Sistemas de Microondas - Capítulo I Introducción
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Este documento describe los sistemas de comunicaciones por microondas. Explica cómo se usan las microondas para sistemas de telefonía celular, satelitales, Wimax y punto a multipunto, así como aplicaciones médicas y de radar. También describe la topología típica de una red de microondas y los rangos de frecuencias utilizados para el transporte en redes de telecomunicaciones.
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W = 0.001 x 10[Potencia en dBm / 10 dBm]
Para un equipo que tiene una potencia Tx de
+18dBm, la cual convertida a vatios es 0.064 W
o 64 mW.
dBm = 10 x log [Potencia en Vatios / 0.001W]](https://image.slidesharecdn.com/1-191122224647/85/Sistemas-de-Microondas-Capitulo-I-Introduccion-61-320.jpg)
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Existen ciertas guías dadas por la FCC (de EE. UU.) que
deben ser consideradas en términos de la cantidad de
energía radiada por la antena. Esta ‘energía’ es medida
en une de dos formas:
1. Potencia efectiva radiada isotrópica
Effective Isotropic Radiated Power (EIRP)
medida en dBm = potencia a la entrada de la antenna
[dBm] + ganancia relativa de la antena [dBi]
2. Potencia efectiva radiada
Effective Radiated Power (ERP)
medida en dBm = potencia a la entrada de la antenna
[dBm] + ganancia relativa de la antena [dBd]](https://image.slidesharecdn.com/1-191122224647/85/Sistemas-de-Microondas-Capitulo-I-Introduccion-64-320.jpg)
Sistemas de Microondas - Capítulo I Introducción
- 1. Sistemas de Comunicaciones por Microondas Introducción (EE-536 / IT-235) Ing. Marcial López Tafur mlopez@uni.edu.pe 2019
- 2. EE 536 / IT 235 2 Formas de comunicarse Terminal Terminal
- 3. EE 536 / IT 235 3 Aplicaciones de la Ingeniería de Microondas • Sistemas de comunicaciones – Sistemas de telefonía celular (enlaces entre celdas) – Sistemas satelitales – Wimax – Sistemas punto a multipunto – UWB • Sistemas de Radar • Reconocimiento ambiental remoto • Aplicaciones médicas
- 4. 4 Topología de una Red de Microondas Sistema de transporte Sistema de Acceso (2G, 3G, 4G, 5G) Pto a Pto PTP Pto a Mpto PTM
- 5. EE 536 / IT 235 55 Sistema de transporte a) 4 400 – 5 000 MHz b) 5 925 – 6 425 MHz c) 6 430 – 7 110 MHz d) 7 125 – 7 425 MHz e) 7 425 – 7 725 MHz f) 7 725 – 8 275 MHz Rangos de Frecuencias utilizados para el Transporte en las Redes de Servicios de Telecomunicaciones La asignación de espectro en estas bandas es a solicitud de parte, sujeto a la disponibilidad en una misma área geográfica g) 10 100 – 11 700 MHz h) 10 700 – 11 700 MHz i) 14 400 – 15 350 MHz j) 17 700 – 19 700 MHz k) 21 200 – 23 600 MHz l) 37 000 – 38 600 MHz
- 6. EE 536 / IT 235 6 Aplicaciones • Redes privadas de voz, datos y video. • Extensión de LAN • Servicio de Internet • Conexiones punto-a-punto de alta velocidad • Multicast de Video (entrenamiento) • Vigilancia por video • Voice over IP (VoIP) • e-government y programas sociales – Educación – Salud – Seguridad – Administración pública • Monitoreo Remoto
- 7. EE 536 / IT 235 7 Aplicación: Plataformas petroleras
- 8. EE 536 / IT 235 8 Problema: Necesidad de servicios de Voz y datos a 4,800 mts de altura sobre el nivel del mar en la cordillera de los Andes con temperaturas de -40°C y vientos que han superado los 140 Km/h Solución: Instalar un sistema multipunto con dos clusters a 4800mts y 4600mts sobre el nivel del mar para cubrir el área de oficinas, producción y campamento. Resultados: Plena satisfacción del cliente en los servicios de telefonía y datos que se están brindando. Se planea expandir el sistema incorporando monitoreo remoto con cámaras IP. Minería Lugares inaccesibles. - Condiciones extremas EJEMPLO
