Estudio de Enlace Punto a Punto 5.8 GHZ UBIQUITI AIRLINK- RADIO MOBILE

Julio del 2013

ESTUDIO DE RADIO PROPAGACIÓN

EN LA BANDA DE 5.8 GHZ

TABASCO - MÉXICO

ESTUDIO DE RADIO PROPAGACIÓN RADIO MOBILE

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http://radiomobileperu.blogspot.com/

ESTUDIO DE RADIO PROPAGACIÓN EN LA BANDA DE 5.8 GHZ

El presente estudio de Radio Propagación tiene por finalidad validar teóricamente un

enlace PTP (Point To Point) en la Banda no licenciada de 5.8 GHz el cual formara el

Backbone de una red inalámbrica que transmitirá voz, videos, datos e internet.

Para la realización del estudio se ha utilizado Radio Mobile, el cual es un software de

Propagación que combina mapas DEM (Mapas de Elevación Digital) y características

del radio para simular el enlace y poder apreciar la Performance del sistema.

En el presente estudio se mostraran imágenes de los Perfiles de los Enlaces, imágenes

satelitales proporcionados por GOOGLE EARTH entre otros, para poder apreciar de

forma clara el enlace.

DATOS PARA LA REALIZACIÓN DEL ESTUDIO:

SITE LATITUD LONGITUD

CASTAÑO CARDENAS 17°59'50.64"N 93°17'25.51"O

BATERIA NORTE CARDENAS 18° 0'11.19"N 93°27'3.24"O

Los puntos a enlazar en este enlace PTP son: BATERIA NORTE CARDENAS con CASTAÑO

CARDENAS



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IMAGEN SATELITAL DEL ENLACE:



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MAPA GEOGRÁFICO DE RELIEVE:



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1. ESTUDIO DE RADIO PROPAGACIÓN:

PERFIL DEL ENLACE: BATERIA NORTE CARDENAS – CASTAÑO CARDENAS



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PERFIL DEL ENLACE: CASTAÑO CARDENAS - BATERIA NORTE CARDENAS



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VISTA DESDE LOS ENLACES:



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IMAGEN SATELITAL:



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IMAGEN SATELITAL DE LA TRAYECTORIA DEL ENLACE:

En esta imagen se aprecia que la ciudad de CARDENAS está casi en la mitad de la trayectoria

del enlace. Por este motivo se debe de tener muy en cuenta el despeje de la Primera Zona de

FRESNEL con ayuda de torres de gran altura. Ver Pag.12



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2. FACTORES METEOROLÓGICOS EN EL ENLACE:

Uno de los factores que pueden afectar los enlaces inalámbricos es el clima debido a que las

ondas de radio frecuencia poseen una propiedad llamada absorción.

ABSORCIÓN: Cuando las ondas electromagnéticas atraviesan algún material, generalmente se debilitan o atenúan. La cantidad de potencia perdida va a depender de su frecuencia y, por supuesto, del material. El vidrio de una ventana obviamente es transparente para la luz, mientras que el vidrio utilizado en los lentes de sol filtra una porción de la intensidad de la luz y bloquea la radiación ultravioleta. A menudo se utiliza el coeficiente de absorción para describir el impacto de un material en la radiación. Para las microondas, los dos materiales más absorbentes son: • Metal. Los electrones pueden moverse libremente en los metales, y son capaces de oscilar y por lo tanto absorber la energía de una onda que los atraviesa. • Agua. Las microondas provocan que las moléculas de agua se agiten, capturando algo de la energía de las ondas . En la práctica de redes inalámbricas, vamos a considerar el metal y el agua como absorbentes perfectos: no vamos a poder atravesarlos (aunque capas finas de agua podrían permitir que una parte de la potencia pase). Son a las microondas lo que una pared de ladrillo es a la luz. Cuando hablamos del agua, tenemos que recordar que se encuentra en diferentes formas: lluvia, niebla, vapor y nubes bajas, y todas van a estar en el camino de los radioenlaces. Tienen una gran influencia y en muchas circunstancias un cambio en el clima puede hacer caer un radioenlace. Existen otros materiales que tienen un efecto más complejo en la absorción de radiación. Para los árboles y la madera, la cantidad de absorción depende de cuánta cantidad de agua contienen. La madera vieja y seca es más o menos transparente, la madera fresca y húmeda va a absorber muchísimo.



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Luego de conocer un poco de la absorción veamos este cuadro del reporte de lluvias y vientos que adquirimos en el portal del Servicio Meteorológico de Nacional de México.

Nuestro enlace se encuentra en el estado de Tabasco su rango de lluvias no supera los 70 mm y actualmente posee un promedio de 40.2 mm.



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CURVA DE ATENUACIÓN POR LLUVIA:

Como se aprecia en la imagen en la banda de 5.8 GHZ la atenuación por lluvia es mínima en

comparación con frecuencias más altas.

Teniendo en cuenta que los equipos utilizados para este tipo de enlace serán de tecnología 2x2

MIMO nuestro enlace se vería afectado mínimamente por las lluvias u otros aspectos

climatológicos.



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3. LA ZONA DE FRESNEL La teoría exacta de las zonas de Fresnel es algo complicada. Sin embargo el concepto es fácilmente entendible: sabemos por el principio de Huygens que por cada punto de un frente de onda comienzan nuevas ondas circulares. Sabemos que los haces de microondas se ensanchan. También sabemos que las ondas de una frecuencia pueden interferir unas con otras. La teoría de zona de Fresnel simplemente examina a la línea desde A hasta B y luego al espacio alrededor de esa línea que contribuye a lo que está llegando al punto B. Algunas ondas viajan directamente desde A hasta B, mientras que otras lo hacen en trayectorias indirectas. Consecuentemente, su camino es más largo, introduciendo un desplazamiento de fase entre los rayos directos e indirectos. Siempre que el desplazamiento de fase es de una longitud de onda completa, se obtiene una interferencia constructiva: las señales se suman óptimamente. Tomando este enfoque, y haciendo los cálculos, nos encontramos con que hay zonas anulares alrededor de la línea directa de A a B que contribuyen a que la señal llegue al punto B. Tenga en cuenta que existen muchas zonas de Fresnel, pero a nosotros nos interesa principalmente la zona 1. Si ésta fuera bloqueada por un obstáculo, por ej. Un árbol o un edificio, la señal que llegue al destino lejano será atenuada. Entonces, cuando planeamos enlaces inalámbricos, debemos asegurarnos de que esta zona va a estar libre de obstáculos. En la práctica en redes inalámbricas nos conformamos con que al menos el 60% de la primera zona de Fresnel esté libre. VER IMÁGENES:



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IMAGEN REFERENCIAL DE LA PRIMERA ZONA DE FRESNEL:

I

IMPORTANTE: Nuestro enlace inalámbrico pasa por medio de la ciudad de CÁRDENAS, por tal motivo hemos simulado el enlace a 50 Mts de altura para evitar que edificaciones de gran altura puedan bloquear la primer zona de Fresnel y por ende afectar directamente la calidad de nuestro enlace.



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IMAGEN DEL ENLACE CON LA PRIMERA ZONA DE FRESNEL:

Como vemos en la imagen la elipse de color negro muestra la primera Zona de Fresnel. La flecha de color rojo muestra el margen que tenemos si en caso existieran edificaciones de gran altura (edificios, torres, arboles etc.) en la ciudad de Cárdenas o en el trayecto. El margen obtenido es debido a que las antenas están a 50 Mts del nivel del suelo. Hemos utilizado esta altura para poder superar obstáculos de 30 mts en la trayectoria del enlace En el caso de que no tengamos edificaciones ni obstáculos de gran altura las torres podrían ser de menor tamaño.



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4. SISTEMA DE PUESTA A TIERRA Y PARA RAYOS

La única amenaza natural del equipamiento inalámbrico son los rayos eléctricos. Hay dos formas diferentes mediante las cuales un rayo puede dañar el equipo: con un impacto directo o uno inducido. Los impactos directos son cuando el rayo realmente alcanza la torre o la Antena. El impacto inducido se produce cuando el rayo cae cerca de la torre. Imagine un relámpago cargado negativamente. Como las cargas se repelen entre sí, hará que los electrones en el cable se alejen del rayo, creando corriente en las líneas. Esta es mucha más corriente de la que el sensible radio puede manejar. En general, cualquier tipo de rayo va a destruir el equipo que esté sin protección. Por tal motivo se recomienda la instalación de 2 sistemas de puesta a tierra:

Sistema de puesta a tierra para Equipos con una resistividad <5 OHM.

Sistema de puesta a tierra para pararrayo con una resistividad <15 OHM. Para mayor información visitar estos Link:

http://hugarcapella.files.wordpress.com/2010/03/manual-de-puesta-a-tierra.pdf

http://massatierra.net/download/ABC_Sistemas_PuestaTierra_y_Pararrayos_v03-03-12.pdf

http://es.slideshare.net/darlynkarina/sistema-puesta-a-tierra


http://hugarcapella.files.wordpress.com/2010/03/manual-de-puesta-a-tierra.pdf

http://massatierra.net/download/ABC_Sistemas_PuestaTierra_y_Pararrayos_v03-03-12.pdf

http://es.slideshare.net/darlynkarina/sistema-puesta-a-tierra


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5. RESUMEN DE ALTURA DE TORRES PARA LOS ENLACES

SITE ALTURA DE TORRE

CASTAÑO CARDENAS 54 Mts

BATERIA NORTE CARDENAS 54 Mts

Estas alturas pueden variar dependiendo de los las edificaciones u obstáculos en el trayecto.

En el caso de no tener edificaciones de gran altura en el trayecto se podría colocar torres de

menor altura.

Tipo de torres:

TORRE VENTADA: SEMI PESADA

Tramos de torre 35x35x35 triangular x 3 mts. C/u. con tubo de parante vertical 1 1/2” x 1.5 mm. con pasos de platina de 1 1/2” x 1/8” La torre debe incluir estrella anti torsión para evitar vibraciones en la parte alta de la torre y el movimiento en la antena parabólica

TORRE VENTADA: PESADA Y RETICULADO EN Z

Tramos de torre 30x30x30 triangular x 3 mts. C/u. con tubo de parante vertical 1 1/2” x 1.5 mm. Con pasos de platina de 1 1/4” x 1/8” y reticulado en forma de Z con fierro liso de 3/8”. La torre debe incluir estrella anti torsión para evitar vibraciones en la parte alta de la torre y el movimiento de la antena parabólica

TORRE VENTADA: PESADA ESTRUCTURAL

Tramos de torre galvanizado 40x40x40 triangular x 3 mts. de largo C/u con parante tubo estructural de 1 ½” x 2.2 mm. (Medida exterior), pasos de tubo estructural 1” x 2 mm. (Medida exterior) La torre debe incluir estrella anti torsión para evitar vibraciones en la parte alta de la torre y el movimiento en la antena parabólica.

IMPORTANTE:

Las torres deben estar galvanizadas por inmersión al caliente según normas 80 Micras a más y pintado con los colores reglamentados. Se debe de contar con un área y espacio adecuado para la construcción de los anclajes para este tipo de torres.



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6. RESUMEN DE EQUIPOS:

A continuación de muestra un cuadro con el modelo de los equipos recomendados para este

tipo de enlaces:

EQUIPOS CANTIDAD DESCRIPCIÓN

ROCKET M5 2 Radio Inalámbrico

ROCKETDISH 5GHZ 34 dBi 2 Antena Parabólica

RADOM 2 Protección para Antena



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7. CALCULOS CON EL AIRLINK DE UBIQUITI:



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IMPORTANTE:

Como se aprecia en la imagen los niveles de Rx son excelentes, la disponibilidad o

calidad de conexión que se maneja es del 100%. Por ende el enlace inalámbrico

trabajaría con la máxima tasa de transmisión que sería de 300 Mbps según lo

especificado por el fabricante.



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8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

Se determina que es factible la realización del enlace, como se

muestra en las imágenes de PERFIL DEL ENLACE los niveles de Rx

son excelentes.

Se debe validar el estudio con pruebas de campo para corroborar la

línea de vista (L.O.S.), debido a que la trayectoria del enlace se

encuentran dentro de una zona urbana.

Se debe de instalar torres con alturas adecuadas de ser necesarios

para poder superar los obstáculos que se encuentren en el trayecto

del enlace, en el caso de no tener obstáculos las torres podrían ser

de menor tamaño, previa evaluación en campo.

La sala de comunicaciones debe contar con un buen sistema de

conexión a tierra, a fin de proteger todos los elementos y dispositivos

del sistema.

Se debe garantizar la disponibilidad de energía eléctrica en a fin de

no tener interrupciones del servicio que afecten la disponibilidad de

la Red Inalámbrica.

Para la implementación de estos enlaces se recomienda la utilización

del equipo de radio con tecnología MIMO 2x2 para evitar reflexiones

que ocasionen la degradación de la señal y por ende la pérdida de

paquete de datos.

Las antenas parabólicas deben de tener su Radome para una mayor

protección

Se adjunta los Brochures de equipos con excelentes prestaciones para

este tipo de enlaces:



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