Ejercicio de Diseño de Enlaces Digitales Por Microondas - I

 

DISEÑO DE ENLACES DIGITALES DE MICROONDAS

I.- SELECCIÓN DEL SITIO Primero graficar el perfil en una hoja de perfil K = 4/3 para lo cual se tomarán las alturas de acuerdo con las distancias en las que se encuentra. En el plano a escala 1/100000, se ubican los puntos del enlace, se unen y la línea representa el trayecto de propagació propagación. n. Proceda a elaborar el perfil del trayecto. I.1.- DETERMINACION DE LA ALTURA DE LAS ANTENAS

Del gráfico se obtiene el radio de la primera zona de Fresnel (h 0): h0 

     d 1d 2 1000

m  

d 

La altura de las antenas se obtiene de la formula. ha1 

d  d 2

d 1

d 12  1000

d 2

2 Ka

h0  h s     h g 2  ha 2  

a  6370

   h g 1

m

 

 Km

II.- SISTEMA DE ANTENA II.1.- CALCULO PARA DETERMINAR EL TIPO DE ANTENA Para determinar que antena usar, manteniendo el nivel de recepción constante hay que hallar la ganancia necesaria, con la siguiente formula. Gt   Gr    RS  RSL L  P r    0   P t 

 4 d   0  20 log       

dB

dB  

Generalmente se escoge que las ganancias de las antenas sean iguales, asi

 Pagina 1 - Ejercicio de diseño de enlaces de microondas

 

Gt   Gr   G G

 RSL P r    0     P t  2

dB

 

Lo cual determina el tipo de antena a usar. III.- UBICACIÓN DEL RAYO REFLEJADO Para ubicar el punto de reflexión seguir los pasos a continuación: 1)  Preparar el perfil del trayecto. 2)  Marcar el punto C, a la misma altura de la antena mas baja con respecto al nivel del mar (A). 3)  Marcar el punto D ubicado en el centro entre los puntos A y C y a nivel del suelo. 4)  El punto D, ubicado al nivel suelo, pertenece al plano de reflexión. 5)  Marcar el punto A’ como el punto imagen de A con relación al plano de reflexión. 6)  Ubicar el punto E en el cruce entre la recta A’B con la superficie terrestre. El  punto E es la primera primera aproximación ddel el punto del re reflexión. flexión. ”.  7)  Considere el punto E como “hr ”.

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III.1.- PERDIDAS DE REFLEXION

Una vez obtenida la altura h r , para hallar con exactitud el punto de reflexión se siguen los siguientes pasos de cálculo: Hallar: h10  h1  hr  h20  h2  hr   

Con estos datos calcular C y m: C   m

h10  h20 h10  h20 1 2



1 2 Ka



d 2  1000

 

h10  h20

Con los valores de “C” y “m” se obtiene el valor de “b”, mediante el uso de la gráfica

siguiente:

 Pagina 3 - Ejercicio de diseño de enlaces de microondas

 

Con “b” se determinan las distancias dr1 y dr2 al punto de reflexión: d 

1  b   2 d r 2  d   d r 1 d r 1   

III.1.1.- PERDIDAS DE REFLEXION (Lr ) Una ves conseguido el punto de reflexión, se analiza en donde cae y se halla la perdida según la tabla siguiente: Tabla de Perdida de reflexión (Lr ) Superficie Frecuencia  2 Ghz 4 Ghz 6 Ghz 11 Ghz

Agua

Campo húmedo

Campo seco

Ciudad, Bosque, Montaña

0 0 0 0

2 2 2 2

4 6 6 8

10 14 14 16

III.1.2.- PERDIDA POR LA DIRECTIVIDAD DE LA ANTENA Se calcula mediante los ángulos de las ondas Directa y Reflejada ( ), calculado a partir del perfil:  1

 2

 

h10 d r 1  1000 h20 d r 2  1000

 

h10  h20 d   1000 h20  h10 d  1000



d r 2 2 Ka



d r 1 2 Ka

mrad   

mrad 

Haciendo uso de la envolvente de la antena a usar se obtiene la Perdida de Directividad de la antena (D). III.2.- RELACION D/U (dB)

 D U    Lr   D    1     D 2    Pagina 4 - Ejercicio de diseño de enlaces de microondas

 

Si este valor es menor que 10 dB, se debe pensar en un sistema de protección. IV.- FACTORES DE DEGRADACION IV.1.- RUIDO TERMICO Es el ruido propio del receptor y lo determina la eficiencia de modulación, el factor de ruido, la temperatura y la potencia de entrada al receptor.  N t   114   10   log BW    NF 

dB dBm m  

BW = Velocidad de datos / eficiencia del modulador IV.2.- TASA DE SEGUNDOS CON ERRORES SEVEROS (SESR) Es la relación entre la Probabilidad de ocurrencia del Desvanecimiento tipo Rayleigh (PR ) y el Margen de Desvanecimiento ( f f d). SESR  

 P  R  f  d 

 

La PR  se obtiene de:  P  R   K Q  f  Ghz d 3  Km  

El factor KQ se obtiene de la tabla de valores empíricos siguiente: TABLA DE LOS VALORES EMPIRICOS DE LOS PARAMETROS KQ para regiones climáticas de temperatura marina, mediterránea, costera o regiones climáticas de alta humedad y temperatura

4.1  10 5

KQ para regiones climáticas marinas subtropicales

3.1  10 5

S 11.3 S 11.3

   

5

KQ para regiones climáticas de temperatura moderada o regiones r egiones climáticas de media latitud interior KQ para regiones climáticas montañosas altamente secas

2.1  10 S 11.3 10

5

1.3

S 1

Donde S1 es el factor de rugosidad del terreno y 6 < S 1 < 42.

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La Profundidad de Desvanecimiento se obtiene de: RSL Margen de Desvanecimiento  f   d

Umbral Estatico Umbral Dinámico Ruido Termico

 

La SESR Objetivo especificado por la UIT  –  R  R (Rec. F.634), es:   SESR  0.00054   

d  2500

 

La Tasa de Errores Residual (RBER) asignado por la UIT  –  R   R esta especificado como -9 10  para los 2500 Km Terminal a Terminal. IV.2.- INTERFERENCIAS IV.2.1.- INTERFERENCIA F/B Se presenta en los tramos adyacentes que emplean la misma frecuencia. Solo se presenta cuando la onda deseada se halla bajo los efectos del desvanecimiento. La relación C/N la determina la directividad de la antena de recepción, como se muestra en la graficas siguientes.

La Interferencia por (F/B)t se halla encontrando la Relación D/U entre la Onda Deseada (D) y la Onda No Deseada (U). La formula a aplicar es la siguiente:  D U    D    P tU      GtD  GtU        t    P tD

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La Relación Portadora a Ruido (C/N) se encuentra con:     D U    C   N 

De la misma forma, la Interferencia por (F/B) r  se   se halla encontrando la Relación D/U entre la Onda Deseada (D) y la Onda No Deseada (U). La formula a aplicar es la siguiente:  D U    D     GtD  GtU    0 D   0U        t    P tD   P tU 

La Relación Portadora a Ruido (C/N) se encuentra con: C   N      D U   

La C/N permisible es de 27 dB. IV.2.2.- INTEREFRENCIA POR OTRAS RUTAS Producida por otras rutas cercanas al sistema.

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Igualmente, la Interferencia por Otras Rutas se halla encontrando la Relación D/U entre la Onda Deseada (D) y la Onda No Deseada (U). La formula a aplicar es la siguiente:  D U    D t     D r    P tD     P tU    GtD  GtU    0 D   0U    

La Relación Portadora a Ruido (C/N) se encuentra con:     D U    C   N  La relación C/N debe ser mayor de 29 dB.

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Anexo 1 PERFIL DEL TRAYECTO

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Anexo 2 ANTENAS

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Anexo 3 CURVAS DE C, m y b

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Anexo 4 Parámetros del IDU y ODU

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