UNIDAD 3

RADIO-ENLACE DE MICROONDAS,

ANTENAS E INSTRUMENTOS DE

MEDIDA.

OBJETIVOS DE LA UNIDAD

CONOCER EL EQUIPO MODULADOR DE RADIO

MICROONDAS.

IDENTIFICAR Y DIFERENCIAR LOS EQUIPOS INDOOR Y

OUTDOOR.

CONOCER EL MULTIPLEXOR PRIMARIO.

CONOCER E IDENTIFICAR EL MULDEM.

DIFERENCIAR LOS DIFERENTES TIPOS DE MODULACIN.

IDENTIFICAR QUE ES UN TRANSCEIVER.

CONOCER LAS DIFERENTES RAMIFICACIONES QUE SE

USAN ENTRE LA ANTENA Y TRANSCEIVER.

APRENDER ACERCA DE LOS DETALLES DE LOS

SISTEMAS DE ENERGA ELCTRICA EN UN ENLACE DE

RADIO.

INTRODUCCIN

Para el diseador de enlaces de radio, es muy importante conocer cmo trabajan

los Sistemas de radio, porque las caractersticas de los equipos afectan

dramticamente el rendimiento total de la red. Los estndares de rendimiento de

un Radio-enlace son derivadas de los estndares basados en la ITU-T, que

definen los lmites para los enlaces circuitos de extremo-a-extremo. Se har un

intento en este captulo para proporcionar un entendimiento bsico de lo que pasa

con la seal de un usuario final a otro. Se ha escogido un canal de la voz para

ilustrar esto; por consiguiente, el concepto de PCM ha sido incluido. El trayecto de

un circuito de voz sobre un sistema de radio se muestra en la figura 3.1.

Figura 3.1. Trayectoria de transmisin de un circuito de voz.

CAPITULO 1. RADIO-ENLACE DE MICROONDAS

El equipo modulador de radio microonda puede ser dividido a grandes rasgos en

tres Categoras: interior, la unidad divisora, y todo lo externo. El multiplexor

primario es usualmente externo a la radio.

1.1.1 Equipo Para Ubicacin En Interiores (ALL INDOOR)

Los equipos tradicionales de microondas estn albergados en un bastidor metlico

o racks de 19 pulgadas (21 en U.S.A.) en la sala de equipos de transmisin.

Conexin va cable coaxial o gua de onda transporta la seal de RF a la antena

montada en una torre. El equipo es a menudo de construccin modular, para

propsitos de mantenimiento.

Diferentes diseos son normalmente requeridos para diferentes capacidades y

bandas de frecuencia. Los equipos para ubicacin en interiores son apropiados

para rutas de gran distancia que requieren una alta potencia de salida y arreglos

para ramificacin de multi-frecuencia. Un diseo tpico es mostrado en la figura

3.2.

Figura 3.2 Tpica configuracin todo interno.

1.1.2 La Unidad Divisora (Rf Externos)

El equipo de microonda modulador se ha puesto fuera del acercamiento tradicional

que consiste en estantes grandes de equipo montado adentro. Lo abastece para el

acceso de redes donde el espacio es limitado y el equipamiento comnmente es

preferido. Basado en alta frecuencia (por ejemplo 23GHz) la arquitectura del

enlace que tiene el sistema de circuitos elctricos de RF montado externamente

para evitar las propias prdidas en la gua de onda, el equipo est ahora

disponible en ms frecuencias y capacidades en una disposicin montada de

divisin.

En sta disposicin la banda base y circuitera del modem es montada en una

unidad interior, la cual es normalmente independiente de la frecuencia. Esto est

conectado al exterior de la unidad que alberga a la circuitera de RF por medio de

un cable coaxial de bajo costo. El cable transporta la seal de banda base o la

frecuencia Intermedia adems de la energa y las seales que realizan las tareas

rutinarias. Los sistemas de modulacin de fase requieren una seal de frecuencia

intermedia para la conexin de subida y bajada. Mientras que los sistemas FSK

pueden transportar una seal de banda base alta y baja por el cable. La unidad

exterior es a veces independiente de la capacidad. La configuracin de la unidad

de divisin se muestra en la figura 3.3.

Figura 3.3 tpica configuracin de unidad dividida.

1.1.3 Equipo De Exteriores (Outdoor)

Por medio de la transmisin por radio microonda que est siendo usada en las

mcroceldas backhaul (concentracin de transmisores en puntos de transmisin

para ser emitida ms tarde) en redes celulares, hay un requerimiento para estar

capacitado para montar un radio enlace en la trayectoria de borde del gabinete. La

antena necesita ser fsicamente pequea y el radio enlace no provocar mucha

potencia. La operacin del equipo de radio es por ejemplo: el equipo estacin con

tasas de lnea El o T1 que puede ser alimentado directamente dentro del radio y

puede ser relocalizado en el mismo recinto.

Una obvia consecuencia de una transmisin de radio externa es que, si hay un

requerimiento para extender el circuito E1 a otra localizacin, se requiere un cable

multipar para transportar las seales de trfico, alarma, administracin, y energa.

Un ejemplo de equipo total externo es mostrado en la figura 3.4.

Figura 3.4 Tpica radio todo externo (outdoor).

1.1.4 Diagrama De Bloque De Un Sistema Bsico De Radio.

Los diversos bloques que constituyen un sistema de radio son mostrados en figura

3.5.

Figura 3.5 Diagrama de bloque de un sistema de radio microonda

El servicio de usuario final (voz o dato) est alimentado al multiplexor primario

donde es convertido a una seal digital de 64 Kbps y multiplexado dentro de una

seal E1 (o T1).

Esta seal es entonces convertida a la capacidad de transmisin global por un

multi-plexor secundario. Una cabecera es adicionada a la tasa de datos de

transmisin para transportar diversos servicios, y esto agrega propiedad, la seal

de radio banda base es entonces modulada y convertida a la frecuencia de

portadora de RF. La seal es entonces alimentada a la antena para transmitirla.

