FASE 4- Fray David Delgado
Link simulación: https://youtu.be/iQ6loqU2eys
1.
Desarrollar
los siguientes puntos:
a) Describir con sus propias palabras
las principales aplicaciones de los sistemas de comunicación por microondas.
El sistema de transmisión por microondas utiliza:
Transmisor, receptor y antena
En los sistemas de microondas se utiliza las mismas
técnicas de multiplexado y modulación utilizada en frecuencias bajas. Los
componentes difieren en constitución física en la parte de radio frecuencia.
TRANSMISORES
También incluye un modulador seguido por más etapas de
amplificación de potencia. El amplificador final de potencia aplica la señal a
la línea de transmisión y a la antena. Las etapas del generador de la portadora
y de modulación de una aplicación de microondas son similares a aquellos de los
transmisores para frecuencia más bajas. Solo en las últimas etapas de
amplificación de potencia se usan componentes especiales.
RECEPTORES
LINEAS DE TRANSMISION
La línea que más se usa en comunicaciones de radio de
baja frecuencia es el cable coaxial. Sin embargo este tiene una atenuación muy
alta en las frecuencias de microondas y el cable convencional no es apropiado
para conducir señales de microondas, excepto para tramos muy cortos, por lo
regular menos de 1 metro.
ANTENA G
En microonda todavía se emplean antenas estándares,
entre ellos el dipolo simple y la antena vertical en un cuarto de longitud de
onda. En esta frecuencia el tamaño de la antena es muy pequeño; por ejemplo la
longitud de un dipolo de media onda a 2GHz es solo 8cm. debido a la transmisión
en línea de vista de las señales de microonda y proporcionan un incremento en
la ganancia, que ayuda en contrarrestar el problema de ruido en las frecuencias
de microondas. Por esta razón importante, por lo regular se usan antenas
especiales altamente direccionales y con alta ganancia en las aplicaciones de
microondas.
b)
Describa
con sus propias palabras en que consiste el plan de frecuencias y los tipos de
configuración (Polarización alternada, canal adyacente, uso de tecnología
co-canal), presente un ejemplo de cada tipo.
CANAL ADYACENTE
La operación en un canal adyacente es
posible sin que se presenten problemas de interferencia perjudicial o similar
situación al establecer redes de una única frecuencia. La distribución de
frecuencias se realiza por zonas geográficas, minimizando las interferencias de
tipo co-canal y de canal adyacente.
Ejemplo de canal de adyacente: En
Radiodifusión un canal adyacente es un canal de AM, FM o TV que está próximo a
otro canal.
POLARIZACION ALTERNADA
Consiste en transmitir señales en una
polarización y alternando en otra
Ejemplo: La polarización
electromagnética es una propiedad de las ondas que pueden oscilar con más de
una orientación. Las ondas transversales que exhiben polarización incluyen
ondas electromagnéticas como la luz y las ondas de radio, ondas
gravitacionales y ondas sonoras transversales (ondas de cizallamiento) en
sólidos.
CO-CANAL
La interferencia co-canal (CCI) se
produce por las transmisiones de dispositivos en la misma área y en la misma
frecuencia. Al utilizar el protocolo CSMA/CA (acceso múltiple por detección de
portadora y prevención de colisiones), cada equipo anuncia su intención de
transmitir para evitar colisiones entre los paquetes de datos y que el resto de
equipos esperen para hacerlo, si tras el intervalo de espera el medio se
encuentra libre, se procede a la transmisión, de lo contrario se retrasará
hasta que lo esté. Sin embargo, en un área con múltiples equipos intentándolo,
continuarán de manera prolongada esperando a que otros completen sus
transmisiones. Desde la perspectiva del usuario final, la red tendrá un bajo
rendimiento o incluso dejará de ser operable.
Ejemplo:
c)
Describa
con sus propias palabras las normas de seguridad o medidas pertinentes que se
deben tener en cuenta para mitigar los riesgos asociados a la puesta en marcha
del sistema de comunicación por microondas referentes a peligros: de trabajo en
alturas, eléctricos, de radio frecuencia, de descarga electrostática y todos
los que considere.
Existen reglas para trabajar de forma segura las
cuales son:
-
Usar todos los EPP asignados por la
empresa ( gafas, guantes, casco, arnés, botas, tapones auditivos, overol o ropa
de trabajo)
-
No realizar labores si no está capacitado
-
No usar joyas mientras labora
-
Acatar las normas de seguridad del sitio
donde se encuentre
-
Tener buena salud física y mental
-
Trabajar de manera segura en alturas
-
Trabajar preferiblemente sin suministro de
energía
-
Calcular el amperaje antes de
comenzar a trabajar
-
Reducir del tiempo de exposición.
-
Mantener las fuentes emisoras apagadas y
desconectadas de la red eléctrica mientras no se utilizan.
-
Evitar la realización de actividades de
duración prolongada en zonas próximas a las fuentes generadoras de las
emisiones de RF y MO, si se dispone de otras áreas con menor riesgo.
-
Establecer una distancia de seguridad
entre las fuentes emisoras y el receptor.
2.
Desarrollar
los siguientes puntos:
a)
Describa
con sus palabras el tipo de condiciones del entorno que afecta los
radioenlaces: curvatura de la tierra, zonas de fresnel, pérdidas de espacio
libre, pérdidas por absorción, pérdidas en conectores y todos aquellos que
considere pertinentes; incluya su descripción matemática.
ESPACIO LIBRE
Existen perdidas que se producen al propagarse las
ondas en el vacío sin tomar en cuenta la absorción ya la reflexión de energía
en objetos cercanos, está perdida que más bien debería llamarse perdidas por
dispersión se produce por el reparto de
la energía, la misma que a mayor distancia de la fuente es menor y más cerca de
la fuente de energía es mayor.
La fórmula para calcular la pérdida del espacio libre
es:
FSL (dB) = 201og10 (d) + 201og10 (f)+k
CURVATURA DE LA TIERRA
La curvatura terrestre contribuye a aumentar la altura
efectiva de los obstáculos sobre la cota imaginaria de tierra plana. Por otro
lado, el fenómeno de refracción troposférica contribuye en condiciones de
atmosfera estándar (k= 4/3) a disminuir la altura efectiva de los mismos, pues
la trayectoria recorrida por el haz electromagnético suele tener una forma
cóncava si la observamos desde la tierra.
En definitiva ambos efectos pueden modelarse de forma
conjunta aplicando una corrección sobre la curvatura terrestre, lo que se
conoce como modelo de tierra ficticia. En este último caso, el radio de la
tierra debe multiplicarse por el factor k, tal y como se representa en la
formula presentada,
ZONA DE FRESNEL
Es el área elíptica que rodea el camino visual en una
transmisión con línea de vista. El tamaño de la zona varía dependiendo de la
longitud del camino y la frecuencia de la señal. Debe distinguirse entre la
línea de vista óptica y la línea de vista para radio; si la frecuencia
disminuye, el tamaño de la zona de fresnel aumenta.
Si la longitud del camino se incrementa, el tamaño de
la zona de fresnel se incrementa. Mientras más grande sea la separación entre
antenas, mayor debe ser la altura de las antenas.
ABSORCION
Los vapores de agua y de oxigeno no condensados poseen
líneas de absorción en la banda de frecuencias de microondas y de ondas milimétricas,
causando atenuación en trayectos radioeléctricos terrenales y oblicuos. En
concreto existen frecuencias donde se produce una gran atenuación, separadas
por ventanas de transmisión donde la atenuación es mucho menor. En el caso del
vapor de agua se producen fuertes líneas de absorción para longitudes de onda
de 1.35 cm; 1.67 mm e inferiores.
En el caso del oxígeno, las longitudes de onda de los
picos de absorción son 0.5 y 0.25 cm. Para calcular la atenuación causada por
los gases y vapores atmosféricos se debe acudir a la recomendación UIT-R P.676.
ATENUACION
Debida al efecto conjunto de los vapores de agua y
oxigeno es aditiva. En aquellas bandas donde los valores de atenuación exceden
los 10 dB/Km el alcance de las comunicaciones se encuentra enormemente limitado
pero escogiendo adecuadamente las frecuencias de trabajo es posible obtener
niveles de atenuación mucho menores: por ejemplo, a 30 GHz la atenuación es
inferior a 0.1 dB/Km para frecuencias por encima de 300 GHz, en cambio la
atenuación mínima es todavía elevada (6 dB/Km o más) e impone una gran
restricción en el caso de enlaces terrestres con visión directa.
b)
Describa
los criterios de calidad que se deben tener en cuenta en la planeación de un
radioenlace: Margen de desvanecimiento, Margen del sistema, confiabilidad del
sistema y sensibilidad; incluya su descripción matemática.
UMBRAL DE RECEPTOR Y SENSIBILIDAD
En el diseño de un radioenlace, la sensibilidad del
equipo receptor es un parámetro de gran importancia, pues determina
fundamentalmente el alcance del sistema. Este valor de sensibilidad o nivel
mínimo de señal que se necesita para un correcto funcionamiento, puede
definirse en términos de potencia (dBm) y tensión (dB
SENSIBILIDAD
Todo equipo necesita un nivel mínimo de señal para
lograr tener un funcionamiento adecuado (nivel de calidad), a esto se le llama
sensibilidad. Este parámetro es importante, porque permite identificar el valor
mínimo de potencia que necesita para poder extraer bits lógicos y alcanzar
cierta tasa de bits. Además permite que el valor de potencia recibido asegure
una tasa de error BER de
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