- 9. EE 536 / IT 235 9 Wireless SCADA & Intelligent Video Surveillance Up 3,2 Kms Up 16 Kms P-a-P UP to 128 Kms* Remote Site Remote Site Remote Site P-a-P UP to 128 Kms*
- 10. EE 536 / IT 235 10 Tipos de estaciones de μO
- 11. Para las microondas EE 536 / IT 235 11
- 12. EE 536 / IT 235 12 Bandas de frecuencias μO
- 13. EE 536 / IT 235 13 Evolución de las μO
- 14. EE 536 / IT 235 14 Tipos de redes de μO
- 15. EE 536 / IT 235 15 Comparación entre μO y fo
- 16. EE 536 / IT 235 16 Ejemplos de dBs dBi dBd Ganancia de antena con referencia al radiador isotrópico (ganancia unitaria) Ganancia de antena con referencia a la antena dipolo de media onda (2.2 dBi) Ejemplo, una antena parabólica (plato) de 0.6 m operando a 18 GHz tendrá una ganancia nominal de 38 dBi Doblando el diámetro (1.2) adiciona 6 dB resultando en 44 dBi A una antena parabólica (plato) de 0.6 m operando a 1.8 GHz tendrá una ganancia nominal de 32 dBi
- 17. EE 536 / IT 235 17 Factor / Figura de Ruido Sistema LinealSi/Ni So/No Noise Factor (f) = (S/N) i / (S/N) o Noise Figure (NF) = 10 log ( f ) Note: Señal y Ruido están en unidades de potencia
- 18. EE 536 / IT 235 18 Pérdida de Retorno (Return Loss) RLdB = 20 log (1/r) VSWR + 1 VSWR - 1 r = Pérdida de Retorno en dB Relaciona el grado de adaptación de la fuente a la carga Coeficiente de Reflexión
- 19. EE 536 / IT 235 19 Fuente Isotrópica (Antena) Una fuente isotrópica radia potencia uniformemente en todas direcciones.
- 20. EE 536 / IT 235 20 Polarización Onda Electromagnética Campo H Campo E Dirección de Propagación Líneas H Líneas E
- 21. EE 536 / IT 235 21 Polarización Circular Ambos Ey y Ex están presente con igual magnitud y 90° de diferencia de fase
- 22. EE 536 / IT 235 22 Patrón de Radiación – Dipolo /2 Dipolo Vertical Dipolo Horizontal
- 23. EE 536 / IT 235 23 Antena Microonda Sólida (Típica)
- 24. EE 536 / IT 235 24 Antena de Grilla para Microondas (Típica)
- 25. EE 536 / IT 235 25 Ganancia de una antena La habilidad de una antena de concentrar la potencia radiada, o inversamente de absorber efectivamente la potencia incidente de una dirección, está especificada en términos de su Ganancia (o Directividad). La potencia radiada por unidad de área en cualquier dirección está dada por el Vector Poynting. P = E2 hn E = hn H
- 26. EE 536 / IT 235 26 Patrón de Radiación de una Antena para microondas Nivel Isotrópico Ganancia 3dB Haz principal Primer lóbulo lateral F/B Lóbulo posterior 0 +180-180 HPBW
- 27. EE 536 / IT 235 27 Ejemplo de patrones de radiación de panel para móviles Vertical Horizontal
- 28. EE 536 / IT 235 28 Parámetros Físicos de una Antena • Tamaño (Diámetro) • Resistencia / Carga al viento • Peso • Material(es) con que está hecho • Giro y deslizamiento en torre (Tower Twist & Sway)
- 29. EE 536 / IT 235 29 Parámetros Eléctricos de la Antena • Ganancia (dB) • Ancho de haz (radianes o grados) • Patrón de radiación • Discriminación de Polarización Cruzada (XPD en dB) • Relación frente a espalda (Front to Back – F/B) • Relación de onda estacionaria de voltaje (VSWR) • Pérdida de retorno (Return Loss – RL en dB)
- 30. EE 536 / IT 235 30 Velocidad de las ondas de Radio Velocidad de las ondas de Radio en “Espacio libre”: n0 Velocidad de las ondas de Radio en la Atmósfera: n Bajo condiciones atmosféricas normales (temperatura, presión, y contenido de agua) la velocidad de las ondas de radio es menor cerca de la superficie de la Tierra n0 = 300 x 106 m/s
- 31. EE 536 / IT 235 31 Velocidad de las ondas de Radio Tx n0 n1 n2 nn
- 32. EE 536 / IT 235 32 Índice de Refractividad (n) n = n0 / n Es espacio libre n = 1.0 en la atmósfera n = ? A condiciones estándares, y cerca de la superficie de la Tierra, n = 1.0003 aprox.
