales de TV), Capacidad de expansin, Corto tiempo de instalacin, Excelente adaptacin a dificultades de terrenos y barreras naturales. Las principales aplicaciones de los sistemas LDV son:a)

Sistemas fijos integrados para telefona multicanal o televisin, formando parte de redes nacionales e internacionales.

b)

Sistemas

fijos

no

integrados

para

telefona

o

televisin,

no

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interconectados a las redes nacionales o internacionalesc)

Sistemas mviles, conectados o no a las redes nacionales e internacionales.

Los elementos bsicos de un sistema de radio multi-seccin usando LVD se muestra en la Figura 8.

Figura 8 Elementos de un Sistema de Radio Donde: f1: Frecuencia de Operacin de la Estacin Terminal 1. f2: Frecuencia de Operacin de la Estacin Terminal 2. Este sistema incluye dos estaciones terminales. En la estacin terminal (transmisor) se genera una portadora de microondas, que se modula por la seal de telefona multicanal o televisin, se amplifica a unos pocos vatios y con ella se alimenta una antena direccional para que se radie a la estacin terminal (receptor). La seal de microondas en la estacin terminal distantes es amplificada, demodulada, y

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de esta manera se recupera la seal banda base. En el sistema de la Figura 8 se utilizan dos frecuencias, f1 y f2, para evitar interferencia proveniente de los transmisores adyacentes, en donde una frecuencia se utiliza para transmitir, y otra frecuencia para recibir. En un sistema de microondas, las especificaciones de ruido son de particular importancia, ya que estas determinan la potencia de transmisin, el tamao de la antena y otros parmetros del sistema. Adems del ruido trmico inherente a los equipos, pueden introducirse ruidos adicionales, entre otros, producto de la intermodulacin de seales de diferentes canales. Este ruido es mximo cuando todos los canales estn activos, o sea, en las horas pico. Los niveles permitidos de ruido estn definidos internacionalmente en termino de circuitos de referencia hipotticos de 2500 Km. de largo con un nmero especfico de estaciones de modulacin y de demodulacin. Tipos de Ruido en un Sistema de Microondas Ruido fijo Este tipo de ruido se apareca an si se suprimiera el canal de comunicacin colocando al transmisor y al receptor muy cercano. El ruido fijo est compuesto por: a) Ruido de intermodulacin, el cual es producto de las no linealidades en los transceptores, mdems, multiplexores, amplificadores y

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conmutadores. b) Ruido plano (ruido trmico blanco), introducido por todos los circuitos. El fabricante suministra valores de potencia de ruido plano. Ruido Esperado o Desvanecimiento Si observamos la seal recibida en un enlace de microondas durante un intervalo largo de tiempo, podemos distinguir entre dos condiciones de propagacin: a) La propagacin prcticamente sin perturbacin llamada transmisin de espacio libre. b) La propagacin perturbada con desvanecimiento tpico. Por otra parte, para que un sistema de radio enlaces transporte diferentes tipos de informacin es necesario que se ejecute una tcnica donde se pueda canalizar esta informacin en diferentes formatos tanto analgicos como digitales. La multicanalizacin es la tcnica que se utiliza para transmitir varias fuentes de informacin, bien sea voz, datos, o vdeo sobre un mismo canal de comunicacin. El multicanalizador, frecuentemente llamado mux, es un equipo de comunicacin utilizado para este propsito. Existen varias tcnicas de multicanalizacin, las ms comnmente usadas son: FDM (Frequency Divisin Multiplexing: Multicanalizacin por Divisin de Frecuencias), TDM (Time Divisin Multiplexing: Multicanalizacin por Divisin de Tiempo), OFDM (Orthogonal Frequency Divisin Multiplexing:

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Multicanalizacin por Divisin de Frecuencia Ortogonal), en nuestro caso particular describiremos sta ltima. Arteaga (2007), define la Multiplexacin por Divisin de Frecuencias Ortogonales como un mtodo de modulacin digital en el cual cada seal se separa en varios canales de banda angosta a diferentes frecuencias. La tecnologa se concibi inicialmente en los aos 60 y 70 durante investigaciones para minimizar la interferencia entre canales cercanos uno al otro en frecuencia. En algunos aspectos, el OFDM es similar a la multiplexacin por divisin de frecuencia tradicional (FDM), con la diferencia bsica siendo la forma en que las seales se modulan y remodulan. La prioridad se le da a la minimizacin de interferencia o cruce entre los canales y smbolos en flujo de datos. Se le da menos importancia al perfeccionamiento de los canales individuales. La tecnologa se presta generalmente para el envo de seales de televisin digital, y tambin se considera como una forma de obtener transmisin de datos a alta velocidad en los radio enlaces de microondas. Estructura de un Radio Enlace de Microondas Un radio enlace esta constituido por varios equipos terminales, todo depende de la capacidad del radio enlace. En nuestro caso estudiaremos solo radio enlaces de mediana y baja capacidad conocidos como PDH.

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Sistema de Microondas Digital PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) La Jerarqua Digital Plesicrona, conocida como PDH, es una tecnologa usada en telecomunicaciones tradicionalmente para telefona que permite enviar varios canales telefnicos sobre un mismo medio (ya sea cable coaxial, radio o microondas) usando tcnicas de multiplexacin por divisin de tiempo y equipos digitales de transmisin. Tambin puede enviarse sobre fibra ptica, aunque no est diseado para ello y suele usarse en este caso SDH (Sinchronous Digital Hierarchy: Jerarqua Digital Sncrona). El trmino plesicrono se deriva del griego plesio (cercano) y chronous (tiempo) y se refiere al hecho de que las redes PDH funcionan en un estado donde las diferentes partes de la red estn casi, pero no completamente sincronizadas. La tecnologa PDH permite la transmisin de flujos de datos que, nominalmente estn funcionando a la misma velocidad (bit rate), pero permitiendo una cierta variacin alrededor de la velocidad nominal gracias a la forma en la que se forman las tramas. Jerarquas de Multiplexacin PDH se basa en canales de 64 Kbps. En cada nivel de multiplexacin se van aumentando el nmero de canales sobre el medio fsico. Es por ello que las tramas de distintos niveles tienen estructuras y unas duraciones diferentes. Adems de los canales de voz en cada trama viaja informacin de control que se aade en cada nivel de multiplexacin, por lo que el nmero de canales transportados en niveles

