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9 1 1 2 9 2

S.E.P. S.E.I.T. D.G,I.T.

CENTRO NACIONAL DE INVESTIGACION Y DESARROLLO TECNOLOG I co

-

DESARROLLO DE UNA METODOLOGIA PARA LA REESTRUCTURACION DE SISTEMAS DE RADIO

VHF Y UHF: APLICACION A LA DIVISION DÉ a DISTRIBUCION JALISCO DE LA CFE

4

T E S I S P A R A O B T E N E R E L G R A D O D E

M A E S T R O E N C I E N C I A S E N I N G E N I E R I A E L E C T R O N I C A P R E S E N T A : R I C A R D O F I S C A L CR:U-Z

CPElDEET

CENTRO DE lN?O?MAClON C E N I D E T . -. ‘i

CUERNAVACA, MOR. ABRIL DE 1991

D l R E C C i O N GENERAL DE INSTITUTOS TECNOLOGICOS CENTRO NACCIOWAL. DE UIVEBTIQAUON Y LWMRROLLOTECNOL001CO

DIRECC ION COORD. ACADEMICA SLCPRARIA

r>c I.

EDCiUCIOH FU31iU O F . N O . 6 1 3 - O - 5 / 1 8 5 6 9

Cuernavaca, Mor., a 8 de abfil de 1991 .

Ing. Ricardo Fiscal Cruz P r e s e n t e .

Después de haber sometido a revisión s u trabajo de tesis - titulado: . "DESARROLLO D E UNA METOOOLOGIA PARA LA REESTRUCTURACION DE SISTEMAS D E RADIO VHF Y UHF: APLICACIDN A LA DIVISION DE DISTRIBUCION JALISCO D E LA CFE".

y habiendo cumplido con todas las indicaciones que el Jura '

do Revisor de Tésis le hizo, se le comunica que se le concede autorización para que proceda a la impresión de la m i s ma. Como requisito, para la obtención del grado.

-

A t e n t a m e n t e h

Ingeniería Electrónica.

C.C.P.: Expediente Arc ti i vo

llrr.

Prol. Palnlro WN Col. h I m l m . C w m a ~ Mor. AparlOdaPOdd 4-224 COOlOO POitOI62480 l o l . 12-78-13 y 19-06-37

DEDICATORIA!

DEDICO ESTE TRABAJO A MIS FAMILIARES, AMISTADES Y A TODAS AQUELLAS PERSONAS QUE DE ALGUNA MANERA HE APOYARON PARA LA CULMINACION DE UNO DE MIS OBJETIVOS.

RECONOCIMIEHTOS:

A CARLOS FELIPE QARCIA HERNANDEZ, DIRECTOR DE T E S I S Y A :

JOAQUIN H. RODRIGUEZ R . FERNANDO MARTINEZ P. CARLOS 0 . PEREZ P.

POR EL INTERES Y APOYO BRINDADOS PARA LA REALIZACION DE ESTE TRABAJO

AQRRDEZCOI

AL CENTRO NACIONAL DE INVESTIGACION Y DESARROLLO TECNOLOGICO

( C E N I D E T )

AL CONSEJO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA

( C O N A C Y T )

AL INSTITUTO DE INVESTIGACIONES ELECTRICAS

( I I E )

AL PERSONAL DEL DEPARTAMENTO DE CONUNICACIONES DEL IIE

POR EL APOYO BRINDADO PARA LA REALIZACION DE ESTE TRABAJO.

Desarrollo de una Metodología pa ra la Reestructuración d e Sistemas de radio VHF y UHF: Aplicación a la División d e Distribución Jalisco de la CFE.

,

Contenido Lista d e abreviaciones 1 :

1 Introducción. 3

1.1 Antecedentes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.2 Revisión de Sistemas de Radio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.2.1 Sistema de radio .móvil convencional. . . . . . . . . . . . . . . 5

I 1.2.2 Sistema de radio móvil troncal. . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.2.3 Sisterria de radio móvil simulcast. . . . . . . . . . . . . . . . . 0:

1.2.4 Sistema de radio móvil celular. . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.3 Objetivo.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1.4 Planteamiento del Trabajo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . H !

2 Desarrollo d e una Metodología para la ReestructuraciÓ1i d e Sis- temas d e Radio. I o 2.1 Plaiiteaxnieiito de la Metodología. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I I

2.2 Definición dc las Necesidades de Comuiiica(:ión. I :$

2.2.1 Análisis de 1u.s neccsirlndcs de comttiiicaci6ii. . . . . . . . . . . 1 3

. . . . . . . . . . . . I

1 .

2.2.2 Realizar un estudio del estado actual del sistema . . . . . . . . 14

2.3 Diseño del Sistema de Radio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.3.1 Análisis de las alternativas de solución . . . . . . . . . . . . . . 16

2.3.2 Consideraciones de Diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.3.3 Diseño del Sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

2.3.4 Plan de Asignación de Frecuencias . . . . . . . . . . . . . . . . 39

2.3.5 Especificación y Características del Equipo . . . . . . . . . . . 40 ~

.2. 3.6 Pruebas de Campo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

2.3.7 Comparación Teórico.Práctica . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

Procedimiento para la implantación del sistema de Radio . . . . . . . . 46 2.4

2.4.1 Clasificación de prioridades de comunicación . . . . . . . . . . . 46

2.4.2 Plan de equipamiento por etapas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 7

2.4.3 Capacitación del usuario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

2.4.4 Actualización de la información . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

2.4.5 Determinar las limitaciones del sistema . . . . . . . . . . . . 48

2.4.6 Mantenimiento preventivo y correctivo . . . . . . . . . . . . . . 48

2.4.7 Estimación de costos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

3 Aplicación de la Metodologia a un caso real . 55

3.1 Ne~esidailes de Coniuiiicacibn de la DDJ . . . . . . . . . . . . . . . . . 5(1

3.1.1 Definicibn del sistrnia deseado por In DDJ . . . . . . . . . . . . 57

.. 11

3.2

3.3

3.4

Grados de calidad y confiabilidad requeridos. . . . . . . . . . . . . . . Definición del Area Geográfica que Abarca la DDJ. . . . . . . . . . .

Especificación del número de usuarios del sistema. . . . . . . . . . . .

66

66

69

1

I

3.5 Horario de operación de los equipos que forman el sistema actual. . . 69 ~

3.6

3.7 Estimación de Tráfico existente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 1

Crecimiento esperado del número de usuarios. . . . . . . . . . . . . . 70

3.8

3.9

Vigencia deseada del sistema reestructurado. . . . . . . . . . . . . . . Descripción del Sistema Actual de la DDJ. . . . . . . . . . . . . . . . 3.9.1

3.9.2

3.9.3

3.9.4

72

72

Jerarquización del Sector Eléctrico. . . . . . . . . . . . . . . . 73

Prioridades de Comunicación por Zona. . . . . . . . . . . . . . 75

Información de recursos y datos disponibles. . . . . . . . . . . 76

Conclusiones del análisis de las necesidades de comunicación d e l a D D J . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1

,

1

78 1

4 Diseño del'sistema de Radio de la DDJ. eQ ~

4.1 Alternativa de Solución Seleccionada. . . . . . ' . . . . . . . . . . ' . . . 80

4.2 Consideraciones de Diseño. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 i ~

4.2.1 Consideraciones de algunos parámetros de diseño. . . . . . . . . 81

4.3 Diseño del Sistema. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

4.3.1 Seccionamiento del Area de Cobertura. . . . . . . . . . . . . . 82

4.3.2 Estimación de Tráfico. . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

... 111

4.3.3 Ubicación de las Estaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

4.3.4 Desarrollo de Perfiles Topográficos . . . . . . . . . . . . . . . . 86

4.3.5 Análisis de Propagación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 4 1

4.3.6 Diseño de la Red de Control Supervisorio . . . . . . . . . . . . 98

4.3.7 Plan de Asignación de Frecuencias . . . . . . . . . . . . . . . . 103 4.4 Especificación y Características del Sistema y del Equipo . . . . . . . . 108

4.4.1 Especificación y Características del Sistema . . . . . . . . . . . 108

4.4.2 Especificación y características del equipo . . . . . . . . . . . . 113

Pruebas de Campo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

4.5.1 Caracterización de la antena utilizada . . . . . . . . . . . . . . 126

4.6 Comparación TeÓrico.Práctica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

4.5

5 Procedimiento para la Implantación del Sistema de Radio d e la DDJ . 133

5.1 Clasificación de Prioridades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

5.2 Plan de Equipamiento por Etapas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

5.3 Capacitación del Usuario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

5.4 Actualización de la información . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

5.5 Liniitacioiies al Sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . í : ! 5

. .

5.6 Manteniniieiito Preventivo y Correctivo . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 I \ I

5.7 Estimación de Costos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136

iv

6 Conclusiones y Recomendaciones. 140

A Encuesta para el inventario de equipo, servicios y necesidades de comunicación. I

B Tablas de Erlang B. IV

C Método de Bullington. VI1

D Cálculo del Acimut y Distancia entre Estaciones.

E Sistema de Control Supervisorio SCADA. XIV

XI

F Homologación. xx

G Regulaciones. XXII

Y

Lista de abreviaciones.

