MICROONDAS

CONCEPTOS BÁSICOS Y DEFINIENDO EL PROYECTO

OBJETIVOS

· Comprender conceptos acerca de las microondas.

· Entender conceptos relacionados a las telecomunicaciones y la electrónica.

· Establecer proyectos que vinculen tecnología microondas.

· Conocer entidades reguladoras de las telecomunicaciones.

INTRODUCCIÓN

En el siguiente trabajo analizaremos los conceptos básicos de las microondas reconociendo ventajas y desventajas, longitudes de onda y distintos aplicativos que tiene, también las regulaciones que tiene conociendo los diferentes ambientes y cuando las señales tiene perdida de información. Para ello se diseñará un proyecto en el cual se vincule las ondas microondas en el territorio en el que el estudiante se encuentre par alego socializar con el grupo y definir un proyecto en el cual trabajar, también se espera diseñar una página en internet la cual muestre los aportes realizados por el grupo.

En el siguiente trabajo analizaremos la importancia de conocer conceptos derivados de las antenas con la finalidad de profundizar, investigando a profundidad los requisitos y características que debemos tener en cuenta para nuestro proyecto, eligiendo luego del análisis las características más acordes a nuestra propuesta.

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JAMES BETANCOURTH

DEFINICIÓN

PERIODO

Es el intervalo de Tiempo necesario para completar un ciclo repetitivo.

FRENTE DE ONDA

Hace referencia al lugar geométrico en que los puntos son alcanzados en un mismo instante por una determinada onda.

LONGITUD DE ONDA

Es la distancia real recorre una perturbación en un determinado intervalo de tiempo. Ese intervalo de tiempo es el transcurrido entre dos máximos consecutivos en alguna propiedad física de la onda.

VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN

Es la dinámica de las ondas sonoras de un medio, esta varia dependiendo el tipo de medio.

POLARIZACIÓN

El proceso por el cual en un conjunto se establecen características que determinan la aparición en el de dos o más zonas, los polos, que se consideran opuestos respecto a una cierta propiedad, quedando el conjunto en un estado llamado estado polarizado.

DIANA PATRICIA GUITIERREZ URREA

Periodo es el tiempo requerido para un ciclo completo de una señal eléctrica o evento.

Frente de onda Se define el frente de onda como el conjunto de puntos del medio alcanzados por el movimiento ondulatorio en el mismo instante; o dicho con mayor precisión, el lugar geométrico de todos los puntos del medio con igual fase de vibración

Velocidad de propagación de una onda es la rapidez a la que avanza la perturbación por el medio desde el foco emisor. Si definimos la longitud de onda como la distancia que recorre la onda en un tiempo igual al periodo, el periodo será el tiempo que tarda la onda en avanzar una distancia igual a la longitud de onda. Entonces, la velocidad de propagación vendrá dada por: v = λ T Esta velocidad es llamada también velocidad de fase y es, como se puede ver, constante

Polarización es el fenómeno ondulatorio por el cual hay restricciones en la dirección de vibración del medio de propagación de una onda transversal.

JORGE CANO PARRA

Defina:

•  Periodo: Es El tiempo requerido para un ciclo completo de una señal eléctrica o evento

•  Frente de onda: se define como el lugar geométrico que une todos los puntos que, en un instante dado, se encuentran en idéntico estado de vibración, es decir, tienen igual fase.

•  Longitud de onda: Su unidad de medida en el HERTZ, es la distancia real que recorre una perturbación o onda en determinado periodo de tiempo.

•  Velocidad de propagación y polarización: La velocidad de propagación de una onda depende del medio en el cual se propaga esta. En todo medio homogéneo e isótropo la velocidad de la onda es constante en todas direcciones. En general, las expresiones para determinar la velocidad de propagación de una perturbación mecánica, depende si el medio es sólido, líquido o gas, pero todas tienen la siguiente forma. La polarización: es una propiedad de las ondas que pueden oscilar con más de una orientación. Esto se refiere normalmente a las llamadas ondas transversales, en particular se suele hablar de las ondas electromagnéticas, aunque también se puede dar en ondas mecánicas transversales, en una onda electromagnética, tanto el campo eléctrico y el campo magnético son oscilantes, pero en diferentes direcciones; ambas perpendiculares entre sí y perpendiculares a la dirección de propagación de la onda

b. Defina de forma clara las principales características de las microondas incluyendo sus ventajas y desventajas.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE MICROONDAS

JAMES BETANCOURT

VENTAJAS:

· Un amplio ancho de banda.

· Multicanales disponibles.

· Comunicación inalámbrica.

· Frecuencias elevadas.

· Bajos costos.

· Dispositivos con fuerte señal de transmisión.

DESVENTAJAS:

· Las líneas de visión se ven afectadas por los obstáculos.

· Parte de la señal es absorbida por la atmósfera.

· Torres de transmisión y recepción que son costosas de construir.

· Las señales no pasan a través de objetos.

· Las señales se ven afectadas por la interferencia electromagnética.

· Hay ciertos estados climáticos que causan degradación de la señal y distorsión.

DIANA PATRICIA GUTIERREZ URREA

Se denomina microondas a las ondas electromagnéticas; generalmente de entre 300 MHz y 30 GHz, que supone un período de oscilación de 3 ns (3×10−9 s) a 33 ps (33×10−12 s) y una longitud de onda en el rango de 1 m a 10 mm. Otras definiciones, por ejemplo las de los estándares IEC 60050 y IEEE 100 sitúan su rango de frecuencias entre 1 GHz y 300 GHz, es decir, longitudes de onda de entre 30 centímetros a 1 milímetro.

VENTAJAS

DESVENTAJAS

Capaz de transmitir grandes cantidades de datos.

Debido a sus frecuencias más altas. Usan repetidores (un dispositivo que recibe la señal de transmisión a través de una antena, la convierte en una señal eléctrica y la retransmite) para transmitir grandes volúmenes de datos a través de grandes distancias. Los sistemas de comunicación por microondas de radio propagan las señales a través de la atmósfera terrestre.

Línea de tecnología visual

Los sistemas de radio por microondas son una línea de tecnología visual, es decir, que las señales no pasan a través de objetos (por ejemplo, montañas, edificios y aviones). Este inconveniente limita los sistemas de comunicación por microondas en la línea visual que opera a distancia. Las señales fluyen entre un punto fijo a otro, siempre que ningún obstáculo sólido interrumpa el flujo

Costos relativamente bajos

Los sistemas de comunicación por microondas tienen costos de construcción relativamente bajos en comparación con otras formas de transmisión de datos, tales como las tecnologías de líneas de cables. Un sistema de comunicación por microondas no requiere cables físicos ni equipos de atenuación caros (dispositivos que mantienen la fuerza de la señal durante la transmisión). Las montañas, colinas y tejados ofrecen bases de bajo costo y accesibles para las torres de transmisión de microondas.

Sujeta a interferencias electromagnéticas y a otras interferencias

Las señales de radio de microondas se ven afectadas por la interferencia electromagnética (EMI por sus siglas en inglés). EMI es toda perturbación que degrada, obstruye o interrumpe el funcionamiento de las señales de microondas

· Sin necesidad de cables

· Múltiples canales disponibles

· Antenas relativamente pequeñas son efectivas

· El ancho de banda que va de 2 a 24 GHZ

· Las microondas sufren atenuación debido a las condiciones atmosféricas

· Las torres son caras de construir.

JORGE CANO PARRA

1. Algunas características de las microondas son las siguientes:
   

   • Fue desarrollado por Harold T. Friss y asociados en AT&T Bell Telephone Laboratories

   • Las antenas utilizadas son parabólicas.

DESVENTAJAS

 Es una forma de transmisión por radio que usa frecuencias ultra-altas Poseengrananchodebanda  Tecnologíaconlíneadevisión.  Lalongituddeondaestáenel

rango de los milímetros.

• Son sistemas punto a punto

• Operan en el rango de frecuencia de los GHz

•  Necesita una zona libre en forma de una Elipse de Fresnel

•  Susceptible al fenómeno de atenuación multicamino.

•  Necesitan rayos bien enfocados

•  Con frecuencias tan altas, las señales son susceptibles a atenuación, entonces deben ser amplificadas o repetidas.

c. Realice una grafica que muestre las frecuencias de microondas con su respectivo tamaño de longitud de onda, nomenclatura actual y aplicaciones.

JAMES BETANCOURT

· Enlaces: Es aquel que provee conectividad entre dos sitios, en el caso de microondas con línea de vista usando equipo de radio con frecuencias de portadora por encima de 3GHz.

· Portadora: Es una forma de onda, generalmente sinusoidal, que es modulada por una señal que se quiere transmitir usa una frecuencia mucho mayor a la de la señal de información.

· Ancho de banda: Es la cantidad de información que se puede enviar a través de una conexión de red en un período dado, indicado generalmente en bits por segundo (bps), (Kbps), (Mbps).

Las señales de Onda generalmente están entre 300MHz y 30GHz, con un periodo de oscilación de 3 ns(3*10^-9 S) a 33 ps(33*10^-12 S) con una longitud de onda en un rango de 1m a 10mm.

Los microondas han venido siendo interesantes en la época del desarrollo de sistemas de microondas recibió un gran estímulo para la época de la segunda guerra mundial cuando comenzamos a hablar del radar el cual era capaz de detectar aviones y barcos.

Actualmente este tipo de onda permite controlar el tráfico aéreo, navegación marina, control de misiles, aviación, telecomunicaciones, entre otras.

Ahora las comunicaciones por satélite se hacen importantes en el área comercial, de allí se retrasmite a todo el mundo mediante satélites alcanzando lugares muy alejados.

JORGE CANO PARRA

La imagen anterior demuestras de forma general como es la forma más común de una onda y nos muestras que se denomina landa a la distancia recorrida y T al periodo de tiempo en el cual se recorre la distancia total o parcial.

Cada microoanda debe tener un espacio definido por el cual se debe transmitir un ejemplo de las bandas que existen actualmente son las siguientes:

d.

Defina los métodos de asignación de espectro de la ITU.

JAMES BETANCOURT

El método más frecuente de asignación por las administraciones es el de prioridad por orden de solicitud, el espectro se asigna por orden de llegada de las solicitudes en base a las frecuencias disponibles, el cumplimiento de los trámites oportunos de gestión del espectro y la satisfacción por parte del solicitante de los criterios de la solicitud.