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superiores es mltiplo del transportado en niveles inferiores, pero no ocurre lo mismo en el rgimen binario. Dentro de PDH existen tres jerarquas de multiplexacin distintas: la europea, la americana y la japonesa. La europea usa la trama descrita en la norma G.732 de la UIT-T mientras que la americana y la japonesa se basan en la trama descrita en G.733. Al ser tramas diferentes habr casos en los que para poder unir dos enlaces que usan diferente norma haya que adaptar uno al otro, en nuestro caso siempre se convertir la trama al usado por la jerarqua europea, por ello solo estudiaremos la jerarqua europea. Jerarqua Europea En la norma europea cada nivel de multiplexacin se denomina E1, E2 que significa estndar europeo. La velocidad bsica de transferencia de informacin, o primer nivel jerrquico, es un flujo de datos de 2,048 Mbps (generalmente conocido de forma abreviada por 2 megas). Para transmisin de voz, se digitaliza la seal mediante MIC (Modulacin por Impulsos Codificados) usando una frecuencia de muestreo de 8 KHz (125 s) y cada muestra se codifica con 8 bits con lo que se obtiene un rgimen binario de 64 Kbps (abreviado como 64K). Agrupando 30 canales de voz ms otros dos canales de 64 Kbps, utilizados para sealizacin y sincronizacin, formamos un flujo PDH E1. De forma alternativa es posible tambin utilizar el flujo completo de 2 megas para usos

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no vocales, tales como la transmisin de datos. Por otra parte, en un radio enlace de esta capacidad es necesario equipos principales tales como antenas (usadas en radio enlaces de microondas), radios (ODU) e (IDU), cable coaxial, cables de alimentacin (conductor calibre 12 AWG), sistema de puesta a tierra, todo esto en cada uno de los sitios (transmisor y receptor). Adicionalmente se necesitan elementos para la puesta en servicio del sistema, tales como: racks, escalerillas, brekers, soportes para las antenas, torres, entre otros. A continuacin se explica el sistema de radio enlace de microonda a instalar. Sistema Airspan AS3030 El modelo AS3030 de Airspan Networks, es un sistema de microondas de nueva generacin, verstil, fcil de instalar y administrar, con capacidad de transportar trfico TDM (hasta 8 E1) e IP (hasta 48 Mbps). Este sistema opera en la bandas de frecuencia 5.4 Ghz y 5.8 Ghz. Soporta OFDM (Orthogonal Frecuency Division Multiplexing), lo cual le permite tener un rea de cobertura de 80 Km (LOS) Y 10 Km (NLOS). El sistema AS3030 presenta un gran nmero de funcionalidades, entre las que podemos mencionar:a)

Manejo de trfico TDM (hasta 8 E1) y trfico IP (hasta 48 Mbs). Modulacin automtica. El modo de operacin puede ser tanto Punto a Punto (TDM + IP) como

b) c)

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Punto a Multipunto (IP), manejando una portadora de 20 Mhz en el aire (72Mbs). d)e)

Bajo consumo de energa. Variedad de herramientas de configuracin por software (HTTP, TELNET, SNMP).

A continuacin en la Figura 9, se muestran los componentes del AS3030:

Figura 9 Sistema AS3030 (IDU, ODU y Antena). A continuacin se muestra un Cuadro (Cuadro 2) referencial basado en la relacin modulacin velocidad distancia, a ser alcanzadas con el sistema AS3030: Cuadro 2 Relacin Modulacin Velocidad Distancia del Sistema AS3030 MODULACION DATA RATE RANGO RANGO (Mbps) (km) / LOS (km) / OLOS BPSK 8.6 50 40 QPSK 16 45 34 QAM16 33 32 24 QAM64 49 13 8 Fuente: Manual de Operacin del Sistema AS3030 (2005)

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El sistema AS3030 tiene un alto desempeo, posee baja latencia, muy necesario para soportar aplicaciones en tiempo real, como TDM, video, VoIP, entre otros. Algunas de las aplicaciones del AS3030 son: acceso a Internet, transporte de radio bases (CDMA, GSM, UMTS, entre otros), extensiones y backup de fibra ptica, extensiones de lneas E1/T1. En la Figura 10 se muestra la IDU.

Figura 10 IDU (Unidad de Radio Interno) Las antenas del sistema AS3030 son de tipo flat panel direccional, para usar en configuracin punto a punto, con un ancho de la base de 9 grados. Tiene un dimetro de 30cm x 30 cm, posee una ganancia de 23 dBi. Tiene polarizacion vertical u horizontal, depende de la eleccin del diseo. Posee un VSWR de 1.7:1 y un radio de F/B de -32 dB. En la Figura 11 se muestra la ODU y la antena Flat Panel.

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Figura 11 ODU (Unidad de Radio Externo) y Antena Flat Panel A continuacin se muestra la forma bsica de cmo se hace la conexin de todas las interfaces del radio AS3030 con la antena y con la ODU. As como tambin se aprecian las conexiones del puerto Ethernet, los puertos TDM, la conexin del cable de puesta a tierra, y el cable de alimentacin. Ver Figura 12.

Figura 12 Conexin del Sistema AS3030 La unidad interna del sistema AS3030 se debe colocar en un Racks (para

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equipos de telecomunicaciones), la cual es el closet o estante donde se va a instalar o fijar la IDU, en la parte interna de la caseta de telecomunicaciones. El sistema debe ser alimentado con cables de alimentacin (conductor calibre 12 AWG). La conexin a tierra que debe tener el sistema debe realizarse con cable (conductor N 6 AWG). El cable de IF que debe utilizar el sistema es un cable RG-8 o RG-11, los cuales presentan prdidas de 10 dB y 5 dB cada 30 metros, y el conector necesario para los radios es LRC- SNS 6. En el Anexo B (figuras B-1- B-6) se muestran algunas tablas con las especificaciones generales, especificaciones TDM, caractersticas fsicas del sistema AS3030, entre otros. Aspectos a Estudiar en un Radio Enlace de Microondas Los aspectos a estudiar durante la realizacin de este proyecto son: Sistemas de puesta a tierra, barrido de frecuencias (Espectrometra), alineacin de antenas, software usado para el anlisis de redes y sistemas inalmbricos (Radio Mobile), Google Earth (Software usado para la visualizacin de perfiles topogrficos). Sistemas de Puesta a Tierra El sistema de puesta a tierra se puede definir como el conjunto de elementos que establecen el esquema bsico y los componentes necesarios para proporcionar proteccin tanto a los usuarios como a las infraestructuras y equipos en los cuartos de telecomunicaciones, lo cual se logra con un sistema correctamente configurado e instalado.

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Para lograr el objetivo del sistema de puesta a tierra se debe utilizar la norma de TIA/EIA 607, la cual dispone el esquema bsico y los componentes necesarios para proporcionar proteccin elctrica a los usuarios e infraestructura de las telecomunicaciones y la Norma IRAM 2184 en la cual se especifican las consideraciones para la instalacin de la lnea de pararrayos. Segn la norma TIA/EIA 607: Los componentes bsicos de aterramientos son: a) TBB (Telecommunications Bonding Backbone): Es un conductor de cobre usado para conectar la barra principal de tierra de

telecomunicaciones (TMBG) con las barras de tierra de los armarios de telecomunicaciones y las salas de equipos (TBG). La funcin principal de la misma es reducir o igualar diferencias de potenciales entre los equipos de los armarios de telecomunicaciones. Este se debe disear de manera de minimizar las distancias. b) TGB (Telecommunications Grounding Busbar): Esta es la barra de tierra ubicada en la sala de equipos. Su funcin es de punto central de conexin de tierra de los equipos de la sala. Debe ser una barra de cobre con dimensiones mnimas establecidas y su longitud puede variar

dependiendo de la cantidad de equipos a conectar a dicha barra. c) TMBG (Telecommunications Main Grounding): Barra principal de tierra,

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ubicada en las facilidades de entrada, es la que se conecta a la tierra de la infraestructura. Acta como punto central de conexin de los TGB (tpicamente hay un solo TMGB). Esta barra debe ser de cobre, con dimensiones mnimas establecidas y cuyo largo puede variar con relacin a la cantidad de cables que deban conectarse a sta. d) BC (Bondign Conductor): Es el puente de conexin equipotencial utilizado para unir la puesta a tierra del edificio a la barra de puesta a tierra principal de telecomunicaciones. El elemento principal de puesta a tierra del cuarto de equipos es la barra TMGB, este backbone debe ser utilizado para conectar a tierra todos los cables mallados, equipamientos, rack, gabinetes, bandejas y otros equipos que tengan un potencial asociado y que acte como conductor. El cuarto de equipo es equipado con una barra TGB. El objetivo de este sistema es proveer un sistema de puesta a tierra equipotencial de forma que las corrientes de falla se disipen convenientemente a tierra, protegiendo as a los usuarios y a los equipos. El TBB debe ser instalado independientemente al sistema elctrico de la infraestructura y su diseo se debe basar en las normas respectivas (TIA/EIA 607). Todos los rack, partes metlicas, cajas, bandejas, escalerillas, entre otros, que se encuentren en el cuarto de telecomunicaciones deben conectarse a la respectiva barra de tierra TMGB usando como mnimo cable de tierra de 10mm y los conectores

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correspondientes. Todos los cables de puesta a tierra deben identificarse con un aislamiento verde. Los cables sin aislamiento debern identificarse con una cinta adhesiva verde de cada lado de las terminaciones. Todos los cables y barras de aterramiento debern identificarse y etiquetarse de acuerdo con el sistema de documentacin especificado. En la Figura 13 se muestra un ejemplo de cmo deberan ser las conexiones de puesta a tierra para una sala de equipos de telecomunicaciones.

Figura 13 Ejemplo de un Sistema de Puesta a Tierra para un Cuarto de Telecomunicaciones

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Debe tenerse en cuenta, que un sistema de proteccin contra descargas elctricas atmosfricas no puede impedir la formacin de rayos. Por lo tanto es necesario instalar en un sistema cualquiera de telecomunicaciones, un sistema de pararrayos, que segn la norma IRAM 2184 especifica todo lo referente a instalacin de la lnea de pararrayos. Sistema de Proteccin contra el Rayo (Spcr) Es un sistema completo que permite proteger una estructura contra los efectos del rayo; consta de un sistema externo y de un sistema interno de proteccin contra el rayo. Un Spcr podr estar formado solamente por un sistema externo o por un sistema interno. El sistema externo comprende un dispositivo captor (terminal areo), las bajadas y un sistema de puesta a tierra. El sistema interno comprende todos los dispositivos complementarios al anterior con el objeto de reducir los efectos electromagnticos (voltajes inducidos) de la corriente de rayo dentro del espacio a proteger. Barrido de Frecuencia La espectrometra o barrido de frecuencia es un estudio donde se monitorean una serie de espacios del espectro radioelctrico y que tiene como objetivo principal determinar la existencia de posibles interferencias en la banda de frecuencia y/o la

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azimut de operacin del enlace a instalar, as como la presencia de otros sistemas operando en la misma banda que impliquen la existencia de portadoras ajenas que puedan ocasionar problemas de interferencia en un enlace. Por medio de los resultados obtenidos se puede establecer y/o verificar los canales que estn siendo ocupados y las posibles frecuencias a utilizar. Mtodo de Medicin Las mediciones se efectan empleando antenas directivas, con polaridad simple y con rango de operacin que cubra la banda de frecuencia que se desea estudiar barriendo un ngulo en el azimut del enlace. La seal recibida en la antena es amplificada a travs de un pre-amplificador de bajo ruido (LNA) y de esta manera se incrementa la sensibilidad del sistema receptor. El objetivo fundamental es conocer las caractersticas de cada portadora presente en cuanto a las siguientes variables: nivel isotrpico (dBm), frecuencia (GHz), canal (segn la canalizacin de CONATEL) y polarizacin (H/V). En la figura 14 se indican los equipos a utilizar para la ejecucin de las mediciones en los sitios, as como su interconexin.

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Figura 14 Configuracin Utilizada para Realizar un Barrido de Frecuencias 1. 2. 3. 4. 5. Antena tipo Horn. Cable coaxial flexible de baja prdida. Preamplificador LNA. Cable RF. Analizador de espectro.

Ganancia del Sistema La ganancia del sistema es el valor resultante de la suma algebraica de los valores aportados tanto en ganancia como en atenuacin de los equipos que conforman la configuracin del sistema de medicin usado en el barrido de frecuencia. Esta se calcula de la siguiente manera:Gs = Gp + Ga Pa

(Ec.1)

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Donde: Gs: Ganancia del sistema. (dBi) Gp: Ganancia del pre-amplificador en la banda de operacin. (dBi) Ga: Ganancia de antena Horn en la banda de operacin. (dBi) Pa: Atenuacin de accesorios (miscelneos). (dB) Nivel de Seal Isotrpico El nivel de seal isotrpico es la diferencia entre los niveles medidos de la seal recibida y la ganancia neta del sistema.Ev = Gs + Fv Eh = Gs + Fh

(Polarizacin vertical) (Polarizacin horizontal)

(Ec.2) (Ec.3)

Donde: Ev: Nivel de seal medido isotrpico en polarizacin vertical. (dBm) Eh: Nivel de seal medido isotrpico en polarizacin horizontal. (dBm) Gs: Ganancia del sistema. (dBi) Fv: Nivel de seal obtenido en polarizacin vertical. (dBm)

