Estudio: Radioenlace y Radiodifusión Enlace fijo y difusión : Loja - Catamayo

Integrantes: César Paladines Byron Ganazhapa Carlos Valdivieso

INTRODUCCIÓN (I)En este trabajo se realizan los cálculos para su posterior simulación de un enlace punto-punto desde las instalaciones de la UTPL en donde se encontraran el estudio de la radio, hasta el cerro Villonaco, con equipos adecuados para el mismo para después amplificar la señal y cambiarla a una frecuencia de 100.1 MHz que es la que se va a transmitir.Para esto se realizará un estudio de cobertura que nos permitirá observar el grado de penetración posee la señal de la radio entre las ciudades de Loja y Catamayo.

Antenas Circulares en el Cerro Villonaco

LOJA (UTPL)CATAMAYO

Elevación: 2952mLatitud: 3° 59' 18.70"S

Longitud: 79°16' 6.30"O

Elevación: 2119mLatitud: 3°59'20.00"S

Longitud: 79°11'57.00"OElevación: 1340m

Latitud: 3°59'0.35"SLongitud: 79°20'59.59"O

BROADCAST

INTRODUCCIÓN (II)

  Elevación Latitud  LongitudLoja(UTPL) 2119m 3°59'20.00"S 79°11'57.00"OCatamayo 1340m 3°59'0.35"S 79°20'59.59"OVillonaco  2952m 3° 59'18.70"S 79°16'06.30"O

Cálculos

Parámetros del sistema de Transmisión (Radioenlace Loja-Villonaco)

Nombre del Lugar  de ubicación del estudio UTPL LojaAltura de la antena del estudio (suelo - techo) 10 mNombre del lugar de ubicación del receptor  Cerro VillonacoAltura de la torre del receptor  18 mPotencia de salida 10 WLongitud del cable  Transmisor-Antena del estudio

10 m

Longitud del cable de Antena-Receptor Villonaco

18m

Perdidas por atenuación de los cables  2 dBPerdida de conectores 0.25 dB por conectorGanancia de la antena de estudio 12 dBiGanancia de la antena Villonaco 12 dBiFrecuencia de propagación   900 MHzDistancia del enlace 7.68 km

Cálculos

• Calculo de Propagación LOJA_VILLONACOa. Cálculos de atenuación en el espacio libreEs la atenuación a la que se sujeta la señal mientras se desplaza por el espacio, esta expresada por la siguiente ecuación:

Cálculos

• Calculo de pérdidas por vegetación y Atmosféricos• La atenuación excesiva no se aplica a trayectos radioeléctricos

obstruidos por un solo obstáculo vegetal cuando ambos terminales están fuera del medio vegetal, como por ejemplo un trayecto que pase por la copa de un árbol aislado. En ondas métricas y decimétricas, cuando la atenuación específica tiene valores relativamente bajos, y en especial cuando la parte vegetal del trayecto radioeléctrico es relativamente corta.

Cálculos

• Margen de desvanecimiento

• D: Distancia en Kilómetros• F: frecuencia en GHz• R: Confiabilidad expresada como decimal• 1-R: Objetivo de confiabilidad• A: Factor de rugosidad• B: Factor para convertir probabilidad del peor mes en

probabilidad anual.

Cálculos

• Margen de desvanecimiento

Factor de Rugosidad de Terreno (Valores característicos).

Factor de Análisis climático anual (del tipo promedio, anualizado).

Espejos de agua, ríos muy anchos, etc. 4.00Sembrados  densos;  pastizales; arenales

3.00

Bosques  (la  propagación  va  por encima)

2.00

Terreno normal 1.00Terreno rocoso (muy) desparejo 0.25

Área  marina  o  condiciones  de  peor mes

1.00

Prevalecen áreas calientes y húmedas 0.50Áreas mediterráneas de clima normal 0.25Áreas  montañosas  de  clima  seco  y fresco

0.125

Cálculos

• Margen de desvanecimiento

• Calculo de pérdidas totalesPerdidas de los cables y conectores totales 6 dB.Perdidas por obstáculos 0 dB.Perdidas del sistema 1dB.

Cálculos• Calculo de pérdidas totales

• Nivel de Recepción

Cálculos

Polarización  VerticalFrecuencia 900 MHzDistancia  7.68 KmLongitud de Onda  0.33mPotencia de Transmisión (Loja-Villonaco) 10 WGanancia de Antena de Transmisión 12 dBiPerdidas de cables de transmisión (Estudio) 2 dBPerdidas por conectores (Estudio) 0.25 dBGanancia de la antena de Recepción 12 dBiPerdidas de cables de Recepción (Villonaco) 2 dBPerdidas por conectores (Villonaco) 0.25 dBPerdidas por Espacio LibreMargen de desvanecimientoSensibilidad del Receptor

Cálculos

Calculo de Radiodifusión • Análisis de cobertura

El área de servicio estará determinada por la zona alrededor de la planta transmisora, en el cual el borde del área de cobertura principal es de 54 dBμV/m (500 μV/m) y el borde del área de cobertura secundaria o de protección es 43 dBμV/m (250 μV/m).

