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PROPUESTA DE RADIOENLACE ENTRE EL C.C METRÓPOLIS Y C.C SAMBIL,
BARQUISIMETO- EDO LARA.Augusto Rodríguez, Marialy Piña, María A. Villanueva, Alemairy Dávila.
Departamento de Ingeniería em Telecomunicaciones.Universidad Femin Toro.
[email protected], [email protected], [email protected], [email protected].
Un radioenlace es la radiocomunicación por ondas microondas entre dos puntos, situados a distintas latitudes, en la que se satisfacen las necesidades de un rubro especifico ubicado entre estos puntos del radio enlace, cuando hablamos de los sistemas de red inalámbricos en un negocio, empresa o sitio privado y de cómo implantarlo. Existen pequeños problemas a veces cuando no se tiene la cobertura requerida por los usuarios, por lo que se debe realizar un radioenlace; la idea es conocer la problemática o las necesidades de un rubro especifico, en este caso entre el c.c. Metrópolis, (punto A) y el c.c. Sambil (Punto B), para ello se realiza un estudio de las necesidades, luego se selecciona los equipos que realicen el radioenlace y este cubra la problemática por completo y fijamos los datos de operación entre estos equipos tomando en cuenta algunas condiciones como si hay línea de vista directa (como en este caso), la elección de la antenas dependiendo del terreno, el tipo de servicio a prestar (radio, videoconferencias, telefonía celular, TV digital, etc) , la idea es ofrecer servicios de los cuales no posee o tienen deficiencias, por lo cual es importante un radioenlace ya que es la interconexión entre 2 puntos para la comunicación entre ambos ofreciendo los servicios nombrados anteriormente.
I. INTRODUCCIÓNCada día son más los servicios de comunicaciones que usan antenas para mandar señales de radio, TV, telefonía celular, Internet entre otros; todo es inalámbrico. Esto implica que cada vez hay más y más antenas. Para no saturar las ciudades con torres de metal, los países obligan a instalarlas fuera del perímetro urbano. Por un lado quedan los estudios y los equipos de baja frecuencia (cabina, computadoras, micrófonos) y por el otro, fuera de la ciudad, tenemos los de alta frecuencia (transmisor y antena).Evidentemente, hay que enlazar ambas instalaciones, llevar la señal desde los estudios hasta la planta de transmisiones. Hay varias formas de hacer esta conexión. Una de ellas es mediante un radioenlace, que es una conexión entre diferentes equipos de telecomunicaciones usando ondas electromagnéticas, 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. Bajo todo lo planteado, nos vemos en la necesidad de presentar el siguiente proyecto que tiene como finalidad establecer un Radioenlace entre el C.C. Metrópolis, ubicado al oeste de la ciudad Barquisimeto, estado Lara y el C.C. Sambil ubicado en la zona este de la ciudad; siendo estos el punto A y el punto B correspondiente al orden especificados, todo esto para identificar el radioenlace y ubicarlos en Google Maps y conocer las coordenadas específicas para comenzar el Radioenlace. Todo esto se realiza para realizar una interconexión entre los puntos A y B y satisfacer las necesidades de ambos rubros especificados, por lo que es necesario conocer la necesidad de los problemas o necesidades de ambas comunidades. La mayoría de los sistemas de comunicaciones establecidos desde mediados de la década de 1980 es de naturaleza digital y por consiguiente transporta información en forma digital. Sin embrago, los sistemas terrestres (basados en la Tierra) de radio repetidores de microondas que usan portadoras moduladoras de frecuencia (FM) o moduladoras digitales (PSK o QAM) siguen constituyendo 35% del total de los circuitos de transporte de información en Estados Unidos. Hay muchos tipos distintos de sistemas de microondas funcionando a distancias que varían de 15 a 4000 millas. La capacidad de los sistemas de radio de microondas van desde menos de 12 canales de banda de voz hasta más de 22.000. Los primeros sistemas tenían circuitos de banda de voz multiplexados por división de frecuencia, y usaban técnicas convencionales, de modulación en frecuencias no coherentes. Los más modernos tienen
circuitos de banda de voz modulados por codificación de pulsos y multiplexados por división de tiempo; usan técnicas de modulación digital más modernas, como la modulación por conmutación de fase (PSK) o por amplitud en cuadratura (QAM). Los sistemas de radioenlace vía microondas están comprendidos en 3 tipos: sistemas de Línea de Vista Directa (LDV), sistemas sobre el horizonte y sistemas satelitales. La implementación de este radioenlace se hará por un sistema LDV, teóricamente estos sistemas pueden extenderse, sobre terrenos favorables sin grandes barreras naturales, hasta los 7000 Km, usando varios enlaces. Sin embargo realizaremos un enlace de poca distancia que cubre la parte del Oeste de Barquisimeto con el Este.
II. DESARROLLOPara ubicar las coordenadas de dichos puntos, se utilizó el
programa Google Maps.
Las coordenadas de C.C. Metrópolis la cual cumple con
el punto A son 10° 3'45.79"N, 69°21'55.82"O.
Luego ubicamos el punto B para conocer sus coordenadas:
Las coordenadas de C.C. Sambil son 10° 4'13.13"N, 69°17'36.63"O, que corresponde al punto B del radioenlace.Luego la distancia, alturas y posibles obstáculos presentes en esté enlace, se obtendrán con la ayuda del software Google Earth en el cual se introducirán las coordenadas de los dos puntos de interés y se trazara una ruta entre ambos.
Punto A del radioenlace.
Punto B del radioenlace.
Enlace de los puntos A y B.
Luego determinamos el perfil de elevación entre los dos puntos:
Perfil de elevación del enlace.
En la imagen se puede observar que el enlace del punto del Metropolis al Sambil (Barquisimeto, estado Lara), que presenta una distancia de 7,93km, existe Línea de Vista Directa (L.V.D), el estudio topográfico realizado en Google
Earth arrojo que en diferentes puntos o trayectos no existen elevaciones superiores, a los puntos de transmisión y recepción.
Luego determinamos los equipos a utilizar para cubrir con los servicios requeridos para la realización de dicho enlace:
Antena transceptora RTN 950.
La cual presenta unas especificaciones tecnicas como:
Especificaciones tecnicas de la Antena.
Datos de Operación de la antena.
Se utilizará una frecuencia de 11GHz con una modulación de 16QAM para esto la potencia de transmisión será de 26dBm y con una sensibilidad de receptor de -80.5. En la tabla se puede observar cómo se trabajó con un equipo RTN950 HUAWEI y con una misma modulación la ganancia de la antena será de 37.9 dB.
Luego debemos visualizar el esquema general del radioenlace donde muestra en enlace desde un punto de vista satelital utilizando un software muy conocido como
Radio Mobile.
Esquema satelital demostrativo donde muestra Barquisimeto y sus alrededores.
Esquema satelital demostrativo donde el radioenlace entre los puntos A y B.
En el software Radio Mobile modificamos las propiedades de las unidades y de las redes de acuerdo a los equipos seleccionados y la ubicación de las estaciones base. Ahora, simulando el enlace de radio, se observa que el enlace es totalmente factible como se puede ver en las siguientes capturas en donde se muestran las características técnicas del radioenlace:
Captura de características técnicas del radio enlace.
Captura numero 2 donde muestra caracteristicas del radioenlace.
III.CÁLCULOS DE LOS PARÁMETROSPara la realización de dicha propuesta se deben realizar los cálculos necesarios para determinar la factibilidad y confiabilidad del enlace. Inicialmente se inician los cálculos de los parámetros con la determinación de la potencia recibida, la cual consiste en la potencia de salida del radio.
Potencia Recibida en el Espacio Libre:
Buscamos las Perdidas en el Espacio Libre:
Dónde: D = Distancia en Kilómetros.F = Frecuencia en MHz.
Para en el enlace los datos obtenidos son:
Ptx = 26dBmGtx= 37,9dBiGrx= 37,9dBiLpe= 131,23 dB
Sustituyendo en la ecuación:
Margen frente al Desvanecimiento:
Estas pérdidas se deben a distintos fenómenos que tienen efectos tanto a corto como a largo plazo. Esta variación de pérdida de señal se le llama desvanecimiento, a su vez esta pérdida se debe a un sin número de fenómenos naturales como la lluvia, la nieve, el granizo. Se puede decir también
que es la diferencia entre el nivel de la señal del receptor con toda su fuerza y la sensibilidad de una antena receptora.
Es importante tener en cuenta que sin margen de desvanecimiento suficiente, si hay cualquier debilitamiento de la señal de radio, se pierde la conexión entre la transmisión y recepción de la antena.