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Fh: Nivel de seal obtenido en polarizacin horizontal. (dBm) Alineacin de Antenas de Microondas La alineacin de antenas es sencillamente el hecho de mantener los lbulos principales de cada una, apuntndose entre si en la misma direccin. La alineacin de antenas de un radio enlace de microondas se realiza en azimut y elevacin, para lograr una mayor recepcin de la seal. Actualmente existen varios mtodos bastantes modernos y eficientes para alinear antena, pero el mtodo mas tradicional es utilizando un multitester, y guindose por lo valores de voltaje en DC que este arroja a medida que se va moviendo la antena en azimut y elevacin. Radio Mobile Radio Mobile es un programa de simulacin de propagacin de uso libre para predecir la prdida bsica en sistema de radiocomunicaciones: radio enlaces mviles, radiodifusin, entre otros. El programa est basado en el modelo de propagacin ITM (Iregular Terain Model: Modelo de Terreno Irregular) de Longley y Rice y es vlido para la gama de frecuencias de 20 MHz a 20 GHz. Entre las caractersticas y aplicaciones que posee este software se tienen: a) Es un programa gratuito que permite el anlisis y simulacin del rea de cobertura de un sistema de radio frecuencia (RF) y traza el perfil de las posibles trayectorias.

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b)

Predice

mediante

herramientas

CAD

(Diseo

Herramientas

Computacionales) la cobertura de un sistema de radio. c) Se usan herramientas y mapas digitales (elevaciones) y sistemas GIS. (Sistema de Informacin Geogrfica) d) Puede trabajar en mltiples sistemas operativos entre los que estn: Windows 95, 98, ME, NT 2000 y XP. e) Usa mapas con elevaciones de terreno en forma digital que se descargan gratuitamente de Internet desde diversas fuentes como el Shuttle Radar Mapping Mission (STRM) de la NASA, con la que se calcula el rea de cobertura, indicando as los niveles de potencia recibida en enlaces de radio, determina los puntos de reflexin de un enlace, y calcula el nivel de potencia (link budget). f) El radio Mobile automticamente construye el perfil de un enlace de radio entre dos puntos conocidos de forma digital, emplea una extensa base de datos de elevaciones para determinar la existencia de LOS (Line Of Sing: lnea de vista) entre dos puntos. g) Ejecuta los clculos que permite automatizar cualquier enlace en cualquier banda de frecuencia, desde HF hasta SHF, y permite observar el efecto de cambiar la ganancia de las antenas, alturas de las mismas,

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atenuacin de los cables, entre otros. h) Una vez trazado el perfil, calcula el despeje del 60% de la primera zona de Fresnel que permite una buena comunicacin. i) j) Calcula el Path Loss (Prdida en el Espacio Libre). Puede crear redes de diferentes topologas: Redes (Master/Slave) Maestro/Esclavo, (PTP) Point to Point: Punto a Punto, y (PMP) Point to Multipoint: Punto a Multipunto. k) Calcula el rea de cobertura de una radio base (Slo para sistemas PMP punto- multipunto). Pasos para la Creacin de una Red En primer lugar, se crea el mapa en el cuadro de dilogo Map Properties en el men Files, dentro es necesario indicar en Elevation data source el formato de datos y la direccin de Internet o el subdirectorio donde localizar los mapas. Aqu tambin se selecciona el tamao y la resolucin. El centro del mapa se puede indicar mediante las coordenadas o seleccionando una ciudad. (Ver Anexo D, figuras D-1 y D-2). Para situar los componentes de la red se utiliza el cuadro de dilogo Unit Properties del men File. Se puede indicar la posicin de distintas maneras:

introduciendo la latitud y longitud manualmente (en la opcin Enter LAT LON or

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QRA) o mediante la posicin del cursor (en la opcin Place unit at cursor position). (Ver Anexo D, figuras D-3 y D-5). Luego se configura los parmetros y la topologa de la red en el cuadro de dilogo Network Properties del men File all mismo se configura el o los sistemas que conforman la red. (Ver Anexo D, figura D-4). Con la opcin Show networks del men View, se muestran los enlaces entre las estaciones en rojo (si no hay transmisin) o en verde (si hay transmisin). (Ver Anexo D, figura D-6). Para el anlisis de la comunicacin entre dos estaciones determinadas se usa la opcin Radio Link del men Tools, all se puede observar datos como las prdidas del camino, campo elctrico, niveles de seal, umbrales de recepcin, entre otros. (Ver Anexo D, figura D-7). Google Earth Es un programa que se instala en nuestro ordenador y se comunica con una potente base de datos residente en un servidor compartido con Google Maps. Mediante la tecnologa stream el programa se conecta al servidor y despliega los contenidos solicitados en el ordenador. El programa Google Earth est disponible en varias versiones:

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a)

Segn el nivel de prestaciones: estas se dividen en dos versiones de pago y una versin gratuita.

b)

Segn el sistema operativo: Google provee versiones para Windows (XP y 2000) y, la novedad de 2006, es la versin para sistema operativo Mac OS. El 12 de junio de 2006, Google lanz la primera versin (Beta 4) de Google Earth para Linux.

Caractersticas Google Earth permite introducir el nombre de un hotel, colegio o calle y obtener la direccin exacta, un plano o vista del lugar. Tambin se puede visualizar imgenes va satlite del planeta. Tambin ofrece caractersticas 3D como dar volumen a valles y montaas, y en algunas ciudades incluso se han modelado los edificios. La forma de moverse en la pantalla es fcil e intuitiva, con cuadros de mando sencillo y manejable. Adems, es posible compartir con otros usuarios enlaces, medir distancias geogrficas, ver la altura de las montaas, ver fallas o volcanes y cambiar la vista tanto en horizontal como en vertical. Google Earth tambin dispone de conexin con GPS (Sistema de Posicionamiento Global), alimentacin de datos desde fichero y base de datos en sus versiones de pago.

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Conceptos de Diseo de un Radio Enlace de Microondas Moratinos (2007), Establece que el diseo de un radio enlace de microondas involucra cinco pasos bsicos: 1. 2. 3. Eleccin del sitio de instalacin. Levantamiento del perfil del terreno. Clculos del radio enlace, estudio de la trayectoria del mismo y los efectos a los que se encuentra expuesto. 4. 5. Instalacin del Radio Enlace de Microondas Prueba de errores de transmisin, para una posterior puesta en servicio con trfico real. Para iniciar el diseo de un radio enlace es necesario contar con algunos datos tales como: nmero de canales, ancho de banda, frecuencia de operacin, potencia del transmisor, desviacin eficaz de frecuencia en cualquier canal telefnico para una seal de 1 mW y 800 Hz en un punto de nivel relativo cero (Recomendacin 401-1 CCIR), umbral del receptor, factor de ruido del receptor (considerando ruido trmico y ruido de intermodulacin), margen de CAG (control automtico de ganancia) del receptor, diagramas de radiacin de las antenas, prdidas en el sistema (gua de ondas, filtros, entre otros).