· Prioridad por orden de solicitud: Financiado principalmente con el cargo al erario público o con tazas por utilización del espectro.

· Concurso: Determina que solicitante podrá tener acceso a una cantidad de espectro limitada sobre todo para sistemas de radio fusión o sistemas públicos de servicio móvil.

· Licitación comparativa: Basado en el proceso de licitación, pero en vez de ser la administración la que efectúa la asignación del espectro gratuitamente o a cambio de una tasa fija.

· Sorteo: Se aplica a un gran número de solicitantes y se basa en la selección de ganadores al azar entre los solicitantes en competencia.

· Subasta como parte de mecanismo de licitación: Representa una forma de mecanismo de asignación en la que los solicitantes determinan el valor a cobrar, así que el espectro viene totalmente determinado por las fuerzas del mercado y las frecuencias se adjudican al licitador que gana la subasta.

DIANA PATRICIA GUTIERREZ URREA

Se debe tener en cuenta, que para cualquiera que sea el método de asignación del espectro, el solicitante debe cumplir con los requerimientos máximos de la administración, así como también debe ser consiente que esto se hace mediante las frecuencias disponibles y la competitividad del mercado.

1. Prioridad por orden de solicitud: El mecanismo de asignación de espectro más frecuentemente utilizado por las administraciones es el de prioridad por orden de solicitud (first in- first served).El espectro se asigna por orden de llegada de las solicitudes con base a las frecuencias disponibles, el cumplimiento de los trámites oportunos de gestión del espectro y la satisfacción por parte del solicitante de los criterios de la solicitud. Este mecanismo resulta adecuado cuando no hay escasez de espectro y éste tiene que asignarse a un número potencialmente grande de usuarios a lo largo de un periodo dilatado de tiempo.

Este mecanismo se financia principalmente con cargo al era rio público o con tasas por utilización del espectro, y es el que tiene más probabilidades de seguir siendo eficaz en un futuro previsible, aunque también puede vincularse (con o sin recuperación de costes) a otros métodos de regulación de la demanda (por ejemplo la fijación de precios administrativos).

2. Concurso: Este mecanismo se utiliza para determinar qué solicitante tendrá acceso a una cantidad de espectro limitada sobre todo para sistemas de radiodifusión o sistemas públicos del servicio móvil. Se basa en la presentación de propuestas de explotación del servicio por parte de los solicitantes en competencia; éstas pasarían a ser evaluadas por la administración. En las propuestas se incluiría normalmente información sobre la población cubierta, la calidad de servicio, el tiempo de puesta en marcha y el plan de negocios del operador. Las propuestas se suelen elaborar en respuesta a criterios establecidos y publicados por la administración. No hay obligación por parte de la administración de asignar espectro a ninguno de los solicitantes si éstos no cumplen los criterios.

3. Licitación comparativa: Este mecanismo se basa en el procedimiento de licitación, pero en vez de ser la administración la que efectúa la asignación del espectro gratuitamente o a cambio de una tasa fija, se invita a los solicitantes a presentar ofertas económicas además de cumplir los requisitos delos criterios publicados por la administración. Así pues, los licitadores determinan el valor económico del espectro para ellos mismos. La introducción de la valoración económica de los solicitantes ofrece una indicación limitada del valor del espectro, pero es posible que no sea una valoración real del mercado ya que hay elementos en las ofertas de los solicitantes que se incluyen para satisfacer los criterios publicados por las administraciones, que pueden tener una repercusión importante en la oferta económica.

Para evitar que los solicitantes formen un cartel con el ánimo de reducir el valor económico de sus ofertas, no es extraño que el Estado, que ya ha adoptado una decisión administrativa sobre el valor del espectro, defina un límite inferior para el elemento económico delas ofertas. Como en el procedimiento de licitación simple, la ventaja de la licitación comparativa es que puede tener en cuenta las referencias del futuro titular de la licencia y también, en parte, el valor del espectro.

4. Sorteo: Este mecanismo puede aplicarse a un gran número de solicitantes y se basa en la selección de ganadores al azar entre los solicitantes en competencia. En su forma más simple el sorteo es sencillo, rápido y transparente, aunque puede asignar espectro a alguien que no lo valore adecuadamente. Como no es necesaria decisión parcial alguna para asignar el espectro ni hay que examinar las solicitudes, existen pocas posibilidades de que se impugne la decisión. No obstante, salvo que haya alguna tasa de inscripción, los adjudicatarios reciben el espectro gratuitamente.

Por consiguiente, la administración puede decidir imponer una tasa por participar en el sorteo y posiblemente otros criterios de admisión que garanticen que el adjudicatario es capaz de prestar el servicio. Estas limitaciones adicionales pueden restringir el número de solicitantes y recuperar también parte del valor del espectro.

5. La subasta como parte de los mecanismos de licitación: La subasta representa una forma de mecanismo de asignación en la que los solicitantes determinan el valor a cobrar. De este modo el precio del espectro viene totalmente determinado por las fuerzas del mercado y las frecuencias se adjudican al licitador que gana la subasta. La subasta puede basarse exclusivamente en la oferta económica, aunque la administración puede establecer criterios que definan las condiciones de participación de los solicitantes en la subasta, y establecer asimismo un precio mínimo. Estos criterios pueden ser semejantes a las condiciones de entrada de la licitación comparativa (o de los sorteos), con la salvedad de que en las subastas y en los sorteos no determinan el adjudicatario.

La subasta puede fomentar la utilización eficaz del espectro al incentivar la rapidez del uso y la maximización del aprovechamiento del espectro por parte de los usuarios. Se han expresado inquietudes sobre la carga que supone el sistema de subastas para los operadores al comienzo del servicio, sin embargo los licitadores deben ser conscientes de sus necesidades de tesorería y sus buenas prácticas comerciales deben garantizar que aquellas se tienen en cuenta al determinar el importe de su puja.

La subasta puede resultar más rápida y eficaz en el proceso de asignación del espectro que los procedimientos tradicionales de licitación simple y de licitación comparativa. En las subastas se puede manejar mejor un gran número de solicitantes, lo que resulta especialmente útil cuando el espectro disponible para asignación está limitado. En particular, dado que el sistema de subastas reduce la oportunidad de parcialidad y corrupción por parte de la administración en el proceso de asignación del espectro, se considera transparente y reduce la posibilidad de impugnación. No obstante, cuantos más criterios y condiciones se apliquen a las subastas mayor será la posibilidad de reducir el valor del espectro y, probablemente, el grado de competencia.

JORGE CANO PARRA

Métodos de asignación del espectro es un conjunto de medidas administrativas, financieras y técnicas para liberar completa o parcialmente, las asignaciones de frecuencia existentes, entre los métodos podemos mencionar las siguientes:

•  Prioridad por orden de solicitud, El espectro se asigna por orden de llegada de las solicitudes con base a las frecuencias disponibles, el cumplimiento de los trámites oportunos de gestión del espectro y la satisfacción por parte del solicitante de los criterios de la solicitud.

•  Concurso: Este mecanismo se utiliza para determinar qué solicitante tendrá acceso a una cantidad de espectro limitada sobre todo para sistemas de radiodifusión o sistemas públicos del servicio móvil. Se basa en la presentación de propuestas de explotación del servicio por parte de los solicitantes en competencia; éstas pasarían a ser evaluadas por la administración. En las propuestas se incluiría normalmente información sobre la población cubierta, la calidad de servicio, el tiempo de puesta en marcha y el plan de negocios del operador.

•  Licitación: Este mecanismo se basa en el presnetacon de propuestas, pero en vez de ser la administración la que efectúa la asignación del espectro gratuitamente o a cambio de una tasa fija, se invita a los solicitantes a presentar ofertas

económicas además de cumplir los requisitos de los criterios publicados por la administración.

 Sorteo: Este mecanismo puede aplicarse a un gran número de solicitantes y se basa en la selección de ganadores al azar entre los solicitantes en competencia.

e. Defina el dividendo digital en Colombia y como lo plantea

JAMES BETANCOURT

El ministerio de telecomunicaciones.

El dividendo digital: Es donde se subastan los nuevos bloques del espectro, los cuales se encuentran en la banda de 700MHz, son muy apetecidas a nivel mundial dado el excelente desempeño y estabilidad que ofrece para implementación de redes de telecomunicaciones. Necesita menos antenas y puede penetrar paredes y edificios sin que haya una pérdida de la señal y de cobertura.

En el 2019 se espera dejar atrás la televisión analógica y usar el espectro para impulsar la conectividad de banda ancha a través de las redes móviles, iniciaron el trámite para adjudicar el dividendo digital en Colombia el cual es gestionado por el gobierno donde se radica el éxito de la subasta en el interés por parte de los operadores.

Las Tic constituyeron el reconocimiento por parte del estado del mandato constitucional de protección de los derechos usuario/consumidores/clientes de las nuevas tecnologías a través de una política y regulaciones basadas en la promoción, con el cual las búsquedas esenciales consisten en el despliegue y uso eficiente del desarrollo social, económico, educativo, entre otras. De allí la importancia de que el gobierno colombiano brinda un servicio público buscando la eficiencia, cobertura, calidad y prestación continua. La importancia radica en el control del espectro electromagnético y radioeléctrico, cada vez son más los dispositivos terminales que proveen conectividad digital a los usuarios, de allí es onda surge el ecosistema digital, en pocas palabras es el conjunto de elementos que actúan armónicamente que logran crear, difundir información.

El espectro electromagnético es el principal elemento de infraestructura TIC seguidamente de los equipos físicos y dispositivos terminales que proveen la conectividad digital entre usuarios de los servicios TIC, donde el espectro electromagnético es contado como un bien del estado territorial al que pertenece regulado por el legislador para acceso de todos los ciudadanos, también tenemos el efecto radioeléctrico la cual se usa para servicios de difusión y servicios móviles, obtenemos que son ondas electromagnéticas de frecuencias por debajo de 3000GHz, el espectro radioeléctrico se divide en varios rangos:

· BANDA UHF

· BANDA VHF

· BANDA HF

En este espectro es donde se abarcan las telecomunicaciones.