- 33. EE 536 / IT 235 33 Inclinación de las ondas de radio Tx n0 n1 n2 nn Frente de Onda Inclinación del frente de onda
- 34. EE 536 / IT 235 34 Pérdidas de RF en espacio libre S Pt Densidad de potencia S = Pt /4r2 en Watts/m2 r
- 35. EE 536 / IT 235 35 La apertura de una antena isotrópica está dada por: 2 / 4 La potencia disipada en una carga conectada al terminal de la antena es: Pr = (Pt / 4 r2) x (2 / 4 ) = 2 Pt / (4 r)2 Pr/Pt = 2 /(4 r)2 En el área de Comunicaciones por radios de microondas, la pérdida de espacio libre (FSL) es normalmente expresada en dB, la frecuencia (f) en GHz, y la distancia (d) en Km.: FSL = 92.45 + 20 log f + 20 log d
- 36. EE 536 / IT 235 36 Pasos en el diseño de enlaces • Selección del sitio (alternativas) • Construcción del perfil del trayecto • Prospección del sitio y del enlace • Cálculos del enlace • Análisis del Rendimiento • Especificaciones del equipamiento
- 37. EE 536 / IT 235 37 Tx Rx 1ª Zona de Fresnel Configuración Sistema Típico
- 38. EE 536 / IT 235 38 Perfil del trayecto, 18 GHz, 0.6F1, K = 4/3 Distance in km 45.00 33.67 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 Elevationinm
- 39. EE 536 / IT 235 39 Perfil del trayecto, 18 GHz, 0.6F1, K = 2/3 45.00 33.67 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 Distance in km Elevationinm
- 40. EE 536 / IT 235 40 Atenuación Característica del Trayecto 115 120 125 130 135 140 145 150 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 18 GHz 23 GHz Distance in km AttenuationindB Doblar la distancia añade 6 dB
- 41. EE 536 / IT 235 41 Desvanecimiento de las ondas de radio El desvanecimiento es una variación en el tiempo de: • Fase • Polarización, y / o • Nivel de la señal de RF recibida
- 42. EE 536 / IT 235 42 Definición de Términos del desvanecimiento Margen de desvanecimiento Nivel de umbral 1 0.1 0.01 Duración del desvanecimiento 0 -20 -40 dB dB dB Time RSL
- 43. EE 536 / IT 235 43 Causas del desvanecimiento de las ondas de radio •Refracción, •Reflexión, •Difracción, •Dispersión, y •Entubamiento (Ducting) Como resultado de las variaciones de las condiciones atmosféricas
- 44. EE 536 / IT 235 44 Enlace de Radio - Modelo Simplificado Tx Rx Atenuación Lt Lr Pt Pr Gt Gr Lp • Espacio libre • Obstrucciones del trayecto • gases atmosféricos • multitrayecto • Dispersión del haz • Variación del ángulo de arribo y partida • Precipitación (lluvia) • Arena y tormentas de polvo
- 45. EE 536 / IT 235 45 Cálculos del enlace Tx Rx d = 12 km f = 18 GHz Pt = 23 dBm Lt = 1.5 dB Gt = 38 dBi Gr = 38 dBi Lr = 1.5 dB Pr = ? dBm Pr = Pt – Lt + Gt – Lp + Gr – Lr dBm Lp = 92.45 + 20 log(18) + 20 log(12) = 139.14 dBm Pr = 23 – 1.5 + 38 – 139.14 + 38 – 1.5 = – 43.14 dBm
- 46. EE 536 / IT 235 46 Configuración de Repetidor Pasivo Tx Rx d = 0.8 km f = 18 GHz Pt = 23 dBm Lt = 1.5 dB Gt = 38 dBi Gr = 38 dBi Lr = 1.5 dB Pr = ? dBm d = 12 km Gt = 42 dBi Gt = 42 dBi 1 dB
- 47. EE 536 / IT 235 47 Consideraciones de Diseño • Especificación del Equipamiento • Especificación de la antena • Características del trayecto • Altura de las antenas • Tasa de lluvia en la zona • Velocidad del viento • Temperatura, Presión, Humedad