La sensibilidad del receptor nos la da el equipo y el tipo de modulación que utilizaremos en este caso es -85,5
Radio de la Primera Zona de Fresnel:
Consiste en unos elipsoides concéntricos que rodean al rayo directo de un enlace radioeléctrico y que quedan definidos a partir de las posiciones de las antenas transmisora y receptora
Teniendo como punto de partida el principio de Huygens, podemos calcular la primera zona de Fresnel, el espacio alrededor del eje que contribuye a la transferencia de potencia desde la fuente hacia el receptor.
Dónde: d en km y f en GHz
Dando como resultado:
Relación señal a ruido:
Este parámetro consiste en que La potencia S de la señal desempeña un papel dual en la transmisión de información. Primero, S está relacionada con la calidad de la transmisión. Al incrementarse S, la potencia de la señal, se reduce el efecto del ruido de canal, y la información se recibe con mayor exactitud, o con menos incertidumbre. Una mayor relación de señal a ruido S/N permite también la transmisión a través de una distancia mayor. En cualquier caso, una cierta S/N mínima es necesaria para la comunicación.
47500 pwatts representa el valor de ruido promedio para una señal.
Antes de continuar con la realización de los cálculos es necesario llevar Ptx de dBm a mwatts:
Sustituyendo en la ecuación:
IV.PRESUPUESTORecursos:
En el siguiente recuadro se observan los costos en Bolívares de personal requerido para el montaje de los radios en cada uno de los puntos del radioenlace
Personal Salario diario
Personal requerido
Salario diario total
Torrero 50.000 2 100.000,00
Ingeniero 90.000 1 90.000,00
Chofer 30.00 1 30.000,00
Totales: 220.000,00
Equipos:
Indicaremos el costo de los equipos a utilizar en el Radioenlace posiblemente estos costos sean en dólares ya que la mayoría de estos equipos son importados.
Equipo CantidadCosto
unitarioCosto total
HUAWEI
RTN9502 4000 $ 8000$
Total: 8000 $
Herramientas de trabajo:
Se indicara el costo de las herramientas de trabajo y accesorios del mismo en bolívares:
Se indicara el costo de las herramientas de trabajo y accesorios del mismo en bolívares:
Herramientas (disco de corte, mecha, panel de fusibles, , barras de tierra entre otros)
800.000,00
Accesorios (Cableado, tornillos, conectores RF)
96.500.000,00
Total: 97.300.000,0
0
.
V. CONCLUSIONES
Esta propuesta se realizó con la finalidad de mejor la comunicación entre las oficinas de la entidad bancaria más reconocida del País, en esta caso entre las oficinas ubicadas en el CC metrópolis y CC Sambil, mediante un radioenlace en línea de vista directa, basándonos principalmente en el cálculo de potencias y en las zonas de Fresnel. Las zonas de Fresnel son cruciales en todo enlace de microondas ya que llegan a tener radios significativos aun en las frecuencias de los GHz. Las redes de radioenlaces para transmisión de datos han experimentado un gran desarrollo tecnológico y un amplio despliegue que ha ido en constante crecimiento en los últimos tiempos debido a la fiabilidad de los equipos, la reglamentación y estandarización de las tecnologías. El siguiente proyecto se usará como base para implementar el radioenlace, siendo solo necesario ocuparse de los detalles específicos de servicio y las especificidades de la instalación en cada una de las ubicaciones contempladas (Av. Florencio Giménez, Barquisimeto(CC. Metropolis) y Av. Venezuela con Av. Bracamonte( C.C Sambil)). Las coordenadas geográficas son de suma importancia, ya que, a través de ellas se obtiene la posición del espacio geográfico, así como también es importante conocer el clima de la ciudad. Para la simulación de dicho enlace se utilizaron herramientas como Google maps, Google Earth y Radio Mobile, en google earth se introdujeron las coordenadas de los dos puntos de interés y se trazó una ruta entre ambos; y mediante el software Radio Mobile se observaron características del enlace como: potencia de tx, perdida de línea, potencia radiada, ganancia de las antenas, entre otras.
VI.REFERENCIAS
[1] https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/p/R-REC-P.525-2-199408-I!!PDF-S.pdf
[2] http://www.conatel.gob.ve/espectro-radioelectrico/
[3] http://www.analfatecnicos.net/archivos/24.CalculoDeRadioenlace.pdf
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