AC Corriente Alterna. AF Audiofrecuencia. AG. Agencia. ARQ Automatic Repeat Request ASNM BPSK Binary Phase Shift Keying. B.F. Baja Frecuencia. CCAOC ccc CCIR CCITT CENACE CFE Comisión Federal de Electricidad. CIR Razón Portadora a Interferencia. CNR Razón Portadora a Ruido. DC Corriente Directa. DDJ División de Distribución Jalisco. DISTN. Ilistorsióii. EIA Electronic Industries Association EOM End Of Message. FM Modulación en Frecuencia. FSK Frecuency Shift Keying. IIE Instituto de Iiivestigaciones Eéctricas. IM Intermodulación. MSK Modulation Shift Keying. MTRF Mean Time Between Failures. MTTR Mean Time To Repair. OA Operación Area. OPLAT P.B. Pasa Bajas. PPhl Partes Por hlillón. PSK I’hase Shift Keying. QAM Quadrature Amplitude Modulation.

Altura Sobre el Nivel del Mar.

Centro de Control de Area Occidente. Centro de Control de Conexiones. Comité Consultivo Internacional de Radiocomunicaciones. Comité Consultivo Internacional Telegráfico y Telefónico. Centro Nacional de Control de Energía.

Onda Portadora por Línea de Alta Tensión.

1

Rc . RF RGHBS RTC RTDRC RTDP RTN RTNE RTNO RTO RTOC Rx. S.A. SCADA SCT S.E. SINAD SPL TDM TDMA UIT UHF UTR VHF VSWR WARC ZTJ

Recomendación. Radiofrecuencia. Región de Generación Hidroeléctrica Balsas Santiago. Región de Transmisión Central. Región de Transmisión División Baja California. Región de Transmisión División Peninsular. Región de Transmisión Norte. Región de Transmisión Noreste. Región de Transmisión Noroeste. Región de Transmisión Oriental. Región de Transmisión Occidente. Recepción. Subagencia. Sistema de Control Supervisorio y Adquisición de Datos. Secretaría de Comunicaciones y Transportes. Subes t ación. ( Señal t Ruido t Distorsión ) / ( Ruido + Distorsión ). Station Program Logic. Time Division Multiplex. Time Division Multiple Access. Unión Internacional de Telecomunicaciones. Ultra High Frecuency. Unidad Terminal Remota. Very High Frecuency. Voltage Standing Wavp Rate. World Administrative Radio Conference. Zona de Transmisión Jalisco.

2

Capítulo 1

Introducción.

En este capítulo se presenta un resumen de los antecedentes de los sistemas de radio aplicados al Sector Eléctrico como herramienta auxiliar para la producción y distribución de la energía, así como una breve revisión de los diferentes sistemas de radio existentes. Además, se incluye el planteamiento del objetivo de la tesis y una descripción sobre el contenido de cada uno de los capítulos desarrollados.

,

1 , I I

I

3

1.1 Antecedentes. I

I En nuestro país, el Sistema Eléctrico Nacional está formado por seis regiones de operación: Norte, Noreste, Oriental, Central, Peninsular y Baja California. La

tro Nacional de Control de Energ'a (CENACE). Cada región de operación cuenta

Centros de Distribución, Agencias, Subagencias, Subestaciones y Plantas que forman parte de cada región, así como a los móviles (cuadrillas) que, operan dentro de cada área. A su vez, las regiones están enlazadas entre sí por medio de una red de microondas, permitiendo con esto una interconexión nacional. Otras alternativas utilizadas son los sistemas de comunicación, en'los que se emplean cables metálicos y onda portadora por línea de alta tensión (OPLAT), sin embargo, exis-

electromagnético, reducida capacidad de transmisión, interferencia y saturación del

I

I operación y control del sistema es coordinado desde 12 ciudad de México por el Cen-

con un sistema local de radio cuya función es mantener en comunicacibn 1.a~ Zonas,

I

1 i i ten algunos problemas asociados con estos medios de transmisión como son ruido

espectro disponible. I i

La ventaja principal de los sistemas de radio es que prácticamente no dependen de las fallas del sistema eléctrico, lo cual es importante cuando se utilizan señales de teleprotección, pero los sistemas utilizados en CFE tienen el problema de que la confiabilidad de sus enlaces se ve afectada por la complejidad de las mismas, presentándose principalmente problemas de saturación de frecuencias de operacióii, incomunicación 'de las áreas operativas, comerciales y administrativas hacia zonas divisionales, además de la existencia de zonas de silencio dentro del área que cubren las divisiones con la coiisecuente incomunicación en probables puntos de interés 11).

La manera de resolver los problemas antes mencionados sería utilizando sis-. temas con mayor capacidad para proveer canales, lo cual implicaría iin alto costo para la implantación de una tecnología completamente nueva, motivo por el cual se pretende utilizar una técnica con la que se logre resolver dichos problemas, tomando en cuenta que se desea utilizar la infraestructura de los sistemas existeiites.

I I ,

I

I I i

Por último, cabe mencionar la importancia del curripiiniieiito de los aspectos normativos sobre las regulaciones y recomendaciones nacionales e interiiacionalcs con la finalidad de tomar en consideración todos aquellos factores que eviten la probabilidad de interferencia que afecte la operación de otros sistemas.

4

I 1.2 Revisión de Sistemas de Radio.

I El congestionamiento del espectro de radiofrecuencias disponible para radio móvil terrestre es uno de los problemas más importantes que se tienen que enfrentar actualmente. Este no es un problema nuevo, pero las consecuencias de no encontrar una solución satisfactoria podría ser una restricción para los servicios de radio móvil terrestre, ocasionando grandes repercusiones negativas en muchas industrias que emplean este tipo de comunicación. A continuación se describen brevemente algunos sistemas de radio móvil que emplean diferentes técnicas que permiten mejorar la utilización de los canales de radio [2]. A continuación se describen brevemente los

I [ 1

sistemas de radio existentes. I

1.2.1 Sistema de radio móvil convencional. I

I Los esquemas de radio móvil convencional consisten de una estación base situada es- tratégicamente en un lugar alto tal como la cima de un cerro y un número de móviles o portátiles pueden mantener una comunicación dentro de una zona geográfica bien definida. El área de cobertura de la estación base normalmente se planea para ser tan grande como sea posible, razón por la cual el transmisor tiene que ser de una potencia muy alta. Cuando la zona de cobertura de una estación base no es suficiente para cubrir el área total, se agregan estaciones base adicionales para cubrir el área restante, por lo tanto cada estación cubrirá una determinada zona geográfica. A cada zona se le asigna un grupo de canales de acuerdo con su número de usnarios y cada usuario tiene acceso solamente al grupo de canales asignado a su zona. En este tipo de sistema el número de usuarios activos está limitado por el número de

I 1 I ’

1 I I canales asignado a cada zona [3].

1.2.2 Sistema de radio móvil troncal.

i El “trunking” o radio inóvil troncal es una técnica que se emplea para rl tnejw ramiento de la eficiencia de los sistemas de comunicaciones y del espectro de frecuencias. Se aplica a radio móvil para permitir manejar un número más grande de radios por frecuencia, que en los sistemas de radio móvil convencional. El ioii-

cepto básico del “trunking” es proporcionar un número de canales sobre los cuales I ,

se transmitan conversaciones miíltiples simultáneas por canales separados. Tales caiiales se llaman troncales y al grupo formado por los caiiales, las estaciones base y algún medio para conectarlos se le denomina: “sistema de coinuuicación troncal” 141.

En este tipo de sistemas todos los usuarios tienen acceso automático a todos los canales y cuando un canal es asignado para una conversación, éste queda libre al terminar dicha conversación, quedando automáticamente disponible para otra reasignación. Este concepto es muy similar al sistema telefónico fijo excepto que las ondas de radio son la trayectoria de transmisión, mientras que la mayoría de los sistemas telefónicos utilizan cables. La principal ventaja de un sistema de radio móvil troncal es el tiempo reducido de espera para los usuarios del sistema, ya que tienen una probabilidad alta de encontrar un canal libre en un instante determinado [51.

1.2.3 Sistema de radio móvil simulcast.

La técnica del “simulcasting” se refiere a las transmisiones por radio, en las cuales, el mi.smo mensaje es transmitido simultáneamente desde todas las estaciones base que forman iin sistema transmisor multiestación operando eii la misma frecuencia. Esta. técnica es, en efecto, un esquema transmisor con diversidad de espacio en el transmisor, lo cual reduce los efectos del desvanecimiento en el ambiente móvil [6].

Otra alternativa para una operación “simulcast” es cuando un canal de ra- diofrecueiicia está disponible y el mensaje es transmitido desde una esta.ción base. Usualmente ésta estación base es seleccionada de acuerdo con la Última comiinicación exitosa con el móvil deseado. Cuando el móvil no responde, el mismo mensaje es transmitido desde otra estación base. El proceso es repetido hasta que el inóvh es encontrado o en caso contrario el centro de control abandona el intento de llamada. Este proceso incluye un tiempo de espera después de cada transmisión para. perm- tir que el móvil responda; es evidente que el tiempo total de espera para sistemn.s grandes puede ser considerable [7j. La ventaja principd de uti sisteina “siinulcast” es el área amplia que puede ser cubierta sin el uso de freciiericias múltiples, con- tribuyendo a. mejorar la utilización del espectro de frecuencias.