- 48. EE 536 / IT 235 48 Data del enlace de Microondas • Ubicación del sitio (longitud, latitud, altura) • Frecuencia de transmisión (GHz) • Frecuencia de Recepción (GHz) • Polarización (Vertical, Horizontal o ambas) • Potencia de Transmisión (W, mW, o dBm) • Tipo de terreno sobre el que pasará
- 49. EE 536 / IT 235 49 Bandas de Radio Frecuencia VLF 3 Hz 30 kHz LF 30 kHz 300 kHz MF 300kHz 3 MHz HF 3 MHz 30 MHz VHF 30 MHz 300 MHz UHF 300 MHz 3 GHz SHF 3 GHz 30 GHz EHF 30 GHz 300 GHz
- 50. EE 536 / IT 235 50 Plan Generalizado de Frecuencias f1 f3f2 fn f1’ f3’f2’ fn’f0 Banda inferior Banda superior Brecha central f Separación Tx - Rx Rango de Frecuencias
- 51. EE 536 / IT 235 51 Configuración Genérica de un Sistema de Microondas Tx DPU Tx RF Rx DPU DEM Rx RF RF BR Data Interface MOD G.703 HDB3 (Two way) One way Antena Parabólica Guía de onda IF RF (1 Watt) RF Digital Cuarto de equipos Torre
- 52. EE 536 / IT 235 52 Configuración Sistema Dividido (FI) Tx DPU Tx RF Rx DPU DEM Rx RF RF BR Data Interface MOD G.703 HDB3 (Bipolar) Unipolar Parabolic Antenna IF RF (o.1 Watt)Digital Cuarto de equipos Torre MxMx
- 53. EE 536 / IT 235 53 Ejemplo de Instalación
- 54. EE 536 / IT 235 54 Otro ejemplo
- 55. EE 536 / IT 235 55 • Puede ser un simple “salto” de un 1 Km. o menos • Puede ser un enlace tipo columna vertebral troncal o backbone de 1000 Km., con múltiples saltos – Usualmente 20-40 Km./salto sobre terreno “plano” para el rango de 2-8-GHz – Montaña a montaña puede alcanzar hasta 180 km • Hasta tarde en los años 80, las microondas fueron el sistema troncal mas popular en muchos países (ahora lo es la fibra óptica) • Microondas son con “línea-de-vista” (LOS) – La atmósfera puede inclinar las microondas El enlace de microondas
- 56. EE 536 / IT 235 56 • Usos típicos: – Señales de Voz, video o data combinadas vía multiplexación para crear una banda base – Puede ser modulación analógica o digital – Esta señal es modulada a una banda de FI (frecuencia intermedia) – La señal es heterodinada (upconverted) a RF para transmitirla a través de la atmósfera – Lo inverso pasa en el receptor
- 57. EE 536 / IT 235 57 • Las frecuencias de microondas usuales están entre los 3 GHz y 60 GHz • Antenas: –Microondas usualmente emplean las te tipo parabólico. –Las antenas tienen que ser altamente direccionales –El haz es concentrado de una manera similar al del telescopio (receptor) y faro (transmisor), las Microondas siguen muchas de las reglas de la óptica
- 58. EE 536 / IT 235 58 • Torres – El costo de las torres auto-soportadas se incrementa exponencialmente con la altura – El costo de las torres ventadas (suportadas por alambres) se incrementa linealmente, es barato – A mayor altura de torre, se necesita mayor terreno • Torres ventadas requieren alambres que se extienden fuera de la torre a una distancia igual al 80% de la altura de al torre. Una torre de 100 m necesita casi 4 hectáreas • Considere: la dureza/blandura del terreno, condiciones del viento, restricciones de tráfico aéreo, códigos de construcción, número y balance de las antenas en la torre etc.
