Ing. Luarelys Miquilena. Sistemas de Comunicaciones II. Unidad 2: Radioenlaces T errestre de Microondas RADIOENLACES TERRESTRES DE MICROONDAS.

SISTEMAS DE RADIOMICROONDAS: Un radioenlace terrestre o microondas terrestre pro vee conectividad entre dos sitios (estaciones terrenas) en lnea de vista (Line-of -Sight, LOS) usando equipo de radio con frecuencias de portadora por encima de 1 GHz. La forma de onda emitida puede ser analgica (convencionalmente en FM) o dig ital. Las principales aplicaciones de un sistema de microondas terrestre son las siguientes: Telefona bsica (canales telefnicos) Datos Telegrafo/Telex/Facsmile C les de Televisin. Video Telefona Celular (entre troncales) Un sistema de microonda s consiste de tres componentes principales: una antena con una corta y flexible gua de onda, una unidad externa de RF (Radio Frecuencia) y una unidad interna de RF. Las principales frecuencias utilizadas en microondas se encuentran alrededor de los 12 GHz, 18 y 23 Ghz, las cuales son capaces de conectar dos localidades entre 1 y 15 millas de distancia una de la otra. El equipo de microondas que ope ra entre 2 y 6 Ghz puede transmitir a distancias entre 20 y 30 millas. Las licencias o permisos para operar enlaces de microondas pueden resultar un po co difciles ya que las autoridades deben de asegurarse que ambos enlaces no cause n interferencia a los enlaces ya existentes El clima y el terreno son los mayore s factores a considerar antes de instalar un sistema de microondas. Como por eje mplo, no se recomienda instalar sistemas en lugares donde no llueva mucho; en es te caso deben usarse radios con frecuencias bajas (es decir menores a 10 GHz). L a consideraciones en terreno incluyen la ausencia de montaas o grandes cuerpos de agua las cuales pueden ocasionar reflecciones de multi-trayectorias.

Ing. Luarelys Miquilena. Sistemas de Comunicaciones II. Unidad 2: Radioenlaces T errestre de Microondas MICROONDAS Se denomina as la porcin del espectro electromagntico que cubre las frec uencias entre aproximadamente 3 Ghz y 300 Ghz (1 Ghz = 10^9 Hz), que corresponde a la longitud de onda en vaco entre 10 cm. y 1mm. La propiedad fundamental que c aracteriza a este rango de frecuencia es que el rango de ondas correspondientes es comparable con la dimensin fsicas de los sistemas de laboratorio; debido a esta peculiaridad, las microondas exigen un tratamiento particular que no es extrapo lable (extrapolar: Es tratar una relacin entre variables como vlida fuera de los lm ites en que ha sido constatada... se habla de extrapolacin cuando el movimiento f uturo es supuesto que contina al movimiento pasado...) de ninguno de los mtodos de trabajo utilizados en los mrgenes de frecuencias con que limita. Estos dos lmites lo constituyen la radiofrecuencia y el infrarrojo lejano. En radiofrecuencia so n tiles los conceptos de circuitos con parmetros localizados, debido a que, en gen eral, las longitudes de onda son mucho mayores que las longitudes de los disposi tivos, pudiendo as, hablarse de autoinducciones, capacidades, resistencias, etc., debido que no es preciso tener en cuenta la propagacin efectiva de la onda en di cho elemento; por el contrario, en las frecuencias superiores a las de microonda s son aplicables los mtodos de tipo PTICO, debido a que las longitudes de onda com ienzan a ser despreciables frente a las dimensiones de los dispositivos. El mtodo de anlisis ms general y ampliamente utilizado en microondas consiste en la utiliz acin del campo electromagntico caracterizado por los vectores (E, B, D y H en pres encia de medios materiales), teniendo en cuenta las ecuaciones de MAXWELL (Las e cuaciones de Maxwell permitieron ver en forma clara que la electricidad y el mag netismo son dos manifestaciones de un mismo fenmeno fsico, el electromagnetismo), que rigen su comportamiento y las condiciones de contorno metlicos son muy frecue ntes a estas frecuencias, cabe destacar que, por ejemplo, el campo E es normal y el campo H es tangencial en las proximidades externas de un conductor. No obsta nte, en las mrgenes externas de las microondas se utilizan frecuentemente los mtod os de anlisis correspondientes al rango contiguo del espectro; as, a frecuencias e levadas superiores a las microondas son tiles los conceptos de RAYO, LENTE, etc., ampliamente utilizados en ptica, sobre todo cuando la propagacin es transversal e lectromagntica, (TEM, E y B perpendiculares entre s y a la direccin de propagacin) e n el espacio libre. Por otro lado, a frecuencias bajas de las microondas, colind antes con las radiofrecuencias, es til la teora de circuitos con parmetros distribu idos, en la que toma en cuenta la propagacin efectiva que va a tener la onda en u n elemento cualquiera. As, un trozo de cable metlico, que en baja frecuencia repre senta simplemente un corto circuito que sirve para efectuar una conexin entre ele mentos, dejando equipotenciales los puntos que une, a alta frecuencia un sistema cuya frecuencia, por efecto peculiar, puede no ser despreciable y cuya autoindu ccin puede causar una impedancia que sea preciso tomar en cuenta. Entonces es pre ciso representar este cable a travs de su impedancia (resistencia y autoinduccin) por unidad de longitud. El rango de las microondas est incluido en las bandas de radiofrecuencia, concretamente en las de UHF (ultra-high frequency - frecuencia ultra alta) 0,33 GHz, SHF (super-high frequency frecuencia super alta) 330 GHz y E HF (extremely-high frequency - frecuencia extremadamente alta) 30300 GHz. Otras b andas de radiofrecuencia incluyen ondas de menor frecuencia y mayor longitud de onda que las microondas. Las microondas de mayor frecuencia y menor longitud de onda en el orden de milmetros se denominan ondas milimtricas. La existencia de ond as electromagnticas, de las cuales las microondas forman parte del espectro de al ta frecuencia, fueron predichas por Maxwell en 1864 a partir de sus famosas Ecua ciones de Maxwell. En 1888, Heinrich Rudolf Hertz fue el primero en demostrar la existencia de ondas electromagnticas mediante la construccin de un aparato para g enerar y detectar ondas de radiofrecuencia.

