Comunicaciones por radiomicroondas

Contenido

COMUNICACIÓN POR RADIOMICROONDAS

1.RADIOENLACE

Un radioenlace terrestre o microondas terrestre provee conectividad entre dos sitios (estaciones terrenas) en línea de vista (Line-of-Sight, LOS) usando equipo de radio con frecuencias de portadora por encima de 1 GHz. La forma de onda emitida puede ser analógica (convencionalmente en FM) o digital.

Las microondas son ondas electromagnéticas cuyas frecuencias se encuentran dentro del espectro de las super altas frecuencias, SHF.

2.MODULACION EN MICROONDAS

Los generadores de microondas son generadores críticos en cuanto a la tensión y la corriente de funcionamiento.

Uno de los medios es no actuar sobre el generador o amplificador pero si utilizar un dispositivo diodo pin en la guía de salida, modulada directamente la amplitud de la onda. Otro medio es utilizar un desfasador de ferrita y modular la onda en fase. En este caso es fácil obtener modulación en frecuencia a través del siguiente proceso:

En una primera etapa, se modula en FM una portadora de baja frecuencia, por ejemplo 70 Mhz. En una segunda etapa, esta portadora modulada es mezclada con la portadora principal en frecuencia de Ghz, por ejemplo 10 Ghz.

Un filtro de frecuencias deja pasar la frecuencia suma, 10070 Mhz con sus bandas laterales de 3 Mhz y por lo tanto la banda pasante será de 10067 a 10073 Mhz que es la señal final de microondas.

En el receptor se hace la mezcla de esta señal con el oscilador local de 10 Ghz seguido de un filtro que aprovecha la frecuencia de diferencia 70 Mhz la cual es amplificada y después detectada por las técnicas usuales en FM.


3.RANGO DE FRECUENCIAS

Las principales frecuencias utilizadas en microondas se encuentran alrededor de los 12 GHz, 18 y 23 Ghz, las cuales son capaces de conectar dos localidades entre 1 y 25 kilómetros de distancia una de la otra. El equipo de microondas que opera entre 2 y 6 Ghz puede transmitir a distancias entre 30 y 50 kilómetros.

4. ESTRUCTURA GENERAL DE UN RADIOENLACE POR MICROONDAS

EQUIPOS Un radioenlace está constituido por equipos terminales y repetidores intermedios. La función de los repetidores es salvar la falta de visibilidad impuesta por la curvatura terrestre y conseguir así enlaces superiores al horizonte óptico. La distancia entre repetidores se llama Vano.

Los repetidores pueden ser:

-Activos

-Pasivos

En los repetidores pasivos o reflectores.

-No hay ganancia

-Se limitan a cambiar la dirección del haz radielectrónico.


5. ANTENAS DE MICROONDAS

La antena utilizada generalmente en las microondas es la de tipo parabólico. El tamaño típico es de un diámetro de unos 3 metros. La antena es fijada rígidamente, y transmite un haz estrecho que debe estar perfectamente enfocado hacia la antena receptora.

Estas antenas de microondas se deben ubicar a una altura considerable sobre el nivel del suelo, con el fin de conseguir mayores separaciones posibles entre ellas y poder superar posibles obstáculos. Sin obstáculos intermedios la distancia máxima entre antenas es de aproximadamente 7,14 km, claro está que esta distancia se puede extender, si se aprovecha la característica de curvatura de la tierra, por medio de la cual las microondas se desvían o refractan en la atmósfera terrestre.

Por ejemplo dos antenas de microondas situadas a una altura de 100 m pueden separarse una distancia total de 82 km, esto se da bajo ciertas condiciones, como terreno y topografía. Es por ello que esta distancia puede variar de acuerdo a las condiciones que se manejen.

La distancia cubierta por enlaces microondas puede ser incrementada por el uso de repetidoras, las cuales amplifican y redireccionan la señal, es importante destacar que los obstáculos de la señal pueden ser salvados a través de reflectores pasivos.

La señal de microondas transmitidas es distorsionada y atenuada mientras viaja desde el transmisor hasta el receptor, estas atenuaciones y distorsiones son causadas por una pérdida de potencia dependiente a la distancia, reflexión y refracción debido a obstáculos y superficies reflectoras, y a pérdidas atmosféricas.

REFLECTOR PARABÓLICO: se construye de fibra de vidrio o aluminio. El caso de fibra de vidrio se construye con un laminado reforzado con resina poliester; la superficie se metaliza con Zinc.

EFICIENCIA : en una antena se ve reducida la ganancia por las siguientes causas:

• Spill over: la potencia incidente es irradiada en todas las direcciones por el borde de la parábola (rendimiento 90%).

• El iluminador tiene un diagrama de emisión que abarca más que la superficie de la antena (rendimiento de 70%).

• El iluminador absorbe parte de la energía reflejada en la parábola por que obstruye el camino (rendimiento de 95%).

• La rugosidad del reflector produce una diferencia de fase en las ondas reflejadas (rendimiento de 93%).

• Se genera una diferencia de fase cuando el iluminador no está exactamente en el foco de la parábola (rend. 98%).

• Como el reflector no es un conductor ideal parte de la energía penetra en el material y es absorbida (rendimiento 99%).

6. CONSIDERACIONES EN UN RADIOENLACE

El clima y el terreno son los mayores factores a considerar antes de instalar un sistema de microondas.

En resumen, en un radioenlace se dan pérdidas por:

  • Espacio libre
  • Difracción
  • Reflexión
  • Refracción
  • Absorción
  • Desvanecimientos
  • Desajustes de ángulos
  • Lluvias
  • Gases y vapores
  • Difracción por zonas de Fresnel (atenuación por obstáculo);
  • Desvanecimiento por múltiple trayectoria (formación de ductos);

7. APLICACIONES

El uso principal de este tipo de transmisión se da en las telecomunicaciones de largas distancias, se presenta como alternativa del cable coaxial o la fibra óptica.

Este sistema necesita menor número de repetidores o amplificadores que el cable coaxial pero necesita que las antenas estén alineadas.

Los principales usos de las microondas terrestres son para la transmisión de televisión y voz.

Los enlaces de microondas se suelen utilizar para enlazar edificios diferentes, donde la instalación de cable conllevaría problemas o seria más costosa. Sin embargo, dado que los equipos de microondas terrestres suelen utilizar frecuencias con licencia, las organizaciones o gobiernos que conceden las licencias imponen limitaciones económicas y financieras adicionales.

Las principales aplicaciones de un sistema de microondas terrestre son las siguientes:

• Telefonía básica (canales telefónicos)

• Datos

• Telegrafo/Telex/Facsímile

• Canales de Televisión.

• Video

• Telefonía Celular (entre troncales)

• transmisión de televisión y voz.

Aunque las microondas son lógicamente superiores, ni las distancias, ni la capacidad del medio, ni la velocidad, la convierten en un sistema muy utilizado.

Pero a pesar de todo, las microondas terrestres siguen conformando un medio de comunicación muy efectivo para redes metropolitanas para interconectar bancos, mercados, tiendas departa-mentales y radio bases celulares.

8. ENLACE MICROONDAS Y SISTEMAS DE LÍNEA METÁLICA

VENTAJAS DE LOS ENLACES MICROONDAS

-Más baratos

-Instalación más rápida y sencilla.

-Conservación generalmente más económica y de actuación rápida.

-Puede superarse las irregularidades del terreno.

-La regulación solo debe aplicarse al equipo, puesto que las características del medio de transmisión son esencialmente constantes en el ancho de banda de trabajo.

-Puede aumentarse la separación entre repetidores, incrementando la altura de las torres.

DESVENTAJAS DE LOS ENLACES MICROONDAS

-Explotación restringida a tramos con visibilidad directa para los enlaces( necesita visibilidad directa)

-Necesidad de acceso adecuado a las estaciones repetidoras en las que hay que disponer.

-Las condiciones atmosféricas pueden ocasionar desvanecimientos intensos y desviaciones del haz, lo que implica utilizar sistemas de diversidad y equipo auxiliar requerida, supone un importante problema en diseño.

9. ENLACE MICROONDAS Y FIBRA OPTICA

Antes de la fibra Óptica, Estas Microondas formaron durante décadas el corazón del sistema de transmisión telefónica de larga distancia.

Las microondas son también relativamente baratas. Elegir dos torres sencillas y poner antenas en cada uno puede costar menos que enterrar 50 km de fibra a través de una área urbana congestionado sobre una montaña, y también pueden ser más económico que rentar la fibra de alguna compañía que ofrezca el servicio telefónico.

10. CAPACIDAD

Aunque la capacidad máxima depende mucho de la frecuencia , las velocidades de datos habituales para un único rango de frecuencia oscilan entren 1 y 10 MBPS en al actulidad se pueden conseguir capacidades más altas hasta de 140 Mbs

11. COSTO

Los costos del equipo dependen más de la potencia y la frecuencia de la señal operativa los sistemas para distancias cortas son relativamente económicos . El sistema de microondas terrestre se puedes adquirir en "leasing" (arriendo)con los proveedores de servicio. Los sistemas de microondas para distancias cortas también reducen los costos utilizando transmisiones a frecuencias superiores que funcionen con antenas más pequeñas y más baratas.


12. LICENCIAS

Las licencias o permisos para operar enlaces de microondas pueden resultar un poco difíciles ya que las autoridades deben de asegurarse que ambos enlaces no causen interferencia a los enlaces ya existentes.

Véase también


Wikimedia foundation. 2010.


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