RADIO ENLACE Francisco Arenas CI: 23917673
Diseño de un radioenlace Los radio enlaces, mantienen una comunicación en doble sentido (dúplex), de donde se deben transmitir dos portadoras moduladas: una para la Transmisión y otra para la recepción, las cuales son emitidas y recibidas por antenas. Al par de frecuencia 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. Su calidad puede ser afectadas por obstrucciones en el camino de la señal. 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. Un diseño adecuado debe tomar en cuenta una cantidad amplia de factores que pueden afectar, por lo que es necesario hacer uso de los elementos adecuados y realizar los cálculos previos necesarios.
Un radio enlace está constituido por estaciones terminales y repetidoras intermedias, con equipos transceptores, antenas y elementos de supervisión y reserva. Además de las estaciones repetidoras, existen las estaciones nodales donde se demodula la señal y de la baja a banda base y en ocasiones se extraen o se insertan canales. Al tramo terminal estación nodal se lo denomina sección de conmutación y es una entidad de control, protección y supervisión.
Repetidores En cuanto a los repetidores se los puede clasificar en activos o pasivos. ACTIVOS En ellos se recibe la señal en la frecuencia de portadora y se la baja a una frecuencia intermedia (FI) para amplificarla y retransmitirla en la frecuencia de salida. No hay demodulación y son transceptores. PASIVOS: Se comportan como espejos que reflejan la señal y se los puede dividir en pasivos convencionales, que son una pantalla reflectora y los pasivos back-back, que están constituidos por dos antenas espalda a espalda. Se los utiliza en ciertos casos para salvar obstáculos aislados y de corta distancia.
Banda de Frecuencia La elección de la banda de frecuencias en la que va a trabajar nuestro radioenlace es una decisión fundamental durante la fase de diseño, pues entre otras cosas afectará al alcance del mismo y a la calidad de la señal recibida. En determinados casos no existe la posibilidad de elegir las frecuencias de funcionamiento, pues nos vienen impuestas de antemano, pero en otros muchos casos sí que disponemos de cierto grado de libertad. En todo caso, y tanto si utilizamos bandas libres como aquellas que requieren licencia, debemos ser cuidadosos en el diseño e instalación para evitar que los equipos causen interferencias con otros sistemas o radioenlaces instalados previamente. Los radioenlace usan equipos de radio con frecuencias de portadora por encima de 1 GHz
Cálculos Fundamentales Existen infinidades de factores que pueden afectar el funcionamiento de un sistema de radioenlace. Tanto como posibles obstrucciones físicas que alteren la transmisión de la señal, como la ubicación de los equipos al momento de implementarlos, entre otros. A continuación tres de los cálculos mas importantes al momento de realizar un diseño de radioenlace: Atenuación por Vegetación Es bien conocido que las ondas radioeléctricas sufren gran atenuación al atravesar la vegetación, especialmente en el caso de frecuencias elevadas. Los sistemas móviles se ven mucho más afectados por este fenómeno, pues es más fácil que puedan darse situaciones donde el receptor no tiene visión directa (NLOS) al encontrarse obstruido por árboles o grandes arbustos. Lveg,1 = 15,6 f −0,009 d 0,26, Lveg,2 = 26,6 f −0,2 d 0,5. donde d es la distancia en metros recorrida por la onda radioeléctrica a través de la vegetación antes de alcanzar el receptor (figura 2) y f es la frecuencia en GHz La primera ecuación se refiere al caso de vegetación con hojas, mientras que la segunda se aplica en el caso de que no hayan. La existencia de hojas produce fundamentalmente difracción, además de los propios fenómenos de reflexión y dispersión de las ondas radioeléctricas.
Probabilidad de desvanecimiento Los desvanecimientos multitrayecto son un factor dominante para frecuencias por debajo de 10 GHz Son causados por la existencia de múltiples caminos de propagación entre el transmisor y el receptor, debidos fundamentalmente al gradiente refractivo de la atmósfera, dispersión del haz o trayectos múltiples sobre la superficie terrestre. Suponiendo desvanecimientos planos (afectan a toda la banda transmitida) y profundos (F > 15 dB), éstos pueden modelarse con una distribución de Rayleigh, de tal modo que la probabilidad de superar un desvanecimiento de valor F(dB) que corte el radioenlace puede calcularse como: Pind(%) = P0 10−F/10 × 100, donde para obtener el valor de P0 existen diversos métodos de cálculo. En este caso, nos basaremos en el método propuesto en la Recomendación UIT-R P.530, que indica que la probabilidad de aparición de desvanecimiento puede obtenerse empleando la siguiente expresión: P0 = Kd3,2 (1+|εp|)−0,97 × 100,032f × 10−0,00085h
Interferencia
Cuando se planifica un radioenlace es importante identificar posibles interferencias que podrían degradar la calidad del sistema. Éstas pueden provenir de otros sistemas ya instalados, tanto terrenales como espaciales, pero también del propio sistema. Para definir la calidad de la señal recibida en términos de interferencias se utiliza la relación portadora a interferencia, C/I, que en este caso puede calcularse en dB como: C/I = Wt,S + GT,S − Lbas,S − Wt,I − GT,I + Lbas,I + Ldiag + Lpol, donde Wt,S es la potencia del transmisor deseado en dBm, Wt,I es la potencia del transmisor interferente en dBm, GT,s es la ganancia de la antena transmisora deseada en dB, GT,I es la ganancia de la antena transmisora interferente en dB, Lbas,S son las pérdidas básicas de propagación en dB para la señal deseada, Lbas,I son las pérdidas básicas de propagación en dB para la señal interferente, Ldiag es la atenuación en dB de la señal interferente por los diagramas de radiación de las antenas transmisora y receptora, y Lpol es la atenuación en dB que introduce la antena receptora sobre la interferencia en términos de su polarización
Normas de la IEEE IEEE es una de las organizaciones líderes en la creación de estándares en el mundo. IEEE realiza sus estándares y mantiene las funciones a través de la Asociación de estándares IEEE . Estándares IEEE afectan a una amplia gama de industrias, incluyendo: potencia y energía, biomedicina y salud, tecnología de la información, las telecomunicaciones, el transporte, la nanotecnología, la seguridad de la información, y muchos más. En 2013, la IEEE tenía más de 900 estándares activos, con más de 500 normas en elaboración. Uno de los más notables estándares IEEE es la IEEE 802 LAN/MAN grupo de normas que incluye el estándar IEEE 802.3 Ethernet y el estándar IEEE 802.11de red inalámbrica.
La norma IEEE 802.16 define la forma mas concreta de dar soporte al punto de acceso por parte del usuario, como un posible router, modem o los aparatos que entendieran la norma. Por ´ultimo, el objetivo de 802.16e (También conocida como 802.16e-2005 o Mobile WiMAX) es la de añadir movilidad al estándar actual, que estaba pensado para entornos fijos. Con esta ultima definición de la norma, podremos usar la tecnología mientras estamos en movimiento.