Trabajo.docx

UNIVERSIDAD FERMÌN TORO VICE – RECTORADO ACADÈMICO FACULTAD DE INGENIERÌA

LAB. MICROONDAS

NOMBRE: EDGAR ANDRADE 24353337

INTRODUCCION

Es importante comprender que tan importante son los enlaces de microondas para la transmisión de información entre dos puntos a una distancia determinada, es por eso que esta actividad busca que nosotros los estudiantes analicemos, interpretemos y comprendamos los diferentes conceptos que hacen parte de un enlace de microondas, El uso de microondas ha crecido mucho en su avance durante las últimas décadas de la mano con el avance de la informática y tecnología llegando al desarrollo de redes de telecomunicaciones construidas a partir de sistemas y topologías inalámbricas que reemplazan las, cableadas convencionales

OBJETIVOS

Objetivo General Conocer que son los enlaces de microondas, sus funciones y diferentes componentes que lo confirman.

Objetivos Específicos Investigar, analizar y comprender cuales son los componentes que emplean en los enlaces de microondas. Realizar análisis de un enlace de microondas ajustando la altura de las antenas, con el fin de comprender que función realiza la primera zona de Fresnell.

ACTIVIDADES A DESARROLLAR

1. Determinación de la altura y orientación de las antenas. 1.1. Con ayuda del Software para simulación de radio enlaces extraiga los perfiles del terreno, así como una representación sobre un plano topográfico de la situación de los emplazamientos. En consenso con el equipo colaborativo se realizar un enlace desde la torre de Cali y Centro Comercial la 14 para enlace de datos del banco AVVILAS Teniendo en cuanta lo anterior se relaciona el perfil y los planos topográfico.

1.2. Considerar el K efectivo de la zona geográfica, escogida por el grupo.

1.3. Inicialmente parta de la mínima longitud de mástil ht=hr=1m De acuerdo a la información Brinda partamos en 1 metro, Para que un enlace sea factible debe estar en un nivel rx de los 80dbi máximo desde este punto ya el canal genera interferencias Ejemplo a 1 metro ht=hr=1m

Ejemplo a 1 metro ht=hr=5m

En este punto el canal esta dentro del rango y puede funcionar y es viable.

A 10 metros 3 muestra esta valor baja a los 73 no es un canal optimo pero es viable y hay transmisión.

1.4. Calcular el radio de la primera zona de Fresnel y el despejamiento. De acuerdo a las tomas vamos a tomar la distancia del enlace 4.5km 𝑅 = 17.32√𝐷⁄4𝐹 𝑅 = 17.32√(4.5⁄(4𝑥2.4)) 𝑅 = 17.32√4.5/9.6 𝑅 = 17.32 √0,46875 𝑅 = 17.32 (0,68) R= 11.77metros Con este cálculo y la última imagen sacada de radio mobile la cual la altura esta a 10 metros y mejora su canal en bdi

1.5. Para determinar la altura de las antenas, tenga en consideración que las torres de comunicaciones que se pueden emplear en cada emplazamiento serán similares a las autosoportadas con forma de prismático recto de secciones cuadradas. Las torres que actualmente existen en cada unos de los sitios son de 14 metros teniendo en cuata la información anterior estas torres son de tipo autosoportadas

1.6. Calcular la atenuación por difracción. 1.7. Una vez determinada la altura de las antenas en los 2 emplazamientos, calcule los ángulos de azimuth respecto a NN y de elevación a los que se debe orientar cada antena

TORRE D CALI

Azimut Grados 50,46

Inclinación en Grados 0,85

LA 14 CC Distancia entre antenas

50,46

0,85 4500 METROS

2. Selección de antena y estudio de atenuación por multitrayecto. 2.1. Dentro de los tipos de antenas integradas en la unidad externa (ODU) que el equipo seleccionado admite, seleccione una de modo justificado, que beneficie al desempeño del radioenlace. En este ocasión para este enlace se utilizara antenas de tipo parabólico este garantiza la recepción de la señal y que la propagación de onda sea directa.

Esta característica es especialmente adecuada para entornos en los que el medio (aire) está ocupado por varios dispositivos que operan en la misma frecuencia. Los NanoBeam son compatibles con la tecnología TDMA y AirMax.

CARACTERISTICAS Procesador: Atheros MIPS 74KC, 560 MHz RAM: Memoria de 64 MB DDR2,8 MB de Flash Interfaz LAN: 1x Puerto Ethernet 10/100 Dimensiones: 140 x 140 x 54 mm Peso: 0.320 kg Alimentación: 24V, 0.5A GigE PoE (incluido) Método de alimentación: PoE pasivo Consumo máximo: 8W Frecuencia: 2400 - 2483MHz Ganancia de la antena: 33 dBi LEDs: 1x Encendido, 1x LAN, 4x WLAN Anchos de canal: 5/8/10/20/30/40 MHz Polarizacion: Dual lineal Material: Plástico resistente a los UV Herraje: herraje para torre (incluido) ESD / Protección EMP: Aire / ± 24 kV de la red Temperatura: -40 To 70 ° C Humedad: 5 a 95% sin condensación Estándar: ETSI300-019-1.4 Certificaciones: FCC, IC, CE 2.2. Calcule el ancho de haz y ganancia para esa antena, en la banda de funcionamiento. 2.3. De ser necesario, calcule la atenuación máxima por multitrayecto cuando las antenas están apuntadas. Localice los puntos de reflexión en los perfiles de elevación obtenidos en el apartado 1.1. Considere el peor caso k=10 y ROE=1.18.

3. Para la zona geográfica que corresponda estime las pérdidas de propagación por efecto de la lluvia.

DESCRIPCIÓN

DATOS



Intensidad de lluvia (mm/hr)



Temperatura media anual (ºc)



Perdida de absorción atmosférica (db)

0.02



Margen de campo

1.00



Peor mes (%)



(sec)



Pérdidas netas (dB)



Geoclimatic factor



Inclinación del camino (mr)



Factor de ocurrencia (Po)



Anual multipath



(sec)

1860.75 5.0

100.00000 1.19e-06 49.86 2.47E-05 92.37 4.94E-09 100.00000 2.93e-06

Región de lluvias 0.01% intensidad de lluvias (mm/hr) Plana se desvanecen margen – lluvia (dB) Lluvia atenuación (dB) Perdida de espacio libre (dB)

115.00 40.64 40.64 117.84

3.1. Consulte en la recomendación UIT-R P.837-4 los parámetros característicos de la zona geográfica. A partir de ahí estime las pérdidas por efecto de la lluvia que sólo se supera el 0.01% del tiempo.

Los ficheros de datos ESARAINPR6.TXT, ESARAIN_MC.TXT y ESARAIN_MS.TXT contienen respectivamente los valores numéricos de las variables Pr6, Mc y Ms, mientras que los ficheros de datos ESARAINLAT.TXT y ESARAINLON.TXT contienen la latitud y la longitud de cada una de las entradas de datos de los otros ficheros. Estos ficheros de datos se obtuvieron a partir de los datos recogidos durante 15 años por el Centro Europeo de Predicción Meteorológica a Plazo Medio (CEPMPM).

Paso 1: Extraer las variables Pr6, Mc y Ms de los cuatro puntos más cercanos en latitud (Lat) y longitud (Lon) a las coordenadas geográficas del emplazamiento deseado. La gama de valores de la latitud va de + 90º N a –90º S en pasos de 1,5º; la gama de valores de la longitud va de 0º a 360º en pasos de 1,5º. Paso 2: A partir de los valores Pr6, Mc y Ms de los cuatro puntos, obtener los valores Pr6 (Lat,Lon), Mc (Lat,Lon) y Ms (Lat,Lon) en el emplazamiento deseado efectuando una interpolación bilineal, según se describe en la Recomendación UIT-R P.1144. Pasó 3: Obtener el porcentaje de probabilidad de lluvia en un año medio, P 0, mediante la siguiente expresión:



P0 ( Lat , Lon)  Pr 6 ( Lat , Lon) 1  e  0,0117 ( Ms ( Lat , Lon ) / Pr 6 ( Lat , Lon )



(1)

Si Pr6 es cero, la probabilidad porcentual de la lluvia en un año medio y la intensidad de la lluvia rebasada en un año medio son iguales a cero. En este caso, los pasos siguientes son innecesarios. Pasó 4: Obtener la intensidad de lluvia, Rp, sobrepasada durante el p% del año medio, donde p  P0 mediante la siguiente expresión:

R p ( Lat , Lon) 

 B  B 2  4 AC 2A

mm/h

(2)

Dónde: A

ab

(2a)

B C

a  c ln( p / P0(Lat,Lon)) ln( p / P0(Lat,Lon))

(2b) (2c)

a

1,11

(2d)

b

( M c ( Lat , Lon)  M s ( Lat , Lon)) 22 932 P0

(2e)

y

c

31,5b

4. Determine la atenuación por gases y absorción molecular. A cada una de estas series de datos de los coeficientes espectrales de absorción del ozono, se les aplica un ajuste de funciones matemáticas y se plantea que un valor interpolado debería estar dentro de los respectivos ajustes de esas series de datos. Los datos reportados por son aceptados como los de la atmósfera estándar por el Climate Monitoring and Diagnostics Laboratory (CMDL).  

Perdida de espacio libre (dB) 0.0014 Lluvia atenuación (dB)

Es importante destacar que el CMDL mantiene un grupo de quince instrumentos Dobson y opera el Centro Mundial Dobson de Calibración del Ozono, bajo los auspicios del programa de Vigilancia Atmosférica Global de la Organización Meteorológica Mundial (OMM). Solamente, se dispone de la serie de datos del coeficiente espectral de dispersión molecular del aire, reportada por Murad & Tabocchini (1976), a la cual, se le hace el respectivo procedimiento.

5. Emplee la fórmula de Friis para calcular las pérdidas de propagación en espacio libre. Considere las antenas que se determinaron en el apartado 2.1. y todas con una ROE de 1.18.

6. Calculo del margen de desvanecimiento, tenemos que:  Longitud del enlace  Los datos iniciales  Frecuencia Datos de la Altura de las antenas y equipos a utilizar: Alimentador:    

Sección de guía de onda o cable coaxial El cable coaxial se aplica hasta 3GHz Guía de ondas para frecuencias superiores Dependiendo de la frecuencia se selecciona el medio de alimentación de la antena.  Se seleccionan las antenas dependiendo la ganancia deseada.  Se determina la ganancia y atenuación respectivamente. Espacio libre:  

Se calcula la atenuación en función de la distancia y la frecuencia Se considera una atenuación por obstáculo si el enlace se considera obstruido. Nominal:  

Calculo de potencia nominal de recepción Se determina como la diferencia entre la potencia del trasmisor y todas las atenuaciones (branching, guía de ondas o cable coaxial y espacio libre), ganancias de antenas (en la dirección de máxima directividad. Umbral:  

Determinación de la potencia del umbral. Corresponde del valor de potencia de recepción que asegura una tasa de error VER de 10-3 y 10-6 Calculo de margen de desvanecimiento. Corresponde al valor en dB para los VER de 10-3 y 10-6 obteniendo como diferencia entre la potencia nominal de recepción y la potencia umbral de recepción.

6.1. Determine el margen de desvanecimiento teniendo en cuenta los resultados obtenidos en los apartados anteriores. Fm (dB) 30 x log D + 10 x log (6 x A x B x F) -10 x log (1 –R) -70 D: Distancia del transmisor al objetivo en km F: Frecuencia de la portadora en GHZ. R: Objeto de confiabilidad de la transmisión en formato decimal.

Plana se desvanecen margen – lluvia (dB) en 40.64

Valores característicos A – factor de rugosidad de terreno

4.00

Espejos de agua ríos muy anchos entre otros. Sembrados densos; arenales, pastizales.

3.00 Bosques( la propagación va por encima) 2.00 Terreno normal 1.00 Terreno rocoso (muy desparejo) 0.25

B – factor de análisis climático anual Del tipo promedio, anualizado

1.000

Área marina o condición de peor mes

0.500

Prevalecen en áreas calientes y húmedas

0.250

Áreas mediterráneas de climas normales

0.125

Áreas montañosas de clima fresco y seco.

6.2. Estime si el radioenlace es o no viable para una BER=10-3. ¿La disponibilidad cumple con el criterio de la ITU-R? Si no es así, cambie las antenas por otras que sí que lo cumplan. Para el radioenlace es viable a través del método ITU-R-P 530-13  

Lluvia- ITU- R- P530-7 Luego, no viable para BER=10-3

7. Estudio de mejoras del radioenlace 7.1. Discutir el empleo diversidad de polarización, de frecuencia o espacial: ventajas, inconvenientes, limitaciones, que material adicional requeriría, ¿sería factible o no con el Mini-link E? 7.2. Discutir si es o no ventajoso diseñar el radioenlace a frecuencias mayores o menores.

CONCLUSIONES Después de desarrollar la experiencia se ha demostrado lo útil que es el software Smith chart para simular líneas de transmisión y así encontrar el valor exacto de los parámetros en diseño de bajo costo. Se lograron establecer cuáles son los parámetros que afectan la viabilidad de un de una tecnología de líneas de transmisión teniendo en cuenta los parámetros que la caracterizan. Se observó la importancia de los conceptos de impedancia de línea y normalizada junto al coeficiente de reflexión