En la direccin de recepcin la seal es capturada por la antena y filtrada por

medio de una unidad de ramificacin para ser alimentada al receptor donde es

convertida a una seal de FI y demodulada.

Los servicios son quitados de la tasa de bits de transmisin y las diversas seales

demultiplexadas retornan a su forma original. El multiplexor primario convierte la

informacin digital de regreso al dato original o seal de audio.

1. 2 EL MULTIPLEXOR PRIMARIO

Podra requerirse infinidad de anchos de banda para transmitir una voz humana

sobre un sistema de transmisin sin ninguna distorsin. La voz humana no lo

hace, sin embargo, tiene una igual distribucin de energa. Cuanto ms de esta

energa es distribuido a travs del espectro de frecuencia desde aproximadamente

100 Hz a 6000 Hz. La mxima densidad espectral ocurre en aproximadamente

450 Hz para la voz de un hombre y 550 Hz para una mujer de edad adulta. Se ha

encontrado que limitando el ancho de banda de la seal de voz a 300 Hz< f <

3400Hz, una seal de voz de alta calidad puede ser transmitida. Esto es conocido

en telefona como un canal de audio. En sistemas digitales nuestro objetivo es

convertir la seal de voz analgica en una seal digital. El proceso que es usado

es conocido como modulacin de cdigo de pulsos (PCM). El proceso PCM tiene

cuatro componentes: muestreo, cuantizacin, codificacin, y multiplexacin de

tiempo.

1.2.1 MUESTREO

El proceso de muestreo es ejecutado por multiplicacin de la seal analgica con

una seal peridica de pulso de muestreo. El proceso es ilustrado por la figura 3.6,

la cual muestra las seales de la voz analgica original y el pulso de muestreo

adicionalmente as como tambin la seal muestreada resultante en ambos

dominios del tiempo y frecuencia.

Es importante darse cuenta de que el proceso de muestreo no causa distorsin.

La seal original esta limitada en banda y por esto, siempre que sea muestreada

lo suficientemente rpido, puede ser completamente reproducida en los pulsos

analgicos. Despus del muestreo la seal ser presentada como las bandas

superior e inferior alrededor de las armnicas de la seal muestreada. Usando un

filtro pasabajo, la seal original puede ser extrada fuera. El teorema de muestreo

de Nyquist dice que ningn contenido de informacin se destruye en una seal

limitada en banda siempre y cuando la seal de muestreo sea por lo menos al

doble del ms alto componente de frecuencia en la seal.

Si la frecuencia de muestreo esta incrementado ms all de esta, las bandas

laterales sencillamente se movern separadamente ms all, haciendo la seal

original ms fcil para extraerla fuera pero no aumentando la calidad de la seal.

Una frecuencia de muestreo de 8 KHz ha sido escogida por la ITU-T con una

tolerancia de 50 ppm, La mayor frecuencia, asumiendo un perfecto filtro pasa bajo

es de esta manera 4 KHz (la mitad de 8 KHz). Los filtros no son perfectos, por lo

tanto, esta frecuencia permite para una banda de seguridad de 600 Hz. El filtro

que limita la seal de audio a 3400 Hz es llamado un filtro anti-aliasing.

Figura 3.6 Seales muestreadas en los dominios del tiempo y frecuencia.

1.2.2 Cuantizacin

La cuantizacin es el proceso de obtener un valor discreto de un valor analgico.

Recordar que el proceso de muestreo convierte una seal analgica de onda

continua en una serie de pulsos analgicos. Estos pulsos contienen toda la

informacin presente en la seal original de banda limitada. En el proceso de

cuantizacin los valores de los pulsos analgicos son acotados dentro de niveles

discretos. Este proceso es requerido en orden a tener un nmero limitado de

valores muestreados para codificarlos en una palabra digital. Ocho 16 niveles

son requeridos para un dilogo comprensible y 128 niveles son requeridos para

una alta calidad de dilogo. Esto es una aproximacin de direccin nica y causa

distorsin, una vez que el muestreo se ha sido cuantizado, es imposible reproducir

una rplica de la seal original. La distorsin causada por este proceso provoca

ruido de cuantizacin. Si fueran escogidos unos niveles de cuantizacin uniformes,

una seal con un valor alto podra tener una mejor relacin S/N que una con un

valor pequeo.

En realidad lo opuesto es deseado. Pulsos de gran amplitud son fcilmente

escuchados y, en consecuencia, pueden tolerar un alto nivel de ruido. Este

problema es resuelto por compansin.

1.2.3 Compansin

Figura 3.7 Curva de compansin de ley A.

Compansin es un acrnimo para comprimir y descomprimir. Un algoritmo no

lineal es usado por medio del cual ms valores de cuantizacin son adjudicados a

los valores muestreados pequeos, de esta manera se est logrando una relativa

relacin de error constante para todas las muestras. En la Regin 1 de la ITU

(Europa y frica), la curva de cuantizacin de ley A es usada para acotar las

muestras. Esto es una caracterstica de 13 segmentos cuyas caractersticas son

definidas por la ITU [1]. En la Regin 2 (Amrica), una ley de 15 segmentos

llamada la ley es usada. La parte de valores positivos de la caracterstica de

compansin de la ley A es mostrada en la figura 3.7.

El algoritmo de la ley A fue implementado en los 60s cuando la circuitera no

poda lograr una curva logartmica. Una aproximacin lineal de esta manera fue

usada. Esto se puede ver en la figura 3.7 donde la mitad del rango de los valores

de voltaje de entrada son acotados dentro de 16 niveles de cuantificacin. Los

siguientes ocho estn determinados ms all de 16 niveles, y as sucesivamente.

Los valores de amplitud pequea son de este modo determinados con muchos

ms valores cuantizados, resultando en una perfeccionada relacin S/N. Usando

esta aproximacin, la relacin S/N de todas las muestras, grandes y pequeas,

est ms uniforme.

1.2.4 Codificacin

El Proceso de cuantificacin usando la ley A genera un total de 256 valores

(1128). Esto puede ser codificado en forma binaria usando ocho bits (256 - 28) de

la curva de compansin, mostrada en la figura 3.8.

El bit de signo especifica si la muestra tiene un valor de amplitud positiva o

negativa.

Los siguientes tres bits especifican en cul de los ocho intervalos se sita el valor.

Los ltimos cuatro bits especifican a cul de los 16 valores esta cerca al valor de

la muestra actual. El proceso de codificacin resulta en un cdigo de ocho bits

(byte) que es una representacin de un canal de audio.

1.2.5 Multiplexacin De Tiempo

El proceso final es cronometrar de manera mltiple las seales en una trama. El

muestreo es hecho en 8 KHz, que es, 8000 muestras/seg para cada canal de

audio. El intervalo de muestreo puede ser calculado de:

T = 1/f = 1/8000 = 125s

La duracin de cada pulso es 3.9 s; por lo tanto, es posible transmitir muestras

de otros canales de audio en el intervalo de tiempo entre varias muestras. Antes

de la segunda muestra del primer canal est disponible para transmitir, 32

muestras (125 s/3.9 s) que pueden ser intercalados en ese tiempo. Esto es

conocido como multiplexacin por divisin de tiempo.

Cada muestra consiste de ocho bits ocupados que es conocido como una porcin

de tiempo dentro de la trama. Con una velocidad de muestreo de 8 KHz, una

porcin de tiempo de 8 bits as tiene una transmisin de bit a razn de 64 Kbps.

Esto es una razn fundamental dentro de los sistemas de telecomunicaciones y es

conocido como E0 (Europa) o T0 (U.S.). Una trama con 32 intervalos tiene una

transmisin de bit a razn de 2048 Kbps (2Mbps). Usualmente solo 30 intervalos

son disponibles para uso de canales debido a que el intervalo 0 es usado para la

sincronizacin de la trama y el intervalo 26 para sealizacin. Esta seal de 30

canales (o a veces 31 canales) es conocida como E1, En los Estados Unidos una

tasa de trama se basa en el sistema Bell que usa canales de 2464 Kbps ms una

trama de bit extra que conforman una seal de 1.544 Mbps. Esto es conocido

como T1 o DS-1 (seal digital, nivel 1).

1.2.6 Equipo Multiplexor Primario

Un multiplexor primario usado para los circuitos de voz es a veces llamado un

banco de canal y convierte 30 (o 24) canales de voz dentro de una trama E1 (o

T1). Con datos que se ponen ms predominantemente en las redes, una mezcla

de voz y dato es a veces requerido para ser multiplexado dentro de la tasa de la

trama. Los multiplexores flexibles con un rango de interfaces de voz y dato son

disponibles de esta manera. Opciones de voz o interfaces de conmutacin. Las

interfaces de datos incluyen opciones sncronas, asncronas, ISDN, X.25, o

ADPCM. Los ms sofisticados multiplexores realizan la limpieza del circuito y

permite la conexin cruzada y las caractersticas de gestin.

1.3 MULDEM (MULTIPLEXING SECUNDARIO Y SERVICIO)

El rendimiento de E1 ( o T1 ) normal de un multiplexor primario no es solo la seal

usada en las redes de transmisin. En algunos casos un multiplexor secundario

externo es requerido. La entrada a un sistema de radio es usualmente uno o ms

de las proporciones de lneas normales tales como E1, T1, E3, o STM-1. El

sistema de radio necesita transportar estas seales transparentemente al otro

extremo del enlace. En otras palabras, esto no debe manosear a la seal de

cualquier manera. La primera cosa que la radio necesita hacer es crear una seal

compuesta de las varias entradas, que esto puede modular y transmitir al otro

extremo, esto necesita multiplexar las varias entradas y agregar cualquier

cabecera que es requerida.

1.3.1 Multiplexacin Y Demultiplexacin

En las radios digitales muy tempranas, multiplexacin se hizo externamente a la

radio. El requerimiento para transporte mltiple E1s, sin embargo, llevado a las

fabricaciones de la radio incluso el multiplexacin secundaria funcione en la propia

radio.

Una aplicacin tpica es una radio de 4 por 2Mbit/s (4E1) donde multiplexar 2 a

8Mbit/s es construir en la radio. Una seal de 8Mbit/s compuesta, qu no

necesitan tener una interfaces de PPU normal, As reduciendo costo y

complejidad, est internamente disponible a la radio a ser modulada y transmitida

al otro extremo. En la direccin opuesta, la seal de 8Mbit/s es demultiplexada en

los cuatro flujos de E1 con una interfase normal segn PPU G.703, donde la

comparacin con SDH es hecha.

1.3.2 Canales De Cabecera

El sistema de radio tenga otra seal que esta necesita transmitir. Esto podra ser

para uso interno de la funcin de gobierno de la casa de la radio; los canales de

datos extra para datos o los sistemas de supervisin, un alambre de orden de

ingeniera (EOW), aade correccin de errores en adelanto (FEC), como discutido

debajo. Hace esto, un canal de cabecera de radio complementaria es usualmente

agregada a la seal produce una proporcin agregada que excede la frecuencia

de lnea de la ITU. Esta seal es una seal propietaria que podra ser diferente

para cada fabricante. Esto obviamente agrega ancho de banda a la seal banda

base y por consiguiente se mantendr tan pequeo como sea prcticamente

posible para que la seal agregada se ubique dentro del ancho de banda

requerido. Un ejemplo de una cabecera complementaria de radio formando una

seal agregada propietaria es mostrado en la figura 3.9

Figura 3.9. Cabecera complementaria.

1.3.2.1 Canales de Datos y Supervisin

Ms sistema de radio puede llevar un nmero limitado de canales de datos en la

capacidad de la cabecera de radio. Varios canales de datos de baja velocidad y de

alta velocidad sncrono o asncronos, se crean. El dato es llevado usualmente en

uno o dos canales de cabecera de 64kbits que determina que opcin puede ser

usada simultneamente.