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La figura 15 muestra el diagrama de bloques del enlace de microondas indicando las principales variables que se involucran en el sistema de comunicacin.

Figura 15 Diagrama de Bloques del Enlace de Microondas Donde las ganancias son: Gt: es la ganancia de la antena transmisora (Tx). [dB] Gr: es la ganancia de la antena receptora (Rx). [dB] Y las prdidas son: Lp: son las prdidas en la trayectoria del espacio libre. [dB]. Lf: son las prdidas en la lnea de transmisin (Tx y Rx). [dB] Lb: son las prdidas por diversidad. [dB] Fm: es el margen de desvanecimiento. [dB]

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Alluvia: es la atenuacin por lluvia. [dB] Aveg: es la atenuacin por vegetacin. [dB] Para ser un poco ms especficos en los pasos a seguir para el diseo de un radio enlace, sera segn el siguiente procedimiento: 1) Determinar la ubicacin de las antenas, y esto incluye:a) b) c) d)

Inspeccin del lugar (vegetacin, lneas de alta tensin). Inspeccin de accesibilidad. Inspeccin de servicios. Solicitud de permisos.

2)

Para determinar la factibilidad de instalar el enlace en la localidad y la frecuencia deseada, debe realizase previamente un estudio de

interferencia (espectrometra), basndose en informacin sobre las caractersticas de enlaces cercanos, diagrama de las antenas, capacidad (ancho de banda), potencia, rea de cobertura, entre otros. 3) Estimacin inicial del nmero de vanos y sus longitudes: Se realiza en base a los requerimientos del sistema. 4) Lectura de perfiles topogrficos.

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5)

Clculo de la zona de Fresnel: La zona de Fresnel es una zona de despeje adicional que hay que tener en consideracin adems de haber una visibilidad directa entre dos antenas. La obstruccin mxima permisible para considerar que no hay obstruccin es el 60% de la primera zona de Fresnel.

Figura 16 Zonas de Fresnel en un Radio Enlace Para establecer las zonas de Fresnel, primero debemos determinar la lnea de vista de RF, que en trminos simples es una lnea recta entre la antena transmisora y la receptora. Ahora la zona que rodea la lnea de vista de RF es la zona de Fresnel. El radio de la seccin transversal de la primera zona de Fresnel tiene su mximo en el centro del enlace. En este punto, el radio (r) se puede calcular como sigue:

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r = 17 ,31

d1 d 2 f D

(Ec.4)

Donde: r: radio de Fresnel (mt) d1 y d2: distancias en kilmetros. (Km) f: frecuencia transmitida en megahercios. (MHz) D: distancia total en kilmetros. (Km) 6) Altura de las antenas: A distancias mayores de 10 Km. se debe tomar en cuenta el radio de curvatura de la tierra para garantizar que haya lnea de vista entre antenas Tx y Rx.

Figura 17 Altura de las Antenas para Liberar el Radio de Curvatura de la Tierra

59

El radio horizonte de lnea de vista para una sola antena es:d = 2h

(Ec.5)

Donde: d: es la distancia a radio horizonte.(Km) h: es la altura de la antena sobre el nivel del mar.(mt) Para una antena Tx y Rx, la distancia entre las dos antenas se expresa como:d = d1 + d r

(Ec.6)

Y en funcin de ht y hr se expresa como:d = 2ht + 2hr

(Ec.7)

Donde: d: es la distancia entre antenas.(Km) ht, hr: son las alturas de las antenas Tx y Rx.(mt) Se puede establecer una altura inicial de las antenas de 15 mt. Este valor puede aumentar de acuerdo al cumplimiento o no de los requerimientos de diseo, pero no es recomendable que se coloquen antenas en torres con alturas menores, para evitar las posibles obstrucciones de edificios o

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vegetacin cercana a las estaciones. 7) Clculo de despeje: Mavares (2007), define el despeje como la distancia entre la lnea de vista (trayecto directo entre transmisor y receptor) y el perfil del terreno a lo largo de un vano que permita la recepcin del 60% de la primera zona de Fresnel. Sin embargo, para garantizar que tengamos libre este porcentaje de la primera zona de Fresnel es necesario tomar en cuenta las variaciones atmosfricas, que consideramos al estimar el factor de correccin de radio de la tierra (k), y que modifican la distancia entre el perfil del terreno y el haz que va del transmisor al receptor.

Figura 18 El Despeje y su Variacin con Respecto a K. Para vanos sobre la tierra, tenemos que el k mnimo esperado (condicin ms desfavorable) es de , por lo tanto, el despeje resultante es:

c(metros ) = 19

d1 d 2 d1 d 2 + d 39

(Ec.8)

61

8)

Clculo de la ubicacin del punto de reflexin: La deduccin del clculo del punto de reflexin es un procedimiento largo que conduce a una ecuacin entrelazada de tercer orden. Para el diseo de radio enlaces, generalmente se usa un mtodo prctico para el clculo de la ubicacin del punto de reflexin.

Figura 19 Punto de Reflexin

Se calculan los siguientes parmetros:h1 h2 h1 + h2

q=

(Ec.9)

Q = 25.6k

h1 + h2 d2

(Ec.10)

Donde: Q: Variable para obtener el valor de A1 y A2.

62

q: Variable para obtener el valor de A1 y A2. h1: es la altura de la antena 1 respecto al punto de reflexin h2: es la altura de la antena 2 respecto al punto de reflexin. k: es el factor de correccin del radio de la tierra. Con estos dos parmetros se busca en la siguiente grfica los valores de A1 y A2, obtenindose d1 y d2 mediante las siguientes ecuaciones:

Figura 20 Grfica para Ubicar los Valores de A1 y A2d 2

d 1 = A1

(mt)

(Ec.11)

63

d 2 = A1

d 2

(mt)

(Ec.12)

Para calcular q y Q, se necesita saber cuales son las alturas de las antenas relativas al punto de reflexin, por lo que es necesario conocer la ubicacin de este, que es lo que queremos conseguir. Por lo tanto este problema debe solucionarse en forma iterativa, suponiendo conocido el punto de reflexin para obtener h1 y h2, calculando luego d1 y d2. Finalmente, se comparan los valores supuestos de d1 y d2 con los valores calculados, concluyendo cuando la diferencia sea menor a un determinado valor. 9) Clculo de rugosidad: Una variable a considerar en el diseo de radio enlaces es la rugosidad, que definimos como la desviacin estndar de las alturas del perfil sobre el nivel del mar, tomando muestras cada cierta distancia y excluyendo los extremos. La expresin matemtica es:1 n 1 xi x n 1 i =1

