REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAINSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO

“SANTIAGO MARIÑO”ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

EXTENSIÓN MATURÍN

SISTEMAS DE RADIOENLACES

Profesora: Autores:Ing. Cristóbal Espinoza Azocar Luis E.Materia: Rodríguez Dilwyn Radiación y Propagación Omar Velásquez

Sección C

Maturín, Febrero de 2013

INTRODUCCIÓN

Un radioenlace es el conjunto de equipos de transmisión y recepción necesarios para el envío vía

radio de una señal de uno a otro nodo o centro de una red.  Se denomina radio enlace a cualquier

interconexión entre los terminales de telecomunicaciones efectuados por ondas electromagnéticas. Si los

terminales son fijos, el servicio se lo denomina como tal y si algún terminal es móvil, se lo denomina dentro

de los servicios de esas características. 

Un radioenlace es el conjunto de equipos de transmisión y recepción necesarios para el envío vía

radio de una señal de uno a otro nodo o centro de una red.  Un radioenlace consta de un equipo

transmisor/receptor en ambos lados más los accesorios necesarios (fuentes de alimentación o baterías, torres,

cables y accesorios menores). Un radioenlace puede trasladar sólo una señal o varias de forma simultánea,

según cuál sea su diseño.  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 información, con

características de calidad y disponibilidad determinadas. Típicamente estos enlaces se explotan entre los 800

MHz y 42 GHz. 

SISTEMA DE RADIO ENLACE

El Sistema Radio Enlace o Inalámbrico permite la interconexión de sucursales de su empresa por

medio de las ondas de radio (espectro electromagnético), extendiendo su red (LAN, MAN, etc),

proporcionándole una excelente solución de comunicación a las distintas entidades que necesitan enlazar sus

locales y no desean incurrir en costosos sistemas de interconexión física, como Cables de Cobre o Fibra

Óptica.

Se denomina radio enlace a cualquier interconexión entre los terminales de telecomunicaciones

efectuados por ondas electromagnéticas. Si los terminales son fijos, el servicio se lo denomina como tal y si

algún terminal es móvil, se lo denomina dentro de los servicios de esas características. 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 información, con características de calidad y disponibilidad

determinadas. Típicamente estos enlaces se explotan entre los 800 MHz y 42 GHz.

Los radio enlaces, establecen un concepto de comunicación del tipo dúplex, de donde se deben

transmitir dos portadoras moduladas: una para la Transmisión y otra para la recepción. Al par de frecuencias

asignadas para la transmisión y recepción de las señales, se lo denomina radio canal. Los enlaces se hacen

básicamente entre puntos visibles, es decir, puntos altos de la topografía. 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 propagación en toda época del año, tomando en cuenta las variaciones de las

condiciones atmosféricas de la región. Para poder calcular las alturas libres debe conocerse la topografía del

terreno, así como la altura y ubicación de los obstáculos que puedan existir en el trayecto.

CARACTERISTICAS DE UN RADIO ENLACE

Las características del radioenlace serán las siguientes:

Oscilador local a síntesis directa de bajo ruido, programable en pasos de 100kHz.

Programación total externa de la frecuencia y potencia, sin necesidad de instrumentación.

Construcción interior simple y modular, para una fácil manutención.

Base tiempos de precisión, estabilizada en temperatura.

Amplio campo de regulación de los niveles de entrada / salida directamente en el panel frontal.

Codificador de estéreo opcional de alta calidad, instalable en el transmisor.

Decodificador de estéreo opcional de alta calidad, instalable en el receptor.

Posibilidad de monitoreado y controles local y remoto.

Protección con contraseña a varios niveles de los parámetros de control y de programación.

Entrada/Salida de audio balanceado con conectores XLR y MPX con conectores BNC

Entrada separada RDS/SCA

Salida monitor de modulación sobre el transmisor

Entrada de alimentación externa auxiliar a 24V corriente continua

Los sitios deberán estar separados al menos 10 Km, medidos en línea recta.

La frecuencia de operación será seleccionada por el grupo, debe ser mayor a 6 Ghz. Esta frecuencia

debe estar disponible en el sitio seleccionado, según información disponible en la página del Ente

Regulador de los Servicios Públicos.

Las antenas a ser utilizadas deben ser antenas direccionales.

A menos que sea requerida una altura diferente, la altura de la torre (en cada sitio) será de 15 m.

El largo de la línea de transmisión (en cada sitio) también será de 15 m.

ELEMENTOS COMPONENTES DE UN ENLACE DE MICROONDAS

Internet

Por lo general, muchas de las plantas de transmisión se encuentran en montañas y lugares alejados

donde no hay conexión de Internet. Aunque hoy día, con el Internet inalámbrico y, sobre todo, con Internet

por telefonía celular de tercera Generación (3G), se puede navegar, lo que permite mandar la señal desde los

estudios por Internet.

En esta modalidad, el noticiero de Olga y Sebastián lo enviaremos por streaming, como si fuéramos a

transmitir radio en línea. Pero en vez de hacer público ese enlace Web, no lo decimos a nadie y usamos esa

señal sólo de enlace. En la planta contamos con otra computadora conectada a Internet que sintoniza nuestra

“radio en línea privada” bajando la señal para llevarla directamente al transmisor. Como sólo habrá un usuario

conectado a la transmisión (nosotros mismos), podemos mandar la señal con alta calidad sin temor de cortes.

En vez de una transmisión on line, podemos usar Internet para conectar los estudios con la planta

usando enlaces IP. El sistema es similar al de radio en línea, salvo que en vez de una computadora usamos un

equipo especial conectado a la red y la calidad es mayor que en streaming. Aunque nunca igualaremos la

calidad del enlace por ondas electromagnéticas, con estos equipos conseguimos acercarnos mucho a ella. En

cuanto a costos, debemos evaluar. Tener Internet en lugares apartados suele ser caro y requiere de un pago

mensual.

 Cable coaxial

Si los estudios de la emisora están a las afueras de la ciudad y tienes la planta no muy lejos de ellos,

quizás puedas tirar un cable directamente. Esto es posible si la distancia entre el estudio y la punta de la

antena no supera los 200 a 300 metros. Más largo que eso, las pérdidas de calidad de la señal serán

difícilmente recuperables. Para estas distancias tan largas se necesitaría un cable muy grueso de poca pérdida

y los costos de dicho cable y las conexiones son elevados.

 

 Enlaces telefónicos digitales dedicados

Los nuevos servicios de telefonía y fibra óptica han permitido instalar en muchos países las líneas

RDSI (Red Digital de Servicios Integrados, ISDN en inglés). Son líneas como las de teléfono tradicional pero

digitales, lo que les otorga mayor ancho de banda. Con ellas podemos mandar la señal sin pérdidas.

Necesitamos un modem RDSI que reciba el audio en los mismos estudios, lo empaquete digitalmente en 1 y 0

y lo despache por la línea. En la planta hay otro modem similar que compone el audio con los paquetes

digitales recibidos.

Estas líneas las ofrecen las compañías telefónicas, pero tienen una cuota fija por mes, todavía

inasequible en algunos países. Si sacamos cuentas, tal vez sea mejor pagar de golpe los 4 mil del radioenlace

para no tener que hacer desembolsos mensuales de Internet o líneas RDSI.

 Satelitales

Estos enlaces satelitales permiten realizar conexiones multipunto, es decir, desde un lugar se envía la

señal y desde varios se recibe. El inconveniente son los costos. Arrendar un canal de satélite tiene un precio

considerable, difícil de asumir por la mayoría de las radios. 

Elementos de un Radioenlace

Lado de Transmisión:

✔ Potencia de Transmisión, pérdidas en el cable, ganancia de antena Lado de Propagación.

✔ FSL, zona de Fresnel.

Lado Receptor:

✔ Ganancia de antena, pérdidas en el cable, sensibilidad del receptor.

Ecuación de Radioenlace

+ Potencia del Transmisor [dBm]

- Pérdidas en el Cable TX [dB]

+ Ganancia de Antena TX [dBi]

- Pérdidas en la trayectoria en el espacio libre [dB]

+ Ganancia de Antena RX [dBi]

- Pérdidas en el Cable RX [dB]

= Margen – Sensibilidad del receptor [dBm] el cálculo debe hacerse en ambas direcciones

Potencia de Transmisión (Tx)

Potencia de salida del radio (la tarjeta inalámbrica, estación base)

El límite superior depende de límites regulatorios por lo tanto de los países/regiones y la utilidad en

el tiempo

Pérdidas en el Cable

Pérdidas debido a la atenuación

El cable de la antena debe ser lo más corto posible

Dependientes de la Frecuencia

Controlar la hoja de datos y verificar

Los valores típicos de pérdidas varían entre 1 dB/m hasta < 0.1 dB/m Menores pérdidas => cable

más costoso

Pérdidas en los Conectores

Pérdidas en los conectores (˜0.25 dB porconector)

Dependiendo de la frecuencia y tipo de conector

Pérdidas en protectores contra descarga eléctrica. (˜1 dB)

Amplificadores

Su uso es opcional, compensa pérdidas en los cables

Puede cambiar características en lafrecuencia y adicionar ruido

Considere los límites legales

Una elección inteligente de las antenas y una alta sensibilidad en el receptor son mejores que la

fuerza bruta de amplificación

El amplificador aumenta tanto el nivel de la señal como el del ruido

Antena del lado transmisor

Ganancia de Antena en rangos desde:

2 dBi (antena integrada simple)

8 dBi (omni direccional estándar )

21 - 30 dBi (parabólica)

Verifique que realmente tiene la ganancianominal

Pérdidas en la inclinación, en la polarización, etc.