1.3.2.2 Engineering Order Wire

Un EOW es disponible en mas equipos habiliten al personal de mantenimiento s

capaz de comunicarse sobre la radio sin usar equipos de mutiplexacin. Un

auricular normal, usualmente de frecuencias mltiples de tono dual (DTMF),

normalmente se usa con una interfaces anlogas de dos alambres El canal de

cabecera normalmente se lleva sobre un canal de 64Kbit/s para una seal de

audio de 300 a 3400Hz. Si calidad alta de transmisin no es requerida, ms que

un canal del alambre pedido puede proporcionarse sobre un canal de 64Kbit/s de

seal usando una proporcin reducida del ancho de banda del audio (usualmente

300 a 2400Hz). Uno necesita tener el cuidado para no caerse en forma de

cascada demasiados EOWs en la ruta porque el ruido de cuantizacin del proceso

de conversin anlogo digital puede hacer el ruido del canal. Sealizacin puede

proporcionarse usando E&M por circuitos de seis alambres y en banda DTMF para

circuitos de dos alambres y seis alambres

1.3.2.3 Correccin de error en adelanto (Forward Error Correction FEC)

El FEC es normal en la mayora de los sistemas de radio de microondas moderno

encuentra la alta calidad del objetivos proporcin del error de fondo. FEC es una

tcnica de deteccin y correccin de error eso puede ocurrir sobre el enlace,

basado en codificacin de bloques, usa bits extra lleva en cabecera de radio hace

la deteccin de error.

Correccin de error que usa algunos de la codificacin de espaldera, donde la

codificacin es echa en la fase modulacin sin adicionar bit de cabecera, no es

discutida aqu.

Simplemente FEC basado en adicionar bits de cabecera se hace realizando un

algoritmo matemtico en el bit y transmitiendo este cdigo al extremo opuesto, s

un diferente cdigo es recibido, un error ha ocurrido. Solo un nmero limitado de

combinacin de bit son permitidos por la tcnica de codificacin; as, no slo

enlate los errores se descubra pero un nmero limitado de errores pueda ser

corregidos. Un cdigo Reed-Solomon con 20 bytes de correccin de 244, por

ejemplo, corrija a 10 bytes en cada bloque. FEC no proporcione mucha mejora

bajo la condicin de desvanecimiento pero tiene la actuacin excelente contra el

error del goteo, como se muestra en la figura 4.10. Modernos sistemas de radio

pueden lograr las proporciones de errores residuales comparable al sistema de

fibra

1.3.2.4 Canales Laterales (Wayside)

En el medio a la aplicacin de capacidad alta, tal como sistemas de 34Mbit/s, uno

quiere a menudo evitar tener que instalar un caro multiplexor de 2 a 34 en un sitio

si acceso un solo canal E1 es requerido. Por esta razn, la fabricacin de la radio

a menudo oferta que un solo use canales que llev en la cabecera de radio que

puede ser transportada a un sitio de nodo y entonces incorporado en el trfico

principal.

1.3.3 Filtro De Banda Base

Filtro de banda base se hace para limitar el ancho de banda de la seal. La

formacin de la seal de banda base es muy importante. El ancho de banda

infinito se exigira asegurar que los pulsos de la entrada no estaban apagados de

forma alguna, cual es obviamente no posible o deseable. Un filtro prctico que

resulta en puntos del cruce por cero sen la frecuencia de Nyquist es un filtro de

cosenos levantado [2]. El ancho de banda de una seal de nivel mltiple con forma

de banda base puede ser calculado de

BW = [baseband bit rate/log2M]. (1 + ) (3.1)

Donde es el factor de rolloff de filtro y M es el M-ary valor de modulacin (p.e.:

16-QAM, M=16). Como implicado antes es importante que la filtracin de la seal

no resulta en interferencia entre smbolos de llevando y arrastrando las colas de la

seal. Un filtro de Nyquist con un factor de rolloff de 0.5 es usualmente usado eso

asegura que las colas de los pulsos adyacentes son en demodulacin durante

cero. Esta forma de pulsos de Nyquist con la cola cruzando por cero en el punto

de muestreo (sampling) es ilustrado en la figura 3.11

1.3.4 Diagrama De Bloque Del Muldem Bsico

Los varios bloques que constituyen la seccin de la modulacin de un sistema de

radio tpico se muestran en la figura 3.12.

Figura 3.12. Diagrama de Bloques de la seccin Muldem de un Sistema de Radio

1. 4 MODEM / TRANSCEIVERS

Un modem es un palabra es acortado de modulador-demodulador. La seal de

banda base tiene que ser transportado sobre un portador de frecuencia de radio y

esto se hace por modulacin de la seal banda base hacia portadora de una IF o

RF.

1.4.1 MODULADORES

1.4.1.1 Tipos de modulacin

Dos tipos importantes de modulacin existen para el sistema de radio digital, es

decir, modulacin directa y modulacin indirecta. Modulacin directa es cuando no

existe portadora de IF. La seal banda base es directamente aplicada al

modulador, as reduciendo costo y complejidad. Modulacin indirecta involucra

primero convirtiendo la seal banda base, a una IF y entonces convirtiendo esto

entonces a una frecuencia de RF.

Existen tres tipos importantes de modulacin digital: amplitud, fase, o frecuencia

modulada.

Desde que es una seal digital, esta modulacin cambia la seal entre dos

estados. En modulacin de amplitud, codificando on-off (OOF) es usado cuando el

valor de la amplitud es cambiado entre cero y alguna amplitud predeterminada; en

modulacin de fase (PSK) la fase es cambiada por 180 grados; y en modulacin

de frecuencia la frecuencia son cabidas entre dos valores de frecuencias, los dos

ms comnmente usa mtodos de modulacin para los equipos de radio de

microondas son basado en multinivel FSK y n-QAM, cules son basadas en una

combinacin de mtodos previamente discutidos. Estos esquemas usan

modulacin de mutisimbolos reduce el ancho de banda los requisitos esquemas

de modulacin de multisimbolos, mientras requiriendo uno ms alto.

