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8/13/2019 radiofrecuencia-comsoc-unac

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COMMUNICATIONS

SOCIETY


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RADIOFRECUENCUENCIA

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DESARROLLO DERADIOENLACES TERRESTRES

HENRELI RISCO CARRERO


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Que sabemos de laRADIOFRECUENCIA?

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Es un termino que empleamos para nombrar a las frecuencias delESPECTRO ELECTROMAGNTICO que se utilizan en lasradiocomunicaciones

La radiofrecuencia es bsicamente una EMISINELECTROMAGNTICA que se produce mediante un circuitooscilador que genera frecuencias superiores a las ultrasnicas, es

decir, por encima de 30kHz. Estas oscilaciones se amplificanelctricamente y se trasladan a una antena, que ser la encargadade liberarla al medio.

La radiocomunicacin es una forma de telecomunicacin que se realiza atravez

de ondas de radio u ondas hertzianas, a la que asu vez esta Caracterizada

de los Campos elctricos y magnticos

Tambin denominado ESPECTRO DE RADIOFRECUENCIAo RF, seaplica a la porcin menos energtica del espectro electromagntico,situada entre unos 3kHz y unos 300 GHz, son usadas extensamenteen las comunicaciones.


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DEFINICIONES PREVIAS

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ONDAS

Una onda es una forma de propagacin de

una perturbacin en un medio, acompaada

de una transmisin de energa, pero no de

materia.

Sus caractersticas principales son las

siguientes:A: Amplitud de la onda.

f: Frecuencia de la onda.

: Longitud de onda.

v: Velocidad de transmisin.

T: Periodo.

CUALQUIER TRANSMISIN DE VOZ, VIDEOO DATOS SE HACE A TRAVS DE ONDASELECTROMAGNTICAS.Una onda electromagntica es la perturbacin

de energa que se propaga en un medio, y que

posee dos componentes fundamentales que

van a ser perpendiculares en todo momento: el

campo elctrico y el campo magntico.


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ESPECTRO RADIOELCTRICO

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ATRIBUCION DE BANDAS DE FRECUENCIAS

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UNIDADES EN TELECOMUNICACONES

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UNIDADES EN TELECOMUNICACONES

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ANTENAS

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TIPOS DE ANTENAS

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CARACTERISTICAS DE LAS ANTENAS

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LINEA DE VISTA

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AREA DE COBERTURA

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Que es un radioenlace ?

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RADIO ENLACE:Cualquier interconexin entre

terminales de telecomunicacin

efectuada por ondas radioelctricas.

RADIO ENLACE FIJOSe le denomina as al sistemas decomunicaciones entre puntos fijos

situados sobre la superficie terrestre,

que proporcionan una capacidad de

informacin, con caractersticas de

calidad y disponibilidaddeterminadas. Tpicamente estos

enlaces se explotan entre los

800 MHz y 42 GHz


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QUE ES UN PRESUPUESTO DEPOTENCIA ?

Un presupuesto de potencia para un enlace punto a punto es elclculo de ganancias y prdidas desde el radio transmisor (fuente dela seal de radio), a travs de cables, conectores y espacio libre haciael receptor. La estimacin del valor de potencia en diferentes partesdel radioenlace es necesaria para hacer el mejor diseo y elegir elequipamiento adecuado

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PERDIDAS DEL RADIOENLACE

Los elementos pueden ser divididos en 3 partes principales:

1. El lado de Transmisin con potencia efectiva de transmisin.

2. Prdidas en la propagacin.

3. El lado de Recepcin con efectiva sensibilidad receptiva (effectivereceiving sensibility).

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ELEMENTOS DEL PRESUPUESTODE EL RADIOENLACE

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POTENCIA DE TRANSMISIN (TX)

La potencia de transmisin es la potencia de salidadel radio. El lmite superior depende de lasregulaciones vigentes en cada pas, dependiendo dela frecuencia de operacin y puede cambiar al variarel marco regulatorio. En general, los radios con

mayor potencia de salida son ms costosos.

La potencia de transmisin tpica en los equipos IEEE802.11 vara entre 15 26 dBm (30 400 mW)

Por ejemplo, en la Tabla 1, vemos la hoja de datos de

una tarjeta IEEE 802,11a/b:

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PRDIDAS EN EL CABLE

Las prdidas en la seal de radio sepueden producir en los cables queconectan el transmisor y el receptora las antenas. Las prdidasdependen del tipo de cable y la

frecuencia de operacin ynormalmente se miden en dB/m odB/pies. Independientemente de lobueno que sea el cable, siempretendr prdidas. Por eso, recuerdeque el cable de la antena debe ser

lo ms corto posible. La prdidatpica en los cables est entre 0,1dB/m y 1 dB/m. En general,mientras ms grueso y ms rgidosea el cable menor atenuacinpresentar.19 COMSOC - UNAC


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PRDIDAS EN LOS CONECTORES

Estime por lo menos 0,25 dB de prdida para cadaconector en su cableado. Estos valores son paraconectores bien hechos mientras que los conectoresmal soldados DIY (Do It Yourself) pueden implicar

prdidas mayores. Vea la hoja de datos para lasprdidas en su rango de frecuencia y el tipo deconector que usar

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AMPLIFICADORES

Opcionalmente, se pueden usar amplificadores para compensarla prdida en los cables o cuando no haya otra manera decumplir con el presupuesto de potencia. En general, el uso deamplificadores debe ser la ltima opcin. Una escogenciainteligente de las antenas y una alta sensibilidad del receptorson mejores que la fuerza bruta de amplificacin.

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GANANCIA DE UNA ANTENA

La ganancia de una antena tpica vara entre 2 dBi (antena integrada simple) y 8 dBi(omnidireccional estndar) hasta 21 30 dBi (parablica). Tenga en cuenta que haymuchos factores que disminuyen la ganancia real de una antena.

Las prdidas pueden ocurrir por muchas razones, principalmente relacionadas con unaincorrecta instalacin (prdidas en la inclinacin, en la polarizacin, objetos metlicosadyacentes). Esto significa que slo puede esperar una ganancia completa de antena, siest instalada en forma ptima. Ver unidad Antenasy Cablespara mas detalles.

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PERDIDAS DE PROPAGACION

La Prdida en el Espacio libre (FSL), mide la potencia que se pierde en el mismo sinninguna clase de obstculo. La seal de radio se debilita en al aire debido a la expansindentro de una superficie esfrica.La Prdida en el Espacio libre es proporcional alcuadrado de la distancia y tambin proporcional al cuadrado de la frecuencia . Aplicandodecibeles, resulta la siguiente ecuacin:

FSL(dB) = 32.4+20log10(d) + 20log10(f)

d = distancia(km), f = frecuencia(Mhz)

Como regla general en una red inalmbrica a 2.4 GHz, 100 dB se pierden en el 1erkilmetro y la seal es reducida a 6 dB cada vez que la distancia se duplica. Esto implicaque un enlace de 2 km tiene una prdida de 106 dB y a 4km tiene una prdida de 112dB, etc.

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Las perdidas realespueden ser mayores alas calculadas debido alterreno,clima,etc


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ZONA DE FRESNEL

La zona de Fresnel es una zona de despeje adicional quehay que tener en consideracin adems de haberuna visibilidad directa entre dos antenas. La obstruccinmxima permisible para considerar que no hay obstruccines el 60% de la primera zona de Fresnel.

Es decir, cuando transmitimos algo en tierra (es decir, noestamos en el espacio) tenemos rebotes en el suelo. Losrebotes pueden contribuir positivamente a la recepcin dela seal en el caso de que lleguen en fase y negativamentesi llegan en contrafase

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PRIMERA ZONA DE FRESNEL

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SENSIBILIDAD DEL RECEPTOR

La sensibilidad de un receptor es un parmetro que merece especialatencin ya que identifica el valor mnimo de potencia que necesitapara poder decodificar/extraer bits lgicos y alcanzar una ciertatasa de bits.

Cuanto mas baja sea la sensibilidad, mejor ser la recepcin delradio. Un valor tpico es -82 dBm en un enlace de 11 Mbps y -94 dBmpara uno de 1 Mbps.

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RELACIN S/N Y MARGEN

No es suficiente que la seal que llega al receptor sea mayor que lasensibilidad del mismo, sino que adems se requiere que haya cierto margenpara garantizar el funcionamiento adecuado.

La relacin entre el ruido y la seal se mide por la tasa de seal a ruido (S/N).Un requerimiento tpico de la SNR es 16 dB para una conexin de 11 Mbps y 4dB para la velocidad ms baja de 1 Mbps.

En situaciones donde hay muy poco ruido el enlace est limitadoprimeramente por la sensibilidad del receptor. En reas urbanas donde haymuchos radioenlaces operando, es comn encontrar altos niveles de ruido (tanaltos como -92 dBm). En esos escenarios, se requiere un margen mayor:

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En condiciones normales sin ninguna otra fuente en la bandade 2.4 GHz y sin ruido de industrias, el nivel de ruido esalrededor de los -100 dBm


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OTROS

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CLCULO DE POTENCIARECIBIDA Y TRANSMITIDA

La potencia a la entrada del receptor sin obstruccionesy suponiendo que no existe desvanecimiento,expresada en dBm, viene dada por:

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Donde:

Gt: ganancia de la antena transmisora. (dB)Gr: ganancia de la antena receptora. (dB)Lp: prdidas de trayectoria de espacio libre. (dB)

Lf: prdidas del alimentador de guas de ondas entre la red de distribuciny su antena respectiva. (dB)Lb: prdidas totales de acoplamiento en los circuitos, filtros y red dedistribucin entre la salida de un transmisor o la entrada de un receptor ysu alimentador de guas de ondas respectivo. (dB)Pt: potencia salida. (dB)


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EJEMPLO DE CLCULO DEPRESUPUESTO DE POTENCIA:

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ENLACE ENTRE UN AP Y SU CLIENTE

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PRESUPUESTO DE POTENCIA:ENLACE AP - CLIENTE

El enlace entre el AP y el Cliente es posible, pero el margen es inferior a 10 dB.Este enlace debera mejorarse. Recuerde que la prdida en el espacio libre (FSL)se refierea la dispersin geomtrica de la seal en el espacio.

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DIRECCIN OPUESTA: CLIENTE - AP

Se muestran los valores correspondientes en la otra direccin

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PRESUPUESTO DE POTENCIA:ENLACE CLIENTE-AP

En esta direccin el enlace es mejor, con un margen de10 dB, aunque la potencia de transmisin es menor,pero la mejor sensibilidad del receptor del AP

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ENLACE DE 50 KM

El margen del enlace es de 8dB que puede ser adecuadopara un ambiente rural pero la potencia irradiada de 36dBm (4W) no es legal en Europa aunque si en EEUU.

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ENLACE DE 1 KM

El margen de este enlace es de 13 dB, adecuado para ambientesurbanos y la potencia irradiada es de 18 dBm (


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EJEMPLO PRESUPUESTO DEPOTENCIA

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PRESUPUESTO DE POTENCIA


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PRESUPUESTO DE POTENCIADE MANERA GRAFICA

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Radio Mobile

Radio Mobile es una herramienta gratuita que ayuda en el diseo y simulacin de enlacesinalmbricos.

Calcula el presupuesto de potencia de un radioenlace y el despeje de la zona de Fresnel y de lacurvatura terrestre. Utiliza mapas de elevacin digitales, SIG (GIS -Geographical InformationSystems-) o tambin mapas digitalizados por Ud.

Est hecho para Windows 95, 98, ME, NT, 2000 y XP,w7,w vista pero se puede utilizar en Linux yMAC mediante emuladores.

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Radio Mobile

Usa un modelo de propagacin sobre terreno irregular basado en mapas de elevacindigitales para indicar el nivel de seal recibida en cada punto de la trayectoria.

Radio Mobile automticamente construye el perfilentre dos puntos del mapa digitalmostrando las zonas de Fresnel y la curvatura terrestre. Permite probar diferentesalturas de las antenas para alcanza prestaciones ptimas

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Este enlace tiene una lnea de vista limpia y la primera zona de Fresnelcompletamente despejada (730% de F1).


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Radio Mobile

Adems del perfildel terreno, Radio Mobile suministra todas las variablesrelacionadas con las prestaciones del enlace, nivel de seal esperado,calidad del enlace, PIRE, etc.

El enlace de este ejemplo es inviable debido al obstculo, indicado por undespeje de -1.3 F1, es decir est bloqueado el 130% de la primera zonade Fresnel.

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FRASE.MOTIVADORA

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"Somos dueos de nuestro destino.Somos capitanes de nuestra alma.

Winston Churchill


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MUCHAS GRACIAS.

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