I I I ’ I

I ! I I I

I I

i

I

i I

I

!

i

! i i I

i I

6

1.2.4 Sistema de radio móvil celular.

En u n sistema celular, una gran área de servicio se divide en zonas o celdas más pequeñas, en las que se recibe y transmite con un cierto grupo de canales (frecuencias). Estos canales son diferentes entre las celdas vecinas para evitar problemas de interferencia, pero en las celdas que están suficientemente alejadas se pueden usar las mismas frecuencias.

La definición más amplia de celda es la de un área de cobertura en la cual, una estación base en particular puede dar el servicio más adecuado a los abonados móviles de esa área. El tamaño máximo de una celda está determinado por varios factores como la característica de propagación, la aitura de la antena de la estación base, la potencia radiada, las características del receptor y el grado de servicio deseado.

Los estudios de ingeniería de sistemas han demostrado que el uso de una red de figuras geométricas regulares es lo más adecuado para un diseño y según las propiedades de propagación de las ondas electromagnéticas, el patrón de radiación de una antena ornnidireccional en el plano horizontal se puede aproximar a un círculo PI:

En resumen, las características esenciales del concepto celular son: Reuso de frecuencia y División celular, las cuales se describen a coiitinuaciln:

Reuso de frecuencias.- Se refiere al uso de los canales de radio en la .mima frecuencia portadora para cubrir diferentes áreas; las cuales están separadas entre s í por distancias lo Suficientemente grandes para evitar la interferencia cocanal. La mínima distancia a la cual se puede reutiiizar la misma frecuencia sin que exista interferencia se le llama distancia de reuso cocanai [9].

División celular.- A medida que el número de usuarios de iin sistema. cdular ail-

menta, se requerirá un mayor número de canales que podrían ser siirniiiistrados mediante la división celular, la cua,l consiste en crear otras celdas más ~iequeña.~, con lo que se permitirá repetir los grupos de canales para poder tener i n k comuiiicaciones simultáneas.

Esta partición de celdas se debe planear desde la crcación del primer sistema., ya. que se deben tener en consideración las esta.ciones base existentes para que al hacer la división celular éstas se vuelvan's utilizar, permitiendo así t,ener u n ahorro eii los

7

~

gastos de equipo. Esta división se puede hacer solamente en las áreas que tengan mayor tráfico de llamadas para que sea más costeable el aumento de la capacidad del sistema [lo].

I I

1.3 Objetivo.

De acuerdo a la necesidad de resolver, al menor costo posible la problemática existente en los sistemas de radio actualmente en uso en las diferentes regiones de la CFE, se planteó como el objetivo de esta tesis el desarrollar una metodología para la reestructuración de los sistemas de radio VHF y UHF de acuerdo a un plan de crecimiento para una determinada vigencia del sistema, con el fin de solucionar los problemas de saturación de frecuencias de operación, baja calidad de recepción, interferencias entre usuarios, zonas de silencio y mal funcionamiento del equipo, los cuales afectan al Sector Eléctrico para el desarrollo de las funciones de operación, administración, comercialización y control supervisorio.

1

I I I

1.4 Planteamiento del Trabajo. I

El desarrollo del trabajo de tesis se desglozó en 6 capítulos, los cuales se

I

1 1

1 !

8 1

describen brevemente a continuación.

En el capítulo 2 se presenta el planteamiento de la metodología propuesta para la reestructuración de sistemas de radio, en la cual se consideran aspectos para el .

análisis ae las necesidades y requerimientos de comunicación, para el diseíio del sistema, así como para la implantación del mismo.

1

En los siguientes 3 capítulos se muestra la aplicación de la metodología esta.ble- cida en el capítulo 2 la cual fué empleada para el desarrollo del proyecto denominado “Ked de comuiiicaciones por radio para la División de Distribución Jaiisco ( D D J ) de

‘ la CFE” desarrollado por el grupo de radio del Departamento de Coniiitiicaciones del IIE para la CFE.

En el capítulo 3 se establecen las necesida.des y requerimientos de coiiiuiiicaci~íii -del sistema de la DUJ y la informacibii sobre la infraestructura actual. Además, se

plantea un plan de crecimiento del sistema para una vigencia del sistema de 10 años.

En el capítulo 4 se presenta la información sobre el diseño del sistema, así como

1 I

la especificación y Características del equipo. I

I En el capítulo 5 se indican los aspectos relacionados con la implantación del 1

sistema modificado.

Por Último, en el capítulo 6 se establecen recomendaciones para la implantación I del sistema y las conclusiones del trabajo.

I

9

Capítulo 2 I i

Desarrollo de una Metodología para la Reestructuración de Sistemas de Radio.

Introducción.

En. este capítulo se 'propone una metodología para la reestructuración de sistemas de radio en el sector eléctrico. Esta metodología se presenta de manera general, corresponde a la parte central de este trabajo de tesis y en los capítulos subsecuentes se desarrollará SU aplicación en la División de Distribución Jalisco de la CFE. Dicha metodología se dividió en tres puntos principales:

I I

i

I

4

D El análisis de las necesidades de comunicación, las cuales serán establecidas I por el usuario.

Diseño del sistema de radio a pa.rtir de la alternativa de soliicióri elegida la cual depeiiderá del grado de urgencia por la. implantacion del nuevo sistema, I así como del presupuesto disponible.

o Implantación del sistema. de radio el cual se desarrollará mediante 1111 plan , de equipamiento por etapas de acuerdo con las prioridades de comunicación , 1 proporcionadas por el usuario. i

10

los cuales se explican en detalle en los puntos 2.2, 2.3 y 2.4.

2.1 Planteamiento de la Metodología.

Una metodología es un conjunto de métodos que se siguen en forma ordenada para el desarrollo de cualquier actividad. En este caso se plantea una metodología para la reestructuración de un sistema de radio. Dicha metodología se realizó con la idea de establecer un procedimiento que cubra los pasos esenciales que sirvan de guía para el diseñado1 de un sistema quien tendrá la flexibilidad de mejorarla en aquellos puntos donde considere necesario. Además será de gran utilidad porque servirá como base de inicio para nuevas aplicaciones, incluso para los casos en que no se considere la reestructuración.

Tomando en cuenta algunas de las consideraciones mencionadas en las refe- rencias [ill, [12] y (131 sobre la planeación de sistemas de radio, se procedió al planteamiento de la metodología, tratando de cubrir sin mucho detalle los pasos necesarios para su desarrollo. Básicamente, la metodología consiste en la elección de una alternativa de solución de acuerdo a un análisis previo de las necesidades de comunicación normalmente definidas por el usuario. Posteriormente se procede con las siguientes etapas que son el diseño del sistema, las pruebas de campo y por último la implantación del sistema diseñado. Hughes (131, menciona que la plaiieación de un sistema nunca es una simple progresión de una etapa a la siguiente, sino que siempre habrá que regresar a la etapas antmiores para resolver omisiones y/o ambiguedades. En la fig. 2.1 se muestra un diagrama de flujo que muestra en forma clara el planteamiento de la metodología. A partir de la siguiente sección se I explicará cada una de las etapas consideradas.

I

I

11

I

l*l

I Figura 2.1: Planteamiento general de la metodología para la reestructuración de sistemas de Radio.

12

2.2 Definición de las Necesidades de Comuni- cación.

La definición de las necesidades de comunicación es el primer paso en el diseño de un sistema. Es muy importante iniciar con una definición lo más precisa posible de las necesidades del usuario ya que ésto facilitará el desarrollo de las etapas siguientes. Esta primera etapa debe cubrir los puntos que a continuación se indican.

2.2.1 Análisis de las necesidades de comunicación.

2.2.1.1 Definir el número y t ipo d e redes q u e comprenderán el sistema d e radio, así como los servicios d e comunicación q u e se requieren, como por ejemplo:

D transmisión de voz

- operacional, - administrativa.

transmisión de datos

- telemedición, - telecontrol, - supervisión.

transmisión de señales de teleprotección.

2.2.1.2 Definir el grado d e calidad requerido.

e grado de cobertura,

grado de servicio,

niveles de interferencia.

13

2.2.1.3. Definir la confiabilidad requerida del servicio.

* confiabilidad del equipo

- tiempo promedio entre fallas (MTBF), - tiempo promedio entre reparaciones (MTTR).

confiabilidad de propagación.

2.2.1.4 Especificar el área geográfica a cubrir.

2.2.1.5 Especificar el número de usuarios.

2.2.1.6 Definir el horario de servicio.

2.2.1.7 Estimar el crecimiento esperado del número de usuarios.

2.2.1.8 Estimar el tráfico actual del sistema.

2.2.1.9 Especificar la vigencia del sistema reestructurado.

2.2.2 Realizar un estudio del estado actual del sistema.

2.2.2.1 Datos generales de cada estación.

tipo (repetidor, fijo, móvil, portátil),

ubicación (coordenadas geográficas),

lugar de asignación,

nombre,

etc.'

'Consultar el cuestionario del apéndice A.

14

2.2.2.2 Características de. los equipos.

o potencia,

o sensitividad,

tipo de antena,

etc. .

2.2.2.3 Servicios de comunicación.

condiciones actuales ,de servicio,

o tipo de servicio,

a duración promedio de llamadas,

o número promedio de llamadas,

e etc. 1

I

I I

I

I

I En esta etapa de la metodología es conveniente la elaboración de un cues-

tionario, como el que se presenta eii el apéndice A, para obtener la información sobre los puntos antes mencionados con la finalidad de aplicar una encuesta a todos los usuarios del sistema para verificar y actualizar la información requerida, la cual es recomendable almacenar en una base de datos para tener la ventaja de rapidez y simplicidad en el manejo de dicha información, además de que se faciijtaría el proceso de actualización de la información.