1.4.1.2 FSK

FSK es rentable y esquema de modulacin robusto. Esto no es sensible a la

amplitud y variaciones de fase (ruido y fluctuacin) y de no requiere el transmisor

backoff. La potencia de salida de transmisin superior es as posible. La seal

puede ser directamente modulada hacia la portadora sin la necesidad para una

frecuencia IF, as simplificando la circuitera y reduciendo costos. Incoherente

(nonphase synchronous) reservas pueden ser utilizadas. Detectores de frecuencia

modulada tiene la circuitera ms simple porque ellos son remotamente menos

afectado por la amplitud y variaciones de la fase que los esquemas coherentes.

Un modem econmico puede as se proporcione con la ganancia del sistema

adecuada.

1.4.1.3 QAM

Demoduladores coherentes proporcionan mejora los umbrales del receptor; por

consiguiente, para maximizar la ganancia del sistema, la modulacin de fase es a

menudo escogido a pesar del costo agregado y complejidad. Para ancho de banda

medio eficiente a sistemas de alta capacidad, QAM es la modulacin preferida.

Permtanos empezar por considerando un sistema tecla mayscula de la bi-fase

bsica (B-PSK). Una seal portadora es cambiada en fase por 180 grados

representa el hilo binario de 0s y 1s. S una grfica este en un diagrama de fase

esto aparecera como mostrado en la figura 3.13.

Figura 3.13: Modulacin PSK

Para partir en dos el ancho de banda con modulacin multi-smbolo, un segundo

modulador B-PSK puede ser empleado operando en el primer cuadrante. Si el flujo

binario entrante fuese dividido en dos enviando los bits alternados al par de

moduladores BPSK, cuatro fases diferentes alternativas existen, como se muestra

en la figura 3.14a. Note que en QPSK la fase cada vector tiene la misma amplitud;

esto es solo la fase que es diferente. En la prctica, es algunas veces llamado

afinando cambios de diferentes fases (DPSK) desde este no es el valor de la fase

absoluta que es usado la diferencia de fase entre dos estados de fase. Ahora

considero 16QAM. En este caso el flujo entrante se divido en cuatro fases con

cada modulador de fase manipulando cuatro bits incluyendo los valores de los

cuatro bits es mostrado en la figura 3.14b

La fase de los vectores no solo difieren en fase pero tambin en amplitud as

partiendo en dos el requerimiento en ancho de banda comparado con QPSK. En

otras palabras el mnimo S/N de transmisin de radio requerido en demodulador

es grande con nivel de modulacin. La decisin de la modulacin es as un dficit

entre el ancho de banda estrecho y desempeo. La alta capacidad del sistema

SDH usa 128 QAM cual permite un 155Mbit/s de seal ajusta un canal de ancho

de banda de 28MHz.

1.4.2 DEMODULADORES

1.4.2.1 Tipos de Demoduladores

Dos principales tipos de demoduladores son usados para detectar seales

digitales: detectores de envolvente y demoduladores coherentes. Los detectores

de envolvente usan un simple diodo detector para extraer la envolvente de la

seal. Para sistemas basados en fase tal como PSK QAM no hay variacin de

envolvente, por consiguiente, demodulacin coherente (sncrona) es requerida. En

este mtodo la seal portadora modulada entrante es mezclada con una rplica

exacta (en fase y frecuencia) de la portadora de FI. Un filtro pasa-bajo es usado

luego para recuperar la seal de bandabase. La rplica de la portadora requerida

es generada usando un lazo Costas, el cual usa un PLL para estabilizar la

frecuencia de la portadora extrada de la seal de RF entrante, convertida a FI.

Adems, para esta seal de FI recuperada, una seal de reloj de banda base es

recuperada para el proceso de demodulacin. Este tipo de demodulacin es ms

costoso debido a la complejidad para obtener la sincronizacin de fase, pero esto

da como resultado un mejor nivel de umbral para el recetor.

1.4.2.2 Ecualizacin Adaptiva

Para vencer los efectos del fading dispersivo, causado por condiciones de

multitrayectoria, radios para tiros largos frecuentemente usarn ecualizadores para

reducir los efectos del desvanecimiento. Los ecualizadores estticos basados en

frecuencia pueden ser usados a frecuencias de FI para ecualizar la respuesta en

frecuencia. Esto usualmente es realizado usando circuitos simples de pendiente y

choque (bump). Por ejemplo, si tres filtros notch son usados para detectar el nivel

de amplitud a lo largo del ancho de banda del recetor, una pendiente o notch

puede ser detectado. Para generar la pendiente opuesta o choque, la respuesta

puede ser ecualizada. Una tcnica ms poderosa que puede ecualizar la

respuesta en fase es hecha en el dominio del tiempo, esta es llamada ecualizacin

adaptiva transversal (TAE). El concepto bsico es usar una serie de registros de

desplazamiento como una lnea de retardo. La distorsin de la seal retardada

puede ser detectada, y agregando el factor de retardo correcto y colocando la

seal de retorno en s misma, la distorsin puede ser ecualizada. Esta necesita ser

hecho para la condicin de fase mnima y no mnima; adems, los taps de

retroalimentacin y alimentacin directa son requeridos. En el pasado, una

combinacin de lneas de retraso analgica y digital fue usada para retardos

positivos y negativos respectivamente, causando una curva desigual para las dos

condiciones. Desde que las lneas de retraso se usan, la curva es usualmente la

misma para ambas condiciones. A mayor nmero de taps en los ecualizadores,

mejor el rendimiento del mismo

1.4.3 DIAGRAMA DE BLOQUES BSICO DE UN MODEM

La construccin de varios bloques que forman el modelo de un sistema de radio

tpico es mostrada en la figura 3.15

Figura 3.15 Diagrama de Bloques de la seccin MODEM de un sistema de radio

1.4.4 TRANSCEIVERS

La seccin de RF que abarca el mdulo de transmisor y receptor es conocido

como Transceiver.

1.4.4.1 Transmisor

Una vez que las seales entrantes son multiplexadas y combinadas con los

canales de cabecera, la seal de banda base es modulada como se mencion

anteriormente, luego esta seal es convertida o subida a portadoras de RF y

amplificada mediante un amplificador de potencia. Los transceivers modernos son

sintetizados, significando que un oscilador de referencia es usado para derivar la

frecuencia RF usando un oscilador local que es controlado por voltaje (VCO).