Ri =

(

)

2

(Ec.13)

Donde: Xi: la altura del punto i. (mt) Ri: rugosidad. (mt)

64

X: valor promedio de todos los puntos del vano excluyendo los extremos (metros), y esta definido por:1 n 1 =1 xi i n 1

x=

(Ec.14)

Un vano que tenga alta rugosidad presentar condiciones de propagacin favorables, pues los terrenos irregulares atenan o eliminan la onda reflejada en tierra. 10) Clculo de potencia recibida y transmitida: La potencia a la entrada del receptor sin obstrucciones y suponiendo que no existe desvanecimiento, expresada en dBm, viene dada por:Pr ( dB ) = PT + GT + G R LP L F Lb

(Ec.15)

Donde: Gt: ganancia de la antena transmisora. (dB) Gt: ganancia de la antena receptora. (dB) Lp: prdidas de trayectoria de espacio libre. (dB) Lf: prdidas del alimentador de guas de ondas entre la red de distribucin y su antena respectiva. (dB) Lb: prdidas totales de acoplamiento en los circuladores, filtros y red de

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distribucin entre la salida de un transmisor o la entrada de un receptor y su alimentador de guas de ondas respectivo. (dB) Pt: potencia salida. (dB) La potencia a la salida del transmisor, expresada en dBm, viene dada por:PT = G S + C min

(Ec.16)

Donde: Gs: ganancia del sistema. (dB) Cmin: umbral del receptor. (dBm) Las prdidas en las guas de ondas pueden tomarse en general como de 0.5 dB/mt, si no se tienen especificaciones exactas del fabricante. Las prdidas por filtros tambin deben ser especificadas por el fabricante, siendo Lb la suma de las prdidas en cada filtro, circulador y distribuidor. Sin embargo, de no contar con las especificaciones, se puede estimar que no deben ser mayores a 2.4 dB. Las prdidas de trayectoria de espacio libre se definen como las prdidas sufridas por una onda electromagntica conforme se propaga en una lnea recta a travs del vaco sin ninguna absorcin o reflexin de energa de los objetos cercanos. La expresin para la prdida de trayectoria de espacio libre (Lp) es:

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LP = 20 log

4 fD c

(Ec.17)

Donde: Lp: prdida de trayectoria de espacio libre. (dB) D: distancia. (mt) f: frecuencia. (Hz) c: velocidad de la luz en el espacio libre (3 x 10 8 mt/s). 11) Clculo del PIRE (Potencia Isotrpica Radiada Efectiva):PIRE ( dBm ) = PT GT

(Ec.18)

Donde: PT: Potencia del transmisor. (dB) Gt: Ganancia del transmisor. (dB) 12) Clculo de las prdidas por lluvia: Para frecuencias mayores a 10 GHz, existen otros factores que afectan la propagacin de las seales de microondas, como la absorcin por Gases y Vapor de Agua [Freeman, 1987], la atenuacin por Lluvia [Pratt, 1986] y la atenuacin por Vegetacin [Seville, 1995] y [Al-Nuaimi, 1998], entre otras. Considerando una tasa de distribucin de lluvia R, se puede calcular la

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atenuacin especfica como [Pratt, 1986].Alluvis = aR b

(Ec.19)

Donde: Alluvia : es la atenuacin por lluvias. (dB/Km) R: es la tasa de lluvia de la regin. (mm/h)

a=

4,21 x 10-5 2,42 2.9 GHz 54 GHz 4,09 x 10-2 0,699 54 GHz 180 GHz

b=

1,41 -0,0799 8,5 GHz 25 GHz 2,63 -0,272 25 GHz 164 GHz

Para enlaces terrestres con trayectorias mayores a 6 Km, la atenuacin debido a la distancia entre antenas es menor de lo que muestra esta cifra cuando la lluvia afecta solo una parte de la trayectoria del enlace. Por lo tanto es necesario aplicar un factor de reduccin para la distancia efectiva del enlace, el cual est dado por [Freeman, 2007] como:r= 90 90 + 4d

(Ec.20)

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Donde: r: al factor de reduccin. (Adimensional) d: a la distancia real entre las antenas TX y Rx. (Km) Por lo tanto la ecuacin ms exacta para el clculo de la atenuacin por lluvia es:Alluvis (dB ) = aR b dr

(Ec.21)

13) Clculo del umbral del receptor: La sensibilidad del receptor es la potencia mnima de portadora de banda ancha (Cmin) a la entrada de un receptor que produzca una salida til de banda base, esta se puede calcular con la siguiente ecuacin:C + N dBm + NF N

C min (dB ) =

(Ec.22)

Donde: Cmin : Sensibilidad del Receptor. (dB)C : es la relacin seal a ruido del receptor. (dB) N

NdBm: es la potencia de ruido del receptor NF: es la figura de ruido del receptor

(dBm)

(dB)

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14) Determinacin del margen de desvanecimiento: Es un factor incluido en la ecuacin de ganancia del sistema que considera las caractersticas no ideales y menos predecibles de la propagacin de ondas de radio [Barnett Vignant, 1969], tal como la propagacin de mltiples trayectorias, sensibilidad a superficie rocosa, condiciones climatolgicas, objetivos de confiabilidad y es vlido para una distancia mxima de 400 Km. El M se calcula como:M = 30 log D +10 log( 6 ABf ) 10 log( 1 r ) 70

(Ec.29)

Donde: M: margen de desvanecimiento. (dB) D: es la distancia entre las antenas Tx y Rx (Km) f: es la frecuencia del enlace de microondas (GHz) r: es el objetivo de confiabilidad del enlace. A: es el factor de rugosidad de la trayectoria: 4 sobre agua o terreno muy parejo A= 1 sobre terreno normal 0,25 sobre terreno montaoso

B: es el factor para convertir la probabilidad del peor de los meses en

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probabilidad anual: 1 para clima muy lluvioso y con mucha neblina B= 0,25 para clima normal 0,125 para reas muy secas o montaosas

15) Clculo de la potencia de ruido en el receptor: Se define como:N ( watts ) = KTB

(Ec.30)

Donde: N: es la potencia de ruido (Watts). K: es la constante de Boltzman (1.38x10-23 J/K). B: es el ancho de banda de ruido (Hz). De no cumplirse con los requerimientos de diseo (ya sea que no se cumpla con la calidad deseada del enlace o con las especificaciones del ITU-R, ITU-T), se pueden intentar varias soluciones, dentro de las que estn: a) b) c) Incluir un sistema de diversidad Elevar la altura de las antenas Aumentar la potencia de transmisin

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d) e) f) g) h)

Colocar repetidores pasivos adicionales Colocar repetidores activos adicionales Sustituir el equipo receptor Colocar antenas de mayor ganancia Cambiar ubicaciones de las estaciones repetidores y/o terminales.