La unión internacional de telecomunicaciones la cual está comprometida en conectar toda la población mundial ya que hay muchos lugares en el mundo que no cuentan con la tecnología suficiente ni los recursos para brindar a sus habitantes acceso al mundo digital, por otra parte es la encargada de regular el espectro radioeléctrico mundial y las orbitas de los satélites para que las redes y las tecnologías se interconecten entre sí, gracias a ella el acceso a internet es cada vez más posible, eficiente y de fácil acceso.

https://www.goconqr.com/es-ES/p/12847455

DIANA PATRICIA GUTIERREZ URREA

La aplicación de las microondas es muy amplia, entre las más comunes en enlaces terrestres están el Servicio de Internet, telefonía celular (entre troncales), transmisión de televisión y voz, datos y telefonía básico. El servicio de Internet vía microondas consiste en colocar una antena en el edifico o casa del cliente que tenga línea visible con la antena receptora del ISP, el proceso de recepción se hace con un modem especial que interconectará la antena con el dispositivo final (PC, celular, tabletas etc.), en el caso de los computadores esto puede ser de forma física mediante cable UTP (es el más común) y una tarjeta de red o NIC, o de forma inalámbrica como para los celulares y Tablet, para ello el pc debe contar con una tarjeta Wireless incorporada o instalada manualmente por el cliente. Cualquiera que sea el caso, se debe tener en cuenta que estos enlaces terrestres deben siempre contar con una línea de vista clara o sea sin obstrucciones (edificios en construcción, arboles etc.) esto garantizará la calidad del servicio al cliente.

Además de lo anterior, la frecuencia en el rango de microondas puede aplicar en:

· En tierra, las telecomunicaciones con microondas se utilizan cada vez más utilizando antenas repetidoras, necesarias a lo largo de un camino o trayecto de comunicación

· En el espacio, los satélites se emplean como estaciones retransmisoras de microondas. Estos satélites tienen una enorme capacidad y las nuevas generaciones de satélites serán aún más potentes.

JORGE CANO PARRA

1. Inicialmente es importante conocer un poco sobre el dividendo digital en Colombia: ¿Qué es el Dividendo Digital? El “Dividendo Digital” o banda de 700 MHz, se define como el segmento superior de la banda UHF, comprendida entre los 698-806 MHz. En el caso de América Latina, algunas porciones de esta banda están ocupadas por canales de TV. A medida que avanza la digitalización de la TV, los canales son migrados y el espectro liberado a fin de asignarse a servicios de banda ancha móvil. Colombia cuenta con diversos operadores de servicios móviles como: Avantel, Colombia Telecomunicaciones, Tigo-UNE, ETB, y de la organización de telecomunicaciones GSMA, los cuales tienen como fin llevar servicios de internet de banda ancha a zonas rurales del país con precios razonables, lo que permite tener igualdad en la prestación de los servicios de telecomunicaciones.

f. Grafique y explique los principales escenarios de aplicación de las comunicaciones por microondas.

JAMES BETANCOURT

TOPOLOGIA DE UNA RED DE MICROONDAS

· Zona fresnel: Volumen de espacio entre el emisor de una onda electromagnética, acústica, etc. Y un receptor, de modo que el desfase de las ondas en dicho volumen no supere los 180º.

JORGE CANO PARRA

1. Inicialmente quiero compartir una gráfica que nos muestra la importancia de las microondas en nuestro día a día, ya que las conexiones desde nuestros equipos, carros, empresas y demás aparatos tecnológicos, se ven afectados por este tipo de comunicación inalámbrica.

La importancia de las empresas encargadas de las telecomunicaciones es filtrar todas estas señales y reenviarlas a los lugares establecidos tal como se muestra a continuación:

La comunicación vía microondas, tiene tres componentes fundamentales: el transmisor, el receptor y el canal aéreo los cuales describimos continuación:

•  El transmisor es el responsable de enviarla señal digital a la frecuencia utilizada para transmitir.

•  El canal aéreo representa un camino abierto entre el transmisor y el receptor.

•  El receptor es el encargado de capturar la señal transmitida y llevarla de nuevo a señal digital. Este tipo de comunicación requiere que la distancia, en la cual se desea transmitir este libre obstáculo que impidan él envió de información, además se compone por lo general por torres con alturas graduales establecidas por el tipo de información que se esté transmitiendo y recepcionando. Además, es importante resaltar que también en las telecomunicaciones se emplean la transmisión de información mediante el confinamiento de las ondas en cables o guías. Los escenarios en los cuales se pueden presentar este tipo de comunicaciones por microondas son:

- Transmisiones de radio.

• - Señal Móvil.

• - Transmisión de Internet - Radiotransmisores

• Radiotransmisores

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ANTENA

Es una estructura asociada con la región de transición entre una onda guiada a una onda que se desplaza en el espacio libre, por la irradiación de energía de Radiofrecuencia. La antena funciona como una interfaz entre la onda guiada dentro de la línea de transmisión y la onda no guiada en el espacio.

Las antenas son dispositivos pasivos. No pueden añadirle potencia a la señal, sirven solo para enfocar un área en particular.

· Ganancia

Se define como la relación entre la densidad de potencia radiada en una dirección, a una distancia y la densidad de potencia que radiaría a la misma distancia una antena isotrópica con la misma potencia entregada.

- La ganancia de una antena parabólica indica la cantidad de señal captada que se concentra en el alimentador.

- La ganancia depende del diámetro del plato, de la exactitud geométrica del reflector y de la frecuencia de operación. Si el diámetro aumenta, la ganancia también, porque se concentra mayor energía en el foco.

- La exactitud geométrica está relacionada con la precisión con la que se ha fabricado el reflector de la antena parabólica.

- La antena debe ser parabólica de modo que exista uno y sólo un foco y que en él se debe colocar el alimentador.

- Cualquier desviación de la curva parabólica hará que toda la energía que llegue al reflector no se refleje en el foco, sino en un punto por delante o por detrás de éste, con lo cual perderemos energía. Lo propio para las irregularidades mecánicas en la superficie del reflector.

- Un golpe o abolladura presente en el plato hará que las señales reflejadas no se desvíen correctamente hacia el foco disminuyendo la energía electromagnética efectiva en el alimentador.

- Cuanto mayor sea la frecuencia, menor deberá ser el diámetro del reflector. Así, una señal para 5.8 GHz necesita un reflector de menor diámetro que otra señal en 2.4GHz. La ganancia del reflector se expresa en dB y se la define con respecto a una antena isotrópica (antena de longitud omnidireccional que se considera de ganancia unitaria); es decir, en relación a una antena que reciba exactamente lo mismo en todas direcciones.

· Directividad

Es la propiedad que tiene una antena de transmitir o recibir la energía irradiada en una dirección en particular.

· Ancho de Haz

Es un parámetro de radiación, ligado al diagrama de radiación. Se puede definir el ancho de haz a -3dB, que es el intervalo angular en el que la densidad de potencia radiada es igual a la mitad de la potencia máxima (en la dirección principal de radiación). También se puede definir el ancho de haz entre ceros, que es el intervalo angular del haz principal del diagrama de radiación, entre los dos ceros adyacentes al máximo.

· Polarización

Es la polarización de la onda radiada por dicha antena en una dirección dada. La polarización de una onda es la figura geométrica determinada por el extremo del vector que representa al campo eléctrico en función del tiempo, en una posición dada. Para ondas con variación sinusoidal dicha figura es en general una elipse. Hay una serie de casos particulares. Si la figura trazada es una recta, la onda se denomina linealmente polarizada, si es un círculo circularmente polarizada.

El sentido de giro del campo eléctrico, para una onda que se aleja del observador, determina si la onda está polarizada circularmente a derechas o a izquierda. Si el sentido de giro coincide con las agujas del reloj, la polarización es circular a derechas. Si el sentido de giro es contrario a las agujas del reloj, la polarización es circular a izquierdas. El mismo convenio aplica a las ondas con polarización elíptica. 

Se define la relación axial de una onda polarizada elípticamente, como la relación entre los ejes mayor y menor de la elipse de polarización. La relación axial toma valores comprendidos entre 1 e infinito. Los campos se pueden representar en notación fasorial. Para determinar la variación temporal es suficiente con determinar el valor real de cada una de las componentes. Los ejemplos que se citan a continuación son para ondas planas que se propagan en la dirección del eje z.

· Eficiencia: La eficiencia es la relación entre la potencia radiada y la potencia entregada a la antena. También se puede definir como la relación entre ganancia y directividad. La eficiencia total de una antena se usa para tomar en cuenta la pérdida en las terminales de entrada y dentro de la estructura de la antena dichas pérdidas se pueden deber a:

- Reflexión debida del desacoplamiento entre línea de transmisión y la antena.

- Pérdida durante la conducción.

· Ancho de banda:

Es el margen de frecuencias en el cual los parámetros de la antena cumplen unas determinadas características. Se puede definir un ancho de banda de impedancia, de polarización, de ganancia o de otros parámetros.

El ancho de banda de la antena se define como el rango de frecuencias sobre las cuales la operación de la antena es "satisfactoria". Esto, por lo general se toma entre los puntos de media potencia, pero a veces se refiere a las variaciones en la impedancia de entrada de la antena. 

La Directividad (D) de una antena se define como la relación entre la intensidad de radiación de una antena en la dirección del máximo y la intensidad de radiación de una antena isotrópica que radia con la misma potencia total.

· Impedancia: Es la impedancia de la antena en sus terminales. Es la relación entre la tensión y la corriente de entrada. La impedancia es un número complejo. La parte real de la impedancia se denomina Resistencia de Antena y la parte imaginaria es la Reactancia. La resistencia de antena es la suma de la resistencia de radiación y la resistencia de pérdidas. Las antenas se denominan resonantes cuando se anula su reactancia de entrada.La impedancia de una antena se define como la relación entre la tensión y la corriente en sus terminales de entrada. Dicha impedancia es en general compleja. La parte real se denomina resistencia de antena y la parte imaginaria, reactancia de antena. Se define la resistencia de radiación como la relación entre la potencia total radiada por una antena y el valor eficaz de la corriente en sus terminales de entrada, elevada al cuadrado. 

Se refine la resistencia óhmica de una antena como la relación entre la potencia disipada por efecto de pérdidas resistivas y la corriente en sus terminales al cuadrado. Por lo tanto la resistencia de antena la podemos considerar como la  suma de la resistencia de radiación y la resistencia óhmica.