- 59. EE 536 / IT 235 59 • Propagación de espacio libre – Como toda energía electromagnética, las microondas viajan a través del espacio – So, sí no hay deterioros ú obstáculos atmosféricos o físicos ¿debería existir pérdidas? • Si: existen pérdidas de espacio libre • El haz se ensancha a medida que se mueve lejos de la fuente • Ejemplo: 48km de salto sufre 132dB de pérdida a 2 GHz y 148dB a 12 GHz • Sí se transmite con 1 watt, se recibirá 10-13 W (con antena isotrópica) y 10-5 (con antena parabólica)
- 60. EE 536 / IT 235 60 Potencia de Transmisión Tx Tx es la abreviatura de “Transmisor” Todos los equipos transmisores de Microondas tienen un cierto nivel de potencia de Tx que el equipo de radio genera en la interface de RF. Esta potencia es calculada como la cantidad de energía entregada a través de un determinado ancho de banda y es usualmente medido en una de estas dos unidades: 1. dBm – nivel de potencia relativo referenciado a 1 millivatio (miliwatt) 2. dBw – nivel de potencia lineal referenciado a 1 Vatio (Watt)
- 61. EE 536 / IT 235 61 W = 0.001 x 10[Potencia en dBm / 10 dBm] Para un equipo que tiene una potencia Tx de +18dBm, la cual convertida a vatios es 0.064 W o 64 mW. dBm = 10 x log [Potencia en Vatios / 0.001W]
- 62. EE 536 / IT 235 62 Sensitividad de Rx Rx es la abreviatura para “Receptor” Todos los radios también tienen un cierto punto de no retorno ‘point of no return’, donde si ellos reciben una señal menor que la Sensitividad del Rx fijada, el radio no será capaz de ‘ver’ la data. Esto está también establecido en dBm o W. Por ejemplo un radio que tiene una sensitividad de recepción de –82 dBm. A este nivel, el Bit Error Rate (BER) es de 10-5 (99.999%). EL nivel de recepción real de un radio varía dependiendo de muchos factores.
- 63. EE 536 / IT 235 63 Potencia Radiada En un sistema inalámbrico, las antenas son usadas para convertir las ondas eléctricas en ondas electromagnéticas. La cantidad de energía que la antena puede ‘amplificar’ las señales transmitidas o recibidas es referida como la Ganancia (Gain). La ganancia de una antena es medida en: 1.dBi: relativa a un radiador isotrópico 2.dBd: relativa a la radiación de un dipolo de /2 0 dBd = 2.15 dBi 0dBi = 0 dBd + 2.15 dB
- 64. EE 536 / IT 235 64 Existen ciertas guías dadas por la FCC (de EE. UU.) que deben ser consideradas en términos de la cantidad de energía radiada por la antena. Esta ‘energía’ es medida en une de dos formas: 1. Potencia efectiva radiada isotrópica Effective Isotropic Radiated Power (EIRP) medida en dBm = potencia a la entrada de la antenna [dBm] + ganancia relativa de la antena [dBi] 2. Potencia efectiva radiada Effective Radiated Power (ERP) medida en dBm = potencia a la entrada de la antenna [dBm] + ganancia relativa de la antena [dBd]
- 65. EE 536 / IT 235 65 Pérdidas de Energía En todo sistema de comunicación inalámbrico hay muchos factores que contribuyen a la pérdida de la intensidad de señal. Cables, conectores, lightning arrestors, pueden tener impacto en el rendimiento de su sistema sí no son instalados adecuadamente. En un sistema de ‘baja potencia’ cada dB que usted pueda ahorrar es importante!! Recuerde la “Regla de los 3 dB”. Por cada 3 dB ganancia/pérdida usted podrá doblar su potencia (gain) o perder la mitad de su potencia (loss).
- 66. EE 536 / IT 235 66 -3 dB = 1/2 power -6 dB = 1/4 power +3 dB = 2x power +6 dB = 4x power Fuentes de atenuación o pérdida en un sistema inalámbrico: • por espacio libre, • cables, • conectores, • cables de interconexión, • obstrucciones
- 67. EE 536 / IT 235 67 Para cuantificar la Línea de Vista, La teoría de las Zonas de Fresnel es aplicada. Piense en que la zona de Fresnel como una pelota de fútbol americano colocada entre dos sitios los cuales proveen un camino o trayecto para la señal de RF. Un trayecto aceptable para un enlace de radio con Línea de Vista (“Line of Sight”) para 2.4 GHz, significa que al menos el 60% de la primera zona de Fresnel más 3 metros esté libre de cualquier obstrucción. Zonas de Fresnel
- 68. EE 536 / IT 235 68 2nd* 1st* 3rd* * Zonas de Fresnel Zonas de Fresnel
- 69. EE 536 / IT 235 69 Sitio A Sitio B• El diámetro de la Zona de Fresnel depende de la longitud de onda, la distancia entre los sitios o lugares de Tx / Rx • Para una mínima pérdida de difracción, la claridad mínima requerida es 0.6F1+ Factor d2 d1 Radio de la n th Zona de Fresnel dada por: La Primera Zona de Fresnel 1 2 1 2 = + n n d d F d d
- 70. EE 536 / IT 235 70 FiveNines™ V1.2
- 71. EE 536 / IT 235 71 Propagación de la Señal Así como la señal que deja la antena se propaga, o se dispersa, en el espacio. La selección de la antena determinará cuanta propagación ocurrirá. A 2.4 GHz es extremadamente importante asegurar que el trayecto (o túnel) entre las dos antenas este libre de cualquier clase de obstrucciones. De encontrar la señal en su propagación cualquier obstrucción en el trayecto, ocurrirá degradación de la señal. Árboles, edificios, postes, y torres son ejemplos comunes de obstrucciones del trayecto.
- 72. EE 536 / IT 235 72 La mayor cantidad de atenuación en un enlace de microondas (o sistema inalámbrico) se deberá a las pérdidas por la propagación en el espacio libre. La Pérdida de espacio libre (Free Space Loss ó FSL) es predecible y está dada por la fórmula: FSL(dB) = 32.45 + 20logf(en MHz) + 20LogD(en Km) La pérdida de espacio libre a 1Km usando una frecuencia de 2.4 GHz es: FSL(dB) = 32.45 + 20log (2400) + 20log (1) = 32.45 + 67.6 + 0 = 100.05 dB FSL(dB) = 92.45 + 20logf(en GHz) + 20LogD(en Km)
- 73. EE 536 / IT 235 73 Línea de Vista Conseguir una buena Línea de Vista (LOS) entre las antenas transmisoras y receptoras, es esencial, en ambos tipos de instalaciones: Punto a Punto y Punto a Multipunto. Generalmente hay dos tipos de LOS que son discutidos durante las instalaciones: 1. Optical LOS - esta relacionado a la habilidad de ver un sitio desde el otro. 2. Radio LOS – esta relacionado a la habilidad del receptor de ‘ver’ la señal transmitida.