Usando el VCO sintetizado, las frecuencias del transceiver pueden ser

seleccionadas por software a travs de un amplio rango. El amplificador de

Potencia es diseado para ser lineal tanto como sea posible.; sin embargo, de

todas maneras se introducir algo de distorsin. Para mantener la distorsin a un

nivel mnimo, la seal es predistorsionada antes de la amplificacin, lo que

produce la cancelacin de la distorsin total en el amplificador de potencia. La

linealidad es importante, aunque los amplificadores de potencia pueden amplificar

hasta su nivel de saturacin, un transmisor back-off es aplicado apropsito para

mejorar la linealidad y consecuentemente el umbral del receptor. El transmisor

usualmente tiene adems un circuito de control automtico de ganancia (AGC)

para mantener la potencia de salida constante ante variaciones de temperatura

que puedan ocurrir.

1.4.4.2 RECEPTORES

En la direccin del receptor, la portadora modulada es convertida o bajada a una

frecuencia de FI antes de la demodulacin, Esto se logra mezclando la seal de

RF con la de un oscilador local VCO sintetizado. Un circuito AGC asegura que la

salida de FI se mantiene constante aunque vare el nivel de la seal de RF. Esta

seal del AGC usualmente es usada para medir la fuerza de la seal recibida.

1.4.4.2.3 Diagrama de Bloques de un Transceiver Bsico

Los bloques de construccin de la seccin del transceiver de un sistema de radio

tpico son mostrados en la figura 3.16.

Figura 3.16 Diagrama de Bloques de la seccin del Transceiver de un sistema de

radio

1.4.5 RAMIFICACIN

La unidad de ramificacin es un trmino genrico para describir la circuitera de las

interfaces de la antena al transceiver. Se incluye filtros, combinadores y

aisladores.

1.4.5.1 DUPLEXER

La misma antena es usada para transmitir y recibir. La unidad de ramificacin filtra

la seal y combina las dos seales sobre una antena. El filtrado de la seal de

transmisin es hecho para asegurar que el espectro transmitido no cause

interferencia en los canales adyacentes. Varios estndares limitan el espectro de

transmisin permisible para cada banda de operacin. En la direccin de

recepcin, la seal es filtrada para eliminar alguna seal parsita, siendo

transferida luego a la circuitera de demodulacin, y limitar el ruido trmico, el cual

es proporcional al ancho de banda del receptor. El filtrado de RF en este nivel es

medianamente bsico ya que en sistemas de radio modernos, el espectro de RF

es limitado por un filtro pasabanda, formando as la seal en el espectro requerido.

La combinacin de las seales de transmisin y recepcin sobre una misma

antena es logrado por un dispositivo llamado Circulador. La combinacin del

circulador y filtro es usualmente llamado duplexor o diplexer. Un circulador

transfiere la seal con muy baja prdida al puerto deseado mientras que brinda un

alto aislamiento para la seal no deseada en el otro puerto. Adems la seal de

transmisin es transferida a la antena con muy baja prdida y muy poca fuga en el

receptor con la misma situacin en la direccin de recepcin, como se muestra en

la figura 3.17.

Es muy importante para el planificador de radio, entender las prdidas por

ramificacin e incluirlos en los clculos de diseo. Uno necesita chequear

cuidadosamente las hojas de especificaciones para determinare si la potencia de

salida, por ejemplo, incluye o no perdidas por ramificacin. No ser posible

predecir exactamente el nivel de recepcin esperada si las prdidas por

ramificacin no se incluyen.

1.4.5.2 RAMIFICACIN HOT-STANDBY

En una configuracin de hot-standby slo un par de frecuencias es usado para los

dos sistemas de radio. Entonces no es posible transmitir simultneamente por

ambos sistemas.

Un conmutador de transmisin es requerido para transmitir una u otra seal.

Realmente ambos transmisores transmiten una seal, pero slo uno esta

conmutado hacia la antena. La otra seal es transmitida a una carga ficticia. Esto

podra reducir la seal de transmisin por encima de 0.5 dB. En la direccin de

recepcin, la seal es fraccionada en dos trayectos y ambas seales son

demoduladas con la mejor seal que ha sido seleccionada Dividir la seal en dos

trayectos significa que cada seal es reducida por 3 db, sin embargo, en la

prctica esta prdida es tpicamente de 3.5 dB a 4 dB.

Un diagrama de una configuracin hotstandby es mostrada en la figura 3.18

Figura 3.17 Configuracin 1+ 0 (Con duplexor en ramificacin)

Figura 3.18 Diagrama de Bloques de ramificacin HSB

1.4.5.3 RAMIFICACIN DE DIVERSIDAD DE FRECUENCIAS

En diversidad de frecuencias ambos transmisores son transmitidos

simultneamente y cada seal es alimentada a su respectivo receptor sin un

conmutador de transmisor o un receptor hbrido. Las prdidas son

significativamente menores que con la configuracin hotstandby. Las prdidas por

circulador y filtros son tpicamente de dolo 0.1dB cada uno. El diagrama de

ramificacin es mostrado en la figura 3.19.

Figura 3.19 diagrama de bloques de ramificacin FD

1.4.5.4 RAMIFICACIN EN DIVERSIDAD DE ESPACIO

En la Figura 3.19. Diagrama de bloques de ramificacin FD Con diversidad de

espacio, solamente un par de frecuencias es usado. Slo un transmisor necesita

ser conectado, sin embargo, para tener proteccin del equipo tanto como

proteccin de trayectoria, la ramificacin de transmisin es frecuentemente igual a

la configuracin hotstandby. Usualmente la cima de la antena es usada para la

trayectoria de transmisin. En la direccin de recepcin se usan dos antenas y

cada una alimenta a su respectivo receptor. Una antena de transmisin y dos de

recepcin son requeridas en cada direccin. Entonces, se requerir un total de

cuatro antenas. La configuracin tpica de ramificacin para una diversidad de

espacio es mostrada en la figura 3.20

Figura 3.20 Diagrama de Bloques de ramificacin SD

1.4.5.5 RAMIFICACIN DE DIVERSIDAD HBRIDA

Para un rendimiento extra en trayectorias bastante largas o dificultosas, la

diversidad de frecuencias y diversidad de espacio pueden ser combinadas. Esto

es llamado diversidad hbrida. En un sistema de frecuencia 1 a 1 puede ser cost

bastante efectivo porque slo se requiere tres antenas para dar espacio completo

y mejora en la diversidad de frecuencias en ambas direcciones. Esto es realizado

para transmitir la seal desde el segundo trayecto de diversidad de frecuencias en

la antena ms baja en el final. La distribucin es mostrada en la figura 3.21

Figura 3.21. Diagrama de bloques de diversidad de hbridos con tres antenas.

El mejor acondicionamiento de diversidad puede ser obtenido usando cuatro

antenas y cuatro receptores, dado que hay tres trayectos separados (con sus

correspondientes factores de mejora) que pueden ser considerados. Esto se

muestra en la figura 3.22

Figura 3.22. Diagrama de bloques de diversidad de Espacio con cuatro receptores

1.4.6 CARACTERSTICAS DEL EQUIPO

Los planificadores del enlace necesitan estar enterados de las caractersticas del

equipo de radio para especificar el equipo correcto y usar los parmetros correctos

en el diseo de radio enlace. Las caractersticas ms importantes que

normalmente se incluye en una hoja de especificaciones son discutidas en la

seccin siguiente.

1.4.6.1 DETALLES DE RF

1.4.6.1.1 Rango de Frecuencia

El equipo de radio est diseado para operar sobre cierto rango de frecuencia.

Equipo no sintetizado ser sintonizado en el canal actual que est siendo usado

antes de entregar para localizarlo. Equipo sintetizado puede ser sintonizado

mediante programacin para el canal de frecuencia del lugar; sin embargo aun

cuando operar sobre un gran rango de frecuencias, no siempre cubrir la banda

de frecuencia, entonces ms de un transceiver podra ser requerido. Diferentes

transceivers son usualmente requeridos para las bandas altas y bajas. El rango

del equipo del transceiver debera ser chuequeado contra el plan de frecuencia

que est siendo usado. Uno debera determinar que se tiene que hacer para

sintonizar el radio en un canal de frecuencia especfico. Este adems incluir

diferentes requerimientos de ramificacin.

1.4.6.1.2 Separacin Tx/Rx

El mnimo espaciamiento permisible por el radio ser especificado. Esta es una

funcin del filtrado de RF y el aislamiento de ramificacin. El planificador de radio

necesita chequear la especificacin del equipo con el plan de frecuencias que se

est usando.

1.4.6.1.3 Espaciamiento de Canales

Uno necesita chequear que el espaciamiento de canal requerido es soportado por

el equipo. El filtrado y la tcnica de demodulacin determinarn el espaciamiento

del canal.

Los filtros del canal, los cuales forman parte de la ramificacin, son a menudo

requeridas en las frecuencias bajas (7 GHz) para encontrarse en los lmites de

ancho de banda fijados por la ITU.

1.4.6.1.4 Estabilidad de Frecuencia

La estabilidad de la portadora RF es normalmente especificada en partes por

milln (ppm). Un ppm corresponde a 1Hz en 1MHz o 1KHz en un gigahertz. Si la

estabilidad de una portadora de 7 GHz es dada como 3 ppm, el desbalance

permitido es 21KHz.

1.4.7 CARACTERSTICAS DEL TRANSMISOR

1.4.7.1 Potencia de Salida del transmisor

La potencia de salida del transmisor es usualmente especificada en el mdulo de

salida de transmisin o en la brida (flange) de la antena en dBm. En el ltimo caso,

las prdidas de ramificacin de transmisin ya estn incluidas. Uno debera

chequear si estn especificadas las figuras tpicas o garantizadas. Las figuras

tpicas tienden a ser de 3dB a 4db mejores que las garantizadas.

1.4.7.2 Control de Potencia Transmitida

La potencia de salida de transmisin puede a menudo ser atenuada usando

fijaciones de software en la radio. Un control adaptivo de potencia de transmisin

llamado Control Automtico de Potencia de Transmisin (ATPC) es usado para

disminuir la interferencia atenuando la potencia de transmisin bajo condiciones

de no desvanecimiento y entonces aumentando la potencia durante el fading. Esto

se hace monitoreando el nivel de recepcin y devolviendo esta informacin al

transmisor. Si reduciendo el EIRP. Durante el fading, esta atenuacin es removida,

de esta manera, restaurar el margen de fading en el diseo completo incluye

vencer efectos del fading.

1.4.7.3 Espectro de Salida y Emisiones Espurias

Para reducir la interferencia en otros sistemas, las emisiones espreas de un

transmisor necesitan ser reducidas con un adecuado filtrado. Las mscaras de

salida del transmisor y la emisin esprea limitan relativamente a la frecuencia de

portadora especificada en los estndares del equipo.

1.4.8 CARACTERSTICAS DEL RECEPTOR

1.4.8.1 Umbral del Receptor 10-6 y 10-3

El umbral del receptor es un parmetro crtico de obtener dado que este es uno de

los principales parmetros usados para determinar el margen de fading.

Estrictamente hablando, este es un valor de 10-3 que es usado para el margen de

desvanecimiento (Fading) dado que las interrupciones totales (outages) estn

basados en SES. Los usuarios a menudo prefieren el valor de 10-6 como un nivel

de calidad mnimo para datos.

Uno debera usar los valores de umbral garantizado en los clculos. Uno puede

estar claro si los valores son relativos a la brida de la antena o especificada a la

entrada del receptor. Los valores de umbral del receptor son valuadas en dBm.

Ellos siempre sern valores negativos, tpicamente alrededor de -70dBm a 90

dBm.

1.4.8.2 Nivel Mximo de Recepcin

Para saltos cortos, uno necesita estar seguro de no exceder el mximo nivel de

entrada del receptor. Si el nivel de la seal es muy fuerte, pueden ocurrir errores

debido a la saturacin de los circuitos del receptor. Si los niveles son extremos,

daos irreversibles podran ocurrir. Los fabricantes de equipos especificarn el

mximo nivel de sobrecarga del receptor. Niveles mximos son valuados es dBm,

tpicamente alrededor de 15dBm.

1.4.8.3 Margen de Fading Dispersivo

El margen de fading dispersivo (DFM) son usualmente valuados por 10-6 y 10-3.

Como con los valores umbral del receptor, el valor de 10-3 es el correcto para usar

en el margen de fading. Los ecualizadores adaptivos mejoran dramticamente los

valores del DFM. El valor del DFM para equipos debera tpicamente ser 10db

mejor que el margen de fading plano requerido. Los valores de DFM son valuados

en decibeles y varan de alrededor de 35 dB (sin ecualizadores) a algo mejor que

70dB.

1.4.9 RELACIN C/I

El planeamiento de frecuencia requiere algunos parmetros de equipo para el

clculo de la interferencia. La relacin C/I mnima que el demodulador puede

tolerar es importante, como lo es la red de filtros de discriminacin (NFD).. Los

fabricantes normalmente proporcionarn curvas o tablas de valores para esos

parmetros. En sistemas digitales, las interferencia en el umbral es ms crtico que

interferencias bajo condiciones de no desvanecimiento; adems se requieren los

valores de umbral a interferencia (T/I).

1.4.10 INTERFACES DIGITALES

Es importante especificar la interfase de bandabase que el equipo de radio

requiere porque existen diferentes estndares. La interfase normal de radio

cumple con la ITU-T G.703 y puede ser una conexin coaxial de 75 Ohm

desbalanceado o una conexin de cable de par trenzado de 120 ohm balanceada.

Esto frecuentemente necesita ser especificada antes de entregar el equipo; sin

embargo, en algunos equipos, ambas opciones son soportadas y se puede

seleccionar mediante software. Los radios de alta capacidad con STM-1 tienen

una conexin ptica para ser conectada a un ADM. Una opcin elctrica es a

menudo incluida adicionalmente.

1.4.11 INTERFASE DE ADMINISTRACIN Y ALARMA

Los equipos modernos son configurables mediante software usando una PC.

Usualmente, un enlace puede ser fijado, configurado y monitoreado sin tener que

hacer algn ajuste fsico al equipo. Otro avance reciente es el uso de un

navegador Web estndar para acceder al radio enlace usando una conexin

Ethernet. Proveyendo a cada radio terminal una direccin IP, los radios pueden

ser accesados sobre Internet, apareciendo en formato HTML en el display. Esto

permite a uno acceder a algn elemento en la red de manera remota con una PC.

Obviamente se requiere seguridad, para asegurar que slo personal autorizado

tenga acceso a esta informacin. Adems se requiere una conexin a un sistema

de administracin de red. Estos das esto es usualmente una conexin Ethernet.

La mayora de radios adems tienen varias entradas y salidas de alarmas. Las

entradas son requeridas para llevar las alarmas de un equipo externo colocado

sobre el sistema de radio. Esta puede ser adems una estacin de alarmas tal

como una alarma de puerta o una luz en la torre. Algunas veces se provee salidas

confiables para controles, por ejemplo, uno puede querer apagar una alarma

visual o audible en una estacin. Las interfaces de alarma y administracin son

usualmente alcanzables del panel frontal del equipo en conectores tipo DB o tipo

Ethernet (10 Base t).

1.5 DETALLES DEL SISTEMA DE ENERGA ELCTRICA

1.5.1 RANGO DE VOLTAJE DE ENTRADA

La mayora de equipos de telecomunicaciones de microondas operan con 48 V

DC; sin embargo muchos sitios todava tienen fuentes de poder de 24 V DC.

Algunos equipos de radio tienen un amplio rango de entrada que acepta fuentes

de 24 48 V en ambas polaridades.

Sin embargo, un convertidor externo de energa puede ser requerido para el

equipo que no cubre este rango. El equipo instalado en reas urbanas no tiene

fuente DC, entonces se puede necesitar conversores para que el equipo opere

con la fuente de energa principal. Una pequea batera de reserva debera ser

incluida en caso ocurra un corte de energa.

1.5.2 CONSUMO DE POTENCIA

Para concluir los requisitos para las fuentes de alimentacin de estaciones y

capacidad de batera, uno necesita agregar el consumo total de todos los equipos.

Los valores de consumo de potencia necesitan ser considerados. Estos valores

son dados en Watts.

1.5.3 COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNTICA

Se est volviendo ms importante el cumplir con las especificaciones del medio

ambiente.

En Europa, es obligatorio que el equipo cumpla estrictamente con los estndares

de compatibilidad electromagntica (EMC). Adems, se han fijado lmites en

aspectos como rango operacional de temperatura, proteccin (contra agua,

humedad y polvo), golpes y vibracin, transporte y almacenamiento.

1.5.4 CERTIFICACIN DE LOS EQUIPOS

En muchos pases existen entidades reguladores de telecomunicaciones (En Per

el MTC requiere que el equipo est homologado) quienes frecuentemente

insistirn que el equipo sea aprobado antes de ser instalado en una red, esto

usualmente incluye proveer conformidad de equipos para estndares

internacionales, con particular nfasis en aspectos relacionados al medio

ambiente, EMC (Compatibilidad Electromagntica), y espectros de transmisin. El

planificador de radio debera asegurarse que el equipo que est siendo usado est

aprobado certificado para su uso en los pases que as lo demanden o soliciten.

1.5.5 SISTEMA DE TIERRA

Se requiere una muy buena tierra del orden de 2 ohmios o menos para la

adecuada operacin de los equipos.

1.5.6 SISTEMA ELCTRICO DE EMERGENCIA

Se emplea grupo electrgeno con encendido automtico ante la presencia de un

fallo en el suministro elctrico principal

1.5.7 PROTECCIN ELCTRICA DE LOS EQUIPOS

a) Contra Transitorios

b) Contra Descargas Atmosfricas

c) Contra disturbios en el voltaje de alimentacin

d) UPS