I

I I

I

2.3 Diseño del Sistema de Radio. I

En esta etapa se plantean los puntos principales para desarrollar el diseiio de un sistema de radio los cuales son: análisis de las alternativas de solución, consideraciones de diseño, diseño del sistema, plan de asignación de frecuencias, rspecificación y características del equipo, pruebas de campo y comparación teórico-práctica, las cuales se describen a continuación.

1 i I

IConsultar el cuestionario del apCndice A I

15

2.3.1 Análisis de las alternativas de solución.

Antes de iniciar con el diseco del sistema se deberá plantear las diferentes alternativas posibles para resolver los problemas que originan el mal funcionamiento del sistema. La elección de una alternativa dependerá principalmente del presupuesto disponible y del grado de urgencia para mejorar el sistema. Las diferentes alternativas existentes son: implantar un sistema nuevo, complementar el sistema actual con un sistema nuevo, mejorar el sistema actual con el mismo sistema. A continuación se mencionan las ventajas y desventajas que tiene cada una de las alternativas antes mencionadas.

2.3.1.1 Implantar un Sistema Nuevo.

VENTAJAS :

- Sistema confiable, - Comunicación privada, - Mejor utilización de los canales disponibles, - Cobertura total del ¿rea de servicio, - Utilizaci6n de una banda menos congestionada, - Flexibilidad de crecimiento, - Cubriría las necesidades durante la vigencia establecida del sistema.

DESVENTAJAS :

- Gasto considerable, - Resultados a largo plazo, - No se utilizaría la infraestructura existente, - Introducción súbita de una nueva tecnología, que traería consigo probie mas de adaptación.

16

I I

I

I I I I

I

2.9.1.2 Complementar el Sistema Actual con un Sistema Nuevo. I

V E N T A J A S : I

I - Sistema confiable, I

I I I I I I

- Se reestructuraría el sistema actual, - Se utilizarían los equipos actuales mientras se van adquiriendo los nuevos,

- Cobertura total del área de servicio, - Utilización de una banda menos congestionada, - Flexibilidad de crecimiento, - Cubriría las necesidades durante la vigencia establecida del sistema.

D E S V E N T A J A S :

- Gasto menor que el caso anterior pero aun considerable, - Resultados a mediano plazo.

I

2.3.1.8 Mejorar el Sistema Actual con el mismo Sistema., I V E N T A J A S :

I - Gasto menor, - Resultados a corto plazo, - Se optimizana el sistema actual, - Se utilizarían los equipos actuales mientras se van adquiriendo los nuevos; - Sistema confiable, . .

- Cobertura total del área de servicio, - Con un equipo de mejores características se eliminarían las interferencia6

. I y las intermodulaciones. I

17

DESVENTAJAS :

- Problemas de mantenimiento, - Cubriría las necesidades para una reducida vigencia del sistema. - Saturación de frecuencias, - Saturación de tráfico, - Tecnología prácticamente obsoleta.

2.3.2 Consideraciones de Diseño.

En términos generales, las principales consideraciones que se toman en cuenta para el diseño de un sistema de radio, se han dividido en cuatro grupos fundamentales que son : datos geográficos, parámetros del sistema de radio, requerimientos de calidad y análisis de propagación. A continuación se describe brevemtnte cada grupo.

2.3.2.1 Datos Geográficos.

En este grupo se incluyen todos los datos que caracterizan al área de servicio, tales como :

- Límites del área, - Perfil topográfico, - Información morfoestructurai (tipo de terreno, edificios, etc.), - Densidad de tráfico (aquí usualmente será muy difícil obtener una buena

estimación del tráfico total y las densidades relativas pueden ser a menudo derivadas de la experiencia),

- Ubicación de las estaciones (longitud, latitud y altura sobre el iiivel del mar).

18

I I I I

I I

I I I I j

I I I I I I

2.3.2.2 Parámetros del Sistema de Radio.

En este grupo se incluyen los datos que caracterizan el esquema de transmisión de radio a ser implantado en1 sistema. LOS principales son :

- Banda de frecuencia, - Ancho de banda, - Espaciamiento entre canales, - Número de frecuencias disponibles, - Altura de torres, - Tipos de antenas, - Ganancia de antenas, - Potencia de kansmisión, - Ubicación del transmisor.

Estos parámetros se definen a continuación.

Banda de Frecuencias.- Es una parte del espectro de frecuencias comprendida entre dos frecuencias límites especificadas. Para este caso, la banda de VHF abarca desde 30 a 300MHz pero tiene el inconveniente de que ya está aaturada y la banda de UHF cubre desde 300 a 3000MHz.

Ancho de Banda.- Es la diferencia entre los valores extremos que caracterizan un intervalo de frecuencias. Para propósitos radiotelefónicos se utiliza el intervalo de 148 a 174MHe en VHF y en UHF se usan los intervalos de 450 a 470 MHz y 890 a 960 MHz, con un ancho de banda del canal de 25 KHz para voz y 12.5 KHz para datos.

Espaciamiento en t re Canales.- Es la separación que existe entre dos canales adyacentrs y en la mayoría de los casos es igual al ancho de banda del canal. En el caso de transmisión duplex se recomienda un espaciamiento de 3 MHz en VHF y 5 MHz en UHF, entre las frecuencias de transmisión y recepción (espaciamiento duplex).

Número d e Frecuencias Disponibles.- Dependerá del número de frecuencias autorizadas por la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT).

19

I

I I

I I I I I I I I I I I I I I I I I I

Altura d e Torres.- El compromiso entre el costo contra la altura usualmente limita las alturas de las torres a no más de 90 m (300 pies) por lo que otras estructuras naturales o hechas por el hombre podrían ser consideradas, tales como las montañas O los edificios, para reducir la altura de torres [15],(16].

I

Tipos d e Antenas.- Los tipos de antenas pueden ser categorizados como omnidireccionales y direccionales. El primer tipo proporciona una radiación aproximadamente igual en todas las direcciones por lo que se utiliza en los repetidores y en los veh’culos. Las antenas direcuonales se utilizan cuando se requiere cobertura en un sector limitado y pueden ser disefiadas para proporcionar un patrón de radiación de la forma deseada, por lo que son las que se instalan en las estaciones base [SI.

Las antenas más comúnmente utilizadas son:

1. Antena tipo “taco de billar” para repetidores,

2. Antena tipo “yagi” para estaciones base,

3. Antena tipo “chicote” para vehículos.

Ganancia d e Antenas (G).- Una antena tiene ganancia cuando su radiación de energía es mayor que la que radiaría una antena isotrópica en la misma dirección y de acuerdo a dicha ganancia, las antenas Be clasifican como sigue:

- Baja Ganancia; C < . i o dB. - Media Ganancia; 10 dB 5 G 5 25 ¿B. - Alta Ganancia; G > 25 dB.

Los valores típicos de ganancia utilizados son entre 6 y 10 dB para antenas de estación base y entre O y 3 dB, para antenas de estación móvil 151.

Potencia d e Transmisión.- La potencia transmitida deberá restringirse a la mínima necesaria para lograr la cobertura requerida y no se permitirá exceder la máxima autorizada por la SCT. Para repetidores y bases, la máxima potencia radiada de transmisión es 330 Watts aparentes, por lo que la máxima potencia del transmisor es de 60 W; y para los móviles la máxima es de 60 Watts aparentes, debido a que normalmente utilizan antenas omnidireccionales de ganancia unitaria. La potencia

t I I

I I I I I I

I I I

20

racliada aparente se define como la potericia'suministrada por una antena multipli- cada por su ganancia relativa en una dirección dada [17].

Ubicación del Transmisor.- La ubicación del transmisor deberá ser cuidadosa- mente seleccionada para que las señales cubran el área requerida, siempre y cuando

más altos son de mayor preferencia debido a que se puede cubrir una zona más ex- tensa, habrá ocasiones en que se podrá utilizar un lugar de altitud menor. También puede darse el caso en que el área que se quiere cubrir sea muy grande, por lo que se necesitará seccionar esta área y utilizm un transmisor por cada sección, lo cual

I I I I

I

no exista radiación excesiva más allá de los límites de dicha área. Aunque los sitios

I

zona de cobertura se define como la zona asociada a una estación transmisora, en el interior de la cual y en condiciones técnicas determinadas, puede establecerse una radiocomunicación con otra u otras estaciones, tanto si se trata de transmisión como de recepción o de ambas a la vez [is]. Existen algunos parámetros del sistema que se pueden variar para mejorar la calidad de la transmisión, tales como: la ubicaciln del transmisor, la altura de las antenas, la potencia del transmisor, el tipo de antena, etc. [20].

incrementará el costo del sistema [17]

'

2.3.2.9 Requerimientos de Calidad.

Normalmente se manejan los siguientes tipos de requerimientos de calidad :

- Calidad de la transmisión, - Grado de servicio, - Niveles de interferencia, - Confiabilidad.