- 74. EE 536 / IT 235 74 Cuando las obstrucciones invaden la primera zona de Fresnel muchas causas pueden presentarse las cuales afectarán el rendimiento del sistema. Las causas principales son: 1. Reflexión •Ocurre cuando las ondas incide sobre una obstrucción que es mucho mayor en tamaño comparada con la longitud de onda de la señal. •Ejemplo: reflexiones de la tierra y edificios. •Estas reflexiones pueden interferir con la señal original constructivamente o destructivamente
- 75. EE 536 / IT 235 75 2. Dispersión (Scattering) Ocurre cuando el trayecto contiene objetos cuyos tamaños son del orden del tamaño la longitud de onda o menos de la onda que está propagándose y también cuando el número de obstáculos son relativamente grandes. Es producido por objetos pequeños, superficies rugosas y otras irregularidades sobre el trayecto de la señal. Sigue el mismo principio que la difracción Causa que la energía del transmisor sea radiada en muchas direcciones Postes de luz y señales de tránsito pueden causar dispersión.
- 76. EE 536 / IT 235 76 3. Difracción • Ocurre cuando el trayecto de la señal de radio entre el TX y el RX es obstruido (no penetrable) con una superficie con irregularidades cortantes (bordes) • Explica como las señales de radio pueden viajar en entornos urbanos y rurales sin línea de vista entre las antenas TX y RX.
- 77. EE 536 / IT 235 77 El perfil del trayecto Las características del perfil del trayecto pueden cambiar en el tiempo, debido a la vegetación, edificaciones, etc.
- 78. EE 536 / IT 235 78 • Efectos Atmosféricos: –El oxígeno absorbe la energía de microondas • Pequeñas cantidades (0.01dB/km a 0.02dB/km para el rango de 2-26GHz) –La lluvia absorbe la energía de microondas • Cantidad significativa, especialmente a altas frecuencias: • No es un problema por debajo de los 6 GHz, pero en 12GHz, puede alcanzar los 10dB/km
- 79. EE 536 / IT 235 79 • Desvanecimiento: (multi-trayecto) – Cambia en amplitud sobre el tiempo – (2) tipos: plano (independiente de la frecuencia) o selectivo con la frecuencia (usualmente no ocurren simultáneamente) – Causados por variaciones atmosféricas (imposible de predicción exactas) – Desvanecimiento plano: atenuación por lluvia, entubamiento y torcedura del haz – Desvanecimiento selectivo a la frecuencia: • Las ondas pueden arribar al receptor del trayecto directo y de muchos otros trayectos (como el producido por un ducto débil que solamente lo desvía parcialmente) • Más pronunciado en verano, después del atardecer, antes del amanecer
- 80. EE 536 / IT 235 80 • Objetivos de Rendimiento: –La medida de la confiabilidad de un sistema es llamado “disponibilidad”. Nunca llega al 100% –No disponibilidad: • Fallas humanas (mantenimiento inadecuado, fallas de los equipos, temas de diseño etc.): evitables • Fallas no humanas (la causa primara es el cambio de las condiciones atmosféricas): inevitables en algún grado • Desastres: terremotos, huracanes, incendios, terrorismo etc.
- 81. EE 536 / IT 235 81 • Rendimiento: – No se puede predecir la cantidad de tiempo exacto de las interrupciones, pero se disponen de promedios estadísticos. – 99% suena bien, pero significa 14 min. Por día – En un sistema digital, 99% puede ser devastador – Muchos portadores de sistemas de radio diseñan para 99.999% • Aún esto causa 26 seg./mes: malo para la data • Mas importante es controlar el # de interrupciones que el tiempo total (distribución)
- 82. EE 536 / IT 235 82 • Rendimiento: –En razón de alcanzar buen rendimiento los sistemas DMR requieren equipamiento redundante y trayectos (diversidad). (2) tipos de diversidad: • Diversidad de espacio : el receptor puede tener 2 o más antenas, basado en la señal más fuerte, o de sumar las señales – No es muy probable que ocurran problemas en ambas antenas al mismo tiempo – Más barato que la diversidad de frecuencia • No tiene protección contra la lluvia
- 83. EE 536 / IT 235 83 • Diversidad de Frecuencia: • (2) transmisores envía la misma señal con (2) frecuencias diferentes vía (1) antena a (1) antena receptora que divide las señales • Requiere el doble de ancho de banda, más equipamiento y complejidad • Mucho menos efectivo que la diversidad de espacio • Ventaja: Puede trabajarse los dos enlaces con distinta información (sin diversidad)
- 84. Muchas gracias por su atención