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

Donde:

f1: Frecuencia de Operación de la Estación Terminal 1.

f2: Frecuencia de Operación de la Estación Terminal 2.

Este sistema incluye dos estaciones terminales. En la estación terminal (transmisor) se genera una

portadora de microondas, que se modula por la señal de telefonía multicanal o televisión, se amplifica a unos

pocos vatios y con ella se alimenta una antena direccional para que se radie a la estación terminal (receptor).

ERET E ER ET

Señales de Radiofrecuencia en el espacio libre,Una portadora (frecuencia en cada sentido) Antena - Radia la señal al espacio libre

Guía de Onda – Transporta la señal del transmisor a la antena Equipo de Radio y eventualmente Equipo Multiplexor

Equipo de Energía – Incluye : Convertidor AC/DC (Rectificador) y Banco de Baterías Medio Conductor para señal de línea

Equipo Terminal – Central Telefónica, Estación base, …

Extremo Remoto… Similar

Adicionalmente se incluyen componentes como : Sistema de tierra, Pararrayos, Torre, Escalerillas para cableados y Guía de Onda, Distribuidores para Energía y Cableados de Señal de Línea, Sistema de Supervisión de Funcionamiento y Alarmas.

La señal de microondas en la estación terminal distantes es amplificada, de modulada, y de esta manera se

recupera la señal 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 transmisión, el tamaño de la antena y otros

parámetros del sistema.

A demás del ruido térmico inherente a los Equipos, pueden introducirse ruidos adicionales, entre

otros, producto de la intermodulación de señales de diferentes canales. Este ruido es máximo cuando todos los

canales están activos, o sea, en las horas pico. Los niveles permitidos de ruido están definidos

internacionalmente en termino de circuitos de referencia hipotéticos de 2500 Km. de largo con un número

específico de estaciones de modulación y de demodulación

FACTORES QUE INFLUYEN PARA EL CÁLCULO DE UN RADIO ENLACE

El clima y el terreno son los mayores factores a considerar antes de instalar un sistema de

microondas. En resumen, en un radioenlace se dan pérdidas por:

Espacio libre

Difracción

Reflexión

Refracción

Absorción

Desvanecimientos

Desajustes de ángulos

Lluvias

Gases y vapores

Difracción por zonas de Fresnel (atenuación por obstáculo)

Desvanecimiento por múltiple trayectoria (formación de ductos)

Pérdidas en el espacio libre

Proporcional al cuadrado de la distancia

Proporcional al cuadrado de la frecuencia del radio

d = distancia [m]

f = frecuencia [Hz]

Suponemos una antena isotrópica

Aproximación lineal de FSL

Zona de Fresnel

d1= distancia al obstáculo desde el transmisor [km]

d2 = distancia al obstáculo desde el receptor [km]

d = distancia entre transmisor y receptor[km]

f= frecuencia [GHz]

r= radio [m]

Obstáculo situado en el medio (d1=d2):

El radio que contiene el 60% del total de la potencia:

Radio [m] para la primera zona de Fresnel

 Calculo del Azimut

CONCLUSIÓN

La conexión entre diferentes equipos de telecomunicaciones usando ondas electromagnéticas. Se

conoce como Enlace Estudio Transmisor. Un radioenlace consta de un pequeño transmisor de radio (TX) que

envía la señal desde los estudios a un receptor (RX) que se encuentra en la planta, ambos con sus respectivas

antenas. El radioenlace TX manda la señal con una antena tipo Yagi a la planta. Son antenas direccionales.

Eso significa que el haz de la señal es muy estrecho evitando así interferencias y obstáculos, además de tener

mayor ganancia. En la planta, una Yagi similar recibe la señal y la pasa al radioenlace receptor. Éste

demodula la señal que recibe, es decir, separa la señal moduladora de baja frecuencia de la portadora de alta

frecuencia.

El siguiente paso será conectar el decodificador de la señal al transmisor de FM que realiza el

mismo proceso de montar esa señal de baja frecuencia en otra portadora de alta frecuencia, pero esta vez la

del dial de la radio, los 90.1 Mhz y mandar el noticiero del mediodía al aire.