La solucin a adoptar, generalmente depende de criterios particulares, econmicos y/o de condiciones geogrficas. Sin embargo, lo ms comn es incluir un sistema de diversidad y/o aumentar la altura de las antenas, pero si an no se han adquiridos los equipos, pueden cambiarse las caractersticas de los equipos considerados en el diseo. Generalmente se toma como ltima opcin el cambio de ubicacin de los puntos de repeticin y/o estaciones terminales. En todo caso, el diseo de radio enlaces, como todo diseo, es un proceso iterativo, y por lo tanto, al variar las condiciones de los problemas buscando cumplir con los requerimientos de diseo, se debe retomar el procedimiento en el punto en que se realiz el cambio. Calidad del Radio Enlace de Microondas La calidad del radio enlace est dada por la relacin seal a ruido en presencia de desvanecimiento y tomando en cuenta el ruido que se genera en los equipos para todo el radio enlace; debemos entonces calcular el ruido total plano y el ruido de intermodulacin, para luego compararlos con parmetros internacionales

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establecidos, que definirn cual es la calidad del radio enlace. Confiabilidad del Radio Enlace de Microondas La confiabilidad de un radio enlace se determina por el porcentaje de tiempo para el que la relacin seal a ruido especificada se mantiene. El valor promedio de porcentaje de tiempo de desvanecimiento durante un mes es 0.0223 %, por lo que la relacin seal a ruido se mantendr por lo menos durante el 100 0.0223 = 99.9777%, del tiempo, valor que corresponde a la confiabilidad del radio enlace.

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Definicin de Trminos Bsicos Analizador de Espectro: Es un instrumento electrnico que permite visualizar en una pantalla las componentes espectrales de las seales presentes en la entrada, pudiendo ser esta cualquier tipo de ondas elctricas, acsticas u pticas. Ancho de Banda: Margen de frecuencias capaz de transmitirse por una red de telecomunicaciones. Antena Horn: Llamadas tambin bocinas son antenas que se usan de forma generalizada a frecuencias de microondas. Bsicamente, estas son una transicin entre una gua de onda y el espacio libre. Comnmente usadas como alimentador de las antenas parablicas. Atenuacin: En telecomunicaciones, se denomina atenuacin de una seal, sea esta acstica, elctrica u ptica a la prdida de potencia sufrida por la misma al transitar por cualquier medio de transmisin. Azimut: Se define como el ngulo de apuntamiento horizontal de una antena. Se toma de referencia el Norte como cero grados, y si continuamos girando en el sentido de las agujas del reloj, hacia el Este, llegaremos a los 90 de Azimut, hacia el sur tendremos 180 de Azimut, hacia el Oeste los 270 y por ltimo llegaremos al punto inicial donde los 360 coinciden con los 0 del Norte. Backbone: Columna Vertebral: Lnea o serie de conexiones de alta velocidad

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que forman una ruta dentro de una red. Bit Error Rate: Tasa de Error de Bit (BER): Es una de las mediciones ms frecuentes en sistemas de transmisin digital, y se define como la relacin entre el nmero de bits errados al ser recibidos por el receptor y el bits de nmeros totales transmitidos en un determinado intervalo de tiempo durante una comunicacin. Bit: Unidad mnima de informacin, dentro de una sealizacin digital (0 y 1). Byte: Conjunto de bits definidos como la unidad. Normalmente un byte es equivalente a ocho bits. Campo Electromagntico: Es la regin del espacio en que se manifiestan las fuerzas elctricas y magnticas de una seal; en particular, dcese del campo asociado a una radiacin electromagntica, que se manifiesta como dos campos, uno elctrico y otro magntico que avanzan en direccin de la propagacin, mantenindose perpendiculares entre s. Decibel Isotrpico (dBi): Corresponde a la ganancia de una antena ideal (terica) que realmente irradia la potencia recibida de un equipo, al cual est conectado y transmite al mismo equipo las seales recibidas desde el espacio, sin considerar prdidas o ganancias externas o adicionales de potencias. dBm: Es una unidad de medida utilizada, principalmente en

telecomunicaciones, para expresar la potencia absoluta mediante una expresin

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logartmica. El dBm se define como el nivel de potencia en decibelios en relacin a un nivel de referencia de 1 mW. Demodulacin: Proceso para transformar la informacin, previamente modulada, a su forma original. La demodulacin se lleva a cabo en un receptor, en el circuito llamado demodulador. Enlace Punto a Punto: Se entiende la comunicacin bidireccional establecida entre dos transceptores ubicados en dos puntos fijos mediante la emisin de radiofrecuencia de microondas. Espectro Electromagntico: Gama de frecuencias radioelctricas de las ondas hertzianas que sirven de medio de transmisin en la radiocomunicacin celular, la radio bsqueda, las comunicaciones por satlite, la radiodifusin y otros servicios. Ethernet: Describe el nivel fsico y el subnivel MAC (Control de Acceso al Medio) de una familia de redes de rea local que usan un medio de transmisin de difusin (con topologa de bus en su origen) al que acceden las estaciones segn un protocolo de acceso aleatorio de tipo CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection: Acceso Multiple con Deteccin de Portadora y Deteccin de Colisin) Frequency Divisin Multiplexing: Multicanalizacion por Divisin de Frecuencia (FDM): Es un tipo de multiplexacin utilizada generalmente en sistemas

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de transmisin analgicos. La forma de funcionamiento es la siguiente: se convierte cada fuente de varias que originalmente ocupaban el mismo espectro de frecuencias, a una banda distinta de frecuencias, y se transmite en forma simultnea por un solo medio de transmisin. Frecuencia: Nmero de perodos por unidad de tiempo; si la unidad de tiempo es un segundo, la frecuencia se mide en Hertz. Global Positional System: Sistema de Posicionamiento Global (GPS): Es un sistema va satlite, por el que, segn unas coordenadas bsicas de altitud y longitud se establece la posicin exacta de un punto en el globo terrqueo. Indoor Unit: Unidad de Radio Interna (IDU): Contiene las funciones de banda base y frecuencia intermedia (IF). Internet Protocol: Protocolo de Internet (IP): Es el protocolo central y unificador en la suite de TCP/IP. Provee el mecanismo bsico de envo de paquetes de informacin enviados entre todos los sistemas en Internet a pesar de que si los sistemas se encuentran en la misma habitacin o en sitios opuestos en el mundo. Los aparatos de redes utilizan una nica direccin IP para distinguirse entre ellos. Low Noise Amplifier: Amplificador de Bajo Ruido (LNA): Intensificador de seales de bajo ruido utilizado para amplificar seales dbiles. Longitud de Onda: Se puede definir longitud de onda como la mnima

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distancia entre dos puntos de onda que estn en fase. Tambin se puede entender como la distancia entre dos puntos mximos o mnimos consecutivos. Su smbolo es . Modulacin: Proceso para transformar la informacin de su forma original a una forma adecuada para su transmisin. Outdoor Unit: Unidad de Radio Externa (ODU): Es la unidad que dispone las funciones de radiofrecuencia y de la antena. Potencia Isotrpica Radiada Efectivamente (PIRE): Producto de la potencia suministrada a la antena por su ganancia en relacin con una antena isotrpica (ideal, radiando en todas las direcciones) en una direccin dada. Propagacin en Espacio Libre: Propagacin de una onda electromagntica en un medio dielctrico ideal homogneo que puede considerarse infinito en todas las direcciones. Radio Propagacin: Conjunto de fenmenos fsicos que permiten intercambiar informacin entre el transmisor y el receptor a nivel de ondas electromagnticas de radio. Receptor: Circuito o dispositivo que sirve para recibir las seales elctricas, telegrficas, telefnicas o radiadas.

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Ruido: Son las perturbaciones indeseadas que tienen a oscurecer el contenido de informacin en una seal. Time Divisin Multiplexing: Multicanalizacin por Divisin de Tiempo (TDM): Es la tcnica donde, el ancho de banda total del medio de transmisin es asignado a cada canal durante una fraccin del tiempo total (intervalo de tiempo). Transmisor: Circuito o dispositivo que sirve para transmitir las seales elctricas, telegrficas, telefnicas o radiadas. Unin Internacional de Telecomunicaciones (UIT): Es el organismo especializado de las Naciones Unidas encargado de regular las telecomunicaciones, a nivel internacional, entre las distintas Administraciones y Empresas Operadoras.

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CAPTULO III MARCO METODOLGICO Naturaleza de la Investigacin El presente trabajo esta fundamentado y responde a la modalidad de proyecto factible, y en los lineamientos de automatizacin de procesos en tiempo real, el cual utiliza estrategias de desarrollo enfocadas a la elaboracin de una proposicin apoyada en un modelo operativo viable para solucionar un problema especfico. Un proyecto factible de acuerdo al Manual de Normas para la Presentacin de Trabajo de Grado de la Universidad Fermn Toro (2000) es una propuesta basada en la factibilidad para la resolucin de un problema dado. Puede apoyarse tanto en la investigacin de campo como documental o un diseo, que incluye ambas modalidades. Para cumplir con los objetivos establecidos en el proyecto, obtener la informacin necesaria para el estudio del diseo y alternativas disponibles para poder recopilar la informacin terica y tcnica usada para el diseo del radio enlace de microondas, se realizar una serie de consultas tomando como fundamento terico la investigacin documental, sustentada en el uso de libros, contenido de programas de las materias, manuales tcnicos, guas, revistas, trabajos de grado y sitios de Internet, todo sto partiendo de la opinin del mencionado normativo de la Universidad Fermn Toro (2000), el cual considera que el propsito de este tipo de investigacin

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es ampliar y profundizar el conocimiento de su naturaleza, con apoyo, principalmente, de trabajos previos, informacin y datos divulgados por medios impresos, audiovisuales o electrnicos. Segn la misma normativa para la presentacin de trabajo de grado de la Universidad Fermn Toro (2000), la investigacin de campo emplea datos de fuentes primarias, ya que es el investigador quien los recaba directamente, sin embargo, utiliza datos de fuente secundaria en ciertas ocasiones y situaciones. Fases de la Investigacin El modelo de estudio Proyecto Factible se desarrolla en tres fases que cubren la elaboracin del trabajo, estas son: Fase I: Diagnstico, Fase II: Factibilidad, Fase III: Diseo. Fase I: Diagnstico Esta fase permite determinar la necesidad de disear un radio enlace de microondas para capacitar y entrenar estudiantes de telecomunicaciones. Actualmente la Universidad Fermn Toro, no cuenta con un sistema de entrenamiento con equipos reales de telecomunicaciones, al igual que ninguna otra institucin educativa o empresa de la regin Larense. La investigacin o diagnstico se basa en la bsqueda de informacin en forma directa, especficamente en la Universidad Fermn Toro, donde se recopilar

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informacin referente a las bases tericas, y usos de radio enlaces de microondas, as como tambin normas y procedimientos para la instalacin de los equipos empleados en un radio enlace, y sobre todos los aspectos de aplicacin pedaggica, esto se lograr realizando algunas entrevistas de tipo informal a profesores y tcnicos expertos en el rea, siendo stas ltimas una herramienta de levantamiento de informacin que consiste en realizar de manera directa algunas preguntas al entrevistado. Adems se realizara una encuesta en la cual se tomara como poblacin a los alumnos del 8vo, 9no y 10mo semestre de la carrera de Ingeniera de

Telecomunicaciones, con el fin de determinar el grado de conocimiento e inters sobre radio enlaces de microondas. En este sentido se elaborar un instrumento cuyos tems hacen referencia al nivel de valoracin por parte de los alumnos sobre las estrategias de enseanzaaprendizaje prctica en el rea y el entrenamiento con equipos reales usados en las telecomunicaciones. Durante el desarrollo de ste proyecto se ha tomado en cuenta conocimientos bsicos sobre radio enlaces. Fase II: Factibilidad El estudio de factibilidad comprende la especificacin y verificacin de la importancia y viabilidad del proyecto, tomando en cuenta para ello la factibilidad tcnica, operativa y econmica.

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Factibilidad Operativa El sistema se considera operativamente factible porque su uso esta garantizado, al igual que su operacin. Es importante resaltar que los estudiantes estn en su totalidad, interesados en el uso de estas tecnolgicas, hecho que facilitar el proceso. El diseo posee un manual para explicar de manera descriptiva y detallada cada uno de los pasos a seguir para el diseo y estudio de un radio enlace de microondas, as como tambin un conjunto de prcticas para ser utilizadas en los entrenamientos por parte de la empresa Cooperativa Bolivariana Educatel. En caso de ser necesario se ofrecern cursos de adiestramiento a los instructores o profesores asignados para entrenar y capacitar a los estudiantes de telecomunicaciones. El proyecto tambin se considera de gran factibilidad operativa a nivel del uso de la frecuencia a usar para trasmitir y recibir