Para el análisis de cobertura se utiliza el método que recomienda la UIT P.370-7 (Curvas de propagación en ondas métricas y decimétricas para la gama de frecuencias comprendidas entre 30 y 1 000 mhz)

Cálculos

azimut de 45° azimut de 90°

Análisis de cobertura

Cálculos

azimut de 135° azimut de 225°

Análisis de cobertura

Cálculos

azimut de 315°

Análisis de cobertura

azimut de 270°

Cálculos

• Análisis de cobertura• Luego de obtener los cortes transversales y los perfiles se

procede a calcular el factor de ondulación del terreno ∆h, en función de las cotas cuyas longitudes de trayecto excedan al 10% y al 90% del perfil

Cálculos

AZIMUT H_min H_max ∆h

45° 2000 2500 400

90° 2100 2450 280

135° 2300 2750 360

225° 1250 1950 560

270° 1200 1700 400

315° 1450 2100 520

AZM Hprom

45° 2350

90° 2387

135° 2575

225° 1728

270° 1633

315° 1912

AZM haat

45° 620

90° 583

135° 395

225° 1242

270° 1337

315° 1058

Cálculos

• Cálculos de la potencia efectiva radiadaPotencia del transmisor FM  100WLongitud del cable 30mAtenuación por cable 2 dBAtenuación por conectores 0.25 dBPerdidas del sistema  1 dBGanancia de la antena 5.15 dBi

Cálculos

• Intensidad de campo • El Campo a proteger es el espacio en el cual se garantiza que

bajo ciertas condiciones de potencia y ganancia, el campo electromagnético radiado por la antena tendrá una intensidad de campo dada por la siguiente expresión:

Cálculos

• Intensidad de campo • Factor de corrección de la atenuación en función de la

distancia d(km) y Δh, según la recomendación UIT-R P.370.

Radiales 45° 90° 135° 225 270 315Intensidad de Campo(dBuV/m)

54 54 54 54 54 54

Δh(m) 400 280 360 560 400 520haat(m) 620 583 395 1242 1337 1058Fac. corr. 3 2.3 3.1 4.5 4 4.4D(km) 16Km 14.5Km 15Km 17km 15Km 14.1kmCampo pro. (dBμV/m) calculado.

48.9 48.2 49 50.4 49.9 50.3

Campo pro. (dBμV/m) simulado.

60 55,2 39,5 51.2 60 59

Estudio de cobertura

Fig. Cobertura según la orientación de los radiales

Simulación Enlace punto-punto (900MHz)

Para la simulación de un enlace Punto- Punto entre los lugares de Loja y el cerro Villonaco se utilizó el software Radiomobile.

Fig.  Factibilidad del enlace (Radiomobile).

Comparación de Simulación-Cálculos

En la siguiente tabla podemos ver las similitudes de los cálculos.

Fig.  Comparación .

COBERTURA XIRIO-ONLINE (I)COBERTURAEste estudio representa valores de la señal impuesta por un transmisor, en términos de campo eléctrico o potencia, en todos los puntos dentro del área seleccionada por el usuario, teniendo en cuenta el modelo de propagación y las características del transmisor y del receptor elegidos.

Nombre: Nombre identificador del estudio de cobertura. Servicio: Tecnología seleccionada para el estudio. Xirio Online, en

función de la selección de este parámetro, propone una serie de parámetros radioeléctricos por defecto adecuados para el cálculo a realizar, aunque siempre existe la posibilidad de modificarlos.

• Transmisor: Estación transmisora del estudio de cobertura. Es posible modificar sus parámetros (localización y parámetros radioeléctricos) seleccionando la opción .

COBERTURA XIRIO-ONLINE (II) Parámetros  de  recepción: El receptor de la cobertura

únicamente contiene parámetros del receptor. No tiene una ubicación geográfica fija sino que se analiza la recepción de la señal con este equipo en todos los puntos del área de cobertura. Por eso, cuando consulte el resultado de una cobertura el único elemento radioeléctrico que verá en el visor es el transmisor.

Método  de  cálculo: Algoritmia a emplear en el cálculo de las pérdidas de propagación. La Recomendación UIT-R P.526, “Propagación por

difracción”. Válido para frecuencias mayores de 30 MHz. Empleado en todos los servicios radioeléctricos en entornos rurales y mixtos siempre que se disponga de cartografía de media o alta resolución.

COBERTURA XIRIO-ONLINE (III)• Rangos de señal: Rangos de colores que

identificarán el nivel de señal en la visualización de los resultados.

RESULTADO (I) Cálculo gratuito a baja resolución  . A partir de esta opción se

realiza un cálculo gratuito del estudio seleccionado. Este tipo de cálculo presenta una serie de limitaciones

RESULTADO (II)

CONCLUSIONES• El enlace punto-punto se considera factible ya que tanto las

alturas de las torres como los equipos son las indicadas.• El rango de cobertura en la difusión dependerá de la

topografía del terreno ya que si existe un pico entre el enlace la señal disminuirá, así en el valle del Catamayo la señal será óptima.

• No se consideran las pérdidas por vegetación en el radioenlace ya que el mismo pasa por arriba de la copa de los árboles, sin afectar en las zonas de freznel.

• Para determinar el estudio de cobertura se toma desde el cerro Villonaco diferentes radiales variando el azimuth y calculando la potencia en cada uno de ellas en función de tener una calidad de señal aceptable.

Recomendaciones• Tratar de optimizar los intentos de simulación en Xirio ya que

es una herramienta online gratuita y los mismos son limitados.• Usar todas las consideraciones tomadas en el cálculo para que

coincidan con la simulación.• En caso de que se quiera un proyecto escalable se puede

aumentar la potencia del transmisor con la finalidad de cubrir más espacio.

• Utilizar la recomendación de la ITU R.p.370 para hacer el estudio de radiodifusión.

GRACIAS