Estos términos se explican a continuación:

Calidad de la Transmisión.- La calidad de la transmisión de un sistema de radio se obtiene mediante el análisis de la razón señal a ruido (S/N) de cada uno de los

I

I I I . . '

21

Grado d e Servicio.- Es una medida de la capacidad de una red para cursar el tráfico desde el punto de vista de la suficiencia de equipos y canales a través de u n a multiplicidad de nodos. Sería antieconómico proporcionar equipos y canales suficientes para que todos los usuarios pudieran comunicarse simultáneamente. En la práctica, los sistemas se diseñan para proporcionar un servicio aceptable bajo .condiciones normales de tráfico. Para este propósito, el grado de servicio se define como la probabilidad de que un intento de llamada se pierda debido a que no hay canales disponibles. 1191

Niveles de Interferencia.- La interferencia se define como un disturbio experi- mentado en la recepción de una señal deseada causado por una señal no deseada o ruido. Los tipos más comunes son:

- Interferencia Cocanal.- Se produce cuando dos o más transmisiones utilizan canales que están asignados a la misma frecuencia.

- Interferencia de Canal Adyacente.- Ocurre cuando las bandas laterales de un canal se traslapan con las de un canal adyacente.

- 1i:termodulación.- Cuando dos frecuencias se aplican a un dispositivo no lineal, se mezclan y producen señales adicionales no deseadas conocidas como productos de intermodulación, las cuales pueden caer dentro de la banda de interés produciendo interferencia.

La conservación del espectro y la reducción de la interferencia son consideraciones contradirtorias para la planeación de frecuencias. Para lograr una situación libre de interferencia se requeriría un gran número de canales, pero debido a la lim- itación del espectro se deberá estar sujeto a un cierto riesgo de Nvei de interferencia cuyo valor máximo estará limitado por la relación de protección, la cual se define como e1 valor mínimo (generalmente expresado en decibeles) de la relación entre la señal deseada y la señal no deseada a la entrada del receptor, lo que permitirá obtener una buena calidad de señal a la salida del receptor. (171

Confiabi1idad.- Las cansas principales que pueden ocasionar que una transmisión falle son cuando las condiciones de propagación no son adecuadas o cuando se presentan fallas en el equipo. Para mejorar la confiabilidad de un sistema contra los problemas de propagación se utiliza un método conocido como diversidad de re- cepción, el cual consiste en recibir varias señales de trayectorias diferentes de las cuales se selecciona la que tenga el mayor nivel de amplitud.

I

22

En cuanto a la coiifiabilidad con respecto al equipo, la comunicación puede afectarse a niveles diferentes. Por ejemplo, si falla un equipo móvil solo se ven's afectado un usuario, pero si falla una estación base o un repetidor, una gran cantidad de usuarios quedarían sin coniunicación. Por esta razón se debe utilizar equipo con baja razón de fallas y en el caso de los repetidores, se debe contar con un equipo de respaldo para los casos en que las fallas no puedan repararse de inmediato.

Y

2.3.2.4 Análisis de Propagación.

El propósito del análisis de propagación es el de calcular la potencia promedio que hay que transmitir para cumplir con los requerimientos de calidad de transmisión, dentro de una zona de cobertura determinada. Aquí se describen dos métodos: el método de Hata que se utiliza para radio móvil celular y el método tradicional para diseñar enlaces fijos punto a punto y punto a multipunto. También se incluye el método de Bullington utilizado unicamente para calcular las pérdidas producidas por obstrucciones en la línea de vista entre enlaces fijos.

2.3.2.4.1 Método de Hata.

Este método 1221 se iitiliza para calcular la potencia de transmisión y la distancia de reuso coca.nal, los cuales son los parámetros fundamentales para el diseño de un sistema de radio y se ven afectados por Ian características de propagacibn.

La degradación de la señal que es causada por el ensombrecimiento es llamada .pkdida o in t eTpc ión del servicio y se define como la fracción de área de servi-

f'cio sobre la cual la calidad de la señal no puede ser mantenida. Esta pérdida es ;&lFuiada tomando en consideración el ruido térmico y Is interferencia co-canal en .,:función de los márgenes necesarios de Relación Portadora a Ruido (CNR) y Relación Portadora a Interferencia (CIR). Para ésto se utiliza un procedimiento de aná1isi.s

:gfobabilístico con el cual se obtienen ecuaciones complicadas que son difíciles de ,@$iejat,:r&ón por la cual se decidió utilizar un grupo de grá.ficas que se derivan de $i&s ecuacioiies. En la referencia (221 se incluye el desarrollo probabilístico de este diftodo. i . A continuación se mencionan los procedimientos desarrollados por Hata pip c,&mlar la potencia del transmisor y la .distancia de reuso co-canal.

. ,/., ' , . , . 1

I . I , . . . . . ' I / . ' i : I .'

I I

I I I I I I I I * I I I I I I I I I I I

I

I I I

23 I

i . . I

Procedimiento para Calcular la Potencia de Transmisión:

I 1. Se asigna un porcentaje a la pérdida de servicio de acuerdo a un valor deseado o ai grado de servicio del sistema. I

I I

2. Se elige un porcentaje de pérdida de servicio en toda la celda F: donde el superíndice 1 indica que se está considerando el ruido térmico y el subíndice a se refiere a la pérdida en toda la celda. Cuando se trate de diseiio de enlaces con celdas grandes se recomienda darle prioridad ai ruido térmico y para sistemas de alta capacidad con celdas pequeñas, se le da prioridad a la interferencia eo-canal. Con el valor asignado a F,! se obtiene el valor de la pérdida en la orilla de la celda Ff (f se refiere a la pérdida en la orilla de la celda), utilizando la gráfica de la fig. 2.2 para un valor determinado de la desviación estándar oo, cuyo valor en una área urbana típica es entre 5 y 7dB y para un valor determinado de la constante de propagación a, cuyos valores típicos para utia área urbana típica son entre 3 y 4dB.

I I I I I

3. Con el valor obtenido de Ff, se calcula el margen de CNR que corresponde ( d B ) utilizando la fig. 2.3. donde (CNR), y ( C N R ) t , , son los &o,

v g l C N R ) I k ores medio y umbral respectivamente de la C N R .

4. Se fija un valor para la calidad de transmisión del sistema (proi>ahilidad de error) y en función de éste, se concede un porcentaje para la ralidad tie la transmisión, considerando el ruido térmico en un ambiente con drsva1ie.c irnien to de Rayleigh.

5. Se elige el método de modulación y con la probabilidad de error que considera al ruido térmico, se calcula el valor de umbral de CNR (fig. 2.4) qur corresponde a (CNR)th (dB). I

6. Sumando los datos obtenidos en los puntos 3 y 5, se obtiene el valor medio de I I C N R que corresponde a ( C N R ) , (dB).

7. Sustituyendo en la siguiente ecuación el valor obtenido en el punto anterior, I

I se obtiene la potencia de transmisión:

I

24 I

donde:

= Potencia de transmisión (dBw), I Valor medio de CNR calculado en el punto 6 del

Razón Portadora a Ruido (dB), 1 I I I I

procedimiento anterior (dB), . = = Constante de Boltzman (1.38 x %), = , Temperatiira absoluta (290 OK), = Ancho de banda (Hz), = Factor de Ruido (dB), = =

Pérdidas en la trayectoria (dB), Ganancias de las antenas transmisora y receptora (dB).

La pérdida en la trayectoria se obtiene con la ecuación típica de pérdidas en el espacio libre (ec. 2.3), más 37dB adicionales debido al margen de desvanecimiento

I I

. I P O I .

1 10 loo O

POlDDA 01 u ORlUA DE u aLorc F'f (X)

Figura 2.2: Relación entre F; y F: [22].

I

I

I I

25

la

10

1

0.1

o 10 m YI

u#(oD( DE QaI (de)

Figura 2.3: Relación enire F; y la razón portadora a ruido CNR [22].

-10 O 10 10 So U) SQ 00 70

(da)

Figura 2.4: Probabilidad de Error contra CNR para MSK considerando Drlrccióri Diferencial con Diversidad de Selección de 2 ramaa [21].

26

I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I

I I I I I I I I I I

Procedimiento para calcular la distancia de reuso co-canal:

1. Se asigna un porcentaje a la pérdida de servicio en toda la celda F: debida a la iiiterferencia cocanal y para un determinado valor de go, se calcula la pérdida en la orilla de la celda F; utilizando la gráfica de la fig. 2.5, (el superíndice 2 indica que se está considerando la interferencia cocanal).

2. Con el valor obtenido de F; y utilizando la figura 2.6, se obtiene el valor del margen de CIR que corresponde a (dB).

3. Se elige un valor de calidad de transmisión deseada (Pe), considerando la interferencia cocanal en un ambiente con desvanecimiento de Rayieigh.

4. Con el método de modulación a utilizar y con el dato obtenido en el punto anterior, se calcula el valor de umbral de CIR que corresponde a (CIR)t , , (dB).

5. Sumando los valores obtenidos en los puntos 2 y 4, se obtiene el valor medio de CIR que corresponde a (CIR) , (dB).

6. Con el dato obtenido en el punto anterior y para un valor determinado de a, se obtiene la distancia de reuso co-canal (D/R) utilizando la siguiente ecuación:

donde:

D/R = Distancia de reuso cocanal, (CIR), = Valor medio de CZR (dB),

C I R = Razón Portadora a Interferencia (dB), a = Constante de propagación.

En la fig. 2.7 se presenta el diagrama de flujo del método de Hata, moslraiido los dos procedimientos definidos anteriormente.

I I

I I I I I I

I I I I I i I 1 I I I I I I I

I I

27

1

io0

Figura 2.5: Relación entre F; y FO [22].

I

O 10 I PO 30

IMIIDo(KcR I Figura 2.6: Relación entre F; y la razón portadora a interferencia CIR 1221. I

I 28

I 1 I

F % ( X ) Fe 1 F1a ( X )

CAUDAD DE LA TRANSMiSlON

Fe 2

F'f ( X )

Figura 2.7: Diagrama de flujo del Método de Hata. a

F'f ( X ) (CNR)th (CIR)th

29

I

I 2.3.2.4.2 de Radio.

Método Tradicional para Calcular la Calidad d e u n Sistema I

Transmisión AiialÓgica.

El méto.do para calcular la calidad de un enlace consiste en la iitilizaciÓn de una serie de ecuaciones teórico-prácticas para obtener la Razón Señal a Ruido, la cual consiste en la diferencia entre las ganancias y las pérdidas totales del sistenia.. A continuación se describirán los factores principales que intervienen para el cálculo de las pérdidas y ganancias de un sistema de radio.

Pérdidas en la trayectoria (Lp).- Aunque la atmósfera y el terreno sobre el cual se propagan las ondas de radio intervienen en la pérdida de una trayectoria de ra.dio, hay una pérdida característica para una frecuencia y distancia dadas. Esta. pérdida es conocida como pérdida en el espacio libre y se define como la pérdida que se obtendría en el espacio libre entre dos antenas isotrópicas, donde no haya niiigúri tipo de obstrucción. Una antena isotrópica es aquella que recibe o transriiit.e riiergía. uniformemente en todas direcciones. La perdida en el espacio libre es direct,aniciite proporcional a la distancia y a la frecuencia y se calcula por medio de la siguieiit,e ecuación:

donde:

L p = Pérdida en el espe.cio libre (dB), d = Longitud de la trayectoria (Krn), f = Frecuencia de la portadora (GHz).

La cantidad 92.4 que aparece a.1 final de la ecuación 2.3, corresponde i d fa.ctor de I I conversión de las unidades utilizadas y lo niismo se observará m i a1giitia.s ecuacioiies

posteriores.

' Pérdidas en el equipo (L).- Normalmente esta iiiforinacih es propor< ionada I

I por el fabricante y consiste en las pérdidas ocasionadas por los corirctorcs utilizados para acopiar los diferentes dispositivos, así como las pgrdidas adicionales prodi~ridas por los filtros, aisladores, duplexores, etc.. Por regla general. la pérdida toial en cl equipo no debe ser mayor a 3 dB [20].

I I

30

Ganancia de las antenas (G),- La ganancia de una antena es expresada en decibeles relativos a la ganancia de una antena isotrópica, la cual es una antena teórica omnidireccional con una ganancia que por definición es unitaria, es decir, O dB. La

[ I I I

(2.4) 1

ganancia de una antena parabólica está dada por (241:

G = 201og,, D + 201og,, f + 17.8

donde: I G = Ganancia de la antena (dB), D = Diámetro de la antena (m), í = Frecuencia (GHz).

I

I I I

I I

Aunque esta fSrmula se utiliza para propósitos de cálculo, la ganancia puede ser determinada de las especificaciones especificadas por los fabricantes.

Factor d e mejoramiento d e FM (I).- Durante la transmisión de una señal, ésta se ve afectada por el ruido, el cual en ocasiones podrá tener un nivel mayor que la señal deseada, lo cual es un problema significante ya que una característica de los receptores de FM es que capturan las señales de niveles ma8 altos y suprimen las de niveles mas bajos. Esto se puede mejorar mediante el factor de mejoramiento de FM en el rual un inrremeiito en el índice de modulación (el cual ocasiona u11

incremento en la deaviación de frecuenria) produce un incremento en la tensión de la señal demodulada recibida, obteniéndose una mejor Razón Señal a Ruido. Este faitor de mejoramiento se obtiene por medio del uso de limitadores de tensión en el receptor, para que el nivel de la señal deseada este limitado a un valor máximo arriba del nivel del ruido y el sistema se diseña de tal manera que la probabilidad de que el ruido exceda al nivel de la señal deseada sea mínima 120).

Factor de Ruido (NF).- Es el ruido generado dentro del receptor y se define como la relación entre la potencia del ruido medida a la salida de un dispositivo y la potencia del ruido que existiría a la salida, si el sistema no tuviese más fuentes de ruido que la agitacibn termica debida a la componente resistiva de la impedancia de la fuente, ambas poteticias de ruido se determinan para una temperatura s l d u t a de la fuente de 293 " K . Los valores típicos de NF son entre 6 y 8 dB para V H F y entre 12 y 16 dB para UHF 151.

Ruido Térmico (NT): Es el ruido que ocurre en todos los equipos de comunicación

I

1 1 I I

I I I

1

,

31 I

debido a la agitación t6rmica de los electrones. Se caracteriza por una distribución uniforme de energía sobre el espectro de frecuencias. El ruido térmico es directamente proporcional al ancho de banda y a la temperatura y se obtiene de la siguiente manera:

NT = lOlOg~, ( K T B ) + 30 j2 .5 )

donde:

NT = Ruido térinico (dBm), K = Constante de Boltemann (1.38 x IO -23 jou/"K), T = Temperatura absoluta (290 OK),

B = Ancho de banda de rf (Hz).

Ruido de Interrnodulación ( N I ) . - Cuando dos o más señales se mezclan a través de un dispositivo no lineal, se generan productos de intermodulación debido a los efectos de la no linealidad, originando con ello, el ruido de intermodulación, el cual se puede aproximar así [20]:

donde:

NI = Ruido de intermodulación (dBm), NT = Ruido térmico (dBm), NF = Factor de ruido (dB).

La causa del ruido de intermodulación es diferente a la del ruido térmico, sin embargo, sus efectos son similares particularmente en sistemas multicanal.

Preénfasis (P).- El ruido siempre está presente en toda la banda de frecuencias y su nivel se incrementa al aumentar la frecuencia, lo cual trae como consecuencia u n a disminución de la razón señal a ruido para las frecuencias más altas. Para evitar lo anterior, se efectúa el proceso conocido como preénfasis, el cual consiste en amplificar las frecuencias altas de la señal moduladora antes del proceso de modulación (antes de la adición del ruido). Este proceso distorsiona en cierto grado la señal, pero después de la demodulación se efectúa el proceso inverso llamado deénfasis, el cual

32

I

I I I I I I I I I I

I I I I

I

rediice las amplitudes de las frecuencias modificadas a sus niveles oriBnales y al iriismo tiempo, el ruido que se introdujo en ellas durante la transmisión se reduce a un nivel más bajo que el original. Normalmente se utiliza un valor típico de 6dB/oct de preénfasis y -6dB/oct de deénfasis (201.

Fnctor de Ponderación (W).. El oído liumano no responde igualmente a todas las frecuencias comprendidas en el ancho de banda de un canal de voz y además, el efecto de interferencia del ruido es dependiente de la frecuencia. Para igualar los efectos producidos por las causas mencionadas se utiliza un filtro conocido como filtro de ponderación sofométrica, cuya finalidad es reducir 2.5 dB la potencia del ruido en un ancho de banda de J.lkHz, lo cual se traduce en una ganancia ya que se mejora la calidad de la señal. En caso de que se utilize un ancho de banda diferente, el factor de ponderación será igual a:

B 3.1

W = 2.5 + lOlOg,,(-)

donde W es el factor de ponderación (dB) y B es el anc.3 de banda (KH1, En el caso de u n canal de voz donde B = 4 K H z ne obtiene un factor de ponderación típico de 3.6 dB de acuerdo a las recomendaciones del CCITT (Comité Consultivo Internacional Telegráfico y Telefónico) [18].

Margen d e desvanecimiento ( MD).- El desvanecimiento es un incremento aleato- rio en la pérdida de trayectoria durante condiciones anormales de propagación. Du- rante tales condiciones las pérdidas pueden incrementarse hasta 10,20,30 dB o más durante períodos cortos de tiempo. Típicamente, el margen de desvanecimiento 110

debe ser menor de 15 dB y se determina mediante la siguiente ecuación: I

I I I I I I I i I I I I I I I I I I I I

33

I

donde:

hfD = Margen de desvanecimiento (dB), d = Longitud de la trayectoria (Km),

U = Factor que define el tipo de terreno: 4 - plano 1 - promedio (poca rugosidad) I

I I

.25 - montañoso V = Factor para convertir la probabilidad del peor mes a probabilidad mud:

0.5 - áreas húmedas o calientes, grandes lagos

0.125 - áreas secas o montañosas 0.25 - áreas promedio (lejos de la costa)

f = F recuencia de la portadora (GHz) C = Confiabilidad del enlace cuyos d o r e s típicos son: C 5 99%

para voz y C 2 99.99% para datos. I Este margen de desvanecimiento es para disponibilidades en base a un año y I

I

I I

puede ser usado tomando como base el peor mes haciendo V = 1 [15].

Ganancia del s is tema (Gs) . - Es una medida Útil del funcionamiento del sisterns, ya que su cálculo incluye parámetros de mucho interés para el diseñador. En su forma más simple, aplicándoee solo al equipo, CB la diferencia entre la potencia de salida del transmisor y ei nivel de IR portadora recibida para una determinada calidad de la señal. Su valor debe ser igual o mayor que la auma de lsi, pérdidas menos las ganancias externas ai equipo. Matemáticamente se representa de la siguiente forma [15]:

I

I

Gs = MD t L p + Pp' t PA) - GT - GR (2.9) I

I I I 1

donde: I Gs = Ganancia del sistema (dB), MD = Margen de desvanecimiento (dB), L p = Pérdidas en el espacio libre (dB), PF = Pérdidas en los filtros y circuladores (0.5 dB), Pa = Pérdidas en los alimentadores (dB),

GT, GR = Ganancias de las antenas transmisora y receptora (dB).

Las pérdidas en los alimentadores se estiman por medio de la siguiente fórmula:

I 34 I

donde: AT es la altura de la torre (m), Pc es la pérdida en el cable (dB/m) y el factor 15 se refiere a la distancia promedio en metros que existe entre la torre y la caseta donde está instalado el equipo [25].

Potencia del Ruido (PA).- Para sistemas terrestres, suponiendo una temperatura del ruido de la antena de 290 OK, el ruido de I s antena transferido al receptor ha sido calculado con un valor de -174 dBm/Hz de ancho de banda ó -114 dBm/MHz de ancho de banda. En un receptor ideal, éste sería la única fuente de ruido, pero normalmente cualquier receptor contribuirá con ruido adicional el cual elevará el ruido total equivalente. Este ruido se calcula como sigue (24):

’

donde:

PR = Potencia del ruido (dBm),

NF = Factor de ruido del receptor (dB). B = Ancho de banda de radiofrecuencia (MHz),

Potencia de Transmisión (Pi-).- Es la potencia requerida para cubrir una determinada zona y se determina por medio de la siguiente ecuación:

1

donde:

(2.12) I I

PT = Potencia de transmisión (dBm), Gs = Ganancia del sistema (dB),

CnrrN = Umbral de recepción o sensibilidad del receptor (dBm). I I Razón Señal a Ruido (S/N).- La Razón Señal a Ruido expresa en decibeles

la cantidad que el nivel de una señal excede el nivel del ruido correspondiente. Típicamente se maneja un valor de 30 dB para transmisión de voz, de acuerdo a

I 35

I

las recomendaciones del CCIR (Comité Consultivo Internacional de Radiocomuni- caciones) (271. Para un enlace de radio la S/N es igual a [20):

S / N = PT + GT + GR - (ZT + ZR) - Z p - (NT +NI + NF + I + p + w ) (2.13)

donde:

Razón Señal a Ruido (dB), Potencia de transmisión (dBm), Ganancia de las antenas transmisora y receptora (dB), Pérdidas en el equipo transmisor y receptor (dB), Pérdidas en la trayectoria (dB), Ruido térmico (dBm), Ruido de intermodulación (dBm), Factor de ruido (dB), Factor de mejoramiento de modulación de FM (dB), Preénfasis (dB), Ponderación (dB).

La función de un sistema de radio es la de proporcionar una cantidad de ancho de banda con una cierta calidad. La cantidad es definida en términos del número de canales que se van a manejar y la calidad es definida en términos de la razón S/N de cada uno de estos canales.

Transmisión Digital.

Para sistemas de transmisión digital, la expresión Eb/No es el término utilizado para calificar la calidad de una señal digital recibida, al igual que la Razón S/N para transmisión analógica. Eb/No expresa la energía de la señal recibida por bit por hertz de ruido térmico. Por lo tanto:

donde:

I

36

& = Energía promedio de un bit = (P)(Tb), P = Potencia promedio de la portadora (dBm),

Tb = Duración del bit (s), No = Densidad espectral del ruido (dBmjHz),

CNR = Razón Portadora a Ruido (dB), B = Ancho de banda del ruido del receptor (MHz), FS = Razón de bit transmitida (Mb/s) = i/Tb.

El ancho de banda del ruido del receptor se define como el ancho de banda de ua filtro ideal libre de ruido con una determinada ganancia cuya potencia del ruido de salida es igual a la del filtro del sistema considerado. El valor de CNR se obtiene de unas gráficas [15] como en la fig. 2.8 en función de la probabilidad de error (Pe) y del tipo de modulación utilizado. El valor de la Pe dependerá del nivel de calidad de transmisión deseada, a mayor calidad menor Pe y viceversa. Los valores típicos de Pe son de para transmisión de datos. En cuanto al tipo de modulación, la CCITT recomienda FSK para modems de baja velocidad (V.23: de 300 a 1200 bps), PSK para modems de velocidad media (V.22: de 1200 a 2400 bps) y QAM para modems de velocidad superior a 2400 bps (V.32).

para transmisión de voz y

37

F

io-'

I U'

I$

icr"

io-'

a I 0-

IC*

I0JC

Figura 2.8: Razón portadora a ruido CNR en función de la probabilidad de error Pe y del tipo de modulación digital [15].

2.3.3 Diseño del Sistema.

Una vez que se cuente con toda la información mencionada en 10s paeos anteriores de la metodología, se podrá proceder con el diseño del sistema resolviendo los siguientes puntos:

38

2.3.3.1 Seccionar el área total d e cobertura.

2.3.3.2 Estimaciólj de l tráfico para determinar el número de canales requeridos.

t

2.3.3.3 IJbicaciÓn de las estaciones.

Se debe hacer en una mapa topográfico, ya que este tipo de mapaa contiene toda la información necesaria para conocer las características topográficas del terreno, lo cual nos sirve para seleccionar los sitios más adecuados donde se ubicarán los repetidores, lo cual se realiza primero en una forma tentativa, ya que el siguiente paso es el de dibujar los perfiles para determinar si la ubicación es la adecuada.

i 2.3.3.4 Elaborar los perfiles de todos los enlaces.

F

Esto se hace'con la finalidad de conocer la influencia de la estructura de la superficie terrestre en la propagación de las ondas de radio.

2.3.3.5 Desarrollar el análisis de propagación utilizando el mé todo apropiado. I

i 2.3.4 Plan de Asignación de Frecuencias.

Para desarrollar el plan de asignación de frecuencias se deberá tomar en cuenta los siguientes factores:

Distancia de reutilización de frecuencia

Distancia de separación entre canales adyacentes

m Análisis de intermodulacih

todo lo anterior se hace con la finalidad de evitar la interferencia entre los usuarios del sistema o también con otro sistema cercano.

39

I

I Y \ I

I ~1 aspecto de i/itermodulación de mayor interés en sistemas de radio es la

formación transmisores y receptores de productos de intermodulación 10s cuales en muchas circunstancias comunes causan interferencia con operaciones en otras frecclencias . ~1 potencial I de tales interferencia8 aumenta rápidamente a medida que se congestionan las operaciones de radio en una localidad. Excepto en &cuna- tancias poco usuales, la interferencia de intermodulación afecta a los productos de orden impar y más frecuentemente a los de 3er. orden. La importancia de los productos impares más altos (50.,70., etc.) es minimizada porque están formados por amplitudes mucho menores que los de 3er. orden [34].

j

El metodo a seguir considera 2 transmisores cercanos cuyas frecuencias generan 2 productos de intermodulación de 3er. orden (ZFI-FZ, y 2F2-Fl), por lo que es necesario verificar si estos productos coinciden con las frecuencias de recepción de los repetidores; si e; así, se procede a aplicar técnicas de filtrado (filtro de cavidad, aislador dual, etc.) :en uno de los transmisores, si solo se interfiere un receptor y en los dos, si se interfieren dos receptores. Para el cwo en el que se interfiere un receptor, si el producto es del tipo 2Fl-F2, entonces se utilizan fiitros en el transmisor F1; y si es del tipo ZFZ-Fl, en el transmisor F2. Además del filtrado aplicado a dicho transmisor, debe de existir una separación adecuada (ver fig. 2.9) entre su antena y la del receptor interferido, para proporcionar el aislamiento necesario y así, reducir la señal de interferencia debida a la intermodulación a un nivel inferior a la sensibilidad del receptor.

I

1 El análisis de intermodulación se debe realizar partiendo de una lista de frecuencias que operen en el mismo punto de repetición y se deberá tomar r n cuenta el ancho de banda de RF (25kHz) e identificar las frecuencias de los transmisores que deben utilizar filtros, las frecuencias de los transmisores que conjuntamente originan la intermodulación y las frecuencias de los receptores que son interferidos.

I

I

2.3.5 Especificación y Características del Equipo. 6

En la especificación del equipo se deben considerar los siguientes aspectos: especificación técnica, mecánica, de suministro de potencia y ambiental, en los cuales se deberá mencionar los parámetros más importantes que definen ai equipo, tanto en forma general, como del transmisor, receptor y antena (potencia de transmisiln, sensitividad, impedancia, tipo de antena, etc.). Ademb, se deben mencionar las características del equipo desde el punto de vista funcional (programable, control

I

1 I 40

80

70

W m e

E m 3 30

20

.n ' " 1 2 3 4 5 7 10 20 3040 wm100

DfsTANClA EM€ C&OS M DIPOLO (PIES)

Figura 2.9: Aislamiento típico contra separación de antenas dipolo.

remoto, mu1 t icanal , et c.).

2.3.6 Pruebas de Campo.

I Una vez que se haya desarrollado todo el análiisis teórico del diseno del sistema, el siguiente paso es el 'de efectuar las prueban de campo, cuyo resultado nos permitirá conocer la confiabikdad del método analítico empleado. La realización de dichas pruebas se puede facilitar mediante la elaboración de un plan de mediciones cuyos puntos relevantes son:

2.3.6.1 Definir el' equipo necesario para las pruebas.

Equipo de medición (calibración)

Equipo de transmisión y recepción (ajuste)

Herramienta y equipo adicional, como pinzas, desarmadore8,etc..

I 1 I

2.3.6.2 Realizár la' caracterización de l a antena que se utilizará para las pruebas.

I La metodología para la caracterización de la antena cumple con los siguientes

pasos: i

Medición del patrón de radiación,

Cálculo de la ganancia,

Cálculo del . . ancho del haz y

a Cálculo de la relación de intensidad de campo hacia el frente y hacia atrás. I

Patrón de Radiación. 1

El conocimiento de loa valores de intensidad de campo radiados por una antena permite determinar el patrón de radiación asociado a la misma y, por lo laiito, el intervalo de frecuencias que la antena puede cubrir.

I i Ganancia. I

La deñn,bn de la ganancia G de una antena es: 1 t

densidad de potencia márima (untena bajo prueba) 'G = densidad de potencia prmedio (antena de Te f erencia) (2.15)

La densidad de potencia máxima (PMa,y) es aquella que se produce en la dirección de máxima radiación; si la intensidad máxima rms del campo eléctrico ( E M A X ) en esta dirección es conocida, medida a una distancia R del transmisor, la densidad de potencia máxima se puede calcular como:

42

(2.16)

donde 20 es la impedancia característica del espacio libre e igual a 377R. La densidad de potencia promedio es la que produciría una antena isotrópica, alimentada con la misma potencia de entrada W que la antena bajo prueba, a la misma distancia R. por lo tanto, se puede expresar como:

W PPROM = - 4r R2

(2.17)

Haciendo uso de estas relaciones y tomando en consideración la variación de la potencia promedio entregada por el oscilador a la antena bajo prueba, de acuerdo a la frecuencia de operación, se han hecho los cálculos respectivos de ganancia. El denominador de la misma relación se obtiene en función de la corriente en el punto de alimentación, Io, la parte real de la impedancia de entrada, r d , y el radio R de la esfera imaginaria sobre la cual se calculó la intensidad de campo eléctrico.

: Iofcnr 4 ñ R 2 PPROM = (2:18)

Por lo tanto, sustituyendo las ecuaciones 2.16 y 2.17 en la relación original, se obtiene que:

(2.19)

Ancho del Haz principal de Radiación.

En la dirección de máxima radiación, el ancho del haz ( T ) , se define como se indica en la fig. 2.10 y corresponde ai ángulo formado entre las rectas que pasan por el origen y los puntos en donde la intensidad de campo ek t r i co es igual a 0 . 7 0 7 8 ~ ~ ~ . Nótese que como la radiación puede ser diferente en los planos E y H, los ángulos correspondientes que definen el ancho del haz son diferentes en ambos casos.

43

Y

Figura 2.10: Definición del ancho del haz principal de una antena.

44

Relación de l a Intensidad de C a m p o hacia el Frente y hacia Atrás.

Basándose en la fig. 2.10, esta relación se define como:

F B

E ( @ = 9O",f$ = 900) _ - - E(B = 90",+ = 270') (2.20)

suponiendo que la máxima radiación ocurre en la dirección positiva del eje z

~ 9 1 .

2.3.6.3 Desarrollar un protocolo de pruebas.

a Pruebas de transmisión,

e Pruebas de recepción.

2.3.6.4 Organizar las cuadrillas de medición.

Las cuadrillas de medición Be organizan de la siguiente manera:

Cuadrilla de transmisión

Un transceptor(Tx) Una antena Un mástil Un voltímetro Un transceptor portátil Cable coaxial Una fuente de alimentación Un wattmetro Un equipo de prueba

Un generador de AF Un medidor de intensidad de campo

Cuadrilla de recepción

Un transceptor(Rx) Una antena Un mástil

Un analizador de radiocomiinicacioiies Un medidor de intensidad de campo Cable. coaxial

Un plano de tierra Una fuente de alimentación

Un transceptor portátil Un equipo de prueba

45

2.3.6.5 Definir los enlaces que se van a medir.

2.3.8.6 Documenta r los resultados obtenidos.

2.3.7 Comparación TeOrko-Práctica.

Ei objetivo ¿e este punto es el ¿e hacer una comparación de los resultados obtenidos con el método teórico con los resultados obtenidos en las pruebas de campo para comprobar sí el método teórico empleado es confiable. Además, para los casos más cnticos puede ser necesario realizar un ajuste a algunos de los parámetrm de diseño especificados (ganancia o altura de antenas, mtírgenes considerados, etc.) para que todos los enlaces sean factibles.

2.4 Procedimiento para la implantación del sistema de Radio.

U n a vez que se haya disefiado el sistema, el siguiente paso es el de analizar las consideraciones necesarias para su impiantación y funcioiiamiento. Los pasos necesarios para desarrollar esta etapa son loa siguientes:

2.4.1 Clasificación de prioridades de comunicación.

Es importante porque en base a ésta se puede proceder para desarrollar algiinas etapas tales como la distribución de frecuencias y la asignación de equipos durante la reestructuración. Las prioridades pueden realizarse tomando en cuenta los niveles jerárquicos de la empresa o también se pueden considerar las prioridades de comunicación por áreas.

\

i

46

2.4.2 Plan de equipamiento por etapas.

El plan de equipamiento por etapas podrá desarrollarse tomando en cuenta la jerarquización del sistema que se haya diseñado, así como las necesidades prioritarias de comunicación que hayan sido definidas en el punto anterior.

Por consiguiente, se recomienda que una vez que se tenga bien definido lo anterior, se proceda con el plan de equipamiento, considerando la infraestructura existente y realizando la sustitución o reasignación de equipos para la implantación de nueva tecnología. También se recomienda que los equipos nuevos se asignen a los niveles de mayor prioridad de comunicación. Además, se sugiere que se realizen pruebas ai sistema conforme se avance en el pian de reestructuración para verificar que el sistema opere correctamente.

2.4.3 Capacitación del usuario.

Se concentrará principalmente en los siguientes puntos:

o Actualización de información

o Diseño del sistema

o Plan de asignación de frecuencias

o Plan de crecimiento desarollado

o Preparación sobre el plan de mediciones

o Asimilación del plan de equipamiento por etapas para la la implantación del equipo nuevo

o Entendimiento de las capacidades de mantenimiento

o interpretación correcta de las especificaciones de los equipos y su aplicación en el diseño del sistema

o Conocimiento de la operación del sistema completo.

47

2.4.4 Actualización de la información.

Se recomienda actualizar cada vez que surja alguna modificación.

2.4.5 Determinar las limitaciones del sistema.

Esto se refiere a si existen rutas alternas de comunicación, comunicación privada, acceso con la red telefónica pública, etc.

. 2.4.6 Mantenimiento preventivo y correctivo.

El mantenimiento en un sistema de comunicaciones implica una serie de acciones llevadas a cabo por el personal encargado de dicha actividad, con la finalidad de supervisar y obtener un funcionamiento Óptimo del sistema. Aquí se considerarán aspectos como:

Mantenimiento del equipo

Tiempo fuera de servicio por mantenimiento preventivo

Determinación del número de repuestos

Los dos tipos de mantenimiento que se pueden efectuar son: mantenimiento preventivo y mantenimiento mrrectivo. El preventivo se refiere a procedimientos de ajuste y limpieza de los equipos asi como a la revisión general de parámetros qur permitan detectar fallas latentes o condiciones anormales. La reparación en el taller estará comprendida por un programa de revisión y reparación de unidades que cubren el mantenimiento preventivo y de reparaciones fuera de programa y revisiOn de módulos, los cuales han fallado o se han degradado. El correctivo corresponde al

la falla y reemplazarlo. El técnico deberá llevar el módulo de repuesto o tener un acceso rápido a él.

mantenimiento de campo, el cual consiste en diagnosticar el módulo en el que existe I

48

Para cualquiera de los procedimientos anteriores, se requiere que sean rápidos, efrctivos v libres de errores, para lo cual se recomienda seguir la siguiente secuencia durante la ejecución del mantenimiento:

- Hacer e interpretar las lecturas de prueba - Aislar la causa de la falla - Reemplazar k1 módulo fallado - Hacer ajustes para obtener características óptimas.

La herramienta más vital para la reparación es el manual de mantenimiento, el cual deberá ser proporcionado por el diseñador del equipo y deberá ser exacto y completo, además de que la información sea fácilmente localizada. Su principal función consiste en ayudar en el diagnóstico de la falia, para lo cual deberá contener una secuencia lógica de pruebas necesarias para identificar, mediante un proceso de eliminación, la causa del mal funcionamiento. Otras características del manual son que deberá incluir mecanismos de seguridad y precausiones, detalles de mantenimiento preventivo, requerimientos de respuesta e instrucciones para el reporte de falla. También existe el manual de mantenimiento preventivo, el cual deberá contener el procedimiento para la realización de este mantenimiento y un listado de los grupos de los intervalos de servicio. Estos intervalos pueden ser por tiempo de calendario, tiempo mantenido en operación, horas corridas, kilómetros viajados, etc., según sea lo apropiado. El procedimiento del mantenimiento y los requerimientos del reporte deberán ser completamente descritos. En general, todos los mantenimientos de campo deberán ser tan rutinarios como sea posible y capaces de describirse en la forma más completa en un manual. Si en un mantenimiento de rutina no se obtienen los resultados esperados, el técnico deberá consultar el procedimiento del mantenimiