8/12/2019 L09 Software de Diseo por Microondas

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REDES Y COMUNICACIONES DE DATOSPROGRAMA DE FORMACIN REGULAR

Telecomunicaciones I

LABORATORIO N 09

Diseo de Enlaces de Microondaspor Software

CODIGO DEL CURSO: R66325

Alumno Nota

Grupo

Ciclo III

Profesor

Fecha de entrega

8/12/2019 L09 Software de Diseo por Microondas

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LABORATORIO DE TELECOMUNICACIONES INro. DD-106

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Tema : Software de Diseo por MicroondasCdigo :

Semestre: IIIGrupo : G-H

Nota: Apellidos y Nombres: Lab. N : 09

1. Objetivos:

Reconocer la arquitectura de un Radio enlace de Comunicaciones.Identificar los dispositivos utilizados en un sistema de Radio Enlace.

Utilizar software aplicado para el diseo y la supervisin de un sistema de Radio Enlace.

Requerimientos:

PC Compatible.

Hyperterminal y Software RadioMobile

Antenas (omnidireccionalesdireccionales)

Seguridad

Advertencia:

El equipo que esta por utilizar, es susceptible a dao elctrico por malamanipulacin y/o descarga electroesttica.

2. Introduccin Terica

Describa el concepto de Radio Enlace.

Explique lo que entiende por Primera Zona de Fresnel

Dibuje un diagrama de Bloques completo de un sistema de Radio Enlace.

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3. Clculo de lnea de Vista

RELACION DE ANTENAS

Donde a=radio de curvatura de la tierra, a=6'370,000 metros, es decir, a=6,370 Km.

K=ndice de refraccin de curvatura de la tierra, segn la atmosfera la curvatura de losrayos pude ser:

Subrefractiva (K

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4. Ejercicio 1 (clculo de lnea de Vista)

De acuerdo al siguiente diagrama.

hg1= 2245 m, hg2= 3450 m, ha2= 5 m,

d1= 5.6 Km, d2= 3.8 Km, hs= 2950 m f =2586 MHz

Determine los valores de ha1, ho, hcy hcm, analice si el enlace tiene lnea de vista.

Al asignar los valores de las variables, la altura de una de las antenas es conocida, en este caso sera ha2.

Primero obtenemos el radio de fresnel, trabajamos con 3 decimales.

Reemplazamos en la frmula de ho

ho= 16.205 m

Ubique hoen el diagrama de arriba, podr ver que es el radio de la primera zona de fresnel en la ubicacinen que se encuentra el obstculo.

Hallamos la altura de antena ha1

Utilizaremos k=4/3, debido a que las condiciones atmosfricas son normales. a=al radio de la tierra que esigual a 6'370,000 m. Reemplazamos los valores en la formula y obtendremos el siguiente resultado.

ha1=7337.454 - 5091.579 + 3.1 - 2245

ha1=3.975 m

Entonces la altura de la antena 1 deber ser igual a: 3.975 m, recuerde que la antena ms altarecomendada es de 120 metros, no es recomendable que sea ms alta de eso.

Claridad

Si nos fijamos en el esquema la claridad vendra ser la distancia que existe desde el punto medio de laseal hasta el obstculo. Para ello utilizamos la siguiente formula.

Si reemplazamos los valores obtendremos:

hc= 16.205 m

)...(21

21metros

dd

ddho

)...(2

11

22

2

1

2

1 mhka

ddhh

d

dhh

d

dh gagsoa

)...(2

2121

11 mh

Ka

xddhh

d

dhh sC

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Margen de claridad

Este parmetro es la distancia que existe desde donde termina el radio de la primera zona de fresnel hastael obstculo. Este valor deber de ser positivo, en caso contrario significara que el obstculo esta chocandoo est dentro del radio de fresnel, con lo que se recomienda subir la altura de alguna de las dos antenas yvolver a realizar los clculos.

Obtendremos:

hcm = 16.205 - 16.205 = 0 m

Esto lo podemos interpretar como que el radio de fresnel est rozando con el obstculo. Para estos casosse proyecta un margen de crecimiento del obstculo de por lo menos 3 metros, esta precaucin se tomadebido a que la vegetacin o el entorno pueden cambiar.

5. Ejercicio 2

Para alturas de antena de 40 y 30 metros respectivamente, altura de las estaciones sobre elnivel del mar 140 y 110 metros, un obstculo se encuentra justo en el punto medio de

separacin de las antenas y tiene una altura de 130 metros, la separacin entre las antenas esde 40 km. La frecuencia de la portadora es de 2Ghz.

Dibuje el perfil del terreno, realice los clculos necesarios, y d recomendaciones.

)...(mhhh occm

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Clculo de potencias

Diagrama de red

Elabore un diagrama de bloques del sistema de radioenlace.

Documente:

FRECUENCIA DE OPERACION

DISTANCIA

POTENCIA A LA SALIDA DEL TRANSMISOR

CABLE DE BAJA PRDIDA DE SUBIDA

GANANCIA DE LA ANTENA DE TX

PIRE (Potencia Isotrpica Radiada Efectiva)

PTx

PerdidaCables yConectores

GananciaTx Ganancia

Tx

PerdidaCables yConectores

GananciaRx

SRx

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PRDIDAS EN EL ESPACIO LIBRE

GANANCIA DE LA ANTENA DE RX

CABLE DE BAJA PRDIDA DE BAJADA

POTENCIA A LA ENTRADA DEL RECEPTOR

UMBRAL DE SENSIBILIDAD

En funcin de lo documentado determine si la seal se demodular en el receptor.

6. Ejercicio 3

Dibuje el corte topogrfico aproximado del radioenlace propuesto, indique todos los elementos,

distancias y alturas requeridas. Dibuje la zona de fresnel y los mrgenes correspondientes.

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Dibuje el diagrama de bloques del radioenlace, considere valores numricos, signo y unidadesde cada uno de los bloques. Utilice el cuadro inferior para los clculos. Se tomar en cuentaORDEN y PROCEDIMIENTO. Obtenga los datos de los equipos investigando en internet

CLCULOS

DIAGRAMA DE BLOQUES

Calcule el PIRE y evalelo. Se tomar en cuenta ORDEN y PROCEDIMIENTO.

CLCULOS

Calcule el radio de fresnel. Se tomar en cuenta ORDEN y PROCEDIMIENTO.

Calcule la altura de la antena de la estacin base 1 (AP). Se tomar en cuenta ORDEN y

PROCEDIMIENTO.

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Calcule la claridad.

Interprete los resultados e indique si hay lnea de vista (margen de claridad) y si elreceptor demodular la seal recibida (sensibilidad).

7. Diseo de Radio enlace utilizando Software Aplicado (Radio Mobile)

ESCENARIO

Tenemos dos plantas de extraccin de materiales de construccin ubicadas en dos zonas alejadasde la ciudad (Una al pie del Chachani y la otra a la altura de Chiguata), las cuales deben estarconstantemente comunicadas para coordinar las operaciones de extraccin cada da. Haciendo unavisita a ambos lugares y utilizando una unidad GPS, se encontraron dos ubicaciones perfectas para

el enlace, dos elevaciones de terreno en cada lado en las que se podra poner una torre no muy alta(15m aprox.). Se desea saber si es posible, desde estas dos ubicaciones, enlazar ambas plantas deextraccin. De no ser posible, plantear ubicaciones alternativas.

Las coordenadas de los posibles puntos de enlace son los siguientes:

(Estn en unidades WGS84)

Planta Chachani: 161612.5 Lat. Sur 0713552.2 Long. Oeste

Planta Chiguata: 162515.2 Lat. Sur 0712036.7 Long. Oeste

Estas coordenadas fueron obtenidas con una unidad GPS con un margen de error de 9m. Comoequipos, tenemos dos APs de 15dBm de potencia de salida. Debemos calcular las antenasadecuadas, sabiendo que estos equipos tienen -85dB de sensibilidad. La distancia aproximada es

de 30km.

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SOLUCIN

Lo primero que necesitamos hacer es iniciar el programa Radio Mobile para simular con los datosobtenidos y verificar la factibilidad del enlace.

Experimentalmente, hemos obtenido que las coordenadas del centro de la ciudad son 161914Lat. Sur y 0712907 Long. Oeste. Estas coordenadas nos van a servir de centro para nuestromapa de Arequipa. Como el enlace no es muy largo, usaremos un radio de 50km, para tener mayorclaridad.

Ingresamos al men FILE y escogemos MAP PROPERTIES, de ah, escogemos del lado izquierdoel botn que dice ENTER LAT LON or QRA y en el dialogo que aparece colocamos las

coordenadas del centro de la ciudad, que nos van a servir de centro del mapa. Hay que tenercuidado con escoger Latitud SUR (S) y Longitud OESTE (W).

Hacemos clic en APPLYy regresaremos a MAP PROPERTIES.Aqu ponemos 50km en la alturadel mapa, para tener una extensin ms o menos clara del lugar. Luego en ELEVATION DATASOURCE escogemos SRTM y en DRIVE OR PATH escogemos la ruta donde est instaladoRADIO MOBILE, esta configuracin slo es necesaria una vez, pero es necesario indicarla a veces.

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Luego hacemos clic en APPLYy, empezar el trazado del mapa.

Al finalizar el proceso, podemos ver el mapa fsico de la ciudad. Los detalles ms resaltantes sonlos tres volcanes y el valle formado por el ro.

El siguiente paso consiste en ubicar nuestros puntos del enlace, para ello vamos al men FILE yescogemos UNIT PROPERTIES, ah nos aparecer un dialogo donde debemos ingresar lascoordenadas de cada una de las unidades de nuestro enlace.

Seleccionamos UNIT01 y hacemos clic en ENTER LAT LON or QRA y en el nuevo dialogoescribimos las coordenadas de la unidad Chachani: 161612.5 Lat. Sur 0713552.2 Long.Oeste. Repetimos la operacin con UNIT02e ingresamos las coordenadas de la unidad Chiguata:162515.2 Lat. Sur 0712036.7 Long. Oeste

Terminado esto, aparecern las dos unidades en nuestro mapa

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Nuestro siguiente paso ser establecer las caractersticas del enlace, es decir, frecuencias deoperacin, antenas, torres, etc., para ello regresamos al men FILE y escogemos NETWORKSPROPERTIES. Aqu establecemos las caractersticas de nuestro enlace. En la fichaPARAMETERS, establecemos los rangos de frecuencias a utilizar: 2400-2485MHz, polarizacinHorizontal, Prdidas de ciudad de 1% y clima Temperado Continental. La idea es reproduciraproximadamente las caractersticas de la ciudad.

Luego pasamos a la ficha TOPOLOGY para establecer el tipo de enlace que vamos a usar. Paranuestro caso es una red de Datos de tipo MASTER/SLAVE.

Luego pasamos a MEMBERSHIP,aqu vamos a elegir que unidad va a servir de MASTERy culde subordinada SLAVE.En nuestro caso, UNIT01va a ser MASTERy UNIT02va a ser SLAVE.

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Podemos observar que el enlace es factible desde las ubicaciones que hemos establecido. Esposible observar el enlace como si estuvisemos parados en las torres. Para ello en el men VIEWde RADIO LINK, buscamos OBSERVE y escogemos un ngulo de observacin. Para nuestro caso,probaremos con 40

Podemos observar la presencia de un posible obstculo cercano. Quizs moviendo un poco lasubicaciones podemos lograr un mejor enlace. Una solucin sera ponerle un poco ms de altura a la

torre. Eso se vera mejor en el terreno real. Adems debemos tomar en cuenta el margen de errordel GPS.

La prctica nos va a demostrar que ese obstculo no es realmente importante, debido a quepasamos por un costado con bastante holgura.

Esto ha sido una vista rpida de las funciones bsicas del programa Radio Mobile. Este programatiene funciones mucho ms complejas, tales como comunicaciones directas con unidades de GPSpara hacer rastreo y cosas as. Es slo cuestin de sentarse y experimentar. Examinar cada funcinen detalle y documentarla, sera para hacer un libro completo.

Interpretacin

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INFORME

Se deber presentar un informe al iniciar la siguiente sesin de laboratorio. Dicho informe se incluir enla calificacin del laboratorio. Debe constar de:

1. Fundamento terico:

Se deber incluir una hoja donde se desarrolle conceptos tericos complementarios a losdesarrollados en clase. En algunos casos se incluirn temas que sirvan como referencia.

Temas.

Propagacin de Ondas Electromagnticas.

Atenuacin.

Fresnel.

Refraccin de seales de radio.

Reflexin de seales de radio.

Difraccin de seales de radio.

2. Aplicacin de lo aprendido.

En esta seccin se especifica el uso que se puede dar a lo aprendido de la experienciaprctica. En algunos casos se incluirn algunas referencias.

Averige el valor de la PIRE (Potencia Isotrpica Radiada Efectiva) mxima permitida en elPer.

Averige nombres de empresas proveedoras de equipo de radiocomunicaciones (Antenas,Access Point, etc.) en Arequipa y Lima.

3. Observaciones y conclusiones.

En esta seccin incluya la sntesis de los resultados alcanzados a la finalizacin de laexperiencia. Tenga en cuenta que las conclusiones deben ser producto de surazonamiento a partir de aquello que observ durante la realizacin del trabajo. No debenhaber dos alumnos con exactamente las mismas conclusiones pues su razonamiento nopuede ser exactamente idntico.

El informe tendr una longitud mxima de 3 pginas y mnima de una pgina. Evite copiar de Internetsin citar la fuente ni leer el contenido de lo que est copiando. Verifique la informacin contrastandoentre dos o ms fuentes.