La eficiencia de una antena se puede obtener a partir de las resistencias de radiación y óhmicas, teniendo en cuenta que es la relación entre la potencia total radiada y la potencia entregada a la antena. 



Diagrama de Radiación: la representación gráfica de las características de radiación de una antena, en función de la dirección (coordenadas en azimut y elevación). Lo más habitual es representar la densidad de potencia radiada, aunque también se pueden encontrar diagramas de polarización o de fase. Atendiendo al diagrama de radiación, podemos hacer una clasificación general de los tipos de antenas y podemos definir la directividad de la antena. Dentro de los diagramas de radiación podemos definir diagrama copolar aquel que representa la radiación de la antena con la polaridad deseada y contrapolar al diagrama de radiación con polaridad contraria a la que ya tiene. 

Los parámetrosmásimportantes del diagrama de radiación son:

- Dirección de apuntamiento: Es la de máxima radiación. Directividad y Ganancia.

- Lóbulo principal: Es el margen angular en torno a la dirección de máxima radiación.

- Lóbulos secundarios: Son el resto de máximos relativos, de valor inferior al principal.

- Ancho de haz: Es el margen angular de direcciones en las que el diagrama de radiación de un haz toma un valor de 3dB por debajo del máximo. Es decir, la dirección en la que la potencia radiada se reduce a la mitad.

- Relación de lóbulo principal a secundario (SLL): Es el cociente en dB entre el valor máximo del lóbulo principal y el valor máximo del lóbulo secundario.

- Relación delante-atrás (FBR): Es el cociente en dB entre el valor de máxima radiación y el de la misma dirección y sentido opuesto.

· Relación adelante/atrás: Este parámetro se define como la relación existente entre la máxima potencia radiada en una dirección geométrica y la potencia radiada en el sentido opuesto.

Cuando esta relación es reflejada en una gráfico con escala en dB, el ratio F/B (Front/Back) es la diferencia en dB entre el nivel de la máxima radiación y el nivel de radiación a 180 grados. Este parámetro es especialmente útil cuando la interferencia hacia atrás es crítica en la elección de la antena que vamos a utilizar.

Esta relación, además lo podemos ver desde otro punto de vista, indicando lo buena que es la antena en el rechazo de las señales provenientes de la parte trasera. Rara vez es verdaderamente importante, ya que las interferencias por la parte trasera no ocurren habitualmente, pero puede suceder.

La relación F / B no es un número muy útil, ya que a menudo varía enormemente de un canal a otro. Por supuesto, si se tiene el patrón de radiación, entonces no se necesita la relación F/B.

Comparando una antena yagui con una parabólica, podemos ver que para la antena yagui tenemos una relación F/B de aproximadamente 15 dB (según modelo y fabricante) mientras que para la parabólica la relación F/B es >35dB (según modelo y fabricante). De esta forma observamos como es "de buena" una antena respecto al rechazo de señales por la parte trasera. Cuanto mayor sea este parámetro en las antenas parabólicas mejor será.

Los 15 dB de la antena yagui lo podemos interpretar también como la atenuación que tendríamos en el sistema, en caso de captar una onda rebotada por ejemplo de un edificio, por la parte trasera de esta.

*Resistencia de Radiación: Cuando se le suministra potencia a una antena, parte de ella se irradia y otra parte, se convierte en calor disipándose.Cuando se habla de resistencia de radiación, se hace teniendo en cuenta que no se puede medir de forma directa.

Si se reemplaza la antena por la resistencia de radiación, esta, haría su trabajo, es decir, disiparía la misma cantidad de potencia que la irradiaría la antena. La resistencia de radiación es igual a la relación de la potencia radiada por la antena dividida por el cuadrado de la corriente en su punto de alimentación.

a. Describa las características de los repetidores de enlaces de microondas.

Repetidores

El componente más crítico para construir un enlace de red a larga distancia es la existencia de línea visual (a menudo abreviada como LOSpor su sigla en inglés—Line of Sight). Los sistemas de microondas terrestres simplemente no pueden tolerar colinas altas, árboles, u otros obstáculos en el camino de un enlace a larga distancia. Es necesario que se tenga una idea del relieve de la tierra entre dos puntos antes de poder determinar si un enlace es posible.

Pero aún si hay una montaña entre dos puntos, debemos tener presente que los obstáculos pueden ser transformados en activos. Las montañas pueden bloquear la señal, pero suponiendo que se puede proveer energía, también pueden actuar como muy buenos repetidores.

Los repetidores son nodos que están configurados para transmitir el tráfico no destinado al nodo. En una red mallada, cada nodo es un repetidor. En una red de infraestructura tradicional, los nodos deben ser configurados específicamente para poder pasar el tráfico a otros nodos.

Un repetidor puede usar uno o más dispositivos inalámbricos. Cuando utiliza un sólo radio (denominado repetidor de una mano), el caudal global es ligeramente menor que la mitad del ancho de banda disponible, puesto que el radio puede enviar o recibir datos, pero no simultáneamente. Esos dispositivos son baratos, simples y tienen bajo consumo de potencia. Un repetidor con dos (o más) tarjetas de radio puede operar todos los radios a toda capacidad, siempre que los mismos estén configurados para usar canales que no se superpongan.

Por supuesto, los repetidores también pueden proveer una conexión Ethernet para conectividad local.

Los repetidores pueden ser adquiridos como un juego completo, o fácilmente ensamblados conectando dos o más nodos inalámbricos con un cable de Ethernet. Cuando planee usar un repetidor construido con tecnología 802.11, tenga en cuenta que cada nodo debe ser configurado en el modo maestro, administrado o ad-hoc que le corresponda. Generalmente, ambos radios en el repetidor están configurados en el modo maestro para permitir que los múltiples clientes puedan conectarse a cualquier lado del repetidor. Pero dependiendo de su diseño de red, uno o más dispositivos van a necesitar utilizar el modo ad-hoc, o el modo cliente.

En general, los repetidores son utilizados para evitar obstáculos en el camino de un enlace a larga distancia, como edificios en el camino; pero esos edificios contienen gente. A menudo podemos hacer acuerdos con los dueños de los edificios para proporcionarles ancho de banda a cambio de utilizar la azotea y la electricidad. Si el dueño del edificio no está interesado, podemos intentar persuadir a los inquilinos de los pisos más altos para instalar equipamiento en una ventana.

Si usted no puede pasar sobre o a través de un obstáculo, a menudo lo puede rodear. En lugar de usar un enlace directo, intente hacer un salto múltiple para eludir el obstáculo.

a. Describa los tipos de antenas para enlaces de microondas.

AntenaOmnidireccional.

Monopolo Vertical

Es una antena constituida de un solo brazo rectilíneo irradiante en posición vertical. Podemos ver una antena vertical con Ganancias de 3 dBi hasta 17 dBi.

El uso en VHF es principalmente para las aplicaciones de radio móvil en vehículos.

En Monopolos de ¼ de onda: la impedancia de la antena es de 36 ohmios

Dipolo

Usada en frecuencias arriba de 2MHz

Gananciabaja: 2.2 dBi

Angulo de radiación ancho

En el espacio ideal, la impedancia del dipolo simple es de 73 Ohm.

AntenasDireccionales

Yagi

Antena constituida por varios elementos paralelos y coplanarios, directores, activos y reflectores.

◦ Utilizada ampliamente en la recepción de señales televisivas, comúnmente en frecuencias de 30Mhz y 3Ghz, (canal 2 al canal 6 de 50MHz a 86 MHz).

◦ Gananciaelevada: 8-15 dBi

◦ Para el servicio 802.11 pueden tener ganancias entre el dBi 12 y 18. Manejanunaimpedancia de 50 a 75 Ohms

◦ Desventajas: Direccionarlas en la posición correcta no son tan difícil como una antena parabólica, pero aun así puede llegar a ser difícil.

Parabolica

Antena provista de un reflector metálico, de forma parabólica, esférica o de bocina, que limita las radiaciones a un cierto espacio, concentrando la potencia de las ondas.

◦ Se utiliza especialmente para la transmisión y recepción vía satélite.

◦ Gananciaalta: 12-25 dBi

◦ Directividadalta

◦ Ángulo de radiaciónbajo

Infrarrojo

Los enlaces infrarrojos se encuentran limitados por el espacio y los obstáculos. El hecho de que la longitud de onda de los rayos infrarrojos sea tan pequeña (850-900 nm), hace que no pueda propagarse de la misma forma en que lo hacen las señales de radio.

Panel o 'Patch Antenna'

• Panel o .parche. metálico radiante sobre un plano de tierra metálico.

• Normalmente planas, en encapsulado de PVC.

• Ganancia media-elevada: 5-20 dBi

• Directividadmoderada

• Ángulo de radiaciónmedio

Helicoidal (modo axial)

• Hilo conductor bobinado sobre un soporte rígido. Detrásplano de tierra.

• Ganancia media-elevada: 6-18 dBi

• Directividadmoderada

• Ángulo de radiaciónmedio

Microondasterrestres

• Microondas: rango de frecuencias comprendido entre 2 GHz y 40 GHz

• Son altamentedireccionales

◦  Requieren antenas parabólicas en la recepción

•  Las antenas han de estar muy altas para evitar obstáculos

• Constituyen una alternativa al cable coaxial y a la fibra óptica para comunicaciones a larga distancia

• Otrasaplicaciones

◦ Transmisión de televisión y voz

Microondasporsatélite

• Se usa un rango de frecuencias entre 1GHz a 50 Ghz

• Los satélites

◦ Recibenunaseñalterrestre

◦ La señal es amplificada o repetida

◦ Envían la señal a uno o varios receptores terrestres

• Los satélites han de tener órbita geoestacionaria

◦ A una distancia de 35,784 km

• Se producen retardos en las comunicaciones

• Aplicaciones

◦ Televisión, telefonía a larga distancia, redes privadas

• IDU: Módem que interconecta la radio con el backbone de la red. En función de las necesidades puede ofrecer interfaces Ethernet, TDM,...

• ODU: Es la unidad radio en sí. Viene definida por la frecuencia de sintonización y la subbanda de trabajo dentro de dicha frecuencia (Hi-Lo).