Ing. Luarelys Miquilena. Sistemas de Comunicaciones II. Unidad 2: Radioenlaces T errestre de Microondas UHF (siglas del ingls Ultra High Frequency, `frecuencia ultraalta') es una banda del espectro electromagntico que ocupa el rango de frecuencias de 300 MHz a 3 GHz. En esta banda se produce la propagacin por onda espacial troposfrica, con una atenua cin adicional mxima de 1 dB si existe despejamiento de la primera zona de Fresnel. Caractersticas y ventajas de la banda UHF La transmisin punto a punto de ondas de radio se ve afectada por mltiples variables, como la humedad atmosfrica, la corri ente de partculas del sol llamada viento solar, y la hora del da en que se lleve a efecto la transmisin de la seal. La energa de la onda de radio es parcialmente abs orbida por la humedad atmosfrica (molculas de agua). La absorcin atmosfrica reduce o atena la intensidad de las seales de radio para grandes distancias. Los efectos d e la atenuacin aumentan de acuerdo a la frecuencia. Usualmente, las bandas de seal es de UHF se degradan ms por la humedad que bandas de menor frecuencia como la VH F. La capa de la atmsfera denominada ionsfera, puede ser til en las transmisiones a distancias largas de seales de radio con frecuencias ms bajas (VHF, etc.). La UHF puede ser de ms provecho por el ducto troposfrico donde la atmsfera se calienta y enfra durante el da. La principal ventaja de la transmisin UHF es la longitud de on da corta que es debido a la alta frecuencia. El tamao del equipo de transmisin y r ecepcin (particularmente antenas), est relacionado con el tamao de la onda. En este caso microondas. Los equipos ms pequeos, y menos aparatosos, se pueden usar con l as bandas de alta frecuencia. La UHF es ampliamente usada en sistemas de transmi sin y recepcin para telfonos inalmbricos. Las seales UHF viajan a travs de trayectoria s que son las lneas de vista. Las transmisiones generadas por radios de transmisin y recepcin (transceptores) y telfonos inalmbricos no viajan muy lejos como para in terferir con otras transmisiones locales. Algunas comunicaciones pblicas seguras y de negocios son tomadas en UHF. Las aplicaciones civiles como GMRS, PMR446, UH F CB, y los estndares WiFi 802.11b y 802.11g (los ms habituales en Europa) son uso s populares de frecuencias UHF. Para propagar seales UHF a una distancia ms all de la lnea de vista se usa un repetidor. SHF (siglas del ingls: Super High Frequency, frecuencia super alta) es una banda del espectro electromagntico que ocupa el ra ngo de frecuencias de 3 GHz a 30 GHz. Tambin es conocida como la banda centimtrica con un rango de frecuencias de entre 10 a 1 centmetro. Estas frecuencias son uti lizadas para dispositivos de microondas, telfonos moviles (W-CDMA), WLAN, y los r adares de ltima generacin. El estndar Wireless USB utilizar aproximadamente 1/3 del total de esta porcin del espectro radioelectrico. Algunos usos son las IEEE 802.1 1a Wireless LANs, Subidas y Bajadas de Satlites, y enlaces terrestres de alta vel ocidad. Caracterstica: En esta banda se produce la propagacin por trayectoria ptica directa. Sistemas que funcionan en SHF Televisin va satlite en la bandas C y Ku, r adioenlaces, radar. Frecuenca extremadamente alta o EHF (del ingls Extremely High Frequency) es la banda de frecuencias ms alta en la gama de las radiofrecuencias. Comprende las frecuencias de 30 a 300 gigahercios. Esta banda tiene una longitu d de onda de uno a diez milmetros, por lo que tambin se le da el nombre de banda u onda milimtrica. Aplicaciones: Es comnmente utilizada en radioastronoma. Tambin es de utilidad para sistemas de radar de alta resolucin Continuando con la parte de frecuencias en los sistemas de microondas, podemos acotar que Los equipos de mic roondas que operan a frecuencias bajas, entre 1 y 8 GHz, puede transmitir a dist ancias de entre 30 y 50 Kilmetros, la nica limitante de estos enlaces es la curvat ura de la Tierra, aunque con el uso de repetidores se puede extender su cobertur a a miles de kilmetros. La Tabla 1-2, muestra una lista de algunas de las bandas de microondas, para la operacin dplex (en dos sentidos) que se requiere en general en los sistemas de comunicacin por

Ing. Luarelys Miquilena. Sistemas de Comunicaciones II. Unidad 2: Radioenlaces T errestre de Microondas microondas, cada banda de frecuencias se divide a la mitad, la mitad inferior se llama banda baja y la superior es la banda alta. Tabla 1-2. Asignacin de las bandas de microondas.[1] Para los Sistemas de Microon das es necesario utilizar configuraciones de enlaces punto-punto y punto-multipu nto permitidas por los organismos reguladores de las telecomunicaciones. Las Cap acidades de los Sistemas de Radio Microondas analgicos van desde 12 canales de vo z hasta ms de 22.000. Los primeros sistemas tenan circuitos de voz multiplexados p or divisin de frecuencia y usaban modulacin convencional FM, los modelos actuales tienen circuitos de voz modulados por codificacin de pulsos y multiplexados por d ivisin de tiempo, usando tcnicas de modulacin digital (PSK, QAM). Nota: PSK, (Phase Shift Keyed), es un tipo de modulacin digital que utiliza una modulante binaria de 0 y 1, y una portadora analgica que cambia de fase acorde con la modulante. QA M (Modulacin por amplitud de cuadratura), es un tipo de modulacin digital en donde la informacin digital est contenida, tanto en la amplitud como en la fase de la p ortadora transmitida.

Ing. Luarelys Miquilena. Sistemas de Comunicaciones II. Unidad 2: Radioenlaces T errestre de Microondas Microondas en el Espectromagntico

Ing. Luarelys Miquilena. Sistemas de Comunicaciones II. Unidad 2: Radioenlaces T errestre de Microondas ESTRUCTURA GENERAL DE UN SISTEMA DE MICROONDAS. Un enlace de microondas consiste en tres componentes fundamentales: el Transmisor, el Receptor y el Medio Geogrfi co. El factor limitante en la propagacin de la seal en enlaces de microondas es la distancia que se debe cubrir entre el transmisor y el receptor, adems esta dista ncia debe estar libre de obstculos. Otro aspecto que se debe sealar es que en esto s enlaces, la lnea de vista entre el receptor y el transmisor debe tener una altu ra mnima sobre los obstculos que presente el terreno, para compensar este efecto s e utilizan torres para ajustar dichas alturas. La Figura 1-7, muestra la estruct ura general de un sistema de microondas. Figura 1-7. Estructura general de un sistema de microondas. Equipos Interiores Indoor (IDU). Los equipos tradicionales de microondas se encu entran ubicados en el interior de un bastidor metlico o rack, en la sala de equipos de transmisin. Una conexin va cable coaxial o gua de onda transporta la seal de RF a la antena montada en la torre como muestra la Figura 1-8. Para el Sistema de Ra dio Troncalizado estos equipos de radio microondas interiores IDU, deben estar m ontados en cada sitio de repeticin y en el control del sistema para enlazar los d iferentes sitios de la red de microondas. Figura 1-8. Equipos de interiores IDU.

Ing. Luarelys Miquilena. Sistemas de Comunicaciones II. Unidad 2: Radioenlaces T errestre de Microondas Equipos Exteriores Outdoor (ODU). Los Equipos Exteriores Outdoor, son pequeos tra nsductores que amplifican la potencia de las seales de RF tanto en recepcin como e n transmisin, ubicados cerca de las antenas, es decir en la torre, tienen la func in de amplificar la seal RF de un enlace de microondas que tiene una seal dbil, la c ual luego de amplificada se conecta con los equipos IDU. En la Figura 1-8, se ob serva la ubicacin fsica de estos elementos componentes de un sistema de enlaces de microondas. Factores que afectan un sistema de microondas

El clima y el terreno son los mayores factores a considerar antes de instalar un sistema de microondas. En resumen, en un radioenlace se dan prdidas por: Espacio libre Difraccin Reflexin Refraccin Absorcin Desvanecimientos Desajustes de uvias Gases y vapores Difraccin por zonas de Fresnel (atenuacin por obstculo) Desva necimiento por mltiple trayectoria (formacin de ductos) SISTEMAS DE MICROONDA ANALGICOS. Los Sistemas de Microonda Analgicos usan por lo g eneral modulacin en frecuencia FM y multiplexacin por divisin de Frecuencia (FDM), las seales FM son menos sensibles al ruido y se pueden propagar con menores poten cias de transmisin. El ruido de intermodulacin es un factor muy importante en el d iseo de sistemas de enlaces de microonda FM, en estos sistemas este ruido est en f uncin de la amplitud de la seal y de la magnitud de la desviacin de frecuencia. Los Sistemas de Microondas FM que usan un multiplexor adecuado capaz de conducir en forma simultnea desde unos pocos circuitos de voz en banda angosta, hasta miles de circuitos de voz y datos de alta velocidad, audio comercial y televisin comerc ial. En un transmisor de microondas FM, la banda base es la seal compuesta que mo dula la portadora FM y que abarca los siguientes sistemas: Canales de banda de v oz multiplexados por divisin de frecuencia. Canales de banda de voz multiplexados por divisin de tiempo. Televisin de calidad comercial.

Ing. Luarelys Miquilena. Sistemas de Comunicaciones II. Unidad 2: Radioenlaces T errestre de Microondas

El Sistema de Microondas Analgicos est estructurado de los siguientes componentes: Transmisor de Microondas Analgico, Receptor Microondas Analgico y el Medio Geogrfi co. Adems existen repetidores de microondas, utilizados para ampliar los alcances de los enlaces de microondas analgicos, como se menciona a continuacin. Ventajas de los enlaces de Microondas: Ms baratos Instalacin ms rpida y sencilla. Conservaci generalmente ms econmica y de actuacin rpida. Puede superarse las irregularidades de l terreno. La regulacin solo debe aplicarse al equipo, puesto que las caracterstic as del medio de transmisin son esencialmente constantes en el ancho de banda de t rabajo. Puede aumentarse la separacin entre repetidores, incrementando la altura de las torres. Desventajas de los enlaces de Microondas: Se requiere se frecuenc ias asignadas por el Gobierno para la explotacin de las frecuencias de operacin de l microondas. Explotacin restringida a tramos con visibilidad directa para los en laces( necesita Lnea Vista). Necesidad de acceso adecuado a las estaciones repetido ras en las que hay que disponer. Las condiciones atmosfricas pueden ocasionar des vanecimientos intensos y desviaciones del haz, lo que implica utilizar sistemas de diversidad y equipo auxiliar requerida, supone un importante problema en diseo . Ancho de banda limitado en comparacin de la fibra ptica. REPETIDORES DE MICROONDA. Un radioenlace esta constituido por equipos terminales y repetidores intermedios. La funcin de los repetidores es salvar la falta de vi sibilidad impuesta por la curvatura terrestre y conseguir as enlaces superiores a l horizonte ptico. La distancia entre repetidores se llama vano. NOTA: Vano: Enla ce radioelctrico entre dos estaciones. Caracterstica: Situacin de compromiso entre el nmero de vanos (mnimo) y la longitud de los mismos que tiene un lmite debido al desvanecimiento de la seal. Los Repetidores de microondas pueden ser de dos tipos : Pasivos.- estos repetidores son simples reflectores (espejos, o antenas back t o back) que slo cambian la direccin de propagacin. Se utilizan, en ciertos casos, p ara salvar obstculos aislados. En estos repetidores no hay ganancia, se limitan a cambiar la direccin del haz radioelectrnico. Activos.- estos repetidores reciben la seal de radiofrecuencia (RF), la amplifican y la retransmiten.

Ing. Luarelys Miquilena. Sistemas de Comunicaciones II. Unidad 2: Radioenlaces T errestre de Microondas PLANES DE FRECUENCIA - ANCHO DE BANDA EN UN RADIOENLACE POR MICROONDAS En una es tacin Terminal se requieran dos frecuencias por radio-canal. Frecuencia de emisin Frecuencia de recepcin En una estacin repetidora que tiene como mnimo una antena po r cada direccin, es absolutamente necesario que las frecuencias de emisin y recepc in estn suficientemente separadas, debido a: 1. La gran diferencia entre los nivel es de las seales emitida y recibida, que puede ser de 60 a 90 dB. 2. La necesidad de evitar los acoples entre ambos sentidos de transmisin. 3. La directividad ins uficiente de las antenas sobre todas las ondas mtricas. Por consiguiente en ondas mtricas (30-300 Mhz) y decimtricas (300 Mhz - 3 Ghz), conviene utilizar cuatro fr ecuencias (plan de 4 frecuencias). En ondas centimtricas, la directividad es mayo r y puede emplearse un plan de 2 frecuencias. Plan de 4 Frecuencias Plan de 2 Frecuencias En conclusin y en forma grafica: PLAN A 4 FRECUENCIAS Por cada radiocanal se necesitan 4 frecuencias. Suele utili zarse en frecuencias bajas cuando la directividad es baja f1 Term1 f3 Repet 1 f2 f4 Repet 2 f1 Term2 f3 PLAN A 2 FRECUENCIAS Por cada radiocanal se necesitan 2 frecuencias. Las frecuen cias y de recepcin son iguales en cada estacin. Problemas: Interferencia cocanal: a) Por radiacin hacia atrs de A y captacin en B b) Por radiacin directa de C y capta cin por el lbulo posterior de B f1 Term1 f2 A Repet 1 f2 f1 B Repet 2 f1 f2 C Term2

Ing. Luarelys Miquilena. Sistemas de Comunicaciones II. Unidad 2: Radioenlaces T errestre de Microondas TCNICAS DE DIVERSIDAD: Las Tcnicas de Diversidad, sugieren que hay ms de una ruta d e transmisin o mtodo de transmisin, entre un transmisor y un receptor. En los siste mas de microondas, el objetivo de usar diversidad es aumentar la confiabilidad d el sistema. Cuando hay ms de una trayectoria o ruta de transmisin disponible, el s istema puede seleccionar la trayectoria o ruta que produzca la mxima calidad en l a seal recibida. Las tcnicas de diversidad, tratan de corregir las atenuaciones pr ovocadas por el medio de propagacin. Entre los esquemas de diversidad que pueden ser usados en enlaces de microondas punto a punto se tiene: Diversidad de Espaci o. Diversidad de Frecuencia. Diversidad de Polarizacin. DIVERSIDAD DE ESPACIO. En la Diversidad de Espacio, la salida de un transmisor o receptor se alimentan a dos o ms antenas separadas fsicamente por una cantidad apreciable de longitudes de onda. Entre las principales caractersticas de este esquema se tiene: _ Se utiliz a una sola frecuencia. _ Redundancia en el transmisor o en el receptor. _ Una se paracin vertical (h) entre las antenas en recepcin. Un mtodo tpico usado en Diversida d de Espacio, utiliza una sola antena transmisora y dos antenas receptoras separ adas verticalmente como muestra la Figura 1-10. Figura 1-10. Sistema de Microondas con Diversidad de Espacio. DIVERSIDAD DE FRECUENCIA. La Diversidad de Frecuencia es un mtodo eficiente desde el punto de vista de propagacin pero no es muy eficiente en la optimizacin de uso del espectro radioelctrico, porque ste requiere dos bandas de frecuencia disponib les. La Diversidad de Frecuencia utiliza un sistema de proteccin de (N + 1) para la configuracin de un enlace, uno de los canales puede ser usado para proteccin. U n canal de proteccin dedicado tal como un sistema 1 + 1, no es eficiente en frecu encia pero proporciona un alto nivel de proteccin. En los sistemas de proteccin (N + 1), debido a la diversidad de frecuencias aplicable a un canal en servicio de crece a medida que aumenta el nmero de canales. La Figura 1-11, muestra un sistem a con redundancia 1+1, de Tx y Rx, usando dos bandas de frecuencia (f1 y f2). No ta: El nivel de proteccin (N+m), implica N equipos de microonda principales activ os, y m equipo de microonda de reserva o proteccin, se denominan sistemas N+m.

Ing. Luarelys Miquilena. Sistemas de Comunicaciones II. Unidad 2: Radioenlaces T errestre de Microondas Figura 1-11. Sistema de Microondas con diversidad de frecuencia. Configuracin Hot-Standby. En una configuracin de hot-standby slo usa un par de frec uencias para los dos extremos de un enlace de microondas. Entonces no es posible transmitir simultneamente desde los dos extremos del enlace. Se requiere un conm utador de transmisin para transmitir una seal en full-duplex en la configuracin hot standby. Realmente ambos transmisores transmiten una seal, pero slo uno est conmut ado hacia la antena. La otra seal es transmitida a una carga ficticia como muestr a la Figura 1-12. Figura 1-12. Sistema de microondas con configuracin Hot-standby. DIVERSIDAD DE POLARIZACIN. En este tipo de diversidad se cambia la polarizacin (po sicin de la antena) de transmisin. Entre los principales tipos de polarizacin se ti ene: vertical y horizontal. Tpicamente las antenas son posicionadas a 0 y 90 o o a 45o y 45o.

Ing. Luarelys Miquilena. Sistemas de Comunicaciones II. Unidad 2: Radioenlaces T errestre de Microondas SISTEMAS DE PROTECCIN. Nota: En esta unidad de estudio analizaremos los sistemas de proteccin en cuanto a la diversidad de las frecuencias, debido a que los siste mas de proteccin de equipos como tal sern estudiados en la asignatura seminario de las Telecomunicaciones. SISTEMAS DE PROTECCIN. La proteccin consiste en introducir Redundancia ante: Se clasifican en: Proteccin Esquemas sin diversidad 1. Sin reserva: Sistema simpl e 2. Con reserva: Isofrecuencia con reserva activa: 2.1 Sistema 1+1 requiere 2 T x y 2 Rx, as como un sistema de conmutacin 2.2 Slo un Tx est activo a la vez, los 2 Rx siempre activos Proteccin Esquemas con diversidad 1. Sin reserva: Isofrecuenci a con dos antenas (Diversidad Espacial) 1.1 Diversidad de espacio 1.2 Seleccin po r conmutacin o combinacin 1.3 1 Tx y 2 Rx 2. Con reserva: heterofrecuencia con una antena (Diversidad Frecuencial) 2.1 Diversidad de frecuencia 2.2 2 Tx y 2 Rx No ta: los sistemas n+1 con una antena realizan una seleccin por conmutacin: * El fun cionamiento normal es el de isofrecuencia con una antena * Si hay fallo en equip o: se corresponde con esquema isofrecuencia con reserva activa * Si hay desvanec imiento en un canal: se puede hablar de diversidad de frecuencia (frecuencia del canal de reserva suficientemente separada) 3. Proteccin Diversidad Mixta: Heterof recuencia con dos antenas 3.1 Diversidad Espacial y Frecuencial 3.2 2Tx y 2 Rx Pr oteccin Conmutacin 1. Prioridad en la asignacin de canales de reserva 1.1 Por natur aleza de trfico (TV, telefona) 1.2 Tipo de fallo (avera sobre ruido) 2. El canal de reserva se libera una vez reestablecido el canal indisponible 3. Se lleva cabo cuando se superan determinados umbrales de calidad y siguiendo determinados prot ocolos que aseguren su correcta ejecucin.

Ing. Luarelys Miquilena. Sistemas de Comunicaciones II. Unidad 2: Radioenlaces T errestre de Microondas CONFIABILIDAD DE UN ENLACE DE MICROONDAS. La Confiabilidad o Disponibilidad, pue de definirse como la capacidad de un componente, equipo o sistema de no fallar d urante un determinado perodo de tiempo; es decir permite determinar el porcentaje de tiempo que el radioenlace estar disponible. La ecuacin (1-4), permite determin ar la indisponibilidad del los radioenlaces, aplicable a rango de frecuencias de microondas, en la cual se consideran factores geogrficos y climticos. donde: Undp = Tiempo de indisponibilidad (en un ao) para trayectos sin diversidad . a = Factor Geogrfico (Adimensional). b = Factor Climtico (Adimensional). f = Fre cuencia del enlace en (GHz). d = Distancia del enlace (millas). MD = Margen de d esvanecimiento (dB). En la Tabla 1-3 se muestra los diferentes valores de los fa ctores: geogrficos (a) y climticos (b). Para el clculo de la Confiabilidad, se utiliza los parmetros de la ecuacin (1-4) y se determina con la siguiente expresin. La Tabla 1-4, muestra los diferentes porcentajes de confiabilidad y sus respecti vos tiempos de interrupcin. Causas de Indisponibilidad26 Las causas de las interr upciones largas (Indisponibilidades), pueden ser usualmente consideradas en tres categoras.

Ing. Luarelys Miquilena. Sistemas de Comunicaciones II. Unidad 2: Radioenlaces T errestre de Microondas 1. Problemas en la Propagacin. 2. Problemas en los equipos. 3. Otros. - Problemas en la Propagacin. Las interrupciones de tiempo relacionadas con la pr opagacin de las ondas de microondas, mayores a 10 segundos se deben principalment e a tres causas: 1. Prdida por Difraccin. 2. Entubamiento (Ducting). 3. Lluvia. - Problemas en los Equipos. Las interrupciones largas pueden ocurrir si fallan l os equipos de comunicaciones. Los tipos de fallas se pueden dar en los siguiente s equipos y componentes de comunicaciones como son: 1. Avera o degradacin del equi po radioelctrico, incluidos los moduladores y demoduladores. 2. Avera de equipos a uxiliares tales como los equipos de conmutacin. 3. Avera del equipo de suministro de energa del sistema radioelctrico. 4. Avera de la antena o del alimentador. El nme ro de veces que el equipo de radio falla es inversamente proporcional al tiempo medio antes de falla (MTBF, Mean Time Before Failure) del equipo. La duracin de u na interrupcin es determinada por el tiempo que le toma al equipo en reponer el s ervicio, el tiempo medio de reposicin (MTTR, Mean Time To Restore). La disponibil idad de un terminal est dada por la ecuacin (1-5) donde: MTBF= Tiempo medio antes de falla (horas). MTTR= Tiempo medio de restable cimiento (horas). Incluso para equipos con un excelente MTBF y un MTTR de unas p ocas horas, la disponibilidad total es inaceptable para la mayora de redes crticas a menos que se emplee la diversidad de ruta o un equipo de proteccin. - Otros. Las rfagas de ruido imprevisibles debidas a la interferencia que procede fundamentalmente de fuentes exteriores al sistema interferido, pueden provocar la indisponibilidad cuando la potencia de ruido excede un determinado umbral. Es te tipo de interrupcin incluye la interferencia, procedente de sistemas espaciale s o sistemas de radar, asociada a una propagacin anmala. Los desastres, tales como los terremotos, pueden provocar el derrumbamiento de torres o edificios y causa r la indisponibilidad de los sistemas de comunicaciones.

Ing. Luarelys Miquilena. Sistemas de Comunicaciones II. Unidad 2: Radioenlaces T errestre de Microondas ESTACIONES DE MICROONDAS FM: ESTACIN TERMINAL Y REPETIDORES.

Ing. Luarelys Miquilena. Sistemas de Comunicaciones II. Unidad 2: Radioenlaces T errestre de Microondas DESVANECIMIENTO. Definicin: variacin temporal de la amplitud, fase y polarizacin de la seal recibida con relacin al valor nominal debido al trayecto de propagacin: mu ltitrayecto, conductos, reflexin, difraccin y dispersin. Profundidad de desvanecimi ento: diferencia entre el valor nominal y el nivel recibido en condiciones de de svanecimiento. Duracin de desvanecimiento: tiempo que media entre la prdida y recu peracin del nivel. Pueden desarrollarse contramedidas que mitiguen el efecto. Cla sificacin de los desvanecimientos: CARACTERSTICA Profundidad Duracin Caracterstica espectral Caracterstica propagacin Di stribucin probabilstica Dependencia temporal TIPO DE DESVANECIMIENTO Profundo (3 dB) Muy profundo (20 dB) Lento Rpido Plano Se lectivo Variacin de k Multitrayecto Gaussiano Rayleigh-Rice Continuado Puntual DESVANECIMIENTO MULTITRAYECTO Se debe a la existencia de dos o ms trayectos de pr opagacin adems del directo. Puede producirse por reflexiones en el suelo o en capa s de la atmsfera. Es selectivo en frecuencia por lo que produce distorsin y atenua cin. Modelo estadstico del campo resultante: Desvanecimiento por centelleo: gaussi ana con m y s, son lentos y poco profundos. Desvanecimiento multitrayecto: tpico de desvanecimientos profundos y rpidos. Rice: existe una componente dominante (hay visin directa) Rayleigh: componentes con amplitudes similares (no hay visin direct a) Factor de actividad del multitrayecto h depende del perodo de observacin y de las co ndiciones meteorolgicas. En climas templados dura tres meses la actividad del mul titrayecto. P(F ) = h PR (F ) + (1 - h ) PG (F ) 1h h t W F = -10 log W o

Ing. Luarelys Miquilena. Sistemas de Comunicaciones II. Unidad 2: Radioenlaces T errestre de Microondas DESVANECIMIENTOS PROFUNDOS La probabilidad de rebasar un desvanecimiento profund o viene dada a partir de una ley Rayleigh por: P(F ) = P0 10 - F 10 P0 es el factor de ocurrencia del desvanecimiento y depende de la longitud del e nlace, frecuencia, rugosidad del terreno y del clima Mtodos de clculo de la probabilidad de desvanecimiento difieren en el clculo de P0 MOJOLI: El mtodo de Mojoli consiste en calcular el valor de P0 para el mes ms desf avorable y a partir de ah determinar el factor de actividad. Se calcula mediante la siguiente formula: donde: f: Frecuencia en GHz. d: Longinrd del enlace, en km. a: Parmetro descripti vo del clima, que vara entre 0,25 y 4. Para climas templados, a=1. En climas seco s y montaosos a= 0,25. Parac limas hmedoso que presentanv aiacionest rmicasi ntensas (desiertosa),: 4. b: Parmetro que incluye la influenciad el terreno. Para terren os medianamente ondulados con una ondulacin s comprendida entre5 y 100 m. se tien e: La ondulacin s se define como el valor de la desviacin tpica de las alturas del ter reno para los puntos del perfil con exclusin de los terminales y puntos situados dentro de un intervalo de 1.000 m desde los mismos. Mtodo 1 de la Rec. UIT-R PN53 0: se utiliza para una planificacin inicial del vano Determinacin del factor geocl imtico del trayecto para el mes ms desfavorable Clculo del ngulo de inclinacin del tr ayecto Valor de la probabilidad p(F) en porcentaje. Mtodo 2 de la Rec. UIT-R PN530: proporciona un diseo detallado para pequeos porcent ajes de tiempo y requiere el conocimiento del perfil. Mtodos para el calculo del margen de desvanecimiento: El margen de desvanecimient o es un "factor de acolchonamiento" incluido en la ecuacin de ganancia del sistem a que considera las caractersticas no ideales y menos predecibles de la propagacin de ondas de radio, como la propagacin de mltiples trayectorias (prdida de mltiples trayectorias) y sensibilidad a superficie rocosa. El margen de desvanecimiento t ambin considera los objetivos de confiabilidad del sistema. Entonces, la seleccin del modelo de prediccin de desvanecimiento es tan importante como la seleccin del sistema en s. La investigacin se realiz comparando

Ing. Luarelys Miquilena. Sistemas de Comunicaciones II. Unidad 2: Radioenlaces T errestre de Microondas dos mtodos en especfico: el mtodo BARNETT-VIGANTS y el mtodo de MAKINO MORITA. Segn l a siguiente tabla: EL MTODO DE BARNETT VIGANTS: consiste en calcular el margen de desvanecimiento a partir de la rugosidad media del terreno S, Para obtener este valor se debe cono cer las alturas hi del perfil del terreno sobre el nivel del mar a distancias de 1 km y las alturas de antenas ha, hb sobre el nivel del mar. El proceso de clcul o indica: EL MTODO DE MAKINO MORITA: Consiste en calcular el margen de desvanecimiento toma ndo en cuenta las altura de antena h1 y h2 debido a que las capas generalmente s on paralelas a la superficie y en caminos inclinados las capas se cruzan en form a transversal, es por ello que se debe calcular la inclinacin del trayecto entre antenas: 1 2 El porcentaje de tiempo durante el cual se rebasa un desvanecimiento ser: