Story Transcript
ANÁLISIS, DISEÑO, SIMULACIÓN Y PRESUPUESTO DE UN RADIOENLACE ENTRE DOSQUEBRADAS Y LAS ESCUELAS EL RINCÓN, LA COLONIA Y LAS DELICIAS.
CARLOS ANDRÉS VÁSQUEZ CAICEDO
UNIVERSIDAD CATOLICA DE PEREIRA FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS E INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA DE SISTEMAS Y TELECOMUNICACIONES PROYECTO DE GRADO PEREIRA 2014
ANÁLISIS, DISEÑO, SIMULACIÓN Y PRESUPUESTO DE UN RADIOENLACE ENTRE DOSQUEBRADAS Y LAS ESCUELAS EL RINCÓN, LA COLONIA Y LAS DELICIAS.
CARLOS ANDRÉS VÁSQUEZ CAICEDO
PROYECTO DE GRADO
ASESOR NÉSTOR ALZATE MEJIA INGENIERO EN SISTEMAS
UNIVERSIDAD CATOLICA DE PEREIRA FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS E INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA DE SISTEMAS Y TELECOMUNICACIONES PROYECTO DE GRADO PEREIRA 2014
DERECHOS DE AUTOR
Autorizo a la Universidad Católica de Pereira para que incluya este proyecto a su catálogo de consulta en la biblioteca, y que cualquier persona interesada tenga libre acceso a su contenido, respetando la propiedad intelectual de su autor.
AGRADECIMIENTOS
Doy infinitas gracias a Dios por haber permitido culminar mi carrera con éxito. Agradezco a mi mamá Marleny Caicedo por las palabras de aliento en cada una de mis procesos durante la vida educativa. Agradezco a mi papá Diego Vásquez por su apoyo brindado para culminación del proyecto. Agradezco a mi esposa Lina María García por su constante incondicional apoyo y paciencia en todo mi proceso educativo y por la fortaleza brindada en los momentos de desfallecimiento. Agradezco a mis hijos Daniela y Juan José Vásquez García por la paciencia y espera tenida durante las largas jornadas educativas. A mis compañeros de grupo los cuales fueron vitales para la culminación de esta experiencia universitaria. Especialmente agradezco a mis hermanos Sandra Patricia Vásquez y John Alexander Vásquez por el apoyo y colaboración durante el proceso de realización del proyecto. Agradezco a los líderes espirituales Román Castaño y Danelly Camarillo todos sus consejos y todas las oraciones brindadas.
por
Al profesor Néstor Álzate Mejía asesor del proyecto por su colaboración, paciencia y todos sus conocimientos dados. A los docentes con los que tuve el honor de recibir conocimientos. Agradezco a la Universidad Católica de Pereira por brindarme la oportunidad de hacer este sueño de ser profesional realidad.
DEDICATORIA
Este proyecto se lo dedico a Dios para la honra y gloria de su nombre. A mi familia que siempre me ha apoyado en este difícil pero gratificante proceso. A mi madre por ser un ejemplo de lucha y perseverancia. A mi esposa por siempre estar en los momentos buenos y malos de mi vida. A mis hijos por ser el motor que me da fuerza todos los días y en todos los proyectos que decido iniciar.
SINTESIS SINTESIS
ABSTRACT
Éste proyecto pretende aportar al desarrollo y a la necesidad de conexión a internet que tienen las escuelas de las veredas El Rincón, La Colonia y El Manzano corregimiento de La Bella, éstas son zonas ubicadas en área montañosa, con distancias de 20 kilómetros que impiden la línea a vista desde un punto ubicado en la cabecera, a su vez hace que se dificulte el acceso al mismo.
This one project tries to contribute to the development and to the need of connection Internet that the schools of the paths have El Rincon, La Colonia and El Manzano township of The Beautiful one, these are zones located in mountainous area, with distances of 10 miles that prevent the line to sight from a point located in the headboard, in turn it does that the access to the same one is impeded.
El proyecto permite el estudio de un radioenlace, la utilización de dos herramientas de simulación, que arrojan resultados para definir los mejores puntos para la instalación de los mástiles, antenas y puntos de trabajo. De igual forma aborda el diseño e implementación de enlaces inalámbricos guiados, estudio del presupuesto que permite validar la viabilidad del mismo y por consiguiente reducir la brecha tecnológica que tienen en estos momentos dichas zonas aisladas en especial la población educativa.
The project allows the study of a radio link, the utilization of two tools of simulation, which they throw, proved to define the best points for the installation of the masts, antennas and points of work. Of equal form it approaches the design and implementation of wireless holding a permit links, study of the budget that allows validate the viability of the same one and consequently to reduce the technological gap that the educational population has in these moments the above mentioned zones isolated especially.
Keywords: Study Radio Link, Radio Link, Palabras claves: Estudio de radioenlace, Radio Link Simulation, Wireless Radioenlace, Simulación de Radioenlace, Networking, Network. Redes Inalámbricas, Redes.
Contenido
INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 20 1.
FORMULACION DEL PROYECTO ......................................................... 21
1.1.
SITUACION ACTUAL ........................................................................... 21
1.2.
PROBLEMA .......................................................................................... 21
1.3.
OBJETIVOS .......................................................................................... 21
1.3.1.
Objetivo general................................................................................. 21
1.3.2.
Objetivos específicos ......................................................................... 21
1.4.
JUSTIFICACION ................................................................................... 22
1.5.
PLANTEAMIENTO DE LA HIPOTESIS ................................................ 23
1.6.
DENTIFICACION DE VARIABLES ....................................................... 23
1.7.
APORTE TEÓRICO Y PRÁCTICO ....................................................... 23
2.
PRESUPUESTO ...................................................................................... 25
3.
CRONOGRAMA ...................................................................................... 26
4.
METODOLOGÍA ...................................................................................... 27
4.1.
ETAPA 1. INVESTIGACION (Investigar y Estudiar) ............................. 27
4.2. ETAPA 2. OBTENCION DE REQUERIMIENTOS Y ESTUDIO DE LOS MISMOS. ........................................................................................................ 27 4.3.
ETAPA 3. DISEÑO FÍSICO Y LÓGICO DE LA RED ............................ 28
4.4. ETAPA 4. SIMULACIÓN, DEMOSTRACIÓN DE ECUACIONES Y PRUEBAS....................................................................................................... 28 4.5. ETAPA 5. PRESUPUESTO PARA LA IMPLEMENTACION DEL RADIOENLACE Y DOCUMENTO FINAL. ...................................................... 28 5.
MARCO CONTEXTUAL .......................................................................... 29
5.1.
DESCRIPCIÓN DEL CONTEXTO ........................................................ 29
5.2.
RESEÑA HISTÓRICA ........................................................................... 33
6.
MARCO TEORICO .................................................................................. 38
6.1.
ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN......................................... 38
6.2.
ASPECTO LEGAL ................................................................................ 40 7
6.2.1. 6.3.
Normatividad...................................................................................... 41 CONCEPTUALIZACION ....................................................................... 43
6.3.1.
Historia de las comunicaciones electrónicas ..................................... 43
6.3.2.
Sistemas de comunicación alámbricos e inalámbricos ...................... 43
6.4. 6.4.1. 6.5.
RADIOCOMUNICACIÓN ...................................................................... 44 Canales de radio................................................................................ 44 EL CANAL DE PROPAGACION ........................................................... 44
6.5.1.
El canal de radio ................................................................................ 44
6.5.2.
El canal de modulación ...................................................................... 45
6.5.3.
El canal digital.................................................................................... 45
6.6.
ESPECTRO .......................................................................................... 45
6.6.1.
El espectro electromagnético ............................................................ 45
6.6.2.
Bandas de frecuencia ........................................................................ 47
6.7.
SISTEMA ELECTRONICO DE COMUNICACION ................................ 48
6.8.
MODOS DE TRANSMISIÓN................................................................. 49
6.9.
CODIFICACIÓN DE SEÑALES ............................................................ 50
6.10.
LINEAS DE TRANSMISION .............................................................. 51
6.10.1. Tipos de líneas de transmisión .......................................................... 52 6.11.
LINEAS DE TRANSMISION DE CONDUCTORES PARALELOS ..... 53
6.11.1. Líneas de transmisión de alambre desnudo ...................................... 53 6.11.2. Líneas de transmisión conductores gemelos ..................................... 54 6.11.3. Líneas de transmisión cable de par trenzado .................................... 55 6.11.4. Líneas de transmisión par de cable blindado .................................... 55 6.12.
PROPAGACION DE ONDAS EN LINEA DE TRANSMISIÓN ........... 56
6.13.
FACTOR DE VELOCIDAD ................................................................ 56
6.14.
LONGITUD ELÉCTRICA DE UNA LÍNEA DE TRANSMISIÓN.......... 57
6.15.
ONDAS ELECTROMAGNETICAS TRANSVERSALES .................... 58
6.16.
PROPAGACION DE LA SEÑAL ........................................................ 58
6.17.
PÉRDIDAS EN LA TRAYECTORIA POR EL ESPACIO LIBRE ........ 59
6.18.
MARGEN DE DESVANECIMIENTO ................................................. 60 8
6.19.
ZONA DE FRESNEL ......................................................................... 62
6.20.
CURVATURA DE LA TIERRA ........................................................... 63
6.21.
ANTENA ............................................................................................ 64
6.21.1. Parámetros de la antena ................................................................... 64 6.21.2. Ganancia directiva, directividad y ganancia De una antena .............. 64 6.21.3. Resistencia de radiación .................................................................... 65 6.21.4. Ancho del haz a 3 db ......................................................................... 66 6.21.5. Impedancia de una antena ................................................................ 66 6.21.6. Circuito equivalente de una antena ................................................... 67 6.21.7. Polarización ....................................................................................... 68 6.22.
PROPIEDADES ÓPTICAS DE LAS ONDAS DE RADIO .................. 73
6.22.1. Refracción ......................................................................................... 73 6.22.2. Reflexión ............................................................................................ 74 6.22.3. Difracción ........................................................................................... 74 6.23.
INTERFERENCIA .............................................................................. 75
6.24.
REDES INALÁMBRICAS ................................................................... 76
6.25.
ESTANDAR DE COMUNICACIONES INALAMBRICAS IEEE .......... 77
6.26.
ESTANDARES DEFINIDOS .............................................................. 80
6.26.1. 802.11................................................................................................ 80 6.26.2. 802.11b.............................................................................................. 80 6.26.3. 802.11a.............................................................................................. 80 6.26.4. 802.11g.............................................................................................. 81 6.26.5. 802.11n.............................................................................................. 81 6.27.
RADIOENLACES............................................................................... 82
6.27.1. Tipos de radioenlace ......................................................................... 82 6.28.
MODELOS DE ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS .................... 85
6.28.1. Modelo de referencia tcp/ip ............................................................... 85 6.28.2. Modelo de referencia osi ................................................................... 87 6.29.
TECNOLOGIAS LAN ......................................................................... 89
6.29.1. Red lan .............................................................................................. 89 9
6.29.1.1. Topologías en bus y en árbol ......................................................... 90 6.29.1.2. Topología en anillo ......................................................................... 91 6.29.1.3. Topología en estrella ...................................................................... 92 6.30.
EL PROTOCOLO DE INTERNET...................................................... 93
6.30.1. IPv4 ................................................................................................... 93 6.30.2. IPv6 ................................................................................................... 94 6.31.
GOOGLE EARTH .............................................................................. 95
6.32.
MOTOROLA PTP LINK PLANNER ................................................... 96
6.33.
RADIO MOBILE ................................................................................. 96
7.
MODELO TEORICO ................................................................................ 97
7.1.
ANALISIS DEL CLIMA Y DE LA ZONA ................................................ 97
7.1.1.
Posicion inicial casa (dosquebradas)................................................. 98
7.1.2.
Alto el nudo 1 – alto el nudo 2 ......................................................... 100
7.1.3.
Alto la oreja 1 – alto la oreja 2 (vereda alto bonito).......................... 102
7.1.4.
Escuela el rincon (vereda el rincon)................................................. 104
7.1.5.
Escuela la colonia (vereda la colonia) ............................................. 106
7.1.6.
Escuela las delicias (vereda el manzano) ........................................ 108
7.2.
TOPOLOGIA DE LOS ENLACES CON RADIO MOBILE ................... 110
7.2.1.
Simulación de los enlaces con la herramienta radio mobile ............ 111
7.2.1.1.
Ingreso de las coordenadas a la herramienta .............................. 111
7.2.1.2.
Creación de cada una de las redes .............................................. 112
7.2.1.3.
Configuración de la topología de las redes .................................. 113
7.2.1.4.
Configuración del sistema del radioenlace ................................... 114
7.2.1.5.
Configuracion de los miembros del enlace ................................... 115
7.2.2.
Enlace posición inicial casa – alto el nudo 1 (radio mobile) ............. 116
7.2.3.
Enlace alto el nudo 2 – alto la oreja 1 (radio mobile) ....................... 117
7.2.4.
Enlace alto la oreja 2 – escuela el rincón (radio mobile) .................. 118
7.2.5.
Enlace alto la oreja 2 – escuela la colonia (radio mobile) ................ 119
7.2.6.
Enlace alto la oreja 2 – escuela las delicias (radio mobile) .............. 120
7.3.
TOPOLOGIA DE LOS ENLACES CON LINK PLANER ................... 121 10
7.3.1.
Simulación de los enlaces con la herramienta link planner ............. 122
7.3.1.1.
Ingreso de las coordenadas a la herramienta .............................. 122
7.3.1.2.
Creación de cada una de las redes .............................................. 123
7.3.1.3.
Configuración de las antenas ....................................................... 124
7.3.1.4.
Enlace posición inicial casa – alto el nudo 1 (link planner) ........... 125
7.3.1.5.
Enlace alto el nudo 2 – alto la oreja 1 (link planner) ..................... 126
7.3.1.6.
Enlace alto la oreja 2 – escuela el rincón (link planner)................ 127
7.3.1.7.
Enlace alto la oreja 2 – escuela la colonia (link planner) .............. 128
7.3.1.8.
Enlace alto la oreja 2 – escuela las delicias (link planner)............ 129
7.4.
CÁLCULOS MANUALES PARA LOS RADIOENLACES .................... 130
7.4.1.
Topología física de la red ................................................................ 130
7.4.2.
Topología lógica de la red ............................................................... 131
7.4.3.
Direccionamiento IP de la red .......................................................... 132
7.4.4.
Información de equipos a utilizar ..................................................... 133
7.4.4.1 Antenas a implementar .................................................................... 133 8. CONCLUSIONES ..................................................................................... 164 9. RECOMENDACIONES............................................................................. 167 BIBLIOGRAFIA ............................................................................................ 168
LISTA DE FIGURAS 11
FIGURA 1. Cantidad de municipios conectados con fibra óptica.
24
FIGURA 2. Ubicación de Pereira en el mapa de Colombia.
29
FIGURA 3. Mapa del departamento de Risaralda.
30
FIGURA 4. Porcentaje de altas activada en Internet por ancho de banda
. 34
FIGURA 5. Penetración de internet a en Risaralda.
36
FIGURA 6. Porcentaje de altas activada en Internet a nivel nacional.
37
FIGURA 7. Actores del sistema de comunicación.
43
FIGURA 8. Tipos de canal en radiocomunicaciones.
44
FIGURA 9. Mapa del espectro electromagnético.
46
FIGURA 10. Diagrama a bloques simplificado de un sistema de comunicaciones. .. . 49 FIGURA 11. Sistema de Transmisión diferencial o balanceado.
53
FIGURA 12 Líneas de transmisión: a) alambre desnudos.
54
FIGURA 13. Líneas de transmisión: b) conductores gemelos.
54
FIGURA 14. Líneas de transmisión: c) par trenzado.
55
FIGURA 15. Líneas de transmisión: d) par blindado.
56
FIGURA 16. Ondas Electromagnéticas Transversales.
58
FIGURA 17. Pérdida en el espacio libre.
59
FIGURA 18. Zonas de Freznel.
63
FIGURA 19. Patrón de Radiación del Dipolo Elemental Representado en Tres Dimensiones
64
FIGURA 20. Patrón de radiación del dipolo elemental comparado con el patrón de una antena isótropa. a) Plano e y b) Plano h.
65
12
FIGURA 21. Admitancia de la Antena modelada como un circuito RLC-Serie (A) Circuito Equivalente de la Antena, (B) Admitancia con R constante (C) Admitancia con R dependiente de la Frecuencia. 68 FIGURA 22. Tipos de Polarización.
69
FIGURA 23. Polarización Lineal.
70
FIGURA 24. Polarización Circular.
71
FIGURA 25. Polarización Elíptica.
72
FIGURA 26. Refracción en una frontera plana entre dos medios.
73
FIGURA 27. Reflexión electromagnética en una frontera plana entre dos medios . . 74 FIGURA 28. Difracción de las Ondas.
75
FIGURA 29. Interferencia De Las Ondas Electromagnéticas.
76
FIGURA 30. Aplicación de la IEEE 802.11 en el modelo OSI.
79
FIGURA 31. Enlace y Transmisión de Datos desde un Punto a otro Punto.
83
FIGURA 32. Enlace y transmisión de datos desde un punto hacia varios puntos. 84 FIGURA 33. Enlace y transmisión de datos desde un punto hacia varios puntos. 84 FIGURA 34. Comparación entre Arquitecturas de Protocolo Tcp/Ip y OSI
85
FIGURA 35. Topología de la Red.
90
FIGURA 36. Topología en BUS y en Árbol.
91
FIGURA 37. Topología en Anillo.
92
FIGURA 38. Topología en Estrella.
93
FIGURA 39. Mapa con las Veredas.
97
FIGURA 40. Casa.
98
FIGURA 41. Coordenadas y Saturación primer punto.
99
FIGURA 42. Alto el Nudo.
100 13
FIGURA 43. Coordenadas y Saturación segundo y tercer punto.
101
FIGURA 44. Alto la Oreja.
102
FIGURA 45. Coordenadas y Saturación cuarto y quinto punto.
103
FIGURA 46. Escuela el Rincón.
104
FIGURA 47. Coordenadas y Saturación sexto punto.
105
FIGURA 48. Escuela La Colonia.
106
FIGURA 49. Coordenadas y Saturación séptimo punto.
107
FIGURA 50. Escuela Las Delicias.
108
FIGURA 51. Coordenadas y Saturación octavo punto.
109
FIGURA 52. Topología Radio Mobile.
110
FIGURA 53. Ingreso de Coordenadas.
111
FIGURA 54. Configuración Parámetros de las Redes.
112
FIGURA 55. Configuración Topología de las Redes.
113
FIGURA 56. Configuración Sistemas de las Redes.
114
FIGURA 57. Configuración Miembros del Enlace.
115
FIGURA 58. Enlace número 1 en RadioMobile.
116
FIGURA 59. Enlace número 1 Propagación.
116
FIGURA 60. Enlace número 2 en RadioMobile.
117
FIGURA 61. Enlace número 2 Propagación.
117
FIGURA 62. Enlace número 3 en RadioMobile.
118
FIGURA 63. Enlace número 3 Propagación.
118
FIGURA 64. Enlace número 4 en RadioMobile.
119
FIGURA 65. Enlace número 4 Propagación.
119
FIGURA 66. Enlace número 5 en RadioMobile.
120
14
FIGURA 67. Enlace número 5 Propagación.
120
FIGURA 68. Topología Link Planner.
121
FIGURA 69. Ingreso de Coordenadas Link Planner.
122
FIGURA 70. Creación de los enlaces.
123
FIGURA 71. Ingreso de Datos de las Antenas Link Planer.
124
FIGURA 72. Enlace número 1 en LinkPlanner.
125
FIGURA 73. Enlace número 2 en LinkPlanner.
126
FIGURA 74. Enlace número 2 en LinkPlanner.
127
FIGURA 75. Enlace número 4 en LinkPlanner.
128
FIGURA 76. Enlace número 5 en LinkPlanner.
129
FIGURA 77. Topología Física.
130
FIGURA 78. Topología Lógica.
131
FIGURA 79. Antena WipAir 2000.
133
FIGURA 80. Antena PMP 450 Acces Point.
134
FIGURA 81. Antena Remote Module.
135
FIGURA 82. Antena Sectorial 90° Hg2414dp-090 Wifi.
136
FIGURA 83. Switch Cisco Sf300-08.
137
FIGURA 84. Router Cisco 2811.
138
FIGURA 85. Router Cisco 1941.
139
FIGURA 86. X-Verter 3048.
140
FIGURA 87. Snmp D-Link 1002.
141
FIGURA 88. Conector Rj-45 (Macho-Hembra).
142
FIGURA 89. Patch Cord UTP Cat 6 Para Interiores.
143
FIGURA 90. Patch Cord UTP Cat 6 Blindado.
143
15
FIGURA 91. Gabinete Intemperie.
144
FIGURA 92. Rack Intemperie.
144
FIGURA 93. Torre Antena.
145
16
LISTA DE TABLAS TABLA 1. Presupuesto
25
TABLA 2. Cronograma de actividades año 2014
26
TABLA 3. Internet por ancho de banda
35
TABLA 4. Suscriptores de Internet a nivel nacional
37
TABLA 5. Espectro utilizado por diferentes servicios y designación de las bandas de microondas 48 TABLA 6. Factores de velocidad
57
TABLA 7. Cabecera IPv4
94
TABLA 8. Cabecera IPv6
94
TABLA 9. Coordenadas Posición 1
99
TABLA 10. Coordenadas Posición 2 y 3
101
TABLA 11. Coordenadas Posición 4 y 5
103
TABLA 12. Coordenadas Posición 6
105
TABLA 13. Coordenadas Posición 7
107
TABLA 14. Coordenadas Posición 8
109
TABLA 15. Direccionamiento IP
132
TABLA 16. Características Antena 1
133
TABLA 17. Características Antena 2
134
TABLA 18. Características Antena 3
135
TABLA 19. Características Antena 4
136
TABLA 20. Resultados cálculos
163
TABLA 21. Resultados cálculos freznel
164
17
LISTA DE ECUACIONES
ECUACIÓN 1. Longitud de Onda
46
ECUACIÓN 2. Formula del factor Velocidad
57
ECUACIÓN 3. Perdida en la trayectoria por el espacio libre (adimensional)
59
ECUACIÓN 4. Perdida en la trayectoria por el espacio libre (dB)
60
ECUACIÓN 5. Perdida en la trayectoria por el espacio libre (MHz)
60
ECUACIÓN 6. Perdida en la trayectoria por el espacio libre (GHz)
60
ECUACIÓN 7. Margen de desvanecimiento
61
ECUACIÓN 8. Pérdidas de Espacio Libre
148
ECUACIÓN 9. Cálculo del Margen de Desvanecimiento
149
ECUACIÓN 10. Cálculo de la Potencia Recibida
149
ECUACIÓN 11. Horizonte de radio
149
ECUACIÓN 12. Perdida de propagación
150
ECUACIÓN 13. Nivel de recepción de señal
150
ECUACIÓN 8. Pérdidas de Espacio Libre
151
ECUACIÓN 9. Cálculo del Margen de Desvanecimiento
152
ECUACIÓN 10. Cálculo de la Potencia Recibida
152
ECUACIÓN 11. Horizonte de radio
152
ECUACIÓN 12. Perdida de propagación
153
ECUACIÓN 13. Nivel de recepción de señal
153
ECUACIÓN 8. Pérdidas de Espacio Libre
154
ECUACIÓN 9. Cálculo del Margen de Desvanecimiento
155
ECUACIÓN 10. Cálculo de la Potencia Recibida
155
18
ECUACIÓN 11. Horizonte de radio
155
ECUACIÓN 12. Perdida de propagación
156
ECUACIÓN 13. Nivel de recepción de señal
156
ECUACIÓN 8. Pérdidas de Espacio Libre
157
ECUACIÓN 9. Cálculo del Margen de Desvanecimiento
158
ECUACIÓN 10. Cálculo de la Potencia Recibida
158
ECUACIÓN 11. Horizonte de radio
159
ECUACIÓN 12. Perdida de propagación
159
ECUACIÓN 13. Nivel de recepción de señal
159
ECUACIÓN 8. Pérdidas de Espacio Libre
160
ECUACIÓN 9. Cálculo del Margen de Desvanecimiento
161
ECUACIÓN 10. Cálculo de la Potencia Recibida
161
ECUACIÓN 11. Horizonte de radio
161
ECUACIÓN 12. Perdida de propagación
162
ECUACIÓN 13. Nivel de recepción de señal
162
ECUACIÓN 14. Zona de Freznel
164
19
INTRODUCCIÓN
La utilización de las redes de comunicación constituye uno de los aspectos con mayor potencial en el ámbito educativo. Las telecomunicaciones y en concreto el acceso a Internet, tiene de manera positivas consecuencias muy importantes en la escuela. Lo cierto es que la utilización de ésta herramienta configura un nuevo modo de acceso a las informaciones y a las formas de comunicación, constituye una excelente oportunidad a comunidades rurales hacia nuevas tecnologías, brindándoles la oportunidad de mejorar su aprendizaje, sus conocimientos y al mismo tiempo que se integren en la sociedad de la información. Este proyecto permite aportar al desarrollo y a la necesidad de conexión a internet que tienen las escuelas de las veredas El Rincón, La Colonia, El Manzano y los habitantes en sus alrededores, a través de la implementación de programas simuladores que pueden recrear análisis con resultados exactos de cada uno de los diferentes problemas que se puedan presentar durante la ejecución. De igual forma realizar un estudio del presupuesto que permitirá validar la viabilidad de la implementación del mismo desde el punto de vista económico. La investigación se apoyara y se fundamentará en los análisis que se realizaran con aplicaciones de licencias gratuitas como Motorola PTP Link Planner, Radio Mobile, Google Earth y también la realización de pruebas manuales a los resultados obtenidos con las herramientas, los cuales permitirán visualizar las mejores opciones para la ubicación e instalación de los componentes de sistemas de transmisión de datos como torres y antenas.
20
1. FORMULACION DEL PROYECTO
1.1. SITUACION ACTUAL En la actualidad las escuelas de las veredas El Rincón, La Colonia y El Manzano, no tienen acceso al servicio de Internet. Estas veredas no poseen sistemas de acceso a internet que les permita la interconexión entre los habitantes de dichas comunidades.
1.2. PROBLEMA Inexistencia de sistemas de acceso a internet en las escuelas (El Rincón, La Colonia y Las Delicias) de las veredas del corregimiento la Bella – Pereira Risaralda, los cuales aíslan sistemáticamente a la población educativa hacia un retraso tecnológico forzoso, que los distancia aún más de las posibilidades tecnológicas, este fenómeno conocido como brecha digital. En la medida que el mundo avanza se hace más necesario el uso de la tecnología ya que estamos obligados a comunicarnos internet, telefonía celular y convencional sistemas automatizados entre otros son herramientas que aportan al desarrollo y crecimiento humano, económico e industrial.
1.3. OBJETIVOS 1.3.1. Objetivo general Realizar el análisis, la simulación, el diseño y presupuesto para la implementación de un radioenlace que permita proveer de internet a las escuelas de las veredas El Rincón, La Colonia y El Manzano sin sistemas de acceso Internet. 1.3.2. Objetivos específicos
Diagnosticar las veredas aledañas a Pereira para la aplicación del proyecto.
Utilizar herramientas existentes como Motorola PTP Link Planner, Radio Mobile y Google Earth para la simulación de Radioenlaces.
Simular los diferentes puntos posibles para el radioenlace para analizar los comportamientos de los fenómenos presentados. 21
Determinar la opción más adecuada para la implementación del radioenlace.
Realizar el presupuesto de todo el radioenlace teniendo en cuenta las obras adicionales de infraestructura que se necesitan para que este funcione adecuadamente.
1.4. JUSTIFICACION Cada vez el internet se vuelve una necesidad o prioridad a la hora de realizar investigaciones o transacciones que reducen el tiempo, el costo y las distancias entre otras. Cada día aumenta el número de usuarios que lo utiliza, razón por la cual se necesita una infraestructura adecuada que permita el intercambio de información y datos de manera confiable y eficiente, para que los usuarios tengan una buena experiencia al utilizar internet. En la actualidad tenemos un mercado competitivo y esto nos lleva a buscar alternativas que permitan satisfacer las necesidades de las diferentes comunidades. El acceso a internet es una excelente oportunidad para acercar comunidades rurales en especial las educativas, a las nuevas tecnologías e integrarlas en la sociedad de la información, aportando así a los objetivos de la política educativa nacional y el Plan Nacional de Educación Obligatoria que proponen desarrollar estrategias de innovación pedagógica, que abran oportunidades en el uso de las tecnologías de la información y comunicación, así como también la igualdad de oportunidades de acceso a los conocimientos, saberes culturales y tecnológicos. Por todo esto, el proyecto se convierte en una alternativa para el mejoramiento de la calidad, en los diferentes sistemas de acceso a internet de las comunidades educativas El Rincón, La Colonia y Las Delicias, brindándoles la oportunidad de mejorar su aprendizaje, sus conocimientos e integración en la sociedad de la información de la cual se encuentran excluidos. La solución a ésta necesidad se da a través del análisis de los diferentes factores, arrojando como resultado, el enlace de las escuelas El Rincón, La Colonia y Las Delicias, por medio de un radio enlace multipunto, permitiendo el acceso a internet y reduciendo la brecha digital de éstas zonas rurales.
22
1.5. PLANTEAMIENTO DE LA HIPOTESIS Con el presente proyecto se pretende
Brindar acceso a Internet de manera eficiente y confiable a las escuelas El Rincón, La Colonia y las Delicias.
1.6. DENTIFICACION DE VARIABLES
Clima Ruido Polarización Ancho de banda Propagación de las ondas Ganancia Distancia Zona Freznel Potencia Frecuencias Terreno
1.7. APORTE TEÓRICO Y PRÁCTICO Teniendo en cuenta que en estos momentos se cuenta con la necesidad de interconectar todos los rincones del país por medio de la tecnología del internet y basándome en que el Min TIC en el año 2010 lanzo el Proyecto Nacional de Fibra Óptica donde piensa conectar con internet para el termino del año 2014 a 1.078 Municipios de los 1.122 que existen o pasar del 29% al 96% de municipios interconectados con redes de fibra óptica y donde no se tiene presente abarcar las veredas donde se va a implementar el proyecto. Municipios afectados con proyecto de fibra óptica en cada uno de grupos establecidos.
23
los
FIGURA 1. Cantidad de municipios conectados con fibra óptica.
Fuente: (Min Tic- SIUST, Ministerio de tecnologías de la información y las comunicaciones, 2014)
El proyecto tiene un alto impacto social ya que con la realización del mismo se brinda un aporte al desarrollo del país; dando alcance a las veredas y tomando como referencia que es en el sector rural donde comienza el crecimiento agrícola de cada una de las regiones. La implementación de este proyecto es importante ya que aportará al desarrollo propio de los habitantes que hacen parte de las veredas, para lograr una comunicación eficiente y económica entre su entorno y el resto del mundo. Es importante tener presente que por la ubicación geográfica que presentan las veredas es una zona de difícil acceso del internet por medio de cableado, bien sea cobre o fibra óptica, ya que la inversión sería muy alta y técnicamente no se podría implementar. Por otra parte encontramos que los radioenlaces son alternativas económicas, ya que trabajan con frecuencias no licenciadas y poco utilizadas para garantizar que la comunicación sea más confiable y de alta disponibilidad.
24
2. PRESUPUESTO TABLA 1. Presupuesto
PRESUPUESTO PARA EL TOTAL DEL PROYECTO CON EL IVA INCLUIDO PRECIO ARTÍCULO CANTIDAD PRECIO TOTAL UNIT ANTENA WIPAIR 2000 4 $ 2.238.140 $ 8.952.560 ANTENA AP PMP 450 1 $ 2.315.220 $ 2.315.220 ANTENA RM PMP 450 3 $ 658.564 $ 1.975.692 ANTENA SECTORIAL 90° HG2414DP-090 1 $ 564.582 $ 564.582 WIFI CONECTORES RJ45 30 $ 75 $ 2.250 X-VERTER 3048 3 $ 1.748.616 $ 5.245.848 MODULO SNMP D-LINK 1002 3 $ 414.636 $ 1.243.908 RACK INTERPERIE 3 $ 300.261 $ 900.783 PATH CORD UTP CAT 6 BLINDADO 220 $ 22.000 $ 4.840.000 (METRO) PATH CORD UTP PARA INTERIORES 50 $ 4.888 $ 244.400 (METRO) SWITCH CISCO SF300-08 3 $ 364.252 $ 1.092.756 ROUTER CISCO 2811 4 $ 499.000 $ 1.996.000 ROUTER CISCO 1941 PROVEEDOR 1 $0 $0 GABINETES (INTERPERIE) 3 $ 700.000 $ 2.100.000 TORRES PARA ANTENAS POR (3 METRO 57 $ 150.000 $ 8.550.000 ALT) ALQUILER DE TORRES (MENSUAL)X 2 $ 300.000 $ 600.000 ANTENA ALQUILER DE TERRENO TORRE ANTENA 1 $ 900.000 $ 800.000 AÑO MANO DE OBRA CON INSTALACIONES ELECTRICAS E INSTALACIONES DE 1 $3.000.000 $3.000.000 ANTENAS TOTAL $ 44.423.999
Fuente: (Propia) Nota: Los valores presentados se disponen a través del análisis de tres proveedores diferentes. 25
3. CRONOGRAMA La iniciación del proyecto final será a partir de Febrero del año 2014. TABLA 2. Cronograma de actividades año 2014
ACTIVIDADES
FEBRERO
MARZO
ABRIL
MAYO
JUNIO
JULIO
AGOSTO
SEPTIEMBRE
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 ETAPA DE LA INVESTIGACION RECOLECCION DE REQUERIMIENTOS ESTUDIO DE LOS REQUERIMIENTOS DISEÑO FISICO
DISEÑO LOGICO
SIMULACION DEMOSTRACION DE ECUACIONES PRUEBAS PRESUPUESTO PARA LA IMPLEMENTACION DEL RADIOENLACE CONSTRUCCION DEL DOCUMENTO ENTREGA DEL DOCUMENTO
26
3
OCTUBRE
4 1 2 3
NOVIEMBRE
4
1
2 3
4
4. METODOLOGÍA Éste proyecto permitirá tener acceso a internet a las comunidades educativas de El Rincón, La Colonia y Las Delicias, reduciendo la brecha digital de éstas zonas rurales. Todo esto en el marco de dar cumplimiento a los objetivos propuestos y los tiempos estipulados en el cronograma. El proyecto está destinado a ejecutarse en 5 etapas, desarrollando las siguientes actividades: 4.1. ETAPA 1. DIAGNOSTICAR (Investigar y Estudiar)
Visita a escuelas en las veredas aledañas a Pereira para validar en cuales cuentan con servicio de internet.
Encuestas en las escuelas de las veredas.
Verificación de los puntos de acceso a los picos más altos y que están cerca de las veredas.
Segmentación del mercado para validar cómo está la zona de la vereda para adquirir el producto.
Indagar sobre programas de simulación de radioenlaces.
Selección de dos programas gratuitos uno que se maneje vía web y otro instalado fijo en el PC.
Estudio sobre el manejo de los dos programas seleccionados.
4.2. ETAPA 2. OBTENCION DE REQUERIMIENTOS Y ESTUDIO DE LOS MISMOS.
Prueba de exactitud de los programas con coordenadas ficticias.
Visita a vereda escogida para levantar la información de los puntos donde se va a realizar el radioenlace.
Estudio de información recolectada para validar si es apto o no la implementación del proyecto técnicamente.
Visita a puntos altos para validar las antenas que están instaladas a que empresas pertenecen. 27
4.3. ETAPA 3. DISEÑO FÍSICO Y LÓGICO DE LA RED
Levantamiento de proyecto en planos.
Ingreso en el computador para verificar funcionalidad de la red.
4.4. ETAPA 4. SIMULACIÓN, DEMOSTRACIÓN DE ECUACIONES Y PRUEBAS
Simulación del radio enlace con diferentes coordenadas para tomar la más efectiva.
Validación de cada una de los resultados que arrojen las simulaciones.
Resultados con ecuaciones matemáticas
Pruebas para determinar que la simulación está al 100%.
4.5. ETAPA 5. PRESUPUESTO PARA LA IMPLEMENTACION DEL RADIOENLACE Y DOCUMENTO FINAL.
Validaciones de las cantidades de materiales requeridos para la implementación del Radioenlace.
Buscar proveedores de los materiales requeridos.
Cotizaciones de material requerido, mínimo 2 proveedores.
Recolección de evidencias obtenidas durante el proceso.
Presentación de documento final del proyecto.
28
5. MARCO CONTEXTUAL 5.1. DESCRIPCIÓN DEL CONTEXTO El proyecto “ANALISIS, SIMULACION, DISEÑO Y PRESUPUESTO DE UN RADIOENLACE ENTRE DOSQUEBRADAS Y LAS ESCUELAS EL RINCON, LA COLONIA Y LAS DELICIAS” se desarrollará entre Dosquebradas y las escuelas ubicadas en las veredas El Rincón, La Colonia y El Manzano que se encuentran aledañas a la ciudad de Pereira.
FIGURA 2. Ubicación de Pereira en el mapa de Colombia.
Fuente: (http://maps.google.com) 29
FIGURA 3. Mapa del departamento de Risaralda.
Fuente: (http://www.risaralda.gov.co)
30
El departamento de Risaralda es una entidad territorial ubicada en el sector central de la región andina, centro occidente de Colombia. Su exposición geográfica está determinada por las coordenadas de sus límites extremos: entre los 5º32´ y 4º39´ de latitud norte y entre 75º23´y 76º18´ de longitud al oeste del meridiano 0º de Greenwich. El Departamento de Risaralda cuenta con extensión aproximada de 3.592 Km., lo que representa el 0.3% del área total del país, y hace parte del llamado Eje Cafetero. El Departamento de Risaralda limita con seis (6) departamentos: Al norte con los departamentos de Antioquia y Caldas, por el Oriente con Caldas y Tolima, por el Sur con el Quindío y Valle del Cauca y por Occidente con Chocó. El Departamento está dividido en 14 municipios: Pereira como ciudad capital, Apia, Balboa, Belén de Umbría, Dosquebradas, Guática, La Celia, La Virginia, Marsella, Mistrató, Pueblo Rico, Quinchía, Santa Rosa de Cabal y Santuario; 19 corregimientos, numerosos caseríos y centros. Está conformado por una zona central de topografía ligeramente ondulada con una altura promedio inferior a los 2.000 msnm. Esta zona esta bordeada por las cordilleras Central y Occidental, la Central supera los 4.500 msnm en los Nevados de Santa Isabel y Quindío y la Occidental alcanza en promedio los 4.000 msnm en el Cerro Tatamá; las dos cordilleras están separadas por el cañón del río Cauca. Las actividades económicas del departamento son la agricultura, la ganadería, la industria y el comercio. En los productos agrícolas sobresale la producción de café, caña de azúcar, plátano, yuca, cacao, piña, papa, maíz, algodón y algunos frutales. La ganadería tiene propósitos lecheros y de carne. La producción industrial se concentra en los alimentos, las bebidas, los textiles, el papel y carbón. El comercio se localiza principalmente en la capital. La red hidrográfica está conformada por los ríos San Juan y Cauca; el primero ocupa el 32% del área, su afluente más importante es el río Tatamá y está constituido por los ríos Guarato, Agüita, Chamí, Río Negro, Mondo y Mistrató. La cuenca del río Cauca ocupa el 68% del área total; sus afluentes principales son los ríos La Vieja, Risaralda, Quinchía, Campo alegre, Otún, Opirama y San Francisco.
31
El clima está influenciado por las masas de aire húmedo sobre la cordillera Occidental y la depresión del río Cauca; esta situación hace que se presenten dos marcadas tendencias, una muy húmeda con tendencia seca, en la vertiente oriental hacia el valle del río Cauca. Los meses más lluviosos corresponden a abril-mayo, y octubre-noviembre; el promedio de precipitación para el departamento es de 3.000 mm al año. El departamento presenta 5 pisos térmicos desde el valle de los ríos San Juan, Risaralda y Cauca, hasta el nevado de Santa Isabel; el cálido representa el 9% del total departamental, con temperaturas promedio de 24ºC; el templado, entre 18 y 24ºC, representa el 51% el frío, con temperaturas inferiores a 12ºC, ocupa el 8%, y el nevado, que cubre el 1% del área total del departamento. Comparte el parque nacional natural Tatamá con los departamentos de Chocó y Valle del Cuca; y el parque nacional natural de Los Nevados con los departamentos de Caldas, Tolima y Quindío. Según datos preliminares del censo de 2005, su población es de 859.666 habitantes, de los cuales 665.104 corresponden a las cabeceras municipales y 194.562 al sector rural, de los cuales 418.236 son hombre y 441.430 mujeres, agrupados en 231.592 hogares que habitaban 231.780 viviendas. * Datos preliminares de Población Censo 2.005. Fuente: DANE. Esta región se caracteriza por la diversidad de sus paisajes, sus riquezas naturales, culturales y étnicas, alta densidad población y gran capacidad de exportación. Sus 3.592 kilómetros cuadrados de territorio están enmarcados por sitios de inmensa variedad ecológica y ambiental, como los valles de los ríos Cauca y Risaralda, la rica biodiversidad el Chocó, El Parque Natural de Los Nevados y la zona de producción del mejor café del mundo. Su capital, Pereira, es uno de los municipios colombianos con mayor producción cafetera, cítricos y piña, una ciudad de una gran dinámica de construcción de grandes superficies comerciales y líder en la producción de papeles suaves. La ciudad de Pereira cuenta con una superficie de 97 (Km²) una temperatura Promedio de 21°. (www.risaralda.gov.co, 2014)
32
5.2. RESEÑA HISTÓRICA
El Municipio de Pereira se encuentra ubicado sobre la cordillera Central a unos 344 kilómetros al occidente de Bogotá. Fundado en 1863 por Guillermo Pereira, Jesús María Ormaza, Remigio Antonio Cañarte, Elías Recio, entre otros. En 1540 se fundó la primera ciudad por parte del Mariscal Jorge Robledo, llamada Cartago, la cual duro aproximadamente 150 años debido al asedio constante de los indígenas que poblaban estas tierras, sus habitantes decidieron trasladarse al otro lado del río La Vieja, llevando como insignia la imagen de la Virgen Nuestra Señora de la Pobreza, para fundar a Cartago donde actualmente se encuentra. El 30 de agosto de 1863, se dio una segunda fundación en los terrenos donados por la familia de don Francisco Pereira cuando fueron bendecidas las primeras doce casas de un grupo de pioneros encabezados por el padre Remigio Antonio Cañarte y Jesús María Ormaza, entre otros. Muy pronto la ciudad experimentó un rápido crecimiento y dio muestra de su empuje gracias al civismo de sus gentes que lograron construir acueductos, abrir carreteras y contar con la primera planta telefónica automática del país. Con ese mismo espíritu se promovió la construcción de grandes obras como el Aeropuerto Matecaña, La Villa Olímpica y el Hospital, que fueron edificados mediante convites. Hoy Pereira es una de las ciudades más pujantes del occidente colombiano y la de mayor crecimiento y dinámica económica en el Eje Cafetero. La idiosincrasia, una de las características que simboliza la cultura popular hace referencia a las fiestas aniversarias. Las generalidades Económicas de la ciudad son las actividades económicas más significativas son la industria, el comercio y las actividades agropecuarias. Los sitios de Interés son: Centros Comerciales, Parque Nacional Natural Los Nevados, Laguna del Otún, Nevado de Santa Isabel, Santuario de Flora y Fauna Otún Quimbaya, Parque Natural Ucumarí, Parque Metropolitano del Café, Centro Recreacional Comfamiliar Galicia, Zoológico Matecaña, Centro de Exposiciones Expofuturo, Viaducto Cesar Gaviria Trujillo, Las Plazas de Bolívar y Cívica Ciudad Victoria y los parques El Lago Uribe Uribe, la Libertad y el Olaya Herrera. (www.risaralda.gov.co, 2014) 33
Según estadísticas que tiene el Min TIC sobre el tema del acceso a internet en el país, se pudo evidenciar que los accesos a Internet por ancho de banda alcanzaron un total de 4.360.620 de suscriptores al finalizar el segundo trimestre de 2014, según datos reportados por los proveedores de redes y servicios de telecomunicaciones.
FIGURA 4. Porcentaje de altas activada en Internet por ancho de banda.
Fuente: (Min Tic- SIUST, Ministerio de tecnologías de la información y las comunicaciones, 2014)
34
A continuación muestro un cuadro con las cifras internet nivel nacional por trimestre desde el primer trimestre del año 2010 hasta el segundo trimestre del año 2014.
TABLA 3. Internet por ancho de banda
TRIMESTRE
BANDA ANCHA
BANDA ANGOSTA
TOTAL
2010-1T
2.132.640
212.219
2.344.859
2010-2T
2.306.812
151.840
2.458.652
2010-3T
1.815.810
749.509
2.565.319
2010-4T
1.971.477
704.071
2.675.548
2011-1T
2.056.485
800.746
2.857.231
2011-2T
2.408.666
635.925
3.044.591
2011-3T
2.860.599
360.349
3.220.948
2011-4T
3.043.674
307.864
3.351.538
2012-1T
3.091.399
410.156
3.501.555
2012-2T
3.371.398
216.205
3.587.603
2012-3T
3.554.920
212.411
3.767.331
2012-4T
3.766.560
140.325
3.906.885
2013-1T
4.024.063
90.301
4.114.364
2013-2T
4.235.438
61.120
4.296.558
2013-3T
4.329.914
78.231
4.408.145
2013-4T
4.430.946
66.732
4.497.678
2014-1T
4.632.911
53.872
4.686.783
2014-2T
4.360.620
371.934
4.732.554
Fuente: (Min Tic- SIUST, Ministerio de tecnologías de la información y las comunicaciones, 2014) Según estas estadísticas podemos evidenciar que el uso de internet en el país ha ido aumentando a una velocidad impresionante, aún más con los proyectos que ha ido implementando el gobierno desde su ministerio de las TIC como el Proyecto Nacional de Fibra Óptica donde se pretende hacer llegar internet a 1.078 Municipios de los 1.122 que existen. 35
Por tal motivo con el proyecto propuesto se busca resaltar la importancia del estudio de las telecomunicaciones para contribuir en el progreso no solo de las ciudades o municipios, sino también el de las veredas donde también se mueve gran parte de la economía del país por la parte agrícola, esto entregándole soluciones prácticas y equipos de comunicación de altas prestaciones y a costos más económicos, de igual forma dar alternativas en campos de acción a los ingenieros de sistemas y telecomunicaciones que vienen detrás, para que aporten ideas y planteen soluciones que sean productivas para el desarrollo del país. FIGURA 5. Penetración de internet a en Risaralda.
Fuente: (Min Tic- SIUST, Ministerio de tecnologías de la información y las comunicaciones, 2014)
36
FIGURA 6. Porcentaje de altas activada en Internet a nivel nacional.
Fuente: (Min Tic- SIUST, Ministerio de tecnologías de la información y las comunicaciones, 2014)
TABLA 4. Suscriptores de Internet a nivel nacional TRIMESTRE
TOTAL
VARIACIÓN
2010-1T
3.309.952
0,00%
2010-2T
3.586.748
8,36%
2010-3T
4.046.997
22,27%
2010-4T
4.384.181
32,45%
2011-1T
5.054.877
52,72%
2011-2T
5.524.069
66,89%
2011-3T
5.907.004
78,46%
2011-4T
6.140.271
85,51%
2012-1T
6.466.167
95,36%
2012-2T
6.657.735
101,14%
2012-3T
7.057.612
113,22%
2012-4T
7.115.944
114,99%
2013-1T
7.531.911
127,55%
2013-2T
8.052.732
143,29%
2013-3T
8.448.331
155,24%
2013-4T
9.061.322
173,76%
Fuente: (Min Tic- SIUST, Ministerio de tecnologías de la información y las comunicaciones, 2014)
37
6. MARCO TEORICO En los últimos años se han ido evidenciado cantidad de cambios en la forma de hacer llegar el internet a las personas en sus diferentes ambientes. El internet ha logrado abarcar numerosas actividades de la sociedad, influyendo así en las diferentes culturas y formas de vida. De igual forma ha dado un aporte significativo en profesiones como La Medicina, La Ciencia, La Ingeniería y La Minería entre otras muchas más.
6.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN El desarrollo en los sistemas de información en la última década ha generado un impulso bastante notable a nuevos medios de transmisión de datos, hasta hace unos años atrás no pasaban de ser experimentos de transmisión, con un radio de acción muy corto. Pero aun con toda la tecnología que hay se hace muy difícil hacer llegar el internet a sitios alejados de las ciudades conocidos como veredas por este motivo algunas personas trabajan en proyectos para dar solución a estos problemas utilizando como herramienta los radio enlaces microondas a continuación menciono algunos de estos.
El ingeniero de Sistemas DAVID FERNANDO ANDINO MARTÍNEZ (2011), de la Escuela Politécnica del Ejército de Sangolquí - Ecuador a través de su proyecto de grado “DISEÑO, IMPLEMENTACIÓN Y PUESTA EN MARCHA DE UN RADIOENLACE DIGITAL ENTRE LA REPETIDORA DE TRES CRUCES Y LA ESTACIÓN DE BOMBEO EL SALADO, MEDIANTE UN REPETIDOR PASIVO PARA OPTIMIZAR LA OPERACIÓN DEL OLEODUCTO TRANSECUATORIANO” realiza un estudio valioso sobre lo histórico sobre el desarrollo de las nuevas tecnologías en el área de la comunicación El estudio contempla una investigación documental, donde se analizan estudios sobre las mediciones en aire y espacio, también se realizan investigaciones sobre presupuestos y costos de materiales. La investigación tiene como objetivo el poder comunicar dos bases de la empresa Oleoducto transecuatoriano y así disminuir los costos de operación.
38
El ingeniero Electrónico JUAN SANTAELLA HERNANDEZ (2009), de la Universidad de Granada – España a través de su proyecto fin de carrera “DISEÑO, IMPLEMENTACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE UN RADIOENLACE EN LAS BANDAS ISM DE 2.4GHZ” realiza una gran investigación sobre los circuitos integrados CC11XX/25XX y la distribución de frecuencias. Esta investigación tiene como objetivo la implementación de un sistema inalámbrico para medida de distancias y temperatura y la caracterización del circuito integrado CC2510.
El ingeniero Electricista JAHAZIEL A MENEGATTI M (2009), de la Universidad Central de Venezuela de Caracas – Venezuela a través de su trabajo especial de grado “DISEÑO DE INGENIERÍA DE DETALLE PARA LA INTERCONEXIÓN A TRAVÉS DE UN SISTEMA DE RADIOENLACE PARA CLIENTES DE VTE TELECOMUNICACIONES C.A” realiza una investigación sobre los modelos de radioenlace existente en el estado de Barinas . Esta investigación tiene como fin medir el nivel del modelo que se encuentra actualmente propuesto por una empresa petrolera para interconectar dos estaciones.
El ingeniero Electricista JULIAN FERNANDEZ J (2008), de la Universidad Central de Venezuela de Caracas – Venezuela a través de su trabajo especial de grado “DISEÑO DE UN ENLACE DE MICROONDAS Y ESTACIÓN TELEDIFUSORA MECEDORES - AGUA FRÍA – CARICUAO PARA LA C.A VENEZOLANA DE TELEVISIÓN” realiza un análisis sobre la cobertura e interferencia que existe para la zona de Caricuao. Este análisis tiene como fin diseñar un sistema de transporte de información vía microondas para una señal analógica y una señal digital usando para ello el método propuesto por la UIT-R.
El ingeniero de Sistemas JORGE LUIS GALEANO VILLA (2012), de la Universidad Católica de Pereira de Pereira - Risaralda a través de su informe de practica académica “ANALISIS, DISEÑO, SIMULACION Y PRESUPUESTACION DE UN ENLACE PUNTO A PUNTO ENTRE LOS MUNICIPIOS DE BELEN DE UMBRIA Y QUINCHIA EN EL DEPARTAMENTO DE RISARALDA” realiza una investigación y estudio sobre todos los aspectos tanto técnicos como financieros que se deben tener en cuenta para las realización de un enlace. Esta investigación tiene como fin la interconexión entre dos municipios de Risaralda y así proveer de internet a instituciones educativas del sector.
39
El ingeniero de sistemas MILTON FERLEY RENTERIA FLOREZ (2011), de la Universidad Católica de Pereira de Pereira – Risaralda a través de su proyecto de grado “DISEÑO, SIMULACION E IMPLEMENTACIONDE UN RADIO ENLACE ENTRE LOS MUNICIPIOS DE ALCALA Y ANSERMANUEVO (VALLE DEL CAUCA)” realiza un estudio sobre las teorías que existen realizar comunicaciones inalámbricas al igual que realiza una investigación sobre las diferentes tecnologías y estándares de comunicación inalámbrica. Este estudio e investigación tiene como fin lograr la comunicación eficiente y económica entre los puntos ubicados en los municipios de Alcalá y Ansermanuevo en el valle del cauca.
6.2. ASPECTO LEGAL Acorde con el Decreto ley 1900 de 1990 ó estatuto de las telecomunicaciones, cualquier red o servicio de telecomunicaciones que opere sin autorización previa será considerado como clandestino y el Ministerio de Tecnologías de Información y Comunicaciones y las autoridades militares y de policía procederán a suspenderlo y a decomisar los equipos, sin perjuicio de las sanciones de orden administrativo o penal a que hubiere lugar, conforme a las normas legales y reglamentarias vigentes. Los equipos decomisados serán depositados a órdenes del Ministerio de Tecnologías de Información y Comunicaciones, el cual les dará la destinación y el uso que fijen las normas pertinentes. Constituyen infracciones específicas telecomunicaciones, entre otras:
al
ordenamiento
de
las
El ejercicio de actividades o la prestación de servicios sin la correspondiente concesión o autorización, así como la utilización de frecuencias radioeléctricas sin permiso o en forma distinta de la permitida. La instalación, la utilización o la conexión a la red de telecomunicaciones del Estado, de equipos que no se ajusten a las normas fijadas por el Ministerio de Tecnologías de Información y Comunicaciones. La producción de daños a la red de telecomunicaciones del Estado como consecuencia de conexiones o instalaciones no autorizadas. Si bien no existen estudios científicos concluyentes de organismos nacionales o internacionales (competentes), que demuestren que las antenas de radiocomunicación ocasionan fuertes radiaciones que pueden incidir de manera peligrosa en la salud de la población; el Ministerio de Tecnologías de Información y Comunicaciones, con el fin de valorar los 40
aspectos asociados a la radiación producida por emisores intencionales de radiación o antenas de telecomunicaciones, contrató un estudio con la Pontificia Universidad Javeriana cuyo resultado fue el documento: "Estudio de los límites de exposición humana a campos electromagnéticos producidos por antenas de telecomunicaciones y análisis de su integración al entorno". A raíz de este estudio y otras recomendaciones internacionales, el Gobierno Nacional expidió el Decreto 195 del 31 de enero de 2005 “Por el cual se adoptan límites de exposición de las personas a campos electromagnéticos, se adecuan procedimientos para la instalación de estaciones radioeléctricas y se dictan otras disposiciones”, norma elaborada conjuntamente por los Ministerios de Comunicaciones, de la Protección Social, y del Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. (www.mintic.gov.co, 2014) 6.2.1. Normatividad La Resolución 689 de 2004 atribuyó unas bandas de frecuencias radioeléctricas para su libre utilización dentro del territorio nacional, mediante sistemas de acceso inalámbrico y redes inalámbricas de área local, que utilicen tecnologías de espectro ensanchado y modulación digital, de banda ancha y baja potencia, en las condiciones establecidas por dicha resolución. El artículo 5º de la norma atribuyó las siguientes bandas de frecuencias para la operación de dichos sistemas inalámbricos de banda ancha y baja potencia: a) b) c) d) e) f)
Banda de Banda de Banda de Banda de Banda de Banda de
902 a 928 MHz 2 400 a 2 483,5 MHz 5 150 a 5 250 MHz 5 250 a 5 350 MHz 5 470 a 5 725 MHz 5 725 a 5 850 MHz
Igualmente, La Resolución 797 de 2001 atribuyó unas frecuencias y bandas de frecuencias radioeléctricas para su uso libre por parte del público en general, en aplicaciones de: telemetría, telecomando, telealarmas, telecontrol vehicular, dispositivos de operación momentánea, microfonía inalámbrica y transreceptores de voz y datos, que posean bajos niveles de potencia o de intensidad de campo, con las características técnicas particulares descritas en dicha resolución.
41
También la Resolución 2190 de 2003 atribuyó unas frecuencias radioeléctricas para su uso libre por parte del público en general, en aplicaciones de radios de baja potencia y corto alcance de operación itinerante, cuya instalación y operación se autoriza de manera general, y definió las características técnicas de operación para la utilización de los mismos, en las condiciones que se establecen en esta norma. El Decreto 195 de 2005 adoptó los fundamentos de la Recomendación UIT-T K.52 "Orientación sobre el cumplimiento de los límites de exposición de las personas a los campos electromagnéticos" de la Unión Internacional de Telecomunicaciones UIT, también, la Recomendación 519/EC/1999 del Consejo de la Unión Europea, "por la cual se establecen límites de exposición del público en general a campos electromagnéticos" y las "Recomendaciones para limitar la exposición a campos electromagnéticos", resultado del estudio realizado por la “Comisión Internacional para la Protección de la Radiación No Ionizante, Icnirp”, ente reconocido oficialmente por la Organización Mundial de la Salud, OMS. (www.mintic.gov.co, 2014)
42
6.3. CONCEPTUALIZACION 6.3.1. Historia de las comunicaciones electrónicas La teoría sobre las comunicaciones electrónicas comenzó a mediados del siglo XIX con el físico inglés, James Clerk Maxwell. Las investigaciones matemáticas de Maxwell indicaron que la electricidad y la luz viajan en forma de ondas electromagnéticas, y por lo tanto, están relacionadas una con otra. Maxwell predijo que era posible propagar ondas electromagnéticas por el espacio libre utilizando descargas eléctricas. Sin embargo, la propagación de ondas fue lograda hasta 1888 cuando Heinrich Hertz, un científico alemán, pudo radiar energía electromagnética desde una máquina que él llamaba oscilador. Hertz desarrolló el primer transmisor de radio y, usando estos aparatos, pudo generar radiofrecuencias entre 31 MHz y 1.25 GHz. Hertz también desarrolló la primera antena rudimentaria, la cual aún se usa de manera modificada hoy en día. En 1892, E. Branly, de Francia, desarrolló el primer detector de radio y, exactamente un año después un experimentador ruso, A. S. Popoff, grabó ondas de radio emanadas de relámpagos. (Tomasi, W ,2003)
6.3.2. Sistemas de comunicación alámbricos e inalámbricos Esencialmente, un sistema de comunicación permite transmitir y/o recibir información. Los componentes y las características del sistema determinan que tipo de información (telefonía, televisión, música, datos de computadoras, etc.) puede ser transmitida o recibida, cuanta (número de canales o velocidad de los datos, en qué frecuencias, con qué rapidez y fidelidad, a que distancia, a que costo y con qué tanta cobertura, además de su grado de inmunidad a interrupciones, interferencias o actos de vandalismo, y varios otros parámetros de operación. (Neri, R, 1999) FIGURA 7. Actores del sistema de comunicación.
Fuente: (http://datateca.unad.edu.co) 43
6.4. RADIOCOMUNICACIÓN 6.4.1. Canales de radio Se puede definir el canal como el enlace entre dos puntos de un trayecto de comunicaciones. El canal de radio, por lo general, es lineal y recíproco (permite estudiar el canal en una sola dirección). (Crespo, C, 2008)
FIGURA 8. Tipos de canal en radiocomunicaciones.
Fuente: (Crespo, C, 2008)
6.5. EL CANAL DE PROPAGACION El medio físico que soporta la propagación de la onda electromagnética entre la antena transmisora y la receptora constituye el canal de propagación. El canal se asume lineal y recíproco, pero puede variar en el tiempo, como en el caso de las comunicaciones móviles. (Crespo, C, 2008) 6.5.1. El canal de radio El canal de radio está constituido por la antena transmisora, el canal de propagación y la antena receptora. Las antenas tienen el mismo 44
patrón de radiación en transmisión y en recepción si son lineales, bilaterales y pasivas, lo cual hace que el canal de radio sea recíproco al serlo las antenas. (Crespo, C, 2008)
6.5.2. El canal de modulación Se extiende desde la salida del modulador hasta la entrada del demodulador, y comprende las etapas finales del transmisor, el canal de radio y las etapas de entrada del receptor. Su caracterización es importante a la hora de evaluar los diferentes esquemas de modulación. La linealidad del canal de modulación está determinada por los front-ends del transmisor y del receptor. Los sistemas que emplean modulaciones con multiniveles de amplitud, como la QAM, requieren canales de modulación lineales: amplificadores lineales, mezcladores de baja distorsión y filtros con fase lineal (Bessel o Gauss). Esto genera dos problemas: amplificadores más caros y menos eficientes en cuanto a la potencia, lo cual es de importancia capital en un entorno de comunicaciones móviles donde es imprescindible la reducción de las dimensiones y el consumo de la batería del terminal portátil. El canal de modulación no es recíproco al no serlo los front-ends. (Crespo, C, 2008)
6.5.3. El canal digital Incluye todos los subsistemas que enlazan la secuencia digital sin modular del transmisor, con la secuencia regenerada en el receptor. En general, este canal no es lineal, no es recíproco y varía en el tiempo. (Crespo, C, 2008) 6.6. ESPECTRO 6.6.1. El espectro electromagnético El propósito de un sistema de comunicaciones electrónico es comunicar información entre dos o más ubicaciones (generalmente llamadas estaciones) Esto se logra convirtiendo la información de la fuente original a energía electromagnética y después transmitiendo la energía a uno o más destinos, en donde se convierte de nuevo a su forma original. La energía electromagnética puede propagarse en varios modos: como un voltaje o una corriente a través de un cable metálico, como ondas de radio emitidas por el espacio libre o como ondas de luz por una fibra óptica. (Tomasi, W ,2003) 45
La energía electromagnética está distribuida a través de un rango de frecuencias casi infinito. El espectro de frecuencias electromagnéticas total que muestra las localizaciones aproximadas de varios servicios dentro de la banda se enseña en la figura 11. Puede verse que el espectro de frecuencias se extiende desde las frecuencias subsónicas (unos cuantos hertz) a los rayos cósmicos, (10^22 Hz) Cada banda de frecuencias tiene una característica única que la hace diferente de las otras bandas. (Tomasi, W ,2003) Cuando se trata de ondas de radio, es común usar las unidades de la longitud de onda en vez de la frecuencia. La longitud de onda es la longitud que un ciclo de una onda electromagnética ocupa en el espacio (es decir, la distancia entre los puntos semejantes en una onda repetitiva) La longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia de la onda y directamente proporcional a la velocidad de propagación (la velocidad de propagación de la energía electromagnética en el espacio libre se asume que sea la velocidad de la luz, 3 X 10^8 m/s). (Tomasi, W ,2003) La relación entre la Frecuencia. Velocidad y Longitud de onda se expresa matemáticamente como: ECUACIÓN 1. Longitud de Onda
Longitud de Onda = λ=c/f Donde λ: longitud de onda, c: velocidad de la luz (300.000.000 m/s), f: frecuencia (Hertz). (Tomasi, W ,2003) FIGURA 9. Mapa del espectro electromagnético.
Fuente: (http://grupo2radiobilogiayradioproteccion)
46
6.6.2. BANDAS DE FRECUENCIA La división del espectro radioeléctrico en bandas ha sido un tanto variable, pero es comúnmente aceptada la que se muestra en la siguiente Figura. En esta figura se muestra la designación de cada banda y los servicios típicos que tienen asignados. Una banda de frecuencias que reviste un interés especial para la comunicación por radio es la compuesta por las frecuencias de microondas, las cuales cubren el rango de 500 MHz a 40 GHz y superiores. Esta banda ha sido dividida a su vez en varias bandas denominadas por letras desde los años cuarenta. (Crespo, C, 2008) Con esta breve introducción se quiere resaltar una realidad de plena vigencia: la radiocomunicación está presente en la vida actual a través de la radio, tanto AM como FM, y la televisión, en forma de llamada telefónica, aunque el usuario no siempre sea consciente de que su interlocutor está a centenares o miles de kilómetros y que su voz pasa por radioenlaces, estaciones terrenas y transpondedores a bordo de satélites, o quizás está moviéndose libremente por la calle de una ciudad de cualquier país del mundo. (Crespo, C, 2008) El desarrollo de la tecnología de radio ha derivado también en sistemas RADAR(Radio Detection And Ranging) para la detección, localización y seguimiento de blancos alejados, tanto marinos como aéreos y terrestres, principalmente con fines militares pero también ayudando al tráfico aéreo civil, al guiado de naves espaciales, a determinar la situación meteorológica, etc. Igualmente son importantes las técnicas de radio determinación y radiolocalización. (Crespo, C, 2008) Todo esto hace de la Radiocomunicación una disciplina de plena actualidad, con numerosos retos científicos y tecnológicos, con importantes aplicaciones en servicios de demanda actual y que, por tanto, requiere de personal altamente calificado para su investigación, desarrollo, realización práctica y comercialización. (Crespo, C, 2008)
47
TABLA 5. Espectro utilizado por diferentes servicios y designación de las bandas de microondas
FRECUENCIAS TIPICAS Radiodifusión AM 535-1605 kHz Radio onda corta 3-30 MHz Radiodifusión FM 88-108 MHz TV VHF (2-4) 54-72 MHz TV VHF (5-6) 77-88 MHz TV UHF (7-13) 174-216 MHz TV UHF (14-83) 470-809 MHz Telefonía móvil GSM, DECT 900, 1800 MHz Hornos Microondas (ISM) 2,45 GHz LDMS 26-28 GHz
DESIGNACION DE LAS BANDAS Banda-L 1-2 GHz Banda-S 2-4 GHz Banda-C 4-8 GHz Banda-X 8-12 GHz Banda-Ku 12-18 GHz Banda-K 18-26 GHz Banda-Ka 26-40 GHz Banda-U 40-60 GHz Banda-V 60-80 GHz Banda-W 80-100 GHz
Fuente: (Crespo, C, 2008)
6.7. SISTEMA ELECTRONICO DE COMUNICACION La siguiente figura es un diagrama en bloques simplificado de un sistema de comunicaciones electrónicas mostrando la relación entre la información de la fuente original, el transmisor, el medio de transmisión (conducto), el receptor, y la información recibida en el destino. Como se muestra en la figura, un sistema de comunicaciones electrónicas consiste de tres secciones primarias: un transmisor, un medio de transmisión y un receptor. El transmisor convierte la información original de la fuente a una forma más adecuada para la transmisión, el medio de transmisión proporciona un medio de conexión entre el transmisor y el receptor (tal como un conductor metálico, una fibra óptica o espacio libre), y el receptor convierte la información recibida a su forma original y la transfiere a su destino. La información original puede originarse de una variedad de fuentes diferentes y ser de forma analógica o digital. El sistema de comunicaciones mostrado en la figura es capaz de transmitir información solamente en una dirección (de la estación A a la estación B), mientras que el sistema de comunicaciones mostrado en la figura 1-1b es capaz de transmitir información en ambas direcciones (de la estación A a la estación B y de la estación B a la estación A). (Tomasi, W ,2003)
48
FIGURA 10. Diagrama a bloques simplificado de un sistema de comunicaciones.
Fuente: (Tomasi, W ,2003)
6.8. MODOS DE TRANSMISIÓN Los sistemas de comunicaciones electrónicas pueden diseñarse para manejar la transmisión solamente en una dirección, en ambas direcciones pero sólo uno a la vez, o en ambas direcciones al mismo tiempo. Estos se llaman modos de transmisión. Cuatro modos de transmisión son posibles: Simplex (SX): Con la operación simplex, las transmisiones pueden ocurrir sólo en una dirección. Los sistemas simplex son, algunas veces, llamados sistemas de un sentido, sólo para recibir o sólo para transmitir. Una ubicación puede ser un transmisor o un receptor, pero no ambos. Un ejemplo de la transmisión simplex es la radiodifusión de la radio comercial o de televisión; la estación de radio siempre transmite y el usuario siempre recibe. (Tomasi, W ,2003)
Half-duplex (HDX): Con una operación half-duplex, las transmisiones pueden ocurrir en ambas direcciones, pero no al mismo tiempo. A los 49
sistemas half-duplex, algunas veces se les llaman sistemas con alternativa de dos sentidos, cualquier sentido, o cambio y fuera. Una ubicación puede ser un transmisor y un receptor, pero no los dos al mismo tiempo. Los sistemas de radio de doble sentido que utilizan los botones oprima para hablar (PTT), para operar sus transmisores, como los radios de banda civil y de banda policiaca son ejemplos de transmisión half-duplex. (Tomasi, W ,2003)
Full-dúplex (FDX): Con una operación full-dúplex, las transmisiones pueden ocurrir en ambas direcciones al mismo tiempo. A los sistemas de full-dúplex algunas veces se les llama líneas simultánea de doble sentido, dúplex o de ambos sentidos. Una ubicación puede transmitir y recibir simultáneamente; sin embargo, la estación a la que está transmitiendo también debe ser la estación de la cual está recibiendo. Un sistema telefónico estándar es un ejemplo de una transmisión full-dúplex. (Tomasi, W ,2003)
Full/full-dúplex (F/FDX): Con una operación full/full-dúplex, es posible transmitir y recibir simultáneamente, pero no necesariamente entre las mismas dos ubicaciones (es decir, una estación puede transmitir a una segunda estación y recibir de una tercera estación al mismo tiempo) Las transmisiones full/full-dúplex se utilizan casi exclusivamente con circuitos de comunicaciones de datos. El Servicio Postal de Estados Unidos es un ejemplo de una operación full/full-dúplex. (Tomasi, W ,2003)
6.9. CODIFICACIÓN DE SEÑALES Tanto la información analógica como la digital pueden ser codificadas mediante señales analógicas o digitales. La elección de un tipo particular de codificación dependerá de los requisitos exigidos, del medio de transmisión, así como de los recursos disponibles para la comunicación. Los desafíos son los siguientes: Datos digitales, señales digitales: La forma más sencilla de codificar digitalmente datos digitales es asignar un nivel de tensión al uno binario y otro distinto para el cero. Para mejorar las prestaciones es posible utilizar otros códigos distintos al anterior, alterando el espectro de la señal y proporcionando capacidad de sincronización. En términos generales, el equipamiento para la codificación digital usando señales digitales es menos complicado y menos costoso que el equipamiento necesario para transmitir 50
datos digitales con señales analógicas mediante modulación. (Crespo, C, 2008) Datos digitales, señales analógicas: Los módems convierten los datos digitales en señales analógicas de tal manera que se puedan transmitir a través de líneas analógicas. Las técnicas básicas son desplazamiento de amplitud (ASK, Amplitude-Shift Keying), desplazamiento de frecuencia (FSK, Frecuency-Shift Keying), y desplazamiento de fase (PSK, Phase-Shift Keying). En todas ellas, para representar los datos digitales se modifican uno o más parámetros característicos de la señal portadora. Algunos medios de transmisión, como, por ejemplo, la fibra óptica y los medios no guiados, sólo permiten la propagación de señales analógicas. (Crespo, C, 2008) Datos analógicos, señales digitales: Los datos analógicos, como, por ejemplo, voz y vídeo, se digitalizan para ser transmitidos mediante sistemas digitales. La técnica más sencilla es la modulación por codificación de impulsos (PCM, Pulse Code Modulation), que implica un muestreo periódico de los datos analógicos y una cuantificación de las muestras. La conversión de los datos analógicos en digitales permite la utilización de las técnicas más recientes de equipos de conmutación para la transmisión digital. (Crespo, C, 2008) Datos analógicos, señales analógicas: Los datos analógicos se modulan mediante una portadora para generar una señal analógica en una banda de frecuencias diferente, que se puede utilizar en un sistema de transmisión analógico. Las técnicas básicas son modulación en amplitud (AM, Amplitude Modulation), modulación en frecuencia (FM, Frequency Modulation), y modulación en fase (PM, Phase Modulation). Los datos analógicos de naturaleza eléctrica se pueden transmitir fácilmente y de una forma poco costosa en banda base. Esto por ejemplo es lo que se hace para la transmisión de voz en líneas de calidad telefónica. (Crespo, C, 2008) 6.10.
LINEAS DE TRANSMISION Una línea de transmisión es un sistema de conductores metálicos para transferir energía eléctrica de un punto a otro. En forma más específica, una línea de transmisión consiste en dos o más conductores separados por un aislador, como por ejemplo un par de alambres o un sistema de pares de alambres. Una línea de transmisión puede tener desde unas pocas pulgadas hasta varios miles de millas de longitud. Se pueden usar las líneas de transmisión para propagar cd o ca de baja frecuencia, como la corriente eléctrica 51
de 60 ciclos y las señales de audio; también se pueden usar para propagar frecuencias muy altas, como las señales de frecuencia intermedia y de radiofrecuencia. Cuando propagan señales de baja frecuencia, el comportamiento de una línea de transmisión es bastante sencillo y muy predecible; sin embargo, cuando propagan señales de alta frecuencia se complican las características de las líneas de transmisión, y su comportamiento es algo especial para un estudiante de circuitos de sistemas de elementos concentrados y constantes. (Tomasi, W ,2003) 6.10.1.
Tipos de líneas de transmisión Las líneas de transmisión pueden clasificarse generalmente como balanceadas o desbalanceadas. Con líneas balanceadas de dos cables, ambos conductores llevan una corriente; un conductor lleva la señal y el otro es el regreso. Este tipo de transmisión se llama transmisión de señal diferencial o balanceada. La señal que se propaga a lo largo del cable se mide como la diferencia potencial entre los dos cables. La siguiente figura muestra un sistema de transmisión balanceada. Ambos conductores, en una línea balanceada. Llevan la corriente de la señal, y las corrientes son iguales en magnitud con respecto a la tierra eléctrica pero viajan en direcciones opuestas. Las corrientes que fluyen en direcciones opuestas por un par de cables balanceados se les llaman corrientes de circuito metálico. Las corrientes que fluyen en las mismas direcciones se llaman corrientes longitudinales. Un par de cables balanceado tienen la ventaja que la mayoría de la interferencia por ruido (a veces llamada el voltaje de modo común) se induce igualmente en ambos cables, produciendo corrientes longitudinales que se cancelan en la carga. Cualquier par de cables puede operar en el modo balanceado siempre y cuando ninguno de los cables esté con el potencial a tierra. Esto incluye el cable coaxial que tiene dos conductores centrales y una cubierta metálica generalmente se conecta a tierra para evitar interferencia estática al penetrar a los conductores centrales. (Tomasi, W ,2003)
52
FIGURA 11. Sistema de Transmisión diferencial o balanceado.
Fuente: (Tomasi, W ,2003)
6.11.
LINEAS DE TRANSMISION DE CONDUCTORES PARALELOS
6.11.1.
Líneas de transmisión de alambre desnudo Una línea de transmisión de alambre desnudo es un conductor de dos alambres paralelos; consiste simplemente en dos alambres paralelos a corta distancia y separados por aire. Se colocan espaciadores no conductores a intervalos periódicos, para sostenerlos y mantener constante La distancia entre los dos conductores en general es entre 2 y 6 pulgadas. El dieléctrico no es más que el aire entre y en torno a los dos conductores en los que se propaga la EMT. La única ventaja real de este tipo de la línea de transmisión es su construcción sencilla. Como no tiene blindaje, las perdidas por radiación son altas y es susceptible de captar ruido. Son las principales desventajas de una línea de transmisión de cable desnudo. Por consiguiente, estas líneas se trabajan normalmente en el modo balanceado. (Tomasi, W ,2003)
53
FIGURA 12 Líneas de transmisión: a) alambre desnudos.
Fuente: (Tomasi, W ,2003)
6.11.2.
Líneas de transmisión conductores gemelos Los conductores gemelos son otra forma de línea de transmisión de dos alambres paralelos. A los conductores gemelos también se les llama con frecuencia cable de cinta. Los conductores gemelos son, en esencia, lo mismo que la línea de transmisión de conductores desnudos, pero los distanciadores entre los dos conductores se reemplazan con un dieléctrico macizo continuo. Así se asegura la distancia uniforme a lo largo de todo el cable, lo cual es una buena característica. En forma normal, la distancia entre los dos conductores es de 5/16 de pulgada para el cable de transmisión de TV. Los materiales dieléctricos más frecuentes son el teflón y el polietileno. (Tomasi, W ,2003)
FIGURA 13. Líneas de transmisión: b) conductores gemelos.
Fuente: (Tomasi, W ,2003)
54
6.11.3.
Líneas de transmisión cable de par trenzado Un cable de par tranzado se forma torciendo entre si dos conductores aislados. Con frecuencia, los pares se trenzan en unidades y las unidades se llevan en núcleos que a su vez se cubren con varios tipos de forros, dependiendo de la aplicación. Los pares vecinos se trenzan con distintos pasos (longitud de torcimiento) para reducir la interferencia debida a la inducción mutua entre los pares. Las constantes primarias del cable de par tranzado son sus parámetros eléctricos: resistencia, inductancia, capacitancia y conductancia, que están sujetas a variaciones de acuerdo con el ambiente físico, como temperatura, humedad y esfuerzos mecánicos, y dependen de las diferencias de manufactura. (Tomasi, W ,2003)
FIGURA 14. Líneas de transmisión: c) par trenzado.
Fuente: (Tomasi, W ,2003)
6.11.4.
Líneas de transmisión par de cable blindado Para reducir las pérdidas de radiación y la interferencia, con frecuencia las líneas de transmisión se encierran en una malla de alambre metálica y conductora. La malla se conecta a tierra y funciona como blindaje. También, la malla evita que se irradien señales fuera de ella, y evita que la interferencia electromagnética llegue a los conductores de señal. Está formado por dos alambres conductores paralelos separados por un material dieléctrico macizo. Toda la estructura se encierra en un tubo de conductor integrado por una malla, y después se cubre con una capa protectora de plástico. (Tomasi, W ,2003) 55
FIGURA 15. Líneas de transmisión: d) par blindado.
Fuente: (Tomasi, W ,2003)
6.12.
PROPAGACION DE ONDAS EN LINEA DE TRANSMISIÓN Las ondas electromagnéticas viajan a la velocidad de la luz cuando se propagan en el vacío, y casi a la velocidad de la luz cuando lo hacen a través del aire. Sin embargo, en las líneas metálicas de transmisión, donde el conductor suele ser cobre, y en los materiales dieléctricos, la velocidad varía mucho de acuerdo con el tipo de cable, y una onda electromagnética viaja con mucha mayor lentitud. (Tomasi, W ,2003)
6.13.
FACTOR DE VELOCIDAD El factor de velocidad (Llamado a veces constante de velocidad) se define como la relación de la velocidad real de propagación a través de determinado medio, entre la velocidad de propagación a través del espacio vacío. La definición matemática del factor de velocidad es:
56
ECUACIÓN 2. Formula del factor Velocidad VF
=
Donde VF = factor de velocidad Vp = velocidad real de propagación C = velocidad de propagación a través del espacio libre, c=3x10 3 m/s (Tomasi, W ,2003)
TABLA 6. Factores de velocidad
FACTORES DE VELOCIDAD Material Factor de velocidad Aire 0.95 - 0.975 Hule 0.56 - 0.65 Polietileno 0.66 Teflón 0.70 Espuna de Teflón 0.82 Pins de Teflón 0.81 Espiral de Teflón 0.81
Fuente: (Tomasi, W ,2003)
6.14.
LONGITUD ELÉCTRICA DE UNA LÍNEA DE TRANSMISIÓN La longitud de una línea de transmisión, en relación con la longitud de onda que se propaga por ella, es una consideración importante al analizar el comportamiento de la línea. A bajas frecuencias (grandes longitudes de onda), el voltaje a lo largo de la línea permanece relativamente constante. Sin embargo, con las altas frecuencias pueden estar varias longitudes de onda de la señal en la línea, al mismo tiempo. Así puede variar bastante el voltaje a lo largo de la línea. En consecuencia, a menudo la longitud de la línea de transmisión se especifica en longitudes de onda, y no en dimensiones lineales. Los fenómenos de línea de transmisión se aplican a líneas largas. En general, se define como larga una línea de transmisión si es mayor que un dieciseisavo de longitud; si no es así, se considera como línea corta. Un tramo determinado de línea 57
de transmisión podrá ser corto en cierta frecuencia, y largo en otra. Por ejemplo, un tramo de 10m de línea de transmisión, a 1000Hz, es corto (Landa = 300,000m; 10m es solo una pequeña fracción de una longitud de onda). Sin embargo, la misma línea es larga a 6 GHz (Landa = 5cm; la línea tiene 200 longitudes de onda). (Tomasi, W ,2003)
6.15.
ONDAS ELECTROMAGNETICAS TRANSVERSALES La propagación de la energía eléctrica por una línea de transmisión se hace en forma de ondas electromagnéticas transversales (EMT). Una onda es un movimiento oscilatorio. La vibración de una partícula excita vibraciones semejantes en las partículas vecinas. Una onda EMT se propaga principalmente en el no conductor (dieléctrico) que separa los dos conductores de una línea de transmisión. En consecuencia, la onda viaja, o se propaga, a través de un medio. Para una onda transversal, la dirección del desplazamiento es perpendicular a la dirección de propagación. Una onda superficial de agua es una onda longitudinal. Una onda en la que el desplazamiento tiene la dirección de propagación se llama longitudinal. (Tomasi, W ,2003)
FIGURA 16. Ondas Electromagnéticas Transversales.
Fuente: (Tomasi, W ,2003)
6.16.
PROPAGACION DE LA SEÑAL La propagación de las ondas electromagnéticas por el espacio libre se suele llamar propagación de radiofrecuencia (RF). O simplemente radio propagación. Aunque el espacio libre implica al vacío, con frecuencia la propagación por la atmósfera terrestre se llama propagación por el espacio libre, y se puede considerar casi 58
siempre así. La diferencia principal es que la atmósfera de la tierra introduce pérdidas de la señal que no se encuentran en el vacío. Las ondas EM se propagan a través de cualquier material dieléctrico, incluyendo el aire. Sin embargo, no se propagan bien a través de conductores con pérdidas, como por ejemplo agua de mar, porque los campos eléctricos hacen que fluyan corrientes en el material, que disipan con rapidez la energía de las ondas. (Tomasi, W ,2003)
6.17.
PÉRDIDAS EN LA TRAYECTORIA POR EL ESPACIO LIBRE Se define a las pérdidas en la trayectoria en espacio libre (a veces llamadas pérdidas dispersión) como la pérdida incurrida por una onda electromagnética en línea recta a través del vacío, sin energías de absorción o reflexión debidas a objetos cercamos. Las pérdidas en la trayectoria en espacio libre dependen de la frecuencia, y aumentan con la distancia. La ecuación para determinar estas pérdidas es la siguiente. (Tomasi, W ,2003)
FIGURA 17. Pérdida en el espacio libre.
Fuente: (http://s3.amazonaws.com)
ECUACIÓN 3. Perdida en la trayectoria por el espacio libre dimensional Lp = 4𝜋𝐷𝜆 2 = 4𝜋𝑓𝐷𝑐 2 Donde Lp= perdida en la trayectoria por el espacio libre (adimensional) 59
D= Distancia (Kilómetros) f= frecuencia (hertz) λ= Longitud de onda (metros) c= Velocidad de la luz en el espacio libre (3 X 108 metros por segundo) Al pasar a dB se obtiene:
ECUACIÓN 4. Perdida en la trayectoria por el espacio libre (dB) Lp (dB) = 10log 4𝜋𝑓𝐷𝑐 2 = 20 log 4𝜋𝑓𝐷𝑐 = 20log 4𝜋𝑐+ 20log f+ 20 logD Cuando la frecuencia está en MHz y la distancia en Km
ECUACIÓN 5. Perdida en la trayectoria por el espacio libre (MHz) Lp (dB) = 20log 4𝜋 10 10 33𝑥108+ 20log f (MHz) +20log Dkm = 32.4 +20log f (MHz) + 20log Dkm Cuando la frecuencia está en GHz y la distancia en km, ECUACIÓN 6. Perdida en la trayectoria por el espacio libre (GHz) Lp (dB) = 92.4+20logf (GHz)+20log D (km) Se puede hacer conversiones parecidas para la distancia en millas, frecuencia en KHz, etc. (Tomasi, W ,2003)
6.18.
MARGEN DE DESVANECIMIENTO En esencia el margen de desvanecimiento es un “factor ficticio” que se incluye en la ecuación de ganancia del sistema, para tener en cuenta en las características no ideales y menos predecibles de la propagación de las ondas de radio, por ejemplo, la propagación por múltiples trayectorias (perdida por múltiples trayectorias) y la sensibilidad del terreno. Estas características son causa de condiciones atmosféricas temporales y anormales que alteran las pérdidas en la trayectoria en espacio libre y, por lo general, son 60
perjudiciales para la eficiencia general del sistema. El margen desvanecimiento también tiene en cuenta los objetivos confiabilidad de un sistema. Por lo anterior, el margen desvanecimiento se incluye como una pérdida en la ecuación ganancia del sistema. (Tomasi, W ,2003)
de de de de
W.T Barnett, de Bell Telephone Laboratories, describió en abril de 1969, formas de calcular el tiempo de interrupción debido al desvanecimiento en una trayectoria sin diversidad, en función del terreno, el clima, la longitud de la trayectoria y el margen de desvanecimiento. Arvids Vignant, también de Bell Laboratories, dedujo en junio de 1970 fórmulas para calcular el mejoramiento efectivo alcanzable mediante diversidad espacial vertical, en función de la distancia de separación, longitud de trayectoria y frecuencia. (Tomasi, W ,2003) Al resolver las ecuaciones de confiabilidad de Barnett – Vignant para determinada disponibilidad anual de un sistema no protegido y sin diversidad, se obtiene la siguiente ecuación: ECUACIÓN 7. Margen de desvanecimiento Fm = 30log D + 10log (6ABf) – Efecto de Sensibilidad Trayectoria múltiple del terreno
10log (1-R) Objetivos de confiabilidad
-70 Constante
Siendo Fm = margen de desvanecimiento (dB) D = distancia de (kilómetros) f= frecuencia (giga Hertz) r = confiabilidad en decimales (es decir, 99.99% = 0.9999 de confiabilidad) 1 – R = objetivo de confiabilidad para una ruta de 400km en un sentido A = factor de aspereza = 4 sobre agua o un terreno muy liso = 1 sobre terreno promedio = 0.25 sobre un terreno muy áspero y montañoso B = factor para convertir la probabilidad del peor de los meses en probabilidad anual = 1 para convertir una disponibilidad anual a la base del peor de los meses = 0.5 para áreas cálidas o húmedas = 0.25 para áreas continentales promedio = 0.125 para áreas muy secas o montañosas 61
6.19.
ZONA DE FRESNEL La instalación de redes inalámbricas requiere la misma planificación básica que una red cableada. La principal diferencia es que debido a la naturaleza de la señal inalámbrica, se necesita una planificación adicional. Esa planificación incluye la selección del emplazamiento y el análisis de la ruta de RF. También es posible que tenga que investigar las leyes locales de la zona, así como las regulaciones gubernamentales, cuando se trata de levantar torres. La planificación de un enlace inalámbrico implica la recopilación de información mediante el estudio del sitio físico y la toma de decisiones. Estas tareas de diseño del enlace son las siguientes:
Levantar el punto de montaje de la antena. Construir una estructura nueva, como una torre de radio, suficientemente alta como para instalar la antena. Aumentar la altura de una torre existente. Localizar un punto de montaje diferente para la antena. Cortar los árboles problemáticos.
Al diseñar una conexión de punto a punto, no olviden la zona freznel. Estos son algunos de los detalles más importantes sobre la línea de división y la zona Freznel:
Las señales de microondas viajan en línea recta, pero se dispersan al viajar. La zona despejada necesaria se denomina zona Freznel. La zona Freznel es una elipse imaginaria que rodea la ruta lineal entre las antenas. La zona Freznel despejada necesaria es más grande en mitad de la ruta y disminuye cerca del emplazamiento de cada antena. El grosor de la zona Freznel es una función de la longitud de la ruta. Cuanto más larga es la ruta, más ancha es la zona Freznel. Las antenas tienen que ser suficientemente altas para que la primera zona Freznel franquee montañas, la curvatura de la tierra, edificios y árboles.
La zona Freznel es un área elíptica que rodea la ruta visual, es una zona que varía en función de la longitud de onda de la señal y de su frecuencia. La zona Freznel se puede calcular, y debe tenerla en cuenta cuando diseñe un enlace inalámbrico. (Cisco, S, 2006)
62
FIGURA 18. Zonas de Freznel.
Fuente: (http://1.bp.blogspot.com)
En un diseño de un enlace punto a punto es muy importante tener en cuenta la zona Freznel, que puede concebir como la línea de visión. Para las WLAN la línea de visión es más que una línea directa entre las dos antenas. La línea de visión es más que una elipse libre de obstáculos; debe tenerse en cuenta el futuro crecimiento de los árboles. Debido a la elipse de la zona Freznel, las antenas deben instalarse a bastante altura para mantener despejada el punto central de la zona Freznel. (Cisco, S, 2006)
6.20.
CURVATURA DE LA TIERRA La curvatura de la tierra se convierte en un problema para los enlaces superiores a los 11 Km (7 millas). La línea de visión desaparece a los 25 Km (16 millas). Por consiguiente, debe tener en cuenta la curvatura de la tierra a la hora de determinar la altura a la que instalará la antena. Cuanto más larga sea la ruta, mas altura adicional será necesaria para la antena. Utilice la siguiente fórmula para calcular la altura adicional: Altura añadida = 𝐷2 / 8 Donde D es la distancia de la ruta, en millas; la altura añadida se expresa en pies. Para tener en cuenta la obstrucción de la curvatura 63
de la tierra, las antenas deben elevarse más que si la tierra fuera plana. (Cisco, S, 2006)
6.21.
ANTENA Una antena es un dispositivo hecho habitualmente de un material buen conductor, que se emplea para radiar (y recibir) potencia electromagnética de una manera eficiente. Es la estructura de transición entre el dispositivo de guiado (cable coaxial, por ejemplo) y el espacio libre. (Crespo, C, 2008)
6.21.1.
Parámetros de la antena Patrón de radiación El patrón de radiación de una antena es la distribución relativa de la potencia radiada en función de la dirección espacial. Para el elemento de corriente, el flujo de potencia varía según sen2 θ. (Crespo, C, 2008)
FIGURA 19. Patrón de Radiación del Dipolo Elemental Representado en Tres Dimensiones.
Fuente: (Crespo, C, 2008)
6.21.2.
Ganancia directiva, directividad y ganancia De una antena A partir del patrón de radiación se deduce que el dipolo no radia uniformemente en todas las direcciones. En el plano horizontal el dipolo muestra una mayor radiación que la antena isótropa, y en el eje z no radia nada. Si se define la intensidad de radiación U (θ, φ) como la potencia por unidad de ángulo 64
sólido en esa dirección, y sabiendo que el diferencial de ángulo sólido está dado por d = sen θ dθ dφ, se obtiene la intensidad de radiación. (Crespo, C, 2008)
FIGURA 20. Patrón de radiación del dipolo elemental comparado con el patrón de una antena isótropa. a) Plano e y b) Plano h.
Fuente: (Crespo, C, 2008)
6.21.3.
Resistencia de radiación Es el valor de una resistencia equivalente que disiparía la misma potencia que radia la antena si se conecta al transmisor. Puede verse que la resistencia de radiación de un elemento de corriente es muy pequeña, por lo que su 65
eficiencia es también pequeña debido a que gran parte de la potencia que recibe se refleja hacia el transmisor cuya impedancia de salida es de unos 50. Por otro lado, la potencia que no es rechazada se disipa parcialmente en su resistencia óhmica, que es de magnitud semejante a Ra. Por esta razón, para que sea eficiente una transmisión, la longitud de la antena debe ser comparable a la de la longitud de onda de la frecuencia a transmitir. De esta forma la antena actúa como un dispositivo que adapta la impedancia de la línea de transmisión a la del espacio libre y dirige la energía en determinadas direcciones, eliminando la radiación en otras. (Crespo, C, 2008)
6.21.4.
Ancho del haz a 3 db Es el ángulo que forman las dos direcciones para las cuales la intensidad de radiación cae a la mitad del valor máximo, medido en un plano que contiene la dirección de ese máximo. El elemento de corriente es omnidireccional en el plano H, ya que la intensidad de radiación no depende del acimut, pero tiene un ancho de haz de 90° en el plano E. En determinadas aplicaciones es conveniente que la antena radie en un ángulo muy estrecho, definiéndose la eficiencia del haz como la relación entre la potencia radiada dentro del ángulo sólido y la potencia total radiada por la antena. (Crespo, C, 2008)
6.21.5.
Impedancia de una antena Sabemos que las antenas son transductores que convierten tensiones y corrientes del equipamiento de radio a campos eléctrico y magnético en el espacio libre, y viceversa. Hasta ahora nos hemos concentrado en el interfaz de las mismas con el canal de radio propagación, pero nos queda una cuestión interesante por explorar: el comportamiento de la antena como dispositivo radioeléctrico conectado a un transmisor o a un receptor. Este dispositivo podremos modelarlo con un circuito equivalente cuyos elementos se relacionarán con la geometría de la antena y con sus parámetros, por ejemplo la resistencia de radiación. Particularmente importante resulta extender este concepto y considerar que la antena contiene tanto una componente 66
resistiva como una componente reactiva y que su comportamiento es equiparable al de una impedancia. Comencemos este apartado analizando dicho circuito equivalente de la antena. (Crespo, C, 2008)
6.21.6.
Circuito equivalente de una antena En Radiocomunicaciones resulta de interés la transmisión eficiente de una señal desde su fuente hasta su destino y de aquí que el sistema de radio deba diseñarse de forma que la antena reciba la máxima potencia del emisor y sea capaz de entregarla al espacio libre cuando opera como antena transmisora, o recoja la mayor cantidad posible de energía electromagnética y la transfiera sin pérdidas a su salida, cuando opera como receptora. Como tal, la antena debe estar adaptada a la salida del transmisor y a la entrada del receptor y esto, junto a sus características como elemento radiante, hace que la impedancia de la antena sea un parámetro de suma importancia en el estudio, diseño y construcción de un sistema de radiocomunicaciones. Dada la diversidad de formas que puede tener la estructura de una antena y las corrientes que se generan en ella, su impedancia es una función compleja de la frecuencia que no se puede describir de manera sencilla. Ya se hizo un estudio elemental de la distribución de la corriente de una antena lineal considerada como si fuera una línea de transmisión. Por otra parte, cerca de su frecuencia de resonancia, la antena se puede analizar también como un circuito RLC en serie, y este circuito equivalente, para describir de manera aproximada su comportamiento como elemento eléctrico. La resistencia R es igual a la resistencia de radiación de la antena Ra más la resistencia de pérdidas óhmicas, y la reactancia pasa de ser capacitiva, en antenas de longitud menor que λ/2, a ser inductiva para antenas más largas que λ/2 (realmente la resonancia ocurre para ℓ = (0,46−0,48) λ, en dependencia del diámetro de la varilla de la antena, 2a). Tanto en transmisión como en recepción, la antena opera a la frecuencia de resonancia, o sea a la frecuencia en que se comporta como una resistencia pura, de manera que se puede definir el ancho de banda de una antena como la banda de frecuencias para las cuales la potencia radiada (o recibida) cae a la mitad (3 dB). En esa banda de frecuencias, la impedancia está próxima 67
al valor mínimo Ra y todos los otros parámetros de la antena pueden considerarse iguales a su valor en el centro de la banda. De esta forma, el cálculo del ancho de banda de la antena se corresponde con el cálculo del ancho de banda del circuito RLC equivalente. (Crespo, C, 2008)
FIGURA 21. Admitancia de la Antena modelada como un circuito RLC-Serie. (A) Circuito Equivalente de la Antena, (B) Admitancia con R constante (C) Admitancia con R dependiente de la Frecuencia.
(A)
(B)
(C)
Fuente: (Crespo, C, 2008)
6.21.7.
Polarización Las componentes lejanas del campo eléctrico E y del campo magnético H son perpendiculares a la dirección de radiación, pero pueden tener una dirección arbitraria en el plano perpendicular a esa dirección y en general tendrán componentes theta (de inclinación) y componentes phi (acimutales). El campo eléctrico producido por una antena lineal situada a lo largo del eje z tiene solo componente theta, 68
y en el plano x, y, solo tiene componente Ez en coordenadas cartesianas. Se dice entonces que la onda está polarizada en la dirección z. En general, si existe componente Ey y está en fase con la componente Ez, la onda electromagnética vista desde el eje x tendrá una polarización lineal en una dirección del plano y, z. Si las componentes están desfasadas 90◦, entonces se producirá la polarización elíptica y si tienen iguales magnitudes, se producirá la polarización circular. En estas últimas polarizaciones el vértice del vector campo eléctrico en un punto fijo del eje x varía con el tiempo trazando una elipse o una circunferencia en sentido horario o en sentido anti horario. Si suponemos una antena transmisora lineal a lo largo del eje z y que la antena receptora, situada en el eje x, es también lineal pero está desviada un ángulo α con relación a la vertical, en los terminales de esta última solo aparecerá la tensión generada por la componente del campo Ez cos α. Esto significa que se produce una pérdida por desadaptación de la polarización y, por lo tanto, dicha pérdida afectará a la potencia recibida en un factor p = cos2 α (2.66). De igual forma se producen pérdidas por desadaptación de la polarización en el caso de la polarización elíptica si no hay una orientación correcta de los ejes mayor y menor de 36 la elipse, e incluso se anula (en teoría) la potencia recibida cuando la antena no tiene el mismo sentido de giro que la onda incidente, tanto para la polarización elíptica como para la polarización circular. (Crespo, C, 2008)
FIGURA 22. Tipos de Polarización.
Fuente: (http://k04.kn3.net/AD9D6BBE6.jpg)
69
6.21.7.1. Tipos de polarización
Polarización lineal Es cuando la señal es lineal, es decir cuando el campo eléctrico se encuentra en una sola posición al ser emitido en la señal sin que cambie su posición nunca al momento de ser emitidas, existen dos tipos de polarizaciones lineales: o Polarización horizontal Polarización lineal horizontal o simplemente polarización horizontal muestra el campo eléctrico en la misma posición que el que tiene la superficie horizontal de la tierra al realizar su propagación o Polarización vertical La polarización vertical es aquella en donde su campo eléctrico forma un ángulo con el horizonte terrestre.
FIGURA 23. Polarización Lineal.
Fuente: (http://hyperphysics.phy-su.edu)
70
Polarización circular Este tipo de polarizaciones muestra un campo eléctrico en movimiento giratorio continuo formando círculos, algo parecido a una espiral en movimiento, pero siendo los círculos formados por este siempre del mismo tamaño, existen dos tipos de polarizaciones circulares: o Polarización circular derecha Se forma cuando el campo eléctrico gira de acuerdo al movimiento de las agujas del reloj. o Polarización circular izquierda Se forma cuando el campo eléctrico realiza el giro en sentido inverso a las agujas del reloj.
FIGURA 24. Polarización Circular.
Fuente: (http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu)
71
Polarización elíptica Esta tipo de polarización es muy similar a la polarización circular, solo diverge en que el campo eléctrico en vez de realizar sus giros en forma circular, los realiza en forma elíptica, pero al igual que la polarización circular, esta se divide en derecha e izquierda: o Polarización elíptica derecha Se forma cuando el campo eléctrico gira de acuerdo al movimiento de las agujas del reloj. o Polarización elíptica izquierda Se forma cuando el campo eléctrico realiza el giro en sentido inverso a las agujas del reloj.
FIGURA 25. Polarización Elíptica.
Fuente: (http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu)
72
6.22.
PROPIEDADES ÓPTICAS DE LAS ONDAS DE RADIO En la atmosfera terrestre, la propagación de frentes de ondas y rayos puede diferir del comportamiento en el espacio libre, debido a efectos ópticos, como refracción, reflexión, difracción e interferencia. En una terminología muy coloquial, se puede imaginar la refracción como la flexión, la reflexión como rebote, la difracción como dispersión y la interferencia como choques. Se dice que la refracción, la reflexión, la difracción y la interferencia son propiedades ópticas porque se observaron primero en la ciencia de la óptica, que estudia el comportamiento de las ondas luminosas. Como las ondas luminosas son ondas electromagnéticas de alta frecuencia, parece razonable que las propiedades ópticas también se apliquen a la propagación de las ondas de radio. Aunque se puedan analizar por completo los principios ópticos aplicando las ecuaciones de Maxwell, lo cual es complicado por necesidad. Para la mayoría de las aplicaciones, se pueden sustituir las ecuaciones de Maxwell por el trazo geométrico de rayos. (Tomasi, W ,2003)
6.22.1.
Refracción La refracción electromagnética es el cambio de dirección de un rayo al pasar en dirección oblicua de un medio a otro con distinta velocidad de propagación. La velocidad a la que se propaga una onda electromagnética es inversamente proporcional a la densidad del medio en el que lo hace. Por consiguiente, hay refracción siempre que una onda de radio pasa de un medio a otro de distinta densidad. (Tomasi, W ,2003)
FIGURA 26. Refracción en una frontera plana entre dos medios.
Fuente: (Tomasi, W ,2003)
73
6.22.2.
Reflexión Reflejar quiere decir regresar, y la reflexión es el acto de reflejar. La reflexión electromagnética se presenta cuando una onda incidente choca con una frontera entre dos medios, y algo a toda potencia incidente no entra al segundo material. Las ondas que no penetran al segundo medio se reflejan.
FIGURA 27. Reflexión electromagnética en una frontera plana entre dos medios.
Fuente: (Tomasi, W ,2003)
6.22.3.
Difracción
Se define a la difracción como la modulación o redistribución de la energía dentro de un frente de onda, al pasar cerca de la orilla de un objeto opaco. La difracción es el fenómeno que permite que las ondas luminosas o de radio se propaguen en torno a esquinas. En la descripción anterior de la refracción y la reflexión se supuso que las dimensiones de las superficies refractora y reflectora eran grandes con respecto a una longitud de onda de la señal. Sin embargo, cuando un frente de onda pasa cerca de un obstáculo o discontinuidad cuyas dimensiones sean de tamaño comparable a una longitud de onda, no se puede usar el análisis geométrico simple para explicar los resultados, y es necesario recurrir al principio de Huygens, que se puede deducir de las ecuaciones de Maxwell. (Tomasi, W ,2003)
74
FIGURA 28. Difracción de las Ondas.
Fuente: (http://1.bp.blogspot.com)
6.23.
INTERFERENCIA Interferir quiere decir estar en oposición, y la interferencia es el acto de interferir. La interferencia de ondas de radio se produce siempre que se combinan dos o más ondas electromagnéticas de tal manera que se degrada el funcionamiento del sistema. La refracción, la reflexión y la difracción pertenecen a la óptica geométrica, y eso quiere decir que su comportamiento se analiza principalmente en función de rayos y de frentes de onda. Por otro lado, la interferencia está sujeta al principio de la superposición lineal de las ondas electromagnéticas, y se presenta siempre que dos o más ondas ocupan el mismo punto del espacio en forma simultánea. El principio de la superposición lineal establece que la intensidad total de voltaje en un punto dado en el espacio es la suma de los vectores de onda individuales. Ciertos tipos de medios de propagación tienen propiedades no lineales; sin embargo, en un medio ordinario, como la atmosfera terrestre es válida la superposición lineal. (Tomasi, W ,2003)
75
FIGURA 29. Interferencia De Las Ondas Electromagnéticas.
Fuente: (Tomasi, W ,2003)
6.24.
REDES INALÁMBRICAS Las redes inalámbricas de área local se diferencian de las redes de área local tradicionales en que los terminales no están interconectados físicamente mediante un cable, sino que se utilizan ondas de radio para este fin. Esto es posible, en gran parte, a que los organismos internacionales que establecen el reparto de las frecuencias han dejado libres varias franjas para uso personal o privado. Estas frecuencias son usadas, por ejemplo, por teléfonos fijos inalámbricos, walkie-talkies etc. En cambio y en contra de lo que se piensa comúnmente, los aficionados a la radio-afición cuentan con unas frecuencias por las que tienen que abonar unos cánones. (www.ieeestandards.galeon) Desde hace poco, existe una nueva tecnología que hace uso de las frecuencias libres de licencia: las redes de área local inalámbricas o redes wireless. Las LAN inalámbricas utilizan básicamente longitudes de onda correspondientes a las microondas (2,4 GHz y 5 GHz) y permiten tener anchos de banda apreciables (desde 1 MB/s en las primeras versiones hasta llegar a los 54 MB/s de los últimos estándares). También es verdad que aunque la banda alrededor de los 5 GHz es abierta en todo el mundo, el ancho de banda que se puede ocupar depende de la situación particular que haya impuesto cada legislador. Es por ello que en Europa se pueden utilizar hasta 455 MHz, mientras que en Norteamérica el ancho de banda se restringe a 300 MHz y en Japón a 100 MHz. (www.ieeestandards.galeon)
76
En muchos sitios, las redes Ethernet de cable tradicional han sido ampliadas con la implantación de este tipo de redes inalámbricas. La interconexión de varias redes locales (como por ejemplo en el caso de redes inalámbricas que se extienden en todo el campus universitario) ha propiciado que algunos visionarios hayan visto la posibilidad de crear una red metropolitana con gran ancho de banda y con la posibilidad de acceso a Internet, de forma que se pudiera acceder a cualquier servicio de los que comúnmente se utilizan en Internet (correo, web, ftp, etc.) desde cualquier lugar dentro del ámbito metropolitano. (www.ieeestandards.galeon)
6.25.
ESTANDAR DE COMUNICACIONES INALAMBRICAS IEEE IEEE corresponde a las siglas de The Institute of Electrical and Electronics Engineers, el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, una asociación técnico-profesional mundial dedicada a la estandarización, entre otras cosas. Es la mayor asociación internacional sin ánimo de lucro formada por profesionales de las nuevas tecnologías, como ingenieros eléctricos, ingenieros en electrónica, ingenieros en sistemas e ingenieros en telecomunicaciones. Su creación se remonta al año 1884, contando entre sus fundadores a personalidades de la talla de Thomas Alva Edison, Alexander Graham Bell y Franklin Leonard Pope. En 1963 adoptó el nombre de IEEE al fusionarse con asociaciones como el AIEE (American Institute of Electrical Engineers) y el IRE (Institute of Radio Engineers). A través de sus miembros, más de 360.000 voluntarios en 175 países, el IEEE es una autoridad líder y de máximo prestigio en las áreas técnicas derivadas de la eléctrica original: desde ingeniería computacional, tecnologías biomédica y aeroespacial, hasta las áreas de energía eléctrica, telecomunicaciones y electrónica de consumo, entre otras. Según el mismo IEEE, su trabajo es promover la creatividad, el desarrollo y la integración, compartir y aplicar los avances en las tecnologías de la información, electrónica y ciencias en general para beneficio de la humanidad y de los mismos profesionales. Las redes inalámbricas de área local se diferencian de las redes de área local tradicionales en que los terminales no están 77
interconectados físicamente mediante un cable, sino que se utilizan ondas de radio para este fin. Esto es posible, en gran parte, a que los organismos internacionales que establecen el reparto de las frecuencias han dejado libres varias franjas para uso personal o privado. Estas frecuencias son usadas, por ejemplo, por teléfonos fijos inalámbricos, walkie-talkies etc. En cambio y en contra de lo que se piensa comúnmente, los aficionados a la radio-afición cuentan con unas frecuencias por las que tienen que abonar unos cánones. Desde hace poco, existe una nueva tecnología que hace uso de las frecuencias libres de licencia: las redes de área local inalámbricas o redes wireless. Las LAN inalámbricas utilizan básicamente longitudes de onda correspondientes a las microondas (2,4 GHz y 5 GHz) y permiten tener anchos de banda apreciables (desde 1 MB/s en las primeras versiones hasta llegar a los 54 MB/s de los últimos estándares). También es verdad que aunque la banda alrededor de los 5 GHz es abierta en todo el mundo, el ancho de banda que se puede ocupar depende de la situación particular que haya impuesto cada legislador. Es por ello que en Europa se pueden utilizar hasta 455 MHz, mientras que en Norteamérica el ancho de banda se restringe a 300 MHz y en Japón a 100 MHz. En muchos sitios, las redes Ethernet de cable tradicional han sido ampliadas con la implantación de este tipo de redes inalámbricas. La interconexión de varias redes locales (como por ejemplo en el caso de redes inalámbricas que se extienden en todo el campus universitario) ha propiciado que algunos visionarios hayan visto la posibilidad de crear una red metropolitana con gran ancho de banda y con la posibilidad de acceso a Internet, de forma que se pudiera acceder a cualquier servicio de los que comúnmente se utilizan en Internet (correo, web, ftp, etc.) desde cualquier lugar dentro del ámbito metropolitano. El protocolo IEEE 802.11 o WI-FI es un estándar de protocolo de comunicaciones de la IEEE que define el uso de los dos niveles más bajos de la arquitectura OSI (capas física y de enlace de datos), especificando sus normas de funcionamiento en una WLAN. En general, los protocolos de la rama 802.x definen la tecnología de redes de área local. (www.ieeestandards.galeon)
78
FIGURA 30. Aplicación de la IEEE 802.11 en el modelo OSI.
Fuente: (www.ieeestandards.galeon) La familia 802.11 actualmente incluye seis técnicas de transmisión por modulación que utilizan todos los mismos protocolos. El estándar original de este protocolo data de 1997, era el IEEE 802.11, tenía velocidades de 1 hasta 2 Mbps y trabajaba en la banda de frecuencia de 2,4 GHz. En la actualidad no se fabrican productos sobre este estándar. El término IEEE 802.11 se utiliza también para referirse a este protocolo al que ahora se conoce como "802.11legacy." La siguiente modificación apareció en 1999 y es designada como IEEE 802.11b, esta especificación tenía velocidades de 5 hasta 11 Mbps, también trabajaba en la frecuencia de 2,4 GHz. También se realizó una especificación sobre una frecuencia de 5 GHz que alcanzaba los 54 Mbps, era la 802.11a y resultaba incompatible con los productos de la b y por motivos técnicos casi no se desarrollaron productos. Posteriormente se incorporó un estándar a esa velocidad y compatible con el b que recibiría el nombre de 802.11g. En la actualidad la mayoría de productos son de la especificación b y de la g (Actualmente se está desarrollando la 802.11n, que se espera que alcance los 500 Mbps). La seguridad forma parte del protocolo desde el principio y fue mejorada en la revisión 802.11i. Otros estándares de esta familia (c–f, h–j, n) son mejoras de servicio y extensiones o correcciones a especificaciones anteriores. El primer estándar de esta familia que tuvo una amplia aceptación fue el 802.11b. En 2005, la mayoría de los productos que se comercializan siguen el estándar 802.11g con compatibilidad hacia el 802.11b. (www.ieeestandards.galeon) 79
6.26.
ESTANDARES DEFINIDOS
6.26.1.
802.11 El primer estándar 802.11 (referido a menudo como el 802.11 Primo), fue inicialmente publicado en el año 1997 por el IEEE. El estándar 802.11 sólo ofrece soporte para velocidades de hasta 2 Mbps (megabits por segundo) en la banda de frecuencia no licenciada de 2.4 GHz ISM (por las iniciales en inglés de Industrial, Scientific y Medical). El equipamiento conformado para este estándar está considerado como heredado y ya no se fabrica más. Sin embargo, está considerado como el fundamento de la IEEE 802.11 para WLANs, y ha definido muchos de los conceptos aún vigentes hoy en día bajo los nuevos estándares. La última revisión del estándar 802.11 Primo fue publicada como IEEE Std. 802.112007. (IEEE, 2014)
6.26.2.
802.11b Creado en 1999 como una expansión del estándar original, 802.11b ofrece soporte para una tasa de datos máxima de 11 Mbps. Publicado como IEEE Std. 802.11b-1999, el estándar 802.11b define la utilización de la misma banda de 2.4 GHz definida en el 802.11 Primo, y el foco principal detrás del desarrollo del 802.11b fue el de poder incrementar las tasas de datos. Este estándar permitió un incremento gigantesco de la utilización de WLANs, y es considerado como uno de los catalizadores de la popularidad con que hoy en día goza el WiFi. (IEEE, 2014)
6.26.3.
802.11a El estándar 802.11a, también creado en 1999 como otra extensión del estándar 802.11 Primo, define diferentes técnicas de modulación para comunicaciones, y opera sobre una frecuencia más alta que la del 802.11 Primo, o el 802.11b. Publicado como IEEE Std. 802.11a-1999, el estándar 802.11a opera en la banda de 5 GHz UNII (por las iniciales en inglés de Unlicensed National Information Infrastructure). Los equipos que operan bajo este estándar no son compatibles con aquellos que lo hacen bajo el 802.11b, ya que utilizan 80
diferentes frecuencias y técnicas de comunicación. La frecuencia más alta utilizada por el 802.11a por lo general acorta el rango de comunicación y su habilidad de penetrar construcciones. Sin embargo, posee las ventajas de poder transmitir tasas de datos más altas (hasta 54 Mbps), y además no interfiere con la mayor cantidad de equipamiento existente en el mercado de 2.4 GHz, ya que la banda de 5 GHz se encuentra mucho menos poblada. El equipamiento que conforma este estándar 802.11a está considerado más oscuro, pero sin embargo hoy en día todavía puede encontrarse en uso. (IEEE, 2014)
6.26.4.
802.11g Publicado en el 2003 como IEEE Std. 802.11g-2003, este estándar es compatible con el 802.11b, y es posible transmitir tasas de datos superiores a los 54 Mbps. Como utiliza la misma banda de 2.4 GHz, los dispositivos que conforman el estándar 802.11g son susceptibles de la misma interferencia, y pueden sufrirla si el espectro se encuentra sobresaturado. Los dispositivos que se encuentren trabajando bajo el estándar 802.11g pueden ser configurados para comunicarse directamente con dispositivos 802.11b, en lo que se conoce como el modo mixto. (IEEE, 2014)
6.26.5.
802.11n Esta reciente enmienda (ratificada en septiembre del 2009 como IEEE Std. 802.11n-2009) introduce numerosas características como ser, por ejemplo, rangos de comunicación y tasas de transferencia mucho mayores (hasta 100 Mbps o más que el rendimiento típico), y una nueva tecnología conocida como de entrada y salida múltiple (o MIMO por las iniciales en inglés de múltiple-input and múltipleoutput). Esta tecnología utiliza antenas múltiples y múltiples conexiones inalámbricas para poder alcanzar estas tasas, y es mucho más resistente a la interferencia sin por ello necesitar de un incremento significativo de poder para poder transmitir los datos. MIMO también ofrece la posibilidad de utilizar multipath para su propio beneficio (con pocas palabras, multipath es una anomalía atmosférica donde una señal adopta diferentes rutas, y arriba al receptor en diferentes 81
momentos, provocando un factor de desempeño negativo cuando se utilizan estándares antiguos). Numerosos productos ya existían en el mercado antes que este estándar fuera completamente ratificado. A menudo conocidos como "Pre N" o "Boceto N", estos dispositivos no estaban completamente garantizados para funcionar correcta y totalmente bajo este estándar, ni siquiera para ser compatibles con él. Estos dispositivos provisorios tampoco eran garantizados para ser compatibles entre los mismos modelos de diferentes fabricantes. En el momento en que se escribe esta guía, existe la preocupación acerca de que los dispositivos 802.11n podrían interferir enormemente con la operatividad de los dispositivos y las redes 802.11b y 802.11g. Sin embargo, no existe casi ninguna duda acerca de que el estándar 802.11n representa la próxima generación de equipamientos inalámbricos, y que ofrece numerosas nuevas características que solucionarán los problemas y las limitaciones de los equipos anteriores. (IEEE, 2014)
6.27.
RADIOENLACES Se denomina radio enlace a cualquier interconexión entre los terminales de telecomunicaciones efectuados por ondas electromagnéticas. Si los terminales son fijos, el servicio se lo denomina como tal y si algún terminal es móvil, se lo denomina dentro de los servicios de esas características. Se puede definir al radio enlace del servicio fijo, como sistemas de comunicaciones entre puntos fijos situados sobre la superficie terrestre, que proporcionan una capacidad de información, con características de calidad y disponibilidad determinadas. Típicamente estos enlaces se explotan entre los 800 MHz y 42 GHz. (www.radiocomunicaciones.net)
6.27.1.
Tipos de radioenlace
Enlace punto a punto Los enlaces punto a punto son conexiones entre dos extremos a través de ondas electromagnéticas que se propagan a través del aire y se usan generalmente para comunicar datos o compartir una conexión a internet que hay en un lado hacia el 82
otro, deben tener generalmente línea de vista entre los dos puntos. (sedarcom.blogspot.com, 2014) FIGURA 31. Enlace y Transmisión de Datos desde un Punto a otro Punto.
Fuente: (http://www.info-ab.uclm.es)
Enlace punto a multipunto Sistema de radio enlace en donde dos antenas tienen que tener línea visual entre sí para poder intercambiar señales (que transportan información). Si bien la antena del abonado solo puede enfocar hacia la antena central, esta última no es exclusiva para el abonado, siendo posible que una misma antena central atienda señales de varios abonados. (www.pablin.com.ar)
83
FIGURA 32. Enlace y transmisión de datos desde un punto hacia varios puntos.
Fuente: (http://www.info-ab.uclm.es)
Enlace multipunto a multipunto El tercer tipo de diseño de red es el multipunto a multipunto, el cual también es denominado red ad hoc o en malla (mesh). En una red multipunto a multipunto, no hay una autoridad central. Cada nodo de la red transporta el tráfico de tantos otros como sea necesario, y todos los nodos se comunican directamente entre sí. (DISEÑO, SIMULACIÓN E IMPLEMENTACIÓN DE UN RADIO ENLACE ENTRE LOS MUNICIPIOS DE ALCALÁ Y ANSERMANUEVO (VALLE DEL CAUCA)
FIGURA 33. Enlace y transmisión de datos desde un punto hacia varios puntos.
Fuente: (http://www.info-ab.uclm.es) 84
6.28.
MODELOS DE ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS Hay dos arquitecturas que han sido determinantes y básicas en el desarrollo de los estándares de comunicación: el conjunto de protocolos TCP/IP y el MODELO OSI. TCP/IP es la arquitectura más adoptada para la interconexión de sistemas, mientras que OSI se ha convertido en el modelo estándar para clasificar las funciones de comunicación. (Stallings, W, 2000)
FIGURA 34. Comparación entre Arquitecturas de Protocolo Tcp/Ip y OSI.
Fuente: (http://www.textoscientificos.com)
6.28.1.
Modelo de referencia TCP/IP Es el resultado de la investigación y desarrollos llevados a cabo en la red experimental de conmutación de paquetes ARPANET, financiada por la agencia de Proyectos de Investigación Avanzada para la Defensa, y se denomina globalmente como la familia de protocolos TCP/IP. Esta familia consiste en una extensa colección de protocolos que se han erigido como estándares de Internet. Al contrario que en OSI, 85
no hay un modelo oficial de referencia TCP/IP. No obstante, basándose en los protocolos estándar que se han desarrollado, todas las tareas involucradas en las comunicaciones se puede organizar en cinco capas relativamente independientes. (Stallings, W, 2000)
Capa de aplicación Contiene la lógica necesaria para posibilitar las distintas aplicaciones de usuario. Para cada tipo particular de aplicación, como por ejemplo la transferencia de ficheros, se necesitara un módulo bien diferenciado. (Stallings, W, 2000)
Capa de transporte Independientemente de la naturaleza de las aplicaciones que están intercambiando datos, es usual requerir que los datos se intercambien de forma segura. Sería deseable asegurar que todos los datos llegan a la aplicación destino y en el mismo orden en el que fueron enviados. Los procedimientos que garantizan una transmisión segura están localizados en esta capa. (Stallings, W, 2000)
Capa de internet El protocolo de internet (IP, Internet, Protocol) se utiliza en esta capa para ofrecer el servicio de encaminamiento a través de varias redes. Este protocolo se implementa tanto en los sistemas finales como en los routers intermedios. Un routers es un dispositivo con capacidad de procesamiento que conecta dos redes y cuya función principal es retransmitir datos desde una red a otra siguiendo la ruta adecuada para alcanzar al destino. (Stallings, W, 2000)
Capa de acceso a la red Es la responsable del intercambio de datos entre el sistema final y la red a la cual se está conectando. El emisor debe proporcionar a la red la dirección del destino, de tal manera que la red pueda encaminar los datos hasta el destino apropiado. (Stallings, W, 2000) 86
Capa física Define la interfaz física entre el dispositivo de transmisión de datos (por ejemplo la estación de trabajo o el computador) y el medio de transmisión o red. Esta capa se encarga de la especificación de las características del medio de transmisión, la naturaleza de las señales, la velocidad de datos, y cuestiones afines. (Stallings, W, 2000)
6.28.2.
Modelo de referencia OSI El modelo de OSI (Open Systems Interconection) se desarrolló por la Organización Internacional Estandarización ISO, como una arquitectura para comunicaciones entre computadores, con el objetivo de ser el marco de referencia en el desarrollo de protocolos estándares. OSI considera siete capas. (Stallings, W, 2000)
Capa Aplicación La capa de aplicación proporciona a los programas de aplicación un medio para que accedan al entorno OSI. Esta capa incluye a las funciones de administración y en general, a los mecanismos necesarios en la implementación de las aplicaciones distribuidas. Además, a esta capa pertenecen las aplicaciones de uso general como, por ejemplo, la transferencia de ficheros, el correo electrónico y el acceso desde terminales a computadores remotos, entre otras. (Stallings, W, 2000)
Capa de Presentación La capa de presentación define el formato de los datos que se van a intercambiar entre aplicaciones y ofrece a los programas de aplicación un conjunto de servicios de transformación de datos. La capa de presentación define la sintaxis utilizada entre las entidades de aplicación y proporciona los medios para seleccionar y modificar la representación utilizada. Algunos ejemplos de servicios 87
específicos que se pueden realizar en esta capa son los de comprensión y cifrado de datos. (Stallings, W, 2000) Capa de Sesión La capa de sesión proporciona los mecanismos para controlar el dialogo entre las aplicaciones de los sistemas finales. En muchos casos los servicios de la capa de sesión son parcialmente, o incluso totalmente prescindibles, no obstante en algunas aplicaciones su utilización es ineludible. La capa de sesión proporciona los siguientes servicios:
Control del diálogo Agrupamiento Recuperación
(Stallings, W, 2000)
Capa de Transporte La capa de transporte proporciona un mecanismo para intercambiar datos entre sistemas finales. El servicio de transporte orientado a conexión asegura que los datos se entregan libres de errores, en orden y sin pérdidas ni duplicaciones. La capa de transporte también puede estar involucrada en la optimización del uso de los servicios de red, proporcionando la calidad del servicio solicitada. Por ejemplo, la entidad de sesión puede solicitar una tasa de error determinada, un retardo máximo, una prioridad y un nivel de seguridad dado. (Stallings, W, 2000)
Capa de Red La capa de red realiza la transferencia de información entre sistemas finales atreves de algún tipo de red de comunicación. Libera a las capas superiores de la necesidad de tener conocimiento sobre la transmisión de datos subyacente y las tecnologías de conmutación utilizadas para conectar los sistemas. En esta capa, el computador establecerá un dialogo con la red para especificar la dirección de destino y solicitar ciertas facilidades, como por ejemplo la gestión de prioridades. (Stallings, W, 2000) 88
Capa de Enlace de Datos La capa del enlace de datos intenta que el enlace físico sea seguro, además proporciona los medios para activar, mantener y desactivar el enlace. El servicio principal proporcionado por la capa de enlace de datos a las capas superiores es el de la detección y control de errores, Así si se dispone de un protocolo en la capa del enlace de datos completamente operativo, la capa adyacente superior puede suponer que la transmisión está libre de errores. Sin embargo, si la comunicación se realiza entre dos sistemas que no están directamente conectados, la conexión constara de varios enlaces de datos en serie, cada uno operando independientemente. Por tanto, en este último caso, la capa superior no estará libre de la responsabilidad del control de errores. (Stallings, W, 2000)
Capa Física La capa física se encarga de la interfaz física entre los dispositivos, además define las reglas que rigen en la transmisión de los bits. La capa física tiene cuatro características importantes:
Mecánicas Eléctricas Funcionales De procedimiento
(Stallings, W, 2000)
6.29.
TECNOLOGIAS LAN
6.29.1.
Red LAN Una red LAN consiste en un medio de transmisión compartido y un conjunto de software y hardware para servir de interfaz entre dispositivos y el medio y regular el orden de acceso al mismo. Las topologías usadas para la LAN son anillo, bus, árbol y estrella. Las topologías en bus y en árbol son secciones pasivas de cable a las que se encuentran conectadas las estaciones, de modo que la transmisión de una trama por parte de una estación puede ser escuchada por 89
cualquier otra estación. Una LAN en anillo consiste en un bucle cerrado de repetidores que permite la circulación de los datos alrededor anillo. Un repetidor puede funcionar también como un punto de conexión de dispositivo, realizándose la transmisión generalmente en forma de tramas. Por su parte, una red LAN en estrella incluye un nodo central al que se conectan las estaciones. (Stallings, W, 2000)
FIGURA 35. Topología de la Red.
Fuente: (http://wiki.ead.pucv.cl)
6.29.1.1. Topologías en bus y en árbol Ambas topologías se caracterizan por el uso de un medio multipunto. En el caso de la topología en bus, todas las estaciones se encuentran directamente conectadas, a través de interfaces físicas apropiadas conocidas como toma de conexión (taps), a un medio de transmisión lineal o bus. El funcionamiento full-dúplex entre la estación y la toma de conexión permite la transmisión de datos a través del bus y la recepción de estos desde aquel. Una transmisión desde 90
cualquier estación se propaga a través del medio en ambos sentidos y es recibida por el resto de las estaciones. En cada extremo del bus existe un terminador que absorbe las señales, eliminándolas del bus. (Stallings, W, 2000) La topología en árbol es una generalización de la topología en bus. El medio de transmisión es un cable ramificado sin bucles cerrados, que comienza en un punto conocido como raíz o cabecera (headend). Uno o más cables comienzan en el punto raíz, y cada uno de ellos puede presentar ramificaciones. Las ramas pueden disponer de ramas adicionales, dando lugar a esquemas más complejos. De nuevo, la transmisión desde una estación se propaga a través del medio y puede alcanzar al resto de estaciones. (Stallings, W, 2000) FIGURA 36. Topología en BUS y en Árbol.
Fuente: (Stallings, W, 2000)
6.29.1.2. Topología en anillo En la topología en anillo, la red consta de un conjunto de repetidores unidos por enlaces punto a punto formando un bucle cerrado. El repetidor es un dispositivo relativamente simple, capaz de recibir datos a través del enlace y de transmitirlos, bit a bit, a través del otro enlace tan rápido como son recibidos. Los enlaces son unidireccionales; es decir los datos se transmiten solo en un sentido, de modo que estos circulan alrededor del anillo en el sentido de la agujas del reloj o en el contrario. Cada estación se conecta a la red mediante un repetidor, transmitiendo los datos hacia la red a través de él. (Stallings, W, 2000) 91
FIGURA 37. Topología en Anillo.
Fuente: (Stallings, W, 2000)
6.29.1.3. Topología en estrella En redes LAN con topología en estrella cada estación está directamente conectada a un nodo central, generalmente a través de dos enlaces punto a punto, uno para transmisión y otro para recepción. En general existen dos alternativas para el funcionamiento del nodo central. Una es el funcionamiento en modo de difusión, en el que la transmisión de una trama por parte de una estación se retransmite sobre todos los enlaces de salida del nodo central. (Stallings, W, 2000) En este caso, aunque la disposición física es una estrella, lógicamente funciona como un bus: una transmisión desde cualquier estación es recibida por el resto de estaciones, y solo puede transmitir una estación en un instante de tiempo dado. (Stallings, W, 2000) Otra aproximación es el funcionamiento del nodo central como dispositivo de conmutación de tramas. Una trama entrante se almacena en el nodo y se retransmite sobre un enlace de salida hacia la estación de destino. (Stallings, W, 2000)
92
FIGURA 38. Topología en Estrella.
Fuente: (Stallings, W, 2000)
6.30.
EL PROTOCOLO DE INTERNET El protocolo Internet (IP) es parte del conjunto de protocolos TCP/IP y es el protocolo de interconexión entre redes más utilizado. Como con cualquier protocolo estándar, IP se especifica en dos partes:
La interfaz con la capa superior (por ejemplo, TCP), especificando los servicios que proporciona IP.
El formato real del protocolo y los mecanismos asociados. (Stallings, W, 2000)
6.30.1.
IPv4 IPv4 es la versión 4 del Protocolo de Internet (IP o Inernet Protocol) y constituye la primera versión de IP que es implementada de forma extensiva. IPv4 es el principal protocolo utilizado en el Nivel de Red del Modelo TCP/IP para Internet. Fue descrito inicial mente en el RFC 791 elaborado por la Fuerza de Trabajo en Ingeniería de Internet (IETF o Internet Engineering Task Force) en Septiembre de 1981, documento que dejó obsoleto al RFC 760 de Enero de 1980. (www.alcancelibre.org) 93
TABLA 7. Cabecera IPv4
bits:
4
Descripcion cabecera IPv4 16 20
8 Long Cabecera
Versión
Identificación TTL
20 Longitud Total
TOS Indicador Protocolo Direccion origen de 32bits Direccion destino de 32bits Opciones IP (Opcional)
32bits:4bytes
Desplaza/de Fragmentación Checksum
4 bytes 4 bytes 4 bytes 4 bytes
Fuente: (Propia) 6.30.2.
IPv6 IP versión 6 (IPv6) es una nueva versión del Protocolo de Internet (IP) designado como sucesor de IPv4. Los cambios de IPv4 a IPv6 pueden encuadrarse en las siguientes categorías:
Aumento de la capacidad de direccionamiento. Simplificación del formato del encabezado. Mejoramiento del soporte para extensiones y opciones. Capacidad para etiquetar flujos de tráfico. Capacidades de autenticación y privacidad.
(www.alcancelibre.org) TABLA 8. Cabecera IPv6 Descripcion cabecera IPv6 bits: 4 8 16 24 Etiqueta de flujo Versión Clase de trafico Longitud de la carga útil
32
Siguiente Cab Limite de saltos
32bits:4bytes 4 bytes
Direccion origen de 128bits
128bits:16bytes
Direccion destino de 128bits
16bytes
Fuente: (Propia) 94
Direccionamiento IPV6 El protocolo IPv6 establece tres tipos de direcciones: o Unicast Identifica una única interfaz. Un paquete enviado a una dirección unicast es entregado a la interfaz identificada por esa dirección. o Anycast Identifica a un conjunto de interfaces (que pertenecen a diferentes equipos). Un paquete enviado a una dirección anycast se entrega a una de las interfaces identificadas pero siendo esta la “más cercana”, de acuerdo a la medida de la distancia de la ruta. o Multicast Identifica a un conjunto de interfaces (normalmente pertenecientes a diferentes equipos). Un paquete enviado a una dirección multicast se entrega a todas las interface. (Casarero, Eduardo; Clemente, Alejandro;
Ruiz, Santiago) 6.31.
GOOGLE EARTH Es un programa informático que se encuentra disponible en varias versiones unas licenciada y otra gratuita, que muestra un globo virtual que permite visualizar múltiples cartografías, con base en la fotografía satelital. Está compuesto por una superposición de imágenes obtenidas por imagen satelital, fotografías aéreas, información geográfica proveniente de modelos de datos SIG de todo el mundo y modelos creados por ordenador. Se estudiaran cada uno de los diferentes fenómenos que se pueden presentar y afectar la implementación de radioenlaces y que se necesitan para prestar un servicio de óptima calidad y bajo costo.
95
6.32.
MOTOROLA PTP LINK PLANNER Este es un software de libre distribución y de fácil aplicación, puede ser corrida en Windows y en Macintosh, trabaja y realiza cálculos con las recomendaciones de la ITU, ITU-R P.526-10 (Propagación por difracción) y ITU-R P.530-12(Datos de propagación y métodos de predicción) necesarios para el diseño de sistemas terrenales con visibilidad directa para poder visualizar los diferentes enlaces en cualquier parte del mundo. Una de las desventajas que puede considerarse es que no considera la interferencia por los árboles y los edificios además de no realizar diagramas de cobertura, lo cual es necesario para tener una idea clara de cómo va quedando construida las red mediante diagramas de radiación. Y la mayor ventaja es que es una herramienta de fácil manejo y la rapidez con la que se hacen el radio enlace.
6.33.
RADIO MOBILE Este es un software de libre distribución para el cálculo de radio enlaces de larga distancia en terreno irregular. Para ello utiliza perfiles geográficos combinados con la información de los equipos (Potencia, sensibilidad del receptor, característica de las antenas, perdida entre otras) que se pretendan simular. Este software implementa muy bien el modelo Longley-Rice o también conocido como el modelo de terreno irregular (ITM), con este programa se puede predecir la atenuación de las señales de radio para un enlace de telecomunicaciones sobre terreno irregular, en el rango de 20MHz a los 20GHz y para longitudes de trayecto entre 1 y 2000 Km. Los parámetros a introducir para realizar las simulaciones permiten reflejar de forma fiel los equipos reales que se piensan utilizar en la instalación para la que estarían destinados.
96
7. MODELO TEORICO 7.1. ANALISIS DEL CLIMA Y DE LA ZONA
FIGURA 39. Mapa con las Veredas.
ESCUELA LA COLONIA ESCUELA EL RINCON
ESCUELA CAÑAVERAL
Fuente: (Alcaldía de Pereira, Centro de documentación, Mapas)
97
7.1.1. Posición Inicial Casa (Dosquebradas) FIGURA 40. Casa.
Fuente: (Propia) La Posición inicial Casa se encuentra ubicada en la Diagonal 27 # 736 en el Barrio Santa Isabel Dosquebradas en este punto será ubicado el mástil transmisor del radio enlace, en este punto se instalará un Router Cisco 1941 propiedad del proveedor del servicio, un Router Cisco 2811, un Switch Cisco F300-08, un X-Verter 3048, un Módulo SNMP D-Link 1002 y una Antena WipAir 2000. Cada uno de estos dispositivos se escogió por las características de seguridad, alcance y autonomía que tienen, las cuales se explican individualmente en capítulos siguientes del documento.
98
Los datos de ubicación geográfica (Latitud, Longitud) fueron tomados de un GPSmap 76CSx y ratificadas en Google Earth. Los cálculos de saturación de canales y fuerza de transmisión se tomaron con el programa Wifi Analyzer. FIGURA 41. Coordenadas y Saturación primer punto.
Fuente: (Propia) TABLA 9. Coordenadas Posición 1
Lugar Posicion Inicial Casa
Coordenadas Latitud Longitud 04°50'09.60''N
075°40'51.70''O
Altura (Mts) Temperatura ° 1430
20°- 22°
La figura Wifi Analyzer nos muestra la saturación que tiene la zona donde se tomó la medición en este caso podemos ver que los canales wifi del 1 al 12 están muy utilizado mientras que el canal 14 se encuentra libre y que la fuerza de transmisión más utilizada va desde los -90dBm hasta los -70dBm.
99
7.1.2. Alto el Nudo 1 – Alto el Nudo 2 FIGURA 42. Alto el Nudo.
Fuente: (Propia)
El Punto Alto el Nudo 1 y Alto el Nudo 2 se encuentra ubicado en la Serranía el Nudo la cual pertenece a los municipios de Pereira, Dosquebradas, Marsella y Santa Rosa de Cabal, este será el segundo y tercer punto de enlace, en este punto se instalará un Switch Cisco F300-08, un X-Verter 3048, un Módulo SNMP D-Link 1002 y dos Antenas WipAir 2000. Cada uno de estos dispositivos se escogió por las características de seguridad, alcance y autonomía que tienen, las cuales se explican individualmente en capítulos siguientes del documento.
100
Los datos de ubicación geográfica (Latitud, Longitud) fueron tomados de un GPSmap 76CSx y ratificadas en Google Earth. Los cálculos de saturación de canales y fuerza de transmisión se tomaron con el programa Wifi Analyzer.
FIGURA 43. Coordenadas y Saturación segundo y tercer punto.
Fuente: (Propia) TABLA 10. Coordenadas Posición 2 y 3
Lugar
Coordenadas Latitud Longitud
Altura (Mts) Temperatura °
Alto el Nudo 1
04°51'01.70''N
075°42'53.58''O
2096
17° - 24°
Alto el Nudo 2
04°51'01.70''N
075°42'53.58''O
2096
17° - 24°
La figura Wifi Analyzer nos muestra la saturación que tiene la zona donde se tomó la medición en este caso podemos ver que los canales wifi del 1 al 12 están siendo utilizada pero muy poco del canal 3 al 9 mientras que el canal 14 se encuentra libre y que la fuerza de transmisión más utilizada va desde los -90dBm hasta los -70dBm. 101
7.1.3. Alto la Oreja 1 – Alto la Oreja 2 (vereda Alto Bonito) FIGURA 44. Alto la Oreja.
Fuente: (Propia)
El punto Alto la Oreja 1 y Alto la Oreja 2 se encuentran ubicados en la finca la torre de la vereda alto bonito en este punto se van a ubicar dos antenas una receptora y otra emisora, este será el cuarto y quinto punto de enlace, en este punto se instalará un Switch Cisco F300-08, un X-Verter 3048, un Módulo SNMP D-Link 1002, una Antenas WipAir 2000, una antena AP PMP 450 y una antena SECTORIAL 90° HG2414DP-090 WIFI. Cada uno de estos dispositivos se escogió por las características de seguridad, alcance y autonomía que tienen, las cuales se explican individualmente en capítulos siguientes del documento.
102
Los datos de ubicación geográfica (Latitud, Longitud) fueron tomados de un GPSmap 76CSx y ratificadas en Google Earth. Los cálculos de saturación de canales y fuerza de transmisión se tomaron con el programa Wifi Analyzer.
FIGURA 45. Coordenadas y Saturación cuarto y quinto punto.
Fuente: (Propia)
TABLA 11. Coordenadas Posición 4 y 5
Lugar
Coordenadas Latitud Longitud
Altura (Mts) Temperatura °
Alto la Oreja 1
04°45'38.90''N
075°37'45.60''O
1885
19°
Alto la Oreja 2
04°45'38.90''N
075°37'45.60''O
1885
19°
La figura Wifi Analyzer nos muestra la saturación que tiene la zona donde se tomó la medición, en este caso podemos ver que los canales wifi del 1 al 6 están libres mientras que los canales del 6 al 14 están siendo utilizados y que la fuerza de transmisión que está siendo más utilizada va desde los -90dBm hasta los -65dBm. 103
7.1.4. Escuela el Rincón (vereda el Rincón) FIGURA 46. Escuela el Rincón.
Fuente: (Propia)
El punto Escuela el Rincón se encuentra ubicado en la Vereda el Rincón frente a la finca La Campana maneja 50 estudiantes, en esta institución se cursa desde el grado primero 1ro hasta el grado quinto 5to. Este será el sexto punto de enlace, en este punto se instalará un Router Cisco 2811, y una Antena RM PMP 450. Cada uno de estos dispositivos se escogió por las características de seguridad, alcance y autonomía que tienen, las cuales se explican individualmente en capítulos siguientes del documento.
104
Los datos de ubicación geográfica (Latitud, Longitud) fueron tomados de un GPSmap 76CSx y ratificadas en Google Earth. Los cálculos de saturación de canales y fuerza de transmisión se tomaron con el programa Wifi Analyzer.
FIGURA 47. Coordenadas y Saturación sexto punto.
Fuente: (Propia)
TABLA 12. Coordenadas Posición 6
Lugar Escuela el Rincón
Coordenadas Latitud Longitud 04°45'16.20''N
075°38'37.60''O
Altura (Mts) Temperatura ° 1792
19°
La figura Wifi Analyzer nos muestra la saturación que tiene la zona donde se tomó la medición, en este caso podemos ver que los canales wifi del 11 al 14 están siendo utilizados, mientras que los canales del 1 al 11 están libres y la fuerza de transmisión que está siendo más utilizada va desde los -90dBm hasta los -80dBm. 105
7.1.5. Escuela la Colonia (vereda la Colonia)
FIGURA 48. Escuela La Colonia.
Fuente: (Propia)
El punto Escuela la Colonia se encuentra ubicado en la Vereda la Colonia rodeado de los cultivos de cebolla larga, maneja 56 estudiantes, en esta institución se cursa desde el grado primero 1ro hasta el grado quinto 5to. Este será el séptimo punto de enlace, en este punto se instalará un Router Cisco 2811, y una Antena RM PMP 450. Cada uno de estos dispositivos se escogió por las características de seguridad, alcance y autonomía que tienen, las cuales se explican individualmente en capítulos siguientes del documento.
106
Los datos de ubicación geográfica (Latitud, Longitud) fueron tomados de un GPSmap 76CSx y ratificadas en Google Earth. Los cálculos de saturación de canales y fuerza de transmisión se tomaron con el programa Wifi Analyzer.
FIGURA 49. Coordenadas y Saturación séptimo punto.
Fuente: (Propia) TABLA 13. Coordenadas Posición 7
Lugar Escuela la Colonia
Coordenadas Latitud Longitud 04°45'03.40''N
075°37'51.20''O
Altura (Mts) Temperatura ° 1864
18°
La figura Wifi Analyzer nos muestra la saturación que tiene la zona donde se tomó la medición, en este caso podemos ver que los canales wifi del 11 al 14 están siendo utilizados, mientras que los canales del 1 al 11 están libres y la fuerza de transmisión que está siendo más utilizada va desde los -0dBm hasta los -90dBm. 107
7.1.6. Escuela las Delicias (vereda el Manzano)
FIGURA 50. Escuela Las Delicias.
Fuente: (Propia)
El punto Escuela las Delicias se encuentra ubicado en la Vereda el Manzano en la intersección entre el Manzano y Corozal, esta institución maneja 25 estudiantes, en esta institución se cursa desde el grado primero 1ro hasta el grado quinto 5to. Este será el octavo punto de enlace, en este punto se instalará un Router Cisco 2811, y una Antena RM PMP 450. Cada uno de estos dispositivos se escogió por las características de seguridad, alcance y autonomía que tienen, las cuales se explican individualmente en capítulos siguientes del documento.
108
Los datos de ubicación geográfica (Latitud, Longitud) fueron tomados de un GPSmap 76CSx y ratificadas en Google Earth. Los cálculos de saturación de canales y fuerza de transmisión se tomaron con el programa Wifi Analyzer.
FIGURA 51. Coordenadas y Saturación octavo punto.
Fuente: (Propia) TABLA 14. Coordenadas Posición 8
Lugar Escuela las Delicias
Coordenadas Latitud Longitud 04°43'51.70''N
075°36'26.20''O
Altura (Mts) Temperatura ° 2012
17°
La figura Wifi Analyzer nos muestra la saturación que tiene la zona donde se tomó la medición, en este caso podemos ver que los canales wifi del 11 al 14 están siendo utilizados, mientras que los canales del 1 al 11 están libres y la fuerza de transmisión que está siendo más utilizada va desde los -0dBm hasta los -90dBm. 109
7.2. TOPOLOGIA DE LOS ENLACES CON RADIO MOBILE En esta sección se va a mostrar cómo se crea un radioenlace en la herramienta RadioMobile. FIGURA 52. Topología Radio Mobile.
Fuente: (Propia, RadioMobile) En la figura se muestra cómo va a quedar el radioenlace montado en el programa RadioMobile.
110
7.2.1. Simulación de los enlaces con la herramienta RadioMobile 7.2.1.1.
Ingreso de las coordenadas a la herramienta
FIGURA 53. Ingreso de Coordenadas.
1
2 5
6
4 3
Fuente: (Propia, RadioMobile)
En este paso se empiezan a crear cada uno de los puntos donde se van a ubicar las antenas, se le da un nombre1, se pone la altura2, se le dan las propiedades del icono que se quiere mostrar3 la ubicación del texto que se escriba4, también en este paso se ingresan las coordenadas5, existen varias formas de ingresar las coordenadas la más amigable es creando las ubicaciones en la herramienta (Google Earth) se da click derecho sobre la ubicación6 y luego se clik en el botón pegar que aparece en esta figura5.
111
7.2.1.2.
Creación de cada una de las redes
FIGURA 54. Configuración Parámetros de las Redes.
1 2 3
4
Fuente: (Propia, RadioMobile)
En este paso en el botón parámetros se crean y se configuran las redes, lo primero es poner el nombre de la red1, en este paso se ponen las frecuencias en las que se va a trabajar, se elige la polarización que se quiera manejar 3, ponemos los datos del clima4.
112
7.2.1.3.
Configuración de la topología de las redes
FIGURA 55. Configuración Topología de las Redes.
1
Fuente: (Propia, RadioMobile) En la opción topología podemos escoger que tipo se quiere trabajar 1 existen tres y también podemos configurar el número de redistribuciones que se tenga estimado.
113
7.2.1.4.
Configuración del sistema del radioenlace
FIGURA 56. Configuración Sistemas de las Redes.
1 2 4
3
5 6 7 8
Fuente: (Propia, RadioMobile)
La opción sistemas es una de las más importantes ya que en esta se configuran toda la información de las antenas. Se empieza con seleccionar el número del sistema1, luego se pone el nombre que se quiere dar2, luego ponemos la potencia de la antena se puede poner en dos formas watt y dBm3 por facilidad se escoge segunda, luego se configura el umbral del receptor4 en este caso también hay dos opciones se pueden ingresar en uV y en dBm por facilidad se escoge la segunda opción, se escoge el tipo de antena5, se pone la ganancia de la antena6, la altura de la antena7 y la perdida por el cable si lo amerita8.
114
7.2.1.5.
CONFIGURACION DE LOS MIEMBROS DEL ENLACE
FIGURA 57. Configuración Miembros del Enlace.
1
2 3
4
Fuente: (Propia, Radio Mobile) En la opción miembros se configuran los miembros del enlace 1, el rol de cada uno de los miembros2, la altura de las antenas3 y la dirección de las antenas4.
115
7.2.2. Enlace posición inicial casa – alto el nudo 1 (RadioMobile) FIGURA 58. Enlace número 1 en RadioMobile. 1
2
Fuente: (Propia, RadioMobile) En esta figura se muestra la simulación del enlace en la herramienta radiomobile nos muestra los resultados obtenidos1 y la información que se ingresó para cada antena2. 1FIGURA 59. Enlace número 1 Propagación.
En esta figura se muestra la propagación que tiene cada una de las antenas que están enlazadas1.
Fuente: (Propia, RadioMobile) 116
7.2.3. Enlace alto el nudo 2 – alto la oreja 1 (RadioMobile) FIGURA 60. Enlace número 2 en RadioMobile. 1
2
Fuente: (Propia, RadioMobile) En esta figura se muestra la simulación del enlace en la herramienta radiomobile nos muestra los resultados obtenidos1 y la información que se ingresó para cada antena2. FIGURA 61. Enlace número 2 Propagación.
En esta figura se muestra la propagación que tiene cada una de las antenas que están enlazadas1. 1
Fuente: (Propia, RadioMobile) 117
7.2.4. Enlace alto la oreja 2 – escuela el rincón (RadioMobile) FIGURA 62. Enlace número 3 en RadioMobile. 1
2
Fuente: (Propia, RadioMobile) En esta figura se muestra la simulación del enlace en la herramienta radiomobile nos muestra los resultados obtenidos1 y la información que se ingresó para cada antena2. FIGURA 63. Enlace número 3 Propagación.
En esta figura se muestra la propagación que tiene cada una de las antenas que están enlazadas1 1
Fuente: (Propia, RadioMobile) 118
7.2.5. Enlace alto la oreja 2 – escuela la colonia (RadioMobile) FIGURA 64. Enlace número 4 en RadioMobile. 1
2
Fuente: (Propia, RadioMobile) En esta figura se muestra la simulación del enlace en la herramienta radiomobile nos muestra los resultados obtenidos1 y la información que se ingresó para cada antena2. FIGURA 65. Enlace número 4 Propagación.
1
En esta figura se muestra la propagación que tiene cada una de las antenas que están enlazadas1
Fuente: (Propia, RadioMobile) 119
7.2.6. Enlace alto la oreja 2 – escuela las delicias (RadioMobile) FIGURA 66. Enlace número 5 en RadioMobile. 1
2
Fuente: (Propia, RadioMobile) En esta figura se muestra la simulación del enlace en la herramienta radiomobile nos muestra los resultados obtenidos1 y la información que se ingresó para cada antena2. FIGURA 67. Enlace número 5 Propagación.
En esta figura se muestra la propagación que tiene cada una de las antenas que están enlazadas1 1
Fuente: (Propia, RadioMobile) 120
7.3. TOPOLOGIA DE LOS ENLACES CON LINK PLANER En esta sección se va a mostrar cómo se crea un radioenlace en la herramienta Link Planner. FIGURA 68. Topología Link Planner.
Fuente: (Propia, LinkPlanner) En la figura se muestra cómo va a quedar el radioenlace montado en el programa LinkPlanner.
121
7.3.1. Simulación de los enlaces con la herramienta LinkPlanner 7.3.1.1.
Ingreso de las coordenadas a la herramienta
FIGURA 69. Ingreso de Coordenadas Link Planner. 1 2
Fuente: (Propia, LinkPlanner)
El ingreso de las coordenadas en linkplanner se puede realizar de dos formas, la primera es la manual por la opción New Network Site 1 o importándolas desde google earth como lo muestra la figura2.
122
7.3.1.2.
Creación de cada una de las redes
FIGURA 70. Creación de los enlaces. 2
1
Fuente: (Propia, LinkPlanner) La creación de los enlaces en linkplanner se puede realizar de dos formas, la primera es la manual por la opción New PTP Link como lo muestra en la figura1 o importándolas desde google earth como lo muestra la figura anterior2.
123
7.3.1.3.
Configuración de las antenas
FIGURA 71. Ingreso de Datos de las Antenas LinkPlaner.
2
1
4
5 3
Fuente: (Propia, LinkPlanner) En esta opción se configuran toda la información de las antenas. Se le da doble click en el enlace1,Luego se escoge el nombre y tipo de antena a utilizar2, se configura el umbral del receptor dB3, se pone la ganancia de la antena4, la altura de la antena y la perdida por el cable o las perdidas por interferencia5..
124
7.3.1.4.
Enlace posición inicial casa – alto el nudo 1 (LinkPlanner)
FIGURA 72. Enlace número 1 en LinkPlanner.
1
2 3
Fuente: (Propia, LinkPlanner) En esta figura se muestra la simulación del enlace en la herramienta LinkPlanner nos muestra la zona de freznel1, los resultados obtenidos2 y la información que se ingresó para cada antena3.
125
7.3.1.5.
Enlace alto el nudo 2 – alto la oreja 1 (LinkPlanner)
FIGURA 73. Enlace número 2 en LinkPlanner. 1
2
3
Fuente: (Propia, LinkPlanner)
En esta figura se muestra la simulación del enlace en la herramienta LinkPlanner nos muestra la zona de freznel1, los resultados obtenidos2 y la información que se ingresó para cada antena3.
126
7.3.1.6.
Enlace alto la oreja 2 – escuela el rincón (LinkPlanner)
FIGURA 74. Enlace número 2 en LinkPlanner.
1
2
3
Fuente: (Propia, LinkPlanner) En esta figura se muestra la simulación del enlace en la herramienta LinkPlanner nos muestra la zona de freznel1, los resultados obtenidos2 y la información que se ingresó para cada antena3.
127
7.3.1.7.
Enlace alto la oreja 2 – escuela la colonia (LinkPlanner)
FIGURA 75. Enlace número 4 en LinkPlanner.
1
2
3
Fuente: (Propia, LinkPlanner) En esta figura se muestra la simulación del enlace en la herramienta LinkPlanner nos muestra la zona de freznel1, los resultados obtenidos2 y la información que se ingresó para cada antena3.
128
7.3.1.8.
Enlace alto la oreja 2 – escuela las delicias (LinkPlanner)
FIGURA 76. Enlace número 5 en LinkPlanner.
1
3
2
Fuente: (Propia, LinkPlanner) En esta figura se muestra la simulación del enlace en la herramienta LinkPlanner nos muestra la zona de freznel1, los resultados obtenidos2 y la información que se ingresó para cada antena3.
129
7.4. CÁLCULOS MANUALES PARA LOS RADIOENLACES 7.4.1. Topología física de la red FIGURA 77. Topología Física.
Fuente: (Propia, Visio, Office)
En la figura diseñada con el programa visio se muestra como va a quedar la topología física del proyecto y cuáles van a ser los equipos que se van a utilizar, se muestra que hay cinco enlaces en los cuales se van a utilizar ocho antenas, cinco modem, tres x-verter y tres módulos snmp con sus respectivos gabinetes.
130
7.4.2. Topología lógica de la red FIGURA 78. Topología Lógica.
Fuente: (Propia, PacketTracer)
En la figura se muestra la topología lógica de la red con un pantallazo de la simulación realizada con el programa Cisco Packet Tracer Student, los swiches simulan las antenas y los computadores los puntos finales de la red. Se realiza pin para cada uno de los puntos y funciona bien. La simulación se realizó en este programa porque no hay uno que permita las conexiones inalámbricas para simular las antenas.
131
7.4.3. Direccionamiento IP de la red TABLA 15. Direccionamiento IP ASIGNACION DE VLAN
SEGMENTACION DE LAS VLAN
Vlan 10 - MGMT
Segmento de red vlan10 - 172.26.3.0/26
Vlan 20 - Servicio Escuela El Rincon
Segmento de red vlan 20- 10.10.10.0/29
Vlan 30 - Servicio Escuela La Colonia
Segmento de red vlan 30 - 10.10.20.0/29
Vlan 40 - Servicio Escuela Las Delicias
Segmento de red vlan 40 - 10.10.30.0/29
Módulos SNMP Sw Cisco PTP y SMs Router Instituciones
OTRAS CONFIGURACIONES de la 172.26.3.2 a la 172.26.3.9 de la 172.26.3.10 a la 172.26.3.19 de la 172.26.3.20 a la 172.26.3.29 de la 172.26.3.50 a la 172.26.3.59
Red MGMT - Vlan 10 Servidor Dude y Link Manager 172.26.3.1 Router Core 172.26.3.254 Módulo SNMP Casa 172.26.3.2 Módulo SNMP Alto del Nudo 172.26.3.3 Módulo SNMP Alto la Oreja 172.26.3.4 Switch Cisco casa 172.26.3.10 Switch Cisco Alto del nudo 172.26.3.11 Switch Cisco Alto la Oreja 172.26.3.12 PTP Casa 172.26.3.20 PTP Alto del nudo 1 172.26.3.21 PTP Alto del nudo 2 172.26.3.22 PTP Alto la Oreja 1 172.26.3.23 PTP Alto la Oreja 2 172.26.3.24 AP 450 Alto la Oreja 172.26.3.25 SM El Rincon 172.26.3.26 SM La Colonia 172.26.3.27 SM Las delicias 172.26.3.28 Router Cisco IE El Rincon 172.26.3.50 Router Cisco IE La Colonia 172.26.3.51 Router Cisco IE Las Delicias 172.26.3.52
Red Escuela El Rincon - Vlan 20 Router Core 10.10.10.1/29 Escuela el Rincon 10.10.10.2/29 Red Pública 190.107.16.0/29
Red Escuela La Colonia - Vlan 30 Router Core 10.10.20.1/29 Escuela La Colonia 10.10.20.2/29 Red Pública 190.107.16.8/29
Red Escuela Las Delicias - Vlan 40 Router Core 10.10.30.1/29 Escuela Las Delicias 10.10.30.2/29 Red Pública 190.107.16.16/29
Fuente: (Propia) En los cuadros se explica cómo se propone que quede el direccionamiento IP, lo primero que se piensa hacer es crear cuatro vlan una de gestión y mantenimiento para toda la red mientras que las otras tres vlan serán para las escuelas para el manejo del servicio. Se muestra también el direccionamiento asignado para los swiches, módulos snmp, router y las antenas. El direccionamiento se probó en la herramienta Cisco Packet Tracer Student, y no presento errores como se mostró en la imagen anterior.
132
7.4.4. Información de equipos a utilizar 7.4.4.1
Antenas a implementar WIPAIR 2000 Esta antena es capaz de traficar 40 Mbps reales de rendimiento al aire libre y hasta 10 a 12 Km en área de distribución hasta 130 Km en enlace punto a punto ha sido diseñada para ser extremadamente robusta para su uso se puede orientar la polarización vertical u horizontal contiene un radio incorporado en la parte trasera. Esta antena va a ser utilizada en los puntos (Posición Inicial Casa, Alto el Nudo 1, Alto el Nudo 2, Alto la Oreja 1). El motivo por el cual se escoge esta antena para la utilización en el proyecto es que tiene un tamaño pequeño pero con mucho alcance, también que tiene el radio incorporado lo que evita las perdidas por conectores y cables. Adicionalmente se tuvo en cuenta el precio ya que no es costosa, tiene fácil configuración sus conectores son tipo RJ-45
TABLA 16. Características Antena 1
Especificaciones de la antena Frecuencias Throughput Alcance Ganancia Tamaño Consumo Temperatura de funcionamiento Conector Potencia del radio 700 MHz – 6 GHz. 40 Mbps 130 Km 27 dBi 19 x 19 x 4 cm < 6 Watt menos 30°c hasta 55°c RJ-45 26 dBm FIGURA 79. Antena WipAir 2000.
Fuente: (WaveIp) 133
PMP 450 ACCESS POINT Cada AP puede proporcionar un tamaño de sector específico o el área de cobertura. PMP 450 APS son radios conectorizadas y puede apoyar cualquier cobertura que usted necesita. Sin embargo, recomendamos por usar el AP con las antenas de alto rendimiento que han sido desarrolladas expresamente para productos PMP 450 uno de 6 sectores o una antena OFDM de 4 sectores. Su red individual y configuración pueden requerir una anchura de sector diferente. Si configuraciones alternativas son necesarias, estar seguras que regulaciones locales son seguidas antes de la compra. Note que el Tipo de n al cable de Tipo de n requerido para unir el AP a la antena no es incluido y debe ser comprado separadamente. Para un OFDM-ÚNICO despliegue, usted necesitará dos cables, un para cada una de las polaridades OFDM. Cada antena incluye un anaquel para el montaje a un poste que es 1.5 pulgadas. Este radio va a ser utilizada en el punto (Alto la Oreja 2). El motivo por el cual se escoge este radio para la utilización en el proyecto es que tiene un alto alcance y permite amplificar la potencia de transmisión. Adicionalmente se tuvo en cuenta el precio ya que no es costoso, tiene fácil configuración sus conectores son tipo RJ-45 también tiene la posibilidad de ser utilizada para la sectorización de zona. TABLA 17. Características Antena 2
Especificaciones de la antena Frecuencias Throughput Alcance Ganancia Tamaño Consumo Temperatura de funcionamiento Conector Potencia del radio 2.4 - 3 - 5 GHz. 125 Mbps 20 Km 17 dBi 51 x 13 x 7.3 cm 18 Watt menos 40°c hasta 55°c RJ-45 22 dBm FIGURA 80. Antena PMP 450 Acces Point.
Fuente: (Winncom) 134
PMP 450 REMOTE MODULE El Cambium Conecta una red PMP 450 es optimizada para la tarifa, el alcance, la fiabilidad y el rendimiento. Esto destaca el juego más resistente y eficaz de tecnologías inalámbricas de banda ancha en el mercado. Ahora disponible en las cintas globales más populares, 2.4, 3.5, 3.65 y 5 GHz, el Cambium Conecta una red Punto a Multipunto (PMP) 450 Módulo de Suscriptor (SM) apoya modelos de servicio de tiered. El software definió mejoras permiten el rendimiento de 4 Mbps a 55 Mbps y por consiguiente mejoran la optimización de rédito. De las opciones de Sincronización innovadoras GPS a interoperabilidad. Esta antena va a ser utilizada en el punto (Escuela El Rincón, Escuela La Colonia y Escuela Las Delicias). El motivo por el cual se escoge esta antena es que es una antena liviana, cómoda y fácil de manejar, adicionalmente es una antena que sirve para el uso que se le va a dar y tiene un precio bajo en el mercado tiene un amplio alcance sus conectores son tipo RJ-45 y maneja la frecuencia 2.400MHz la cual se va a utilizar en el proyecto.
TABLA 18. Características Antena 3
Especificaciones de la antena Frecuencias Throughput Alcance Ganancia Tamaño Consumo Temperatura de funcionamiento Conector Potencia del radio 2.4 - 3 - 5 GHz. 55 Mbps 40 Km 8 dBi 30 x 9 x 9 cm 12 Watt menos 40°c hasta 55°c RJ-45 22 dBm FIGURA 81. Antena Remote Module.
Fuente: (Winncom) 135
ANTENA SECTORIAL 90° HG2414DP-090 WIFI El Hiperenlace HG2414DP-090 el Panel de Sector Dual Polarizado WiFi la Antena combina el alto beneficio con una 90 amplia anchura de rayo ° la antena diseñada principalmente para abastecedor de servicio en el 2.4GHz ISM la cinta. Los usos incluyen IEEE 802.11b, 802.11g y 802.11n sistemas de LAN inalámbricos. El Diseño Dual Polarizado Esta antena destaca una serie única de elementos enfadados dipolares. La antena es fed vía dos puertos Femeninos de n, uno para verticalmente polarizada y uno para señales horizontalmente polarizadas. Este rasgo hace este ideal de antenas para sistemas de diversidad de polarización. Rugoso e Impermeable Esta antena de sector de cinta dual destaca una fibra de vidrio resistente radome para la operación para todo tiempo. El sistema de montaje resistente que permite la instalación se adapte de 0 a 10 abajo-inclinación de grados. Esta antena va a ser utilizada en el punto (Alto la Oreja 2). El motivo por el cual se escoge esta antena es que es una antena con amplio ángulo de transmisionliviana lo que permite realizar enlace punto a multipunto, es una antena con muy poco consumo eléctrico, cómoda y fácil de manejar, adicionalmente es una antena que sirve para el uso que se le va a dar y tiene un precio bajo en el mercado tiene un amplio alcance sus conectores son tipo RJ-45 y maneja la frecuencia 2.400MHz la cual se va a utilizar en el proyecto. TABLA 19. Características Antena 4
Especificaciones de la antena Frecuencias Throughput Alcance Ganancia Tamaño Consumo Temperatura de funcionamiento Conector Potencia del radio 2.4 - 2.5 GHz. 55 Mbps 210 Km 14 dBi 18.3 x 6.3 x 2.3 cm 200 Watt menos 40°c hasta 60°c RJ-45 23 dBm FIGURA 82. Antena Sectorial 90° Hg2414dp-090 Wifi.
Fuente: (L-Com) 136
SWICHES Y ROUTERS A IMPLEMENTAR SWITCH CISCO SF300-08 La serie 300 de Cisco es un amplio portafolio de switches Ethernet administrados de configuración fija. Comprende modelos de 8 a 48 puertos con conectividad Fast Ethernet y de 10 a 52 puertos con conectividad Gigabit Ethernet, que brindan un nivel óptimo de flexibilidad para crear precisamente la base de red adecuada para su empresa. Sin embargo, a diferencia de otras soluciones de switching para empresas en crecimiento con funciones de red administradas solo en los modelos más costosos, todos los switches Cisco de la serie 300 admiten las funciones de red y de administración de seguridad avanzadas que usted necesita para utilizar las tecnologías de datos, voz, seguridad y conectividad inalámbrica de clase empresarial. A la vez, estos switches son fáciles de instalar y configurar, lo que permite aprovechar los servicios de red administrados que la empresa necesita. Este switch va a ser utilizado en los puntos (Posición Inicial Casa, Alto el Nudo 1 y 2, Alto la Oreja 1 y 2). El motivo por el cual se escoge este switche es que tiene los puertos necesarios para lo que se va a implementar, al igual que es un switch que tiene una configuración avanzada de seguridad para la transmisión de datos y voz son fáciles de instalar y configurar y tiene un precio razonable.
FIGURA 83. Switch Cisco Sf300-08.
Fuente: (Cisco) 137
ROUTER CISCO 2811 Los routers de la serie Cisco 2800 de servicios integrados incluyen los routers Cisco 2801, Cisco 2811, Cisco 2821 y Cisco 2851. El router 2811 se diferencia por las características siguientes: Los routers Cisco 2811 admiten un módulo de red mejorado (NME) simple, cuatro tarjetas de interfaz WAN de alta velocidad simples o dos dobles (HWIC), dos AIM, dos módulos de datos de voz en paquete (PVDM), dos conexiones Fast Ethernet y 24 puertos de salida de alimentación telefónica IP. Este router va a ser utilizado en los puntos (Escuela El Rincón, Escuela La Colonia, Escuela Las Delicias). El motivo por el cual se escoge este router que tiene una configuración avanzada de seguridad para la transmisión de datos y voz son fáciles de instalar y configurar maneja dos conexiones Fast Ethernet, tiene un tamaño cómodo y con 24 puertos de salida tienen un precio razonable.
FIGURA 84. Router Cisco 2811.
Fuente: (Cisco)
138
ROUTER CISCO 1941 (PROVEEDOR) La Serie de 1900 Se integró los Encaminadores de Servicios agregan 25 años de innovación Cisco y el liderazgo de producto. Las nuevas plataformas para permitir la siguiente fase de evolución de sucursal, proporcionando la colaboración de medios de comunicación rica y virtualización a la rama maximizando economías de costes operacionales la Generación de Encaminadores de Servicios Integrada 2 plataformas son permitidas por futuro con CPUs multiprincipales, Gigabit la conmutación de Ethernet con POE realzado, y la nueva supervisión de energía y controlan capacidades mejorando el funcionamiento de sistema total. Además, los nuevos IOS Cisco ® el Software la imagen Universal y Servicios el módulo Listo De motor le permite a decouple el despliegue de hardware y software, proporcionando una fundación de tecnología estable que rápidamente puede adaptarse a exigencias de red que se desarrollan. Este router va a ser utilizado en el punto (Posición Inicial Casa). El motivo por el cual se escoge este router es que me lo recomendaron y que maneja un sistema de configuración avanzada y que tiene una seguridad para la transmisión de datos y voz son fáciles de instalar y configurar.
FIGURA 85. Router Cisco 1941.
Fuente: (Cisco) 139
FUENTE PARA RESPALDO ELECTRICO X-VERTER 3048 Una unión de los ALTOS y la batería poderosa gradual y la transferencia automática se ponen en marcha un sistema, durante el tiempo ilimitado de reserva y la variedad en los límites de fuera de rejilla, el lazo de rejilla, el canotaje o usos de energía solar. Los productos de serie X son diseñados para encontrar al cliente ` necesidades de s de constante o en demanda la corriente alterna. Para 220 / 120 VAC 50/60 HZ. Estas unidades powerfull proveen de la salida de onda de seno pura del 3 % máximo THD. De 800 va a 3kva. Este x-verter va a ser utilizado en los puntos (Posición Inicial Casa, Alto el Nudo 1, Alto el Nudo 2, Alto la Oreja 1, Alto la Oreja 2).
FIGURA 86. X-Verter 3048.
Fuente: (Chicago Digital Power)
140
MODULOS DE RESPALDO SNMP D-LINK 1002 Este módulo proporciona la administración basada en SNMP y basada en web de todos los convertidores de medios de comunicación y módulos de suministro de energía instalados en el chasis DMC-1000. Cuenta con un 32bits, microprocesador RISC de ejecución de alto rendimiento de un sistema operativo en tiempo real. Proporciona un Puerto Ethernet 10/100Mbps para conexión de red, lo que le permite configurar y controlar el sistema a través de una estación de administración SNMP o de una PC con un navegador de Internet. También se proporciona un puerto RS-232 para que se conecte a una consola (PC) para establecer la configuración. El módulo de gestión periódicamente consulta a todos los convertidores y fuentes de alimentación en el chasis para recopilar información respecto a la situación y ajustes de configuración. También recibe alertas para eventos tales como cambios de módulo y fallas eléctricas tan pronto como se produzcan, así como las alarmas de advertencia, en los que las alarmas pueden ser sondeadas para advertirle. (Posición Inicial Casa, Alto el Nudo 1, Alto el Nudo 2, Alto la Oreja 1, Alto la Oreja 2).
FIGURA 87. Snmp D-Link 1002.
Fuente: (D-Link)
141
CONECTORES CONECTOR RJ-45 (MACHO-HEMBRA) La RJ-45 es una interfaz física comúnmente usada para conectar redes de cableado estructurado, (categorías 4, 5, 5e y 6). RJ es un acrónimo inglés de Registered Jack que a su vez es parte del Código Federal de Regulaciones de Estados Unidos. Posee ocho "pines" o conexiones eléctricas, que normalmente se usan como extremos de cables de par trenzado.
FIGURA 88. Conector Rj-45 (Macho-Hembra).
Fuente: (http://maricelataty.blogspot.com)
142
CABLES PATCH CORD UTP CAT 6 PARA INTERIORES
FIGURA 89. Patch Cord UTP Cat 6 Para Interiores.
Fuente: (http://mla-s2-p.mlstatic.com)
PATCH CORD UTP CAT 6 BLINDADO FIGURA 90. Patch Cord UTP Cat 6 Blindado.
Fuente: (https://encrypted-tbn0.gstatic.com)
143
GABINETES GABINETE INTERPERIE Nota: Solo es un modelo referencial
FIGURA 91. Gabinete Intemperie.
Fuente: (https://encrypted-tbn0.gstatic.com)
RACK INTERPERIE Nota: Solo es un modelo referencial FIGURA 92. Rack Intemperie.
Fuente: (https://encrypted-tbn0.gstatic.com) 144
MATERIAL PARA LAS TORRES DE LAS ANTENAS
FIGURA 93. Torre Antena.
Fuente: (http://www.codejobs.biz)
145
En esta sección se van a realizar los cálculos manuales de algunos parámetros que se necesitan conocer para el montaje de un radioenlace. La información que se toma para realizar los cálculos en los siguientes ejercicios corresponde a la tomada en los puntos por medio de los instrumentos GPS y de cada uno de los instrumentos que se van a instalar como las antenas, la frecuencia es la estipulada para el desarrollo del proyecto. Los cálculos que se van a realizar para cada uno de los enlaces son los siguientes:
Pérdidas de Espacio Libre Cálculo del Margen de Desvanecimiento Cálculo de la Potencia Recibida Horizonte de radio Perdida de propagación Nivel de recepción de señal Zona de Freznel
El motivo de realizar estos cálculos es poder identificar la viabilidad de crear los radioenlaces y las instalaciones de las antenas para cada uno de los puntos. A continuación relaciono cada una de las fórmulas que se van a utilizar en los cálculos para todos los enlaces. Pérdidas de Espacio Libre: Lbf = 92,44 + 20log f (GHz) + 20log d (Km) Fuente: (Tomasi, W ,2003) Cálculo del Margen de Desvanecimiento Fm = 30log D + 10log (6ABF) – 10log (1-R) – 70 Fuente: (Tomasi, W ,2003) Cálculo de la Potencia Recibida Pr = Pt + Gt + Gr - Lb Fuente:(Neri, R, 1999) Horizonte de radio r1 (Km) = 3,57
Fuente: (Crespo, C, 2008) 146
Perdida de propagación Pp = 20log10 (d) + 100 Fuente: (Tomasi, W ,2003) Nivel de recepción de señal Sr = Gse–Pce–Pae+Gae–Pp+Gar–Pcr–Par–Pa Fuente: (Tomasi, W ,2003) Zona de Freznel
r = 17,3 x
Fuente: (Freeman, 2007)
147
ENLACE POSICION INICIAL CASA – ALTO EL NUDO 1 INFORMACION Ganancia de radio = 26dB Ganancia de la antena = 27dBi Frecuencia 2.4Ghz – 2.400Mhz Distancia: 4.08Km Altura antena transmisor: 3mts Altura antena receptor: 20mts Factor rugosidad de terreno: 2 Factor Análisis climático: 0.25
CÁLCULOS Factor de Rugosidad de Terreno (Valores característicos)
4,00 Espejos de agua, ríos muy anchos, etc. 3,00 Sembrados densos; pastizales; arenales 2,00 Bosques (la propagación va por encima) 1,00 Terreno normal 0,25 Terreno rocoso (muy) desparejo
Factor de Análisis climático anual (del tipo promedio, anualizado)
1,000 0,500 0,250 0,125
área marina o condiciones de peor mes Prevalecen áreas calientes y húmedas Áreas mediterráneas de clima normal Áreas montañosas de clima seco y fresco
ECUACIÓN 8. Pérdidas de Espacio Libre
Lbf = 92,44 + 20log f (GHz) + 20log d (Km) Lbf = 92, 44 + 20log f (2,4) + 20log d (4,08) = 112,2574dB
148
ECUACIÓN 9. Cálculo del Margen de Desvanecimiento
El objetivo de confiabilidad que se espera es del 99.99% el cual sería en este caso 0,9999.
Fm = 30log D + 10log (6ABF) – 10log (1-R) - 70 D= Distancia [Km] A= Factor de rugosidad B= Factor de análisis del clima R= Objetivo de confiabilidad F= Frecuencia [GHz]
Fm = 30log 4,08+10log (6*2*0.25*2.4) – 10log (1−0,9999) −70 = 3,10687dB ECUACIÓN 10. Cálculo de la Potencia Recibida
Pr = Pt + Gt + Gr - Lb Pt Gt Gr Lb
→ Potencia del trasmisor. → Ganancia del trasmisor. → Ganancia del receptor. → Pérdida total de acoplamiento.
Pr = 26dB + 27dBi + 27dBi - 112,2574dB = -32,2572dB ECUACIÓN 11. Horizonte de radio
r1 (Km) = 3,57 r1 → Distancia del transmisor al horizonte en Km. h1 → Altura de la antena transmisora en mts. K → = 4/3, factor de corrección. r1 = 3.57
√4/3 * 3 = 7,14Km 149
ECUACIÓN 12. Perdida de propagación
Pp = 20log10 (d) + 100 Pp → Perdida de propagación en dB. d → Distancia en Km. Pp = 20log10 (4,08) + 100 = 112,21dB
ECUACIÓN 13. Nivel de recepción de señal
Sr = Gse-Pce-Pae+Gae-Pp+Gar-Pcr-Par-Pa Sr = Nivel de señal que le llega al equipo receptor. Siempre será negativo (dB). Gse = Ganancia de salida del equipo transmisor. Gae = Ganancia de la antena del equipo transmisor. Pce = Perdida cables equipo transmisor. Pae = Pérdida conectores equipo transmisor. Pp = Perdida de propagación. Gar = Ganancia de la antena del equipo receptor. Pce = Perdida cables equipo receptor Par = Perdida conectores equipo receptor. Pa = Perdidas adicionales debido a las condiciones ambientales. Sr= 26dB-0-0+27dBi-112,21dB+27dBi-0-0-20dB = -52,21dB
150
ENLACE ALTO EL NUDO 2 – ALTO LA OREJA 1 INFORMACION Ganancia de radio = 26dB Ganancia de la antena = 27dBi Frecuencia 2.4Ghz – 2.400Mhz Distancia: 13.75Km Altura antena transmisor: 22mts Altura antena receptor: 20mts Factor rugosidad de terreno: 2 Factor Análisis climático: 0.25
CÁLCULOS Factor de Rugosidad de Terreno (Valores característicos)
4,00 Espejos de agua, ríos muy anchos, etc. 3,00 Sembrados densos; pastizales; arenales 2,00 Bosques (la propagación va por encima) 1,00 Terreno normal 0,25 Terreno rocoso (muy) desparejo
Factor de Análisis climático anual (del tipo promedio, anualizado)
1,000 0,500 0,250 0,125
área marina o condiciones de peor mes Prevalecen áreas calientes y húmedas Áreas mediterráneas de clima normal Áreas montañosas de clima seco y fresco
ECUACIÓN 14. Pérdidas de Espacio Libre
Lbf = 92,44 + 20log f (GHz) + 20log d (Km) Lbf = 92, 44 + 20log f (2,4) + 20log d (13,75) = 122,8102dB
151
ECUACIÓN 15. Cálculo del Margen de Desvanecimiento El objetivo de confiabilidad que se espera es del 99.99% el cual sería en este caso 0,9999.
Fm = 30log D + 10log (6ABF) – 10log (1-R) - 70 D= Distancia [Km] A= Factor de rugosidad B= Factor de análisis del clima R= Objetivo de confiabilidad F= Frecuencia [GHz]
Fm = 30log13,75+10log(6*2*0.25*2.4)–10log (1−0,9999) −70 = 12,72240dB ECUACIÓN 16. Cálculo de la Potencia Recibida
Pr = Pt + Gt + Gr - Lb Pt Gt Gr Lb
→ Potencia del trasmisor. → Ganancia del trasmisor. → Ganancia del receptor. → Pérdida total de acoplamiento.
PT = 26dB + 27dBi + 27dBi - 122,8102dB = -42,8102dB ECUACIÓN 17. Horizonte de radio
r1 (Km) = 3,57 r1 → Distancia del transmisor al horizonte en Km. h1 → Altura de la antena transmisora en mts. K → = 4/3, factor de corrección.
r1 = 3.57
√4/3 * 22 = 19,33Km 152
ECUACIÓN 18. Perdida de propagación
Pp = 20log10 (d) + 100 Pp → Perdida de propagación en dB. d → Distancia en Km. Pp = 20log10 (13,75) + 100 = 122,76dB
ECUACIÓN 19. Nivel de recepción de señal
Sr = Gse-Pce-Pae+Gae-Pp+Gar-Pcr-Par-Pa Sr = Nivel de señal que le llega al equipo receptor. Siempre será negativo (dB). Gse = Ganancia de salida del equipo transmisor. Gae = Ganancia de la antena del equipo transmisor. Pce = Perdida cables equipo transmisor. Pae = Pérdida conectores equipo transmisor. Pp = Perdida de propagación. Gar = Ganancia de la antena del equipo receptor. Pce = Perdida cables equipo receptor Par = Perdida conectores equipo receptor. Pa = Perdidas adicionales debido a las condiciones ambientales. Sr= 26dB-0-0+27dBi-122,76dB+27dBi-0-0-20dB = -62,76dB
153
ALTO LA OREJA 2 – ESCUELA EL RINCON INFORMACION Ganancia de radio = 23dB Ganancia de la antena = 14dBi Frecuencia 2.4Ghz – 2.400Mhz Distancia: 1.75Km Altura antena transmisor: 22mts Altura antena receptor: 15mts Factor rugosidad de terreno: 2 Factor Análisis climático: 0.25 CÁLCULOS Factor de Rugosidad de Terreno (Valores característicos)
4,00 Espejos de agua, ríos muy anchos, etc. 3,00 Sembrados densos; pastizales; arenales 2,00 Bosques (la propagación va por encima) 1,00 Terreno normal 0,25 Terreno rocoso (muy) desparejo
Factor de Análisis climático anual (del tipo promedio, anualizado)
1,000 0,500 0,250 0,125
área marina o condiciones de peor mes Prevalecen áreas calientes y húmedas Áreas mediterráneas de clima normal Áreas montañosas de clima seco y fresco
ECUACIÓN 20. Pérdidas de Espacio Libre
Lbf = 92,44 + 20log f (GHz) + 20log d (Km) Lbf = 92, 44 + 20log f (2,4) + 20log d (1,75) = 104,9049dB
154
ECUACIÓN 21. Cálculo del Margen de Desvanecimiento El objetivo de confiabilidad que se espera es del 99.99% el cual sería en este caso 0,9999.
Fm = 30log D + 10log (6ABF) – 10log (1-R) - 70 D= Distancia [Km] A= Factor de rugosidad B= Factor de análisis del clima R= Objetivo de confiabilidad F= Frecuencia [GHz]
Fm = 30log1,75+10log(6*2*0.25*2.4)– 10log (1−0,9999) −70 = -14,13553dB ECUACIÓN 22. Cálculo de la Potencia Recibida
Pr = Pt + Gt + Gr - Lb Pt Gt Gr Lb
→ Potencia del trasmisor. → Ganancia del trasmisor. → Ganancia del receptor. → Pérdida total de acoplamiento.
PT = 23dB + 14dBi + 8dBi - 104,9049dB = -59,9049dB ECUACIÓN 23. Horizonte de radio
r1 (Km) = 3,57 r1 → Distancia del transmisor al horizonte en Km. h1 → Altura de la antena transmisora en mts. K → = 4/3, factor de corrección.
r1 = 3.57
√4/3 * 22 = 19,33Km 155
ECUACIÓN 24. Perdida de propagación
Pp = 20log10 (d) + 100 Pp → Perdida de propagación en dB. d → Distancia en Km. Pp = 20log10 (1,75) + 100 = 104,86dB
ECUACIÓN 25. Nivel de recepción de señal
Sr = Gse-Pce-Pae+Gae-Pp+Gar-Pcr-Par-Pa Sr = Nivel de señal que le llega al equipo receptor. Siempre será negativo (dB). Gse = Ganancia de salida del equipo transmisor. Gae = Ganancia de la antena del equipo transmisor. Pce = Perdida cables equipo transmisor. Pae = Pérdida conectores equipo transmisor. Pp = Perdida de propagación. Gar = Ganancia de la antena del equipo receptor. Pce = Perdida cables equipo receptor Par = Perdida conectores equipo receptor. Pa = Perdidas adicionales debido a las condiciones ambientales. Sr= 23dB-0-0+14dBi-104,86dB+8dBi-0-0-10dB = -69,86dB
156
ALTO LA OREJA 2 – ESCUELA LA COLONIA INFORMACION Ganancia de radio = 23dB Ganancia de la antena = 14dBi Frecuencia 2.4Ghz – 2.400Mhz Distancia: 1.11Km Altura antena transmisor: 22mts Altura antena receptor: 20mts Factor rugosidad de terreno: 2 Factor Análisis climático: 0.25
CÁLCULOS Factor de Rugosidad de Terreno (Valores característicos) 4,00 Espejos de agua, ríos muy anchos, etc. 3,00 Sembrados densos; pastizales; arenales 2,00 Bosques (la propagación va por encima) 1,00 Terreno normal 0,25 Terreno rocoso (muy) desparejo Factor de Análisis climático anual (del tipo promedio, anualizado)
1,000 0,500 0,250 0,125
área marina o condiciones de peor mes Prevalecen áreas calientes y húmedas Áreas mediterráneas de clima normal Áreas montañosas de clima seco y fresco
ECUACIÓN 26. Pérdidas de Espacio Libre
Lbf = 92,44 + 20log f (GHz) + 20log d (Km) Lbf = 92, 44 + 20log f (2,4) + 20log d (1,11) = 100,9506dB
157
ECUACIÓN 27. Cálculo del Margen de Desvanecimiento El objetivo de confiabilidad que se espera es del 99.99% el cual sería en este caso 0,9999.
Fm = 30log D + 10log (6ABF) – 10log (1-R) - 70 D= Distancia [Km] A= Factor de rugosidad B= Factor de análisis del clima R= Objetivo de confiabilidad F= Frecuencia [GHz]
Fm =30log 1,11+10log (6*2*0.25*2.4)–10log (1−0,9999) −70 = -20,06698dB
ECUACIÓN 28. Cálculo de la Potencia Recibida
Pr = Pt + Gt + Gr - Lb Pt Gt Gr Lb
→ Potencia del trasmisor. → Ganancia del trasmisor. → Ganancia del receptor. → Pérdida total de acoplamiento.
PT = 23dB + 14dBi + 8dBi - 100,9506dB = -55,9506dB
158
ECUACIÓN 29. Horizonte de radio
r1 (Km) = 3,57 r1 → Distancia del transmisor al horizonte en Km. h1 → Altura de la antena transmisora en mts. K → = 4/3, factor de corrección.
r1 = 3.57
√4/3 * 22 = 19,33Km
ECUACIÓN 30. Perdida de propagación
Pp = 20log10 (d) + 100 Pp → Perdida de propagación en dB. d → Distancia en Km. Pp = 20log10 (1,11) + 100 = 100,90dB
ECUACIÓN 31. Nivel de recepción de señal
Sr = Gse-Pce-Pae+Gae-Pp+Gar-Pcr-Par-Pa Sr = Nivel de señal que le llega al equipo receptor. Siempre será negativo (dB). Gse = Ganancia de salida del equipo transmisor. Gae = Ganancia de la antena del equipo transmisor. Pce = Perdida cables equipo transmisor. Pae = Pérdida conectores equipo transmisor. Pp = Perdida de propagación. Gar = Ganancia de la antena del equipo receptor. Pce = Perdida cables equipo receptor Par = Perdida conectores equipo receptor. Pa = Perdidas adicionales debido a las condiciones ambientales. Sr= 23dB-0-0+14dBi-100,90dB+8dBi-0-0-10dB = -65,9dB 159
ALTO LA OREJA 2 – ESCUELA LAS DELICIAS INFORMACION Ganancia de radio = 23dB Ganancia de la antena = 14dBi Frecuencia 2.4Ghz – 2.400Mhz Distancia: 4,11Km Altura antena transmisor: 22mts Altura antena receptor: 80mts Factor rugosidad de terreno: 2 Factor Análisis climático: 0.25
CÁLCULOS Factor de Rugosidad de Terreno (Valores característicos)
4,00 Espejos de agua, ríos muy anchos, etc. 3,00 Sembrados densos; pastizales; arenales 2,00 Bosques (la propagación va por encima) 1,00 Terreno normal 0,25 Terreno rocoso (muy) desparejo
Factor de Análisis climático anual (del tipo promedio, anualizado)
1,000 0,500 0,250 0,125
área marina o condiciones de peor mes Prevalecen áreas calientes y húmedas Áreas mediterráneas de clima normal Áreas montañosas de clima seco y fresco
ECUACIÓN 32. Pérdidas de Espacio Libre
Lbf = 92,44 + 20log f (GHz) + 20log d (Km) Lbf = 92, 44 + 20log f (2,4) + 20log d (4,11) = 112,3210dB
160
ECUACIÓN 33. Cálculo del Margen de Desvanecimiento El objetivo de confiabilidad que se espera es del 99.99% el cual sería en este caso 0,9999.
Fm = 30log D + 10log (6ABF) – 10log (1-R) - 70
D= Distancia [Km] A= Factor de rugosidad B= Factor de análisis del clima R= Objetivo de confiabilidad F= Frecuencia [GHz]
Fm =30log 4,11+10log (6*2*0.25*2.4) – 10log (1−0,9999) −70 = -3,01142dB ECUACIÓN 34. Cálculo de la Potencia Recibida
Pr = Pt + Gt + Gr - Lb Pt Gt Gr Lb
→ Potencia del trasmisor. → Ganancia del trasmisor. → Ganancia del receptor. → Pérdida total de acoplamiento.
PT = 23dB + 14dBi + 8dBi - 112,3210dB = -67,321dB
ECUACIÓN 35. Horizonte de radio
r1 (Km) = 3,57 r1 → Distancia del transmisor al horizonte en Km. h1 → Altura de la antena transmisora en mts. K → = 4/3, factor de corrección.
r1 = 3.57
√4/3 * 22 = 19,33Km 161
ECUACIÓN 36. Perdida de propagación
Pp = 20log10 (d) + 100 Pp → Perdida de propagación en dB. d → Distancia en Km. Pp = 20log10 (4,11) + 100 = 112,27dB
ECUACIÓN 37. Nivel de recepción de señal
Sr = Gse-Pce-Pae+Gae-Pp+Gar-Pcr-Par-Pa Sr = Nivel de señal que le llega al equipo receptor. Siempre será negativo (dB). Gse = Ganancia de salida del equipo transmisor. Gae = Ganancia de la antena del equipo transmisor. Pce = Perdida cables equipo transmisor. Pae = Pérdida conectores equipo transmisor. Pp = Perdida de propagación. Gar = Ganancia de la antena del equipo receptor. Pce = Perdida cables equipo receptor Par = Perdida conectores equipo receptor. Pa = Perdidas adicionales debido a las condiciones ambientales. Sr= 23dB-0-0+14dBi-112,27dB+8dBi-0-0-10dB = -77,27dB
162
TABLA 20. Resultados cálculos RESULTADO CALCULOS PARA LOS 5 ENLACES Enlace
POSICION INICIAL CASA – ALTO EL NUDO 1 ALTO EL NUDO 2 – ALTO LA OREJA 1 ALTO LA OREJA 2 – ESCUELA EL RINCON ALTO LA OREJA 2 – ESCUELA LA COLONIA ALTO LA OREJA 2 – ESCUELA LAS DELICIAS
Pérdidas de Margen de Potencia Espacio Libre Desvanecimiento Recibida
Nivel de Horizonte Perdida de recepción de radio propagación de señal
112,2574dB
3,10687dB
-32,2572dB
7,14Km
112,21dB
-52,21dB
122,8102dB
12,72240dB
-42,8102dB 19,33Km
122,76dB
-62,76dB
104,9049dB
-14,13553dB
-59,9049dB 19,33Km
104,86dB
-69,86dB
100,9506dB
-20,06698dB
-55,9506dB 19,33Km
100,90dB
-65,9dB
112,3210dB
-3,01142dB
-67,321dB
112,27dB
-77,27dB
19,33Km
Fuente: (Propia) En esta tabla se encuentran los resultados de los cálculos realizados para cada uno de los enlaces se puede evidenciar que los resultados muestran que se pueden realizar los radioenlaces en todos los puntos.
163
CALCULO DE LA ZONA DE FREZNEL ECUACIÓN 38. Zona de Freznel
r = 17,3 x
TABLA 21. Resultados cálculos freznel
ZONA DE FREZNEL PARA CADA UNO DE LOS ENLACES ENLACES DISTANCIA TOTAL (km) DISTANCIA 1 (km) DISTANCIA 2 (km) ZONA DE FREZNEL (m) 70% (m) POSICION INICIAL CASA – ALTO EL NUDO 1 4.08 0.66 3.42 8.3 5.8 ALTO EL NUDO 2 – ALTO LA OREJA 1 13.75 10.02 3.73 18.4 12.8 ALTO LA OREJA 2 – ESCUELA EL RINCON 1.75 1.12 0.63 7 4.9 ALTO LA OREJA 2 – ESCUELA LA COLONIA 1.11 1.02 0.09 3.2 2.2 ALTO LA OREJA 2 – ESCUELA LAS DELICIAS 4.11 0.43 3.68 6.9 4.8 Fuente: (Propia)
En esta tabla se encuentran los resultados obtenidos para el cálculo de la zona de freznel se puede evidenciar que en todos los enlaces la zona de fresnel se encuentra por encima de los obstaculos.
164
8. CONCLUSIONES Después de culminar el proyecto de simulación de interconexión por medio de radioenlaces y teniendo en cuenta los resultados que se obtuvieron en cada uno de los programas de simulación y los resultados de las formulas manuales se obtienen las siguientes conclusiones. Para la realización de proyectos de radioenlaces es necesario conocer de los medios de transmisión a utilizar y los medios de propagación en cada uno de los puntos ya que estos factores acompañados del presupuesto son los que nos permiten determinar si el enlace microondas es viable o no es viable para llevarlo acabo Los parámetros que se tienen en cuenta en este proyecto para validar si los enlaces eran viables fueron los siguientes: Ubicar los puntos donde se quería tener el servicio de internet. Los perfiles topográficos del terreno donde se piensa implementar el proyecto. Infraestructura ya instalada en cada uno de los puntos la cual se pueda utilizar. Disposición eléctrica en cada uno de los puntos. Validación de la línea a vista entre los puntos. Garantizar que se tiene asegurado como mínimo la primer zona de freznel, estudiar y entender cada uno de los elementos que hacen parte del radioenlace. En la actualidad se utilizan muchos programas para la realización de simulaciones en radioenlaces que son de uso gratuito ya que con la ayuda de estos se pueden obtener diferentes tipos de mapas de perfiles de terreno cartográficos, para este proyecto se utilizaron RadioMobile y LinkPlanner. Para la selección de cada uno de los equipos que van hacer parte del radioenlace se deben tener presente algunos parámetros como: el ancho 165
de banda, los voltajes de alimentación, las potencias de transmisión en la entrada y salida, la ganancia de la señal, las pérdidas de transmisión y el costo de cada uno de los equipos en el mercado. Otro factor es el respaldo en las fuentes eléctricas que se piensa utilizar, para este proyecto se van a implementar x-verter con respaldo de 24 horas la cual va a garantizar un funcionamiento constante de la red. El presente proyecto está orientado a brindar internet por medio de radioenlaces a las instituciones educativas de las veredas El Rincón, La Colonia y Las Delicias. La topología de la red fue diseñada después de realizar visita a cada uno de los puntos lo que garantiza que la instalación de cada una de las antenas se puede dar con confianza.
166
9. RECOMENDACIONES Se recomienda utilizar torres ya instaladas en los puntos para así rebajar los costos en el presupuesto. Es recomendable implementar sistemas de monitoreo que nos permita mantener el control de la red, ya que esto nos ayudara a observar el comportamiento en cada uno de los puntos, para asegurar una intervención en cuanto a las fallas, mantenimiento y programación de los equipos de transmisión. Se recomienda que se utilice la cantidad necesaria de cable teniendo en cuenta posibles reubicaciones de los equipos y las torres, al igual que los cables sean certificados ya que de esto depende la cantidad de pérdida que se presente en la transmisión. Se recomienda realizar conexiones con polo a tierra para cada uno de los equipos que son susceptibles a descargas debido a que pueden sufrir daños por variaciones de voltaje. Se recomienda realizar visitas a cada uno de los puntos y no solo quedarse con las ubicaciones del google earth. Realizar la recolección de información como los son coordenada o medidas de saturación, con aplicaciones o equipos certificados como equipos GPS para así garantizar la precisión de las mismas. Validar que los equipos utilizados estén comercialmente aun en el mercado y que se encuentres repuestos de los mismos al igual que tengan talleres de servicio técnico garantizado.
167
BIBLIOGRAFIA
Agencia Nacional del Espectro. (30 de 08 de 2010). www.ane.gov.co. Recuperado el 29 de 10 de 2014, de http://www.ane.gov.co/index.php/normatividad.html.
Alcaldía de Pereira. www.alcaldiapereira.gov.co. Recuperado el 27 de 10 del 2014 dehttp://alcaldiadepereira.pagegear.co/portal.pereira.gov.co7778/portal/page9e28. html?pageid=78,25487&_dad=portal&schema=PORTAL.
Cambium Networks. http://www.cambiumnetworks.com. Recuperado el 27 de 10 del 2014 de http://www.cambiumnetworks.com/products/ptp
CISCO, SYSTEM. (2006). Fundamentos de redes inalámbricas. España: PEARSON, EDUCACION.
CRESPO, C. C. (2008). Radiocomunicación. España: PEARSON, Prentice Hall.
Estándares IEEE 802.11: Wireless networking. Recuperado el 29 de 10 del 2014 de http://ieeestandards.galeon.com/.
Freeman, R. L. (2007). RADIO SYSTEM DESIGN FOR TELECOMUNICATIONS. USA: Jhon Wiley & Sons, Inc. GALEANO, (2012). Análisis, diseño, simulación y presupuesto de un radio enlace punto a punto entre los municipios de Belén de Umbría y Quinchía en el departamento de Risaralda. Informe de práctica académica. Universidad Católica, Pereira.
IEEE. (2001). IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks: Overview and Architecture. IEEE Std 802, 7-9. 126.
IEEE. (1 de 04 de 2011). IEEE.org. Recuperado el 1 de 08 de 2014, de http://www.ieee.org/about/ieee_history.html.
IEEE. (2007). Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications. IEEE Std 802.11 , 23. 168
IEEE. (2009). Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications. IEEE Std 802.11n, 10-11.
IETF, the Internet Engineering Task Force. (18 de 05 de 2011). www.wikipedia.org. Recuperado el 20 de 05 de 2011, de http:// www.rfc-editor.org/: http://es.wikipedia.org/wiki/Direcci%C3%B3n_IP
INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TECNICAS Y CERTIFICACION. Trabajos escritos: presentación y referencias bibliográficas Sexta actualización. Bogotá: ICONTEC, 2008 110p.
Min TIC, MINISTERIO DE TECNOLOGIAS DE LA INFORMACIÓN. Plan Vive Digital (2010). www.mintic.gov.co. Recuperado el 30 de 10 de 2014, del http://www.mintic.gov.co/portal/vivedigital/612/w3-channel.html.
NERI, V. R. (1999). Líneas Interamericana Editores S.A.
de
Transmisión.
México:
Mc
GRAW-Hill,
RadioMobile. www. g3tvu.co.uk. Recuperado el 25 de 10 de 2013 de http://www.g3tvu.co.uk/Quick_Start.ht RENTERÍA, F. (2011). Diseño, simulación e implementación de un radio enlace entre los municipios de Alcalá y Ansermanuevo (Valle del Cauca). Proyecto de grado. Universidad Católica, Pereira
ROBERTS, M. J. (2005). Señales y sistemas. México: McGraw-Hill.
STALLINGS, W. (2000). Comunicaciones y Redes de Computadores 6 edición. México: PEARSON, Prentice Hall.
TAPA, C.C.I. M, M.J.J (2013). Estudio e implementación del proceso de transmisión de la red de voz análoga a digital por medio de enlaces de microondas Para el instituto geofísico de la escuela Politécnica Nacional. Proyecto de grado. Universidad Escuela Politécnica Nacional.
169
TOMASI, W. (2003). Sistemas de Comunicaciones Electrónicas. México: PEARSON, Prentice Hall.
VALENCIA, G. C. TABORDA, H.C.A (2011). Análisis físico y lógico de un sistema de vigilancia a través de Cámaras IP, controladas y monitoreadas por dispositivos móviles. Proyecto de grado. Universidad Católica, Pereira.
WaveIP. www.waveip.com. Recuperado el http://www.waveip.com/products/wipair-series/.
170
27
de
10
del
2014
de