All Indoor

Se trata de instalaciones en las que toda la "inteligencia" de la red se instala en el armario ubicado en el interior de las instalaciones. Es decir IDU y ODU se instalan en el interior y tan solo la antena se instala en el exterior. Este tipo de esquemas facilitan las labores de mantenimiento ya que a pesar de que se trata de soluciones con un alto nivel de fiabilidad el principal punto de fallo se encuentra en la electrónica que en esta configuración no requiere de un perfil especializado en trabajos de altura para llevar a cabo las actuaciones. En esta configuración el cableado entre interior y exterior es una guíaonda de las características apropiadas para cada escenario concreto que vendrá definido por diferentes parámetros (distancia radio-antena, frecuencia de trabajo,...).

Ventajas:

• Mantenimiento no requiere trabajo en altura

• Posibilidad de empleo de equipos en formato chasis

Desventajas:

• Fácil acceso a IDU y ODU

• Espacio en rack requerido

• Instalación de guíaonda requiere un alto nivel de especialización

• Posibles pérdidas ODU-antena

All Outdoor

Este otro escenario de instalación contempla la instalación de todo el sistema en un armario preparado para instalaciones de exterior en el que se ubicarán IDU y ODU, quedando esta última anexa a la antena para montaje directo o montaje remoto en función de las necesidades. En este caso el cableado entre interior y exterior debe ser fibra óptica o FTP de exterior en función de las características del mismo (distancia, capacidad requerida, interfaces IDU-backbone,...). Este otro escenario es idóneo para emplazamientos donde el acceso no sea complejo (azoteas, fachadas,...) y tiene dos ventajas principales: no requiere espacio en armario de interior (en emplazamientos de terceros muchas veces dicho espacio tiene un precio muy alto) y aporta un nivel de seguridad mayor en cuanto a la posibilidad de acceso al equipamiento.

Ventajas:

• No requiere nada de espacio en rack

• Difícil acceso a IDU y ODU

• Cableado sencillo (fibra óptica, cobre,...)

• Permite montaje directo ODU-Antena

Desventajas:

• Mantenimiento más complicado

• Personal con formación en altura para cualquier actuación

Split Mount

Por último el montaje split mount es aquel en el que la IDU (módem) queda ubicado en el armario de comunicaciones correspondiente y tanto ODU como antena quedan ubicadas en el exterior. El cableado entre IDU y ODU es un coaxial con las características que requiera cada escenarios concreto en función de la distancia entre ambas y la frecuencia intermedia en la que viaja la señal. Hay que tener en cuenta que la señal entre IDU y ODU no se transporta por el cable a la frecuencia de trabajo (superior a 6 GHz) si no que lo hace a una frecuencia intermedia que suele estar en el orden de los 400 MHz con lo que las pérdidas introducidas por el cable no suelen ser de limitantes en un diseño, aunque sí deben ser tenidas en cuenta.

Ventajas:

• Cableado sencillo (coaxial)

• Permite montaje directo ODU-Antena

• Requiere poco espacio en rack

 Desventajas:

• Mantenimiento complicado

• Personal con formación en altura para ciertas actuaciones

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JORGE CANO

De acuerdo con los conceptos definidos en la actividad anterior, consulte, analice y defina todos los elementos comerciales que usará para desarrollar el proyecto escogido por el grupo en la fase 1, además debe realizar una proyección inicial de costos del proyecto. Dentro de los elementos considere: frecuencia de trabajo, antenas, repetidores (si son necesarios), torres, unidades interiores y exteriores, emplazamientos, personal, adicionales y todo lo que considere necesario.

Problema planteado:

a) Problemática identificada:

Cobertura insuficiente en hogares que cuentan con varias habitaciones y pisos dentro de la casa o apartamento.

b) Descripción de la problemática propuesta:

Actualmente muchos hogares en Medellín y su área metropolitana cuentan con casa y/o apartamentos de 2 o más pisos con habitaciones en ambos niveles, lo que dificulta la conectividad a la red Wifi del modem que se encuentra instalado en dicha casa, lo que puede alterar las conexiones de varios equipos inalámbricos (Tablets, portátiles, celulares, entre otros) desde cualquier lugar de la misma.

c) Solución propuesta a la problemática identificada:

Con el fin de poder mejorar la cobertura y el rendimiento del cable modem en hogares que se requiere, se propone ampliar la cobertura dentro de la casa así:

· Aumentar y mejorar el perfil o velocidad de las megas, esto se logra con el operador que nos preste el servicio inicialmente, para así aumentar la capacidad de equipos inalámbricos que se puedan conectar a la vez, sin afectar la velocidad de conexión.

· Instalar un repetidor de señal en el lugar donde el cable modem principal no alcanza a cubrir, con el fin de amplificar la señal inalámbrica y mejorar así la cobertura.

Se pueden contemplar la posibilidad que se instale en modem inicial en el segundo piso del apartamento para así cubrir las habitaciones de este nivel y posteriormente realizar la conexión de repetidor en el primer piso que permita replicar la señal y por ende cubrir las habitaciones faltantes sin afectar esta la distancia con el modem principal.

Si el apartamento cuenta con una caja de distribución se podría ubicar el modem principal suministrado por el cable operador en el centro del lugar, para de esta manera mitigar los obstáculos que no permitan el acceso inalámbrico, propagando mucho mejor en un espacio libre, señal emitida por el modem

Diagrama de flujo del proceso o servicio.

A continuación, presento los insumos requeridos para complementar la instalación descrita anteriormente:

Es importante resaltar que el amplificador también se puede conectar al cable modem de forma inalámbrica, pero esta opción puede ser más inestable porque su funcionamiento seria por medio de ondas lo que implica perdida de señal para aquellos lugares en los cuales se busca cubrir, porque se pueden generar intermitencias por causas de elementos como microondas, teléfonos inalámbricos, entre otros.

Imagen 1: ejemplo de cable modem, tomado el 10 de Marzo de 2018 del siguiente link:

https://www.peruhardware.net/proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.ubeeinteractive.co m%2Fsites%2Fdefault%2Ffiles%2Fstyles%2Fproduct_gallery_slide%2Fpublic%2FDDW26 00-front_1.jpg&hash=d37af7a8eb808275ecd409125c9f9df0

d) Solución propuesta a la problemática identificada:

Con el fin de poder mejorar la cobertura y el rendimiento del cable modem en hogares que se requiere, se propone ampliar la cobertura dentro de la casa así:

•  Aumentar y mejorar el perfil o velocidad de las megas, esto se logra con el operador que nos preste el servicio inicialmente, para así aumentar la capacidad de equipos inalámbricos que se puedan conectar a la vez, sin afectar la velocidad de conexión.

•  Instalar un repetidor de señal en el lugar donde el cable modem principal no alcanza a cubrir, con el fin de amplificar la señal inalámbrica y mejorar así la cobertura. Se pueden contemplar la posibilidad que se instale en modem inicial en el segundo piso del apartamento para así cubrir las habitaciones de este nivel y posteriormente realizar la conexión de repetidor en el primer piso que permita replicar la señal y por ende cubrir las habitaciones faltantes sin afectar esta la distancia con el modem principal. Si el apartamento cuenta con una caja de distribución se podría ubicar el modem principal suministrado por el cable operador en el centro del lugar, para de esta manera mitigar los obstáculos que no permitan el acceso inalámbrico, propagando mucho mejor en un espacio libre, señal emitida por el modem.

CONCLUSIONES

Luego de analizar el trabajo podemos entender conceptos importantes al momento de hablar de microondas, entender su estructura y de qué manera se propaga los radios enlaces de comunicación que permite proveer el servicio de internet, teniendo en cuenta la distancia que hay entre dos sectores calculando la implementación y requisitos necesarios. Se espera que luego de que el estudiante allá analizado este trabajo entienda métodos de propagación considerando el alcance y las pérdidas de la señal.

· Luego de analizar el trabajo podemos entender cómo funcionan las antenas, conociendo sus características y principales funciones al momento de hacer comparaciones, dándonos una mejor visión de lo que abarcara la solución del proyecto en el cual deseamos trabajar.

· Al identificar y tener claridad sobre los conceptos teóricos de las microondas podemos fortalecer nuestro trabajo practico y aplicar los mismo.

· Al conocer las antenas y sus características técnicas, podemos diseñar de manera más exacta y los equipos que se relacionan en enlace, establecemos lo necesario para nuestro proyecto.

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INTRODUCCIÓN

En el siguiente analizaremos los conceptos básicos y cálculos a tener en cuenta al momento de realizar un radio enlace, donde se presentará estructuradamente un sistema para brindar una solución al proyecto planteado, explicaremos los conceptos a tener en cuenta al momento de diseñar y que factores tanto ambientales como artificiales que se deben a tener en cuenta.

Además de lo ya descrito en el párrafo anterior, en el siguiente trabajo se consolidaron los conceptos principales que cada uno de los integrantes consultamos, con el fin de tener las bases para el desarrollo del trabajo practico.

OBJETIVO GENERAL

Diseñar y estructurar un radioenlace que busque dar solución al proyecto propuesto.

OBJETIVO ESPECIFICOS

• Estudiar teorías que permitan entender el funcionamiento de las comunicaciones por medio de microondas

• Analizar las diferentes tecnologías y estándares de comunicación a través de las microondas

• Diseñar, simular e implementar un radio enlace, lograr una comunicación eficiente y económica

• Diseñar un radio enlace que se ajuste a las necesidades

CONTENIDO

1. Desarrollar los siguientes puntos:

a) Describa las características generales de un enlace satelital y diagrámelo: enlace de subida, transponder, enlace de bajada, entre otras.

CARACTERISITCAS DE UN ENLACE SATELITAL

Los enlaces entre estaciones terrenas y los satélites o entre satélites están constituidos por radiación electromagnética dirigida en forma de haces, similares en algunas de sus características a los enlaces entre estaciones ubicadas sobre la superficie terrestre.

Existen tres tipos de enlaces:

Enlace de subida de las estaciones terrenas a los satélites

Enlace de bajada de los satélites a las bases terrenas

Enlace intersatelital

Los enlaces de subida y de bajada consisten en portadoras de RF moduladas, mientras que los enlaces satelitales pueden ser tanto RF, como ópticas. Las portadoras son moduladas por señales de banda base por lo general cuando se trata de información para propósitos de comunicación. Las conexiones entre usuarios finales requieren de enlaces de bajada, enlaces de subida y posiblemente uno o varios enlaces satelitales

Para lograr que los enlaces por satélite cumplan con los requisitos de una determinada red de comunicación deben considerarse las características del equipo de las estaciones terrenas y los transpondedores de los satélites que forman parte de la misma, las del medio de propagación y los efectos de radiaciones no deseadas de origen externo. La banda de frecuencia en que opere una red determinada hace que algunos de los factores mencionados tengan una importancia menor o mayor en el diseño de los enlaces. El diseño correcto de un enlace satelital asegura la recepción de una señal de buena calidad, evitando el desperdicio de recursos técnicos y económicos, y optimizando la capacidad del satélite y estaciones terrenas.

ENLACE DE SUBIDA Y BAJADA

Son moduladores de portadores de señales que se quieren transmitir o RF moduladas, el proceso se basa en que las portadoras son moduladas por señales de banda base, las conexiones entre los usuarios requieren enlaces de bajada, enlaces de subida y uno o más enlaces satelitales.

El enlace de bajada: El receptor de la estación terrena contiene un filtro (BFP), esto con el fin de limitar la potencia de la entrada el LNA, seguidamente la señal será descendida de RF(Radiofrecuencia) a frecuencias IF (frecuencia intermedia) usando para ello un convertidor descendente, luego la señal será modulada y entregada en banda base.

Satélites orbitales

Los satélites orbitales o también llamados no sincronos, giran alrededor de la Tierra en un patrón elíptico o circular de baja altitud. Si el satélite esta girando en la misma dirección que la rotación de la Tierra y a una velocidad angula superior que la de la Tierra, la órbita se llama órbita progrado. Si el satélite esta girando en la dirección opuesta a la rotación de la Tierra, o en la misma dirección, pero a una velocidad angular menor a la de la Tierra, la órbita se llama órbita retrograda. De esta manera, los satélites no sincronosesta alejándose continuamente o cayendo a tierra y no permanecen estacionarios en relación a ningún punto en particular de la Tierra. Por lo tanto los satélites no sincronos se tiene que usar cuando están disponibles, lo cual puede ser un corto periodo de tiempo, como 15 minutos por órbita. Otra desventaja de los satélites orbitales es la necesidad de equipo complicado y costoso para rastreo en las estaciones terrestres. Cada estación terrestre debe localizar el satélite conforme esta disponible en cada órbita y después unir sus antenas al satélite y localizarlo cuando pasa por arriba. Una gran ventaja de los satélites orbitales es que los motores de propulsión no se requieren a bordo de los satélites para mantenerlos en sus órbitas respectivas. Otros parámetros característicos de los satélites orbitales, son el apogeo y perigeo. El apogeo es la distancia más lejana, de la Tierra, que un satélite orbital alcanza, el perigeo es la distancia mínima; la línea colateral, es la línea que une al perigeo con el apogeo, en el centro de la Tierra.

Satélites geoestacionarios

Los satélites geoestacionarios o geosincronos son satélites que giran en un patrón circular, con una velocidad angular igual a la de la Tierra. Por lo tanto permanecen en una posición fija con respecto a un punto específico en la Tierra. Una ventaja obvia es que están disponibles para todas las estaciones de la Tierra, dentro de su sombra, el 100% de las veces. La sombra de un satélite incluye a todas las estaciones de la Tierra que tienen un camino visible a el y están dentro del patrón de radiación de las antenas del satélite. Una desventaja obvia es que a bordo, requieren de dispositivos de propulsión sofisticados y pesados para mantenerlos fijos en una órbita. El tiempo de órbita de un satélite geoesincrono es de 24 h, igual que la Tierra. Parámetros típicos de la órbita geoestacionaria. Es posible calcular algunos parámetros típicos de la órbita geoestacionaria, tales como la altura del satélite, o la velocidad del mismo, partiendo de las leyes básicas de la Física. Como es sabido un satélite geoestacionario tiene un periodo de rotación igual al de la Tierra, por lo tanto deberemos saber con exactitud dicho periodo de rotación. Para ello se considera el día sidereo, que es el tiempo de rotación de la Tierra medido con respecto a una estrella lejana y que difiere del día solar o medido con respecto al sol. La duración de este día sidereo es de 23h 56 min. 4.1seg, y es el tiempo que se utiliza para los cálculos

TRANSPONDER

Tipo de dispositivo usado en las telecomunicaciones para transmitir y responder

Constituido por un filtro pasa bandas(BFP) lo cual permite limpiar el ruido que la señal adquiere en la trayectoria de subida, fijara el canal, seguidamente el amplificador de bajo ruido(LNA) y un desplazador de frecuencia el cual tiene la función de convertir la frecuencia de banda alta de subida a banda baja de salida, y finalmente el amplificador de baja potencia el cual amplificara la señal de RF para el enlace de bajada, la señal se filtra y regresa a la estación terrena.

b) Consulte y describa los pasos para planificar y diseñar un radioenlace, tanto en la teoría como en la práctica.

Definición de radio enlace: “cualquier interconexión entre los terminales de telecomunicaciones efectuados por ondas electromagnéticas. Además 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 frecuencia asignadas para la transmisión y recepción de las señales, se lo denomina radio canal.”[1]

El diseño de un radio enlace de microondas consta de:

Ø Elección del sitio de instalación

Ø Relevamiento del perfil del terreno y cálculo de la altura del mástil para la antena

Ø Cálculo completo del radio enlace, estudio de la trayectoria del mismo y los efectos a los que se encuentra expuesto.

Ø Prueba posterior a la instalación del radio enlace, y su posterior puesta en servicio con tráfico real.

c) Describa el tipo de condiciones del entorno que afecta los radioenlaces: Espacio libre, zonas de fresnel, propagación, penetración a medios, desvanecimientos, ecos, reflexiones, ruido, interferencias, lluvia, absorción, y todos aquellos que considere pertinentes; incluya su descripción matemática.

Espacio libre:

En el espacio libre existen perdidas que se producen al propagarse las ondas en el vacío sin tomar en cuenta la absorción y la reflexión de energía en objetos cercanos, esta pérdida que más bien debería llamarse perdidas por dispersión se produce por el reparto de la energía, la misma que a mayor distancia de la fuente es menor y más cerca de la fuente de energía es mayor.

La Pérdida en el Espacio libre es proporcional al cuadrado de la distancia y también proporcional al cuadrado de la frecuencia. Aplicando decibeles, resulta la siguiente ecuación:

d = distancia

f = frecuencia

K = constante que depende de las unidades usadas en d y f Si d se mide en metros, f en Hz y el enlace usa antenas isotrópicas, la fórmula es:

El gráfico muestra la pérdida en dB para 2.4 GHz [ ] y 5.4 GHz [ ]. Se puede ver que después de 1,5 km, la pérdida se puede ver como “lineal” en dB.

Como regla general en una red inalámbrica a 2.4 GHz, 100 dB se pierden en el 1er kilómetro y la señal es reducida a 6 dB cada vez que la distancia se duplica. Esto implica que un enlace de 2 km tiene una pérdida de 106 dB y a 4km tiene una pérdida de 112 dB, etc.

Pérdidas en Espacio Abierto (PEA) en dB para diferentes distancias y frecuencias.

Estos valores son teóricos y pueden muy bien diferir de las mediciones tomadas, El término “espacio libre” no es siempre tan “libre”, y las pérdidas pueden ser muchas veces mas grandes debido a las influencias del terreno y las condiciones climáticas. En particular, las reflexiones en cuerpos de agua o en objetos conductores pueden introducir pérdidas significativas. Ver unidad “Física Básica de Radio” para mayor información.

Zona de Fresnel

Es el área elíptica que rodea el camino visual en una transmisión con línea de vista. El tamaño de la zona varía dependiendo de la longitud del camino y la frecuencia de la señal.

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. Basados en esto, podemos investigar cuál debería ser la máxima penetración de un obstáculo (por ej., un edificio, una colina o la propia curvatura de la tierra) en esta zona para contener las pérdidas..

Lo ideal es que la primera zona de Fresnel no esté obstruida, pero normalmente es suficiente despejar el 60% del radio de la primera zona de Fresnel para tener un enlace satisfactorio. En aplicaciones críticas, habrá que hacer el cálculo también para condiciones anómalas de propagación, en la cuales las ondas de radio se curvan hacia arriba y por lo tanto se requiere altura adicional en las torres. Para grandes distancias hay que tomar en cuenta también la curvatura terrestre que introduce una altura adicional que deberán despejar las antenas.

La siguiente fórmula calcula la primera 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]

Si el obstáculo está situado en el medio (d1 = d2), la fórmula se simplifica:

Refracción

Cualquier cambio en la naturaleza del medio en que se propaga una onda altera su dirección de propagación. La refracción se debe a que aquella parte del frente de la onda que llega primero a la discontinuidad del medio de propagación, sufre un retardo o adelanto con relación a la parte del frente que llega más tarde, con el consiguiente cambio de dirección de todo el frente de la onda

Propagación:

Las pérdidas de propagación están relacionadas con la atenuación que ocurre en la señal cuando esta sale de la antena de transmisión hasta que llega a la antena receptora.

Desvanecimientos:

O margen de desvanecimiento, se define como una pérdida adicional, que se debe tener en cuenta en las ya consideradas pérdidas de transmisión. En el margen de desvanecimiento se consideran las perdidas intermitentes de la intensidad de señal provocada por perturbaciones meteorológicas como la lluvia, la nieve, trayectos múltiples de transmisión y por la superficie irregular de la tierra que afecta la propagación de las ondas electromagnéticas

Ruido

El ruido puede ser definido en un sentido eléctrico, como cualquier forma externa de energía tendiente a interferir con la apropiada y fácil recepción y reproducción de aquellas señales que se desean recibir

Existen varias clases de ruido como:

Ruido térmico (ThermalNoise).Se debe a la agitación termal de los electrones en función de la temperatura. Esta uniformemente distribuido en el espectro de frecuencia por lo que se le conoce como ruido blanco. No puede ser eliminado e impone límites en el rendimiento de los sistemas de comunicación. La cantidad de ruido térmico presente en un ancho de banda de 1 Hz se puede calcular como:

Para encontrar el ruido térmico en un ancho de banda B, expresado en watts:

Ruido de intermodulación.

Es producido por la no linealidad existente entre dispositivos de transmisión y recepción.

Crosstalk (Diafonía): Es el resultado de un acoplamiento no deseado entre los medios que llevan las señales, o por señales dispersas captadas por las antenas de microondas. Este ruido domina las bandas ISM (Industrial Scientific and Medical) no licenciadas.

Ruido impulsivo: Consiste en pulsos irregulares o picos de ruido, de corta duración y amplitud relativamente alta generados por rayos o fallas en los sistemas de comunicación.

Lluvia

La atenuación por lluvia o Rain Fade (RF) consiste en la absorción de parte de la señal debido a hidrometeoros como lluvia, nieve, granizo o niebla. Dicha atenuación es más acusada para la polarización Horizontal que para la Vertical, con lo cual es importante diseñar el enlace teniendo en cuenta que nuestro peor valor de lluvia lo obtendremos para dicha polarización.

La lluvia ocasiona un efecto de atenuación adicional para las señales, el cual se manifiesta por encima de los 10 GHz.

La atenuación por lluvia viene dada por la siguiente ecuación:

L_ll=y(R,f)*L_ef

y(R,f) es la atenuación específica en (dB/Km) que depende de la intensidad de lluvia R(mm/h) y de la frecuencia y polarización de operación. Se obtiene a partir de la siguiente expresión.

y=k*R^∝

Las constantes k y α, dependen de la frecuencia y la polarización. La intensidad de lluvia, depende de cada región.

Por otra parte,L_ef es la distancia efectiva del trayecto en km para los efectos de la lluvia y se calcula por medio de la siguiente ecuación.

L_ef=(d(km))/(1+(d(km))/d_0 )

Donde

do=36*exp (-0,015*R)

La Absorción

· La absorción ocurre cuando un objeto disminuye la intensidad de la radiación incidente

· El vapor de agua y oxigeno contribuyen a la atenuación de las señales.

· A frecuencias menores a los 15 GHz la atenuación es menor.

· La lluvia y niebla causa atenuación.

· El agua absorbe rápidamente las ondas electromagnéticas, así como muchas otras substancias.

· La energía absorbida generalmente se transforma en calor.

Desvanecimiento –Fading Es usado para describir las fluctuaciones rápidas en las amplitudes, fases o retardos de una señal de radio en un período corto de tiempo o distancia de viaje. El desvanecimiento es causado por la interferencia entre dos o más versiones de la señal transmitida que llega al receptor en tiempos ligeramente deferentes. La señal recibida denominada onda multitrayecto puede entonces variar significativamente en sus características. Muchos factores pueden causar el desvanecimiento:

• Propagación de multitrayecto

• Velocidad del usuario móvil.

• Velocidad de los objetos alrededor del radio del canal.

Desvanecimiento: Efectos de la Propagación Multitrayecto

Múltiples copias de una señal pueden llegar a diferentes fases. Las ondas de radio provenientes de diferentes direcciones llegan con diferentes retardos. Así, la señal recibida por el usuario móvil puede consistir de un número de ondas con aleatorias características de onda que pueden combinarse vectorialmente en la antena del receptor causando distorsión o pérdida.

ATENUACION POR ABSORCION ATMOSFERICA Y LLUVIA LLL (dB)

Los vapores de agua y de oxígeno no condensados poseen líneas de absorción en la banda de frecuencias de microondas y de ondas milimétricas. Por ello existen frecuencias donde se produce una gran atenuación separada por ventanas de transmisión donde la atenuación es mucho menor. La siguiente figura muestra la atenuación en dB/km producida por los vapores de oxígeno y de agua a 20 ºC sobre el nivel del mar. El contenido en moléculas de agua es del 1%, el cual es típico en climas templados. A frecuencias por encima de 300 GHz se observa que la atenuación por oxígeno es despreciable en comparación con la del vapor de agua.

En el caso del vapor de agua, se producen fuertes líneas de absorción para longitudes de onda de 1,35 cm, 1,67 mm e inferiores. En el caso del oxígeno, las longitudes de onda de los picos de absorción son 0,5 y 0,25 cm. La atenuación debida al efecto conjunto de los vapores de agua y oxígeno es aditiva. Obsérvese que para 0,5 cm la atenuación debida únicamente al oxígeno supera los 10 dB/km. En aquellas bandas donde los valores de atenuación exceden los 10 dB/km el alcance de las comunicaciones se encuentra enormemente limitado. Pero escogiendo adecuadamente las frecuencias de trabajo es posible obtener niveles de atenuación muchos menores: por ejemplo, a 30 GHz la atenuación es inferior a 0,1 dB/km. Para frecuencias por encima de 300 GHz, en cambio, la atenuación mínima es todavía elevada (6 dB/km o más) e impone una gran restricción en el caso de enlaces terrestres con visión directa. Sin embargo, determinadas aplicaciones especializadas tales como comunicaciones secretas de corto alcance (entornos "indoor" a 60 GHz) o enlaces entre satélites (no afecta la atenuación atmosférica) se aprovechan del uso de la banda de frecuencias milimétricas. Estas longitudes de onda cortas posibilitan el uso de antenas de alta ganancia muy compactas que compensan parte de las pérdidas introducidas.

Los principales elementos en la atmósfera que absorben la energía electromagnética son VAPOR, AGUA Y OXIGENO.La resonancia del Oxigeno ocurre a 0.5 cm (60 GHz.). Y la resonancia del vapor de agua ocurre a 1.3 cm (23 GHz).

Para frecuencia debajo de los 5GHz, el efecto es despreciable, hasta los 10 GHz la atenuación por lluvia es insignificante. La absorción de vapor de agua y la atenuación por lluvia son usualmente consideradas por arriba de los 10 GHz

Algunas de las características principales de este fenómeno de atenuación son:

• Se produce porque la onda electromagnética cede energía al líquido de una gota de lluvia. Esta absorción de energía por parte de la gota provoca su calentamiento.

• No es importante para agua en estado sólido (hielo o nieve) ya que las moléculas están rígidamente unidas formando cristales que no resuenan con la onda que las atraviesa.

• Para f > 10 GHz es la principal causa de La

• Aumenta con:

• La intensidad de la lluvia

• La frecuencia de la onda incidente

• La disminución del ángulo de elevación

• Puede despreciarse para f < 6 GHz

• A medida que la lluvia se incrementa la atenuación aumenta. A mayor frecuencia, mayor la absorción del vapor de agua.

• Los índices de lluvia son proporcionados por la UIT en términos de diferentes zonas definido como INDICE DE LLUVIA.

• La atenuación en el trayecto es la suma de la atenuación causado por los gases atmosféricos (incluyendo el vapor de agua) y la atenuación por la lluvia.

Para calcular la atenuación causada por los gases y vapores atmosféricos se debe acudir a la Recomendación UIT-R P.676. En este documento se indica que la atenuación de la señal radioeléctrica, A(dB), puede calcularse como:

A = γr = (γo + γw)r,

donde γo y γw son las atenuaciones específicas en dB/km para el oxígeno y el vapor de agua, obtenidas de una gráfica como la mostrada en la figura 1, y r es la longitud del trayecto radioeléctrico en km.

Atenuación específica por gases atmosféricos.

Para frecuencias por debajo de 10 GHz, la atenuación suele ser despreciable. Sin embargo, afrecuencias milimétricas empieza a ser importante, y en especial para una frecuencia de 60 GHz, donde la molécula de oxígeno presenta un pico de absorción (atenuación específica de unos 15 dB/km). Sin embargo, la banda de 60 GHz todavía encuentra aplicaciones especializadas, gracias a que las longitudes de onda cortas posibilitan el uso de antenas de alta ganancia muy compactas que compensan en parte las pérdidas introducidas, se dispone de un mayor ancho de banda para la transmisión de datos y se reduce el alcance de las interferencias, permitiendo incluso la instalación de sistemas privados de corto alcance en entornos “indoor”.

d) Describa los criterios de calidad que se deben tener en cuenta en la planeación de un radioenlace: indisponibilidad, rendimiento, BER, y todos aquellos que considere pertinentes; incluya su descripción matemática.

· INDISPONIBILIDAD

Tiempo en el cual la tele protección se e encuentra activa para transmitir y recibir, El cálculo de indisponibilidad, debe considerar los tiempos por falla tanto en los equipos de tele protección como en los medios de comunicación. Adicionalmente, se deben considerar los tiempos en que el sistema de tele protección este bloqueado manualmente

Calidad de un radioenlace en cuanto a fidelidad

Encontrándose un radioenlace en condiciones de disponibilidad, pueden aparecer situaciones transitorias de funcionamiento degradado en forma de microcortes o aumento del ruido o distorsión de la señal. Los criterios de calidad en cuanto a fidelidad, especifican las degradaciones normales y máxima admisible que puede sufrir la información, junto con el tiempo máximo en que no debe rebasarse esa degradación. El parámetro básico de calidad de error de cualquier sistema de transmisión digital, es la Tasa de errores en los bits (BER). Debe resaltarse que la calidad de error de un sistema únicamente se define y evalúa cuando tal sistema se encuentra en estado disponible. Distinguimos las siguientes situaciones de error:

1. Segundo con errores (ES, ErroredSecond): Período de tiempo de 1 segundo en el que hay uno o más bits erróneos.

2. Segundo con muchos errores (SES, SeverelyErroredSecond): Período de 1 segundo en el que la tasa de errores BER es mayor que 10-3 .

3. Segundo sin errores (EFS, Error Free Second): Período de 1 segundo en que no hay errores de bit. A partir de estas magnitudes, se han definido los siguientes parámetros de calidad de error: - Proporción de segundos con errores (ESR: ErroredSecond Ratio): Cociente entre ES y el número total de segundos de un intervalo de tiempo de medición. - Proporción de segundos con muchos errores (SESR: SeverelyErroredSecond Ratio): Cociente entre SES y el número total de segundos de un intervalo de tiempo de medición. Teoría general sobre radioenlaces 34 Diseño de una red de transmisión de acceso UMTS (UTRAN) con Radio Mobile Para radioenlaces analógicos, la calidad en cuanto a fidelidad de la señal se expresa bien mediante determinados valores de la relación señal/ruido (S/N) en un canal o de ruido en el canal, para una potencia de señal normalizada y ciertos porcentajes de tiempo. En los radioenlaces digitales la calidad se formula en términos de los parámetros ESR y SESR. La fijación de valores para los parámetros de calidad y para los porcentajes de tiempo equivale, en esencia, a imponer la condición de que el desvanecimiento, causante del incremento del ruido o de la tasa de errores, no supere unos límites determinados durante más de los porcentajes de tiempo establecidos

Indisponibilidad: se produce cuando la señal recibida no alcanza el nivel de calidad mínimo exigido, lo que se traduce en un aumento significativo de la tasa de error. Es decir, existe una interrupción del servicio puesto que el demodulador no puede recuperar correctamente la señal de voz, vídeo o datos transmitida.

Las causas de estas interrupciones pueden ser muy diversas, aunque podemos destacar las siguientes: ruido externo e interferencias, atenuación por lluvia, obstrucción del haz, desvanecimientos de la señal radioeléctrica o fallos y averías de los equipos.

UMBRAL Y MARGEN BRUTO DE DESVANECIMIENTO

La calidad de un enlace es una función del porcentaje de tiempo que la señal recibida podría encontrarse por debajo del nivel umbral o threshold del receptor, relativo al período de tiempo total observado. Es por esto que hay que fijar una diferencia necesaria entre el nivel nominal de la señal y ese valor umbral conocida como margen de desvanecimiento o margen de fading.

Sintetizando, además de la elección de los equipos de radio y de sus parámetros de funcionamiento, los factores más importantes que determinan las prestaciones de un sistema fijo de acceso inalámbrico son:

· la buena situación de las antenas,

· la correcta planificación del enlace radioeléctrico,

· la elección de un canal libre de interferencias y

· además, los criterios tratados en el punto C anterior.

Sólo con una buena planificación del enlace entre antenas puede conseguirse evitar las interferencias y los desvanecimientos de la señal, alcanzando una alta disponibilidad en el sistema. La planificación del enlace radioeléctrico de un sistema de radiocomunicaciones comienza con el cálculo del alcance. Para ello se deben conocer la banda de frecuencias, las características climáticas de la zona y las especificaciones técnicas de los equipos de radio: potencia del transmisor, ganancia de las antenas, sensibilidad del receptor, tasa de error, disponibilidad, etc. Este cálculo del alcance del sistema constituye una primera estimación teórica que deberá verificarse tras la instalación de los equipos. La utilización de aplicaciones informáticas de simulación con cartografías digitales del terreno y de los edificios constituye una potente herramienta de ayuda en la planificación. Valiéndose de las mismas es posible determinar las mejores localizaciones para instalar las antenas y estimar su alcance o cobertura, así como los posibles niveles de interferencia que provienen de otros emplazamientos vecinos, especialmente en el caso de sistemas celulares o de acceso radio punto a multipunto. Posteriormente, las visitas a los posibles emplazamientos permiten determinar su aptitud para albergar los equipos de radiocomunicaciones

e) Consulte y describa los dispositivos de medición y los tipos de mediciones que se realizan en un radioenlace.

· ANALIZADOR DE REDES

Analiza las propiedades de la reflexión y transmisión de señales eléctricas, usado ampliamente en altas frecuencias y fabricación de amplificadores de alta potencia y en filtros para señales de radiofrecuencia obteniendo parámetros respuestas a las señales. Existen dos tipos de analizadores

- SNA (Scalar Network Analyzer), analizador de redes escalar el cual mide las propiedades en amplitudes solamente.

- VNA (Vector Network Analyzer), Analizador de redes vectoriales el cual mide las propiedades de la amplitud y la fase.

· ANALIZADOR DE ESPECTRO

Permite visualizar en una pantalla los componentes espectrales de frecuencias de las señales presentes en la entrada, permite medir los valores de potencia tensión eléctrica, existen dos tipos:

- Un Analizador Analógico: Muestra el espectro en ondas eléctricas, acústicas, ópticas, radiofrecuencia, entre otras.

- Un Analizador Digital: Mediante procesos matemáticas transforma una señal en sus componentes espectrales.

· BOLOMETRO

Sensor de potencia que opera cambiando la resistencia en función de la temperatura, esta resulta de convertir la energía en un elemento bolo métrico como puede ser el termistor

· TERMOCUPLA

Mediante la ley de coulomb la cual indica que cuando se calienta un extremo del metal produce electrones libres que migran al otro extremo produciendo un campo eléctrico lo cual permite hallar la diferencia de potencial.

· DIODO DETECTOR

Convierte valores de picos de potencia, permitiendo analizar constantemente en el monitor las etapas de potencia de los quipos transreceptores, es decir, permite medir la potencia promedio en lugar del valor pico de potencia.

· FRECUENCÍMETRO

Permite medir la frecuencia, contando el número de repeticiones de la onda, permitiéndonos visualizar el periodo, se expresa en Hz.

· OSCILOSCOPIO

Instrumento electrónico para la representación de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo, donde x es tiempo y y valores de la tensión.

· GENERADOR DE SEÑALES

Dispositivo electrónico que genera patrones de señales periódicas o no periódicas analógicas o digitales.

2. De acuerdo con los conceptos definidos en la actividad anterior, analice y realice el cálculo de todos los elementos necesarios en la planificación del radioenlace del proyecto escogido por el grupo en la actividad 1, defina si el radioenlace es viable de acuerdo a los criterios de calidad definidos en 1d.

Con el fin de tener claridad sobre la problemática que se está trabajando durante el semestre a continuación describo el problema y la solución propuesta.

Problema planteado:

a) Problemática identificada:

Cobertura insuficiente en hogares que cuentan con varias habitaciones y pisos dentro de la casa o apartamento.

b) Descripción de la problemática propuesta:

Actualmente muchos hogares en Medellín y su área metropolitana cuentan con casa y/o apartamentos de 2 o más pisos con habitaciones en ambos niveles, lo que dificulta la conectividad a la red Wifi del modem que se encuentra instalado en dicha casa, lo que puede alterar las conexiones de varios equipos inalámbricos (Tablets, portátiles, celulares, entre otros) desde cualquier lugar de la misma.

c) Solución propuesta a la problemática identificada:

Con el fin de poder mejorar la cobertura y el rendimiento del cable modem en hogares que se requiere, se propone ampliar la cobertura dentro de la casa así:

· Aumentar y mejorar el perfil o velocidad de las megas, esto se logra con el operador que nos preste el servicio inicialmente, para así aumentar la capacidad de equipos inalámbricos que se puedan conectar a la vez, sin afectar la velocidad de conexión.

· Instalar un repetidor de señal en el lugar donde el cable modem principal no alcanza a cubrir, con el fin de amplificar la señal inalámbrica y mejorar así la cobertura.

Se pueden contemplar la posibilidad que se instale en modem inicial en el segundo piso del apartamento para así cubrir las habitaciones de este nivel y posteriormente realizar la conexión de repetidor en el primer piso que permita replicar la señal y por ende cubrir las habitaciones faltantes sin afectar esta la distancia con el modem principal.

Si el apartamento cuenta con una caja de distribución se podría ubicar el modem principal suministrado por el cable operador en el centro del lugar, para de esta manera mitigar los obstáculos que no permitan el acceso inalámbrico, propagando mucho mejor en un espacio libre, señal emitida por el modem

Con el fin de iniciar todo el diseño del sistema a continuación cálculo de los elementos necesarios en la planificación del radioenlace del proyecto escogido por el grupo en la actividad 1, defina si el radioenlace es viable de acuerdo a los criterios de calidad definidos en 1d.

Descripción grafica del sistema:

1. Antena – edificio

2. Señal Apartamento

3. Distribución interna

Definición de coordenadas:

Estación base: es el lugar de donde se emite la señal del radio operador

Estación Base

Latitud

6°14'54.68"N

Longitud

75°34'1.62"O

Repetidora: es la antena que recibe la señal para transmitirla al apartamento

Repetidora A

Latitud

6°16'40.87"N

Longitud

75°41'25.05"O

Apartamento

Apartamento – Corregimiento Palmitas

Latitud

6°20'60.00"N

Longitud

75°42'0.00"O

DESCRIPCION DE LAS CARACTERISTICAS DEL RADIOENLACE

Perfil de elevación

Con las gráficas anteriores se puede definir que el radio enlace es apropiado, ya que del punto inicial se genera una pendiente hace la torre repetidora con mínimo de obstáculos que puedan afectar la transmisión de señal, y posteriormente se evidencia una línea descendente también con mínimo de obstáculos lo que permite que la señal llegue a nuestro apartamento correctamente para la distribución interna.

Tipo de antena Yagi

CONCLUSIONES

· Luego de analizar el trabajo podemos entender conceptos necesarios y de gran relevancia al momento de diseñar y proponer un radio enlace.

· Es de gran ayuda para el desarrollo del problema planteado, conocer los aspectos a los cuales se les debe dar solución y las exigencias descritas en el planteamiento del problema, así podemos concentrar nuestro trabajo dando cumplimiento dichas especificaciones

· Los tipos de antenas se deben tener claros para así poder seleccionar y brindar la mejora cobertura y señal según los requisitos solicitados.

· El trabajo en equipo nos permite unificar, aclarar conceptos e ideas con el fin de dar las mejores soluciones a las preguntas propuestas en la guía de actividades.

· Las herramientas de simulación nos ayudan a caracterizar rápidamente para poner a prueba sus condiciones y cambiarlas si es necesario para obtener mejores resultados

Definición de Radio enlace tomada del siguiente link: http://www.radiocomunicaciones.net/radio/radio-enlace-que-es-un-radioenlace/

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Opcionalmente, si el grupo colaborativo realiza la discusión de definición de los elementos del proyecto grupal en el sitio “LOOMIO” recibirá 10 puntos extra.

https://www.loomio.org/g/Buz50vTR/microondas

PAGINA DISEÑADA EN WIX POR PARTE DEL GRUPO

https://jamesbetancourthds.wixsite.com/misitio/blog/microondas-conceptos-básicos-y-definiendo-el-proyecto

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REFERENCIAS

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· Electrónica Unicrom (2016), Las microondas aplicaciones, frecuencias, longitud de onda. Recuperado el 16 de marzo del 2018: https://unicrom.com/las-microondas-aplicaciones-frecuencia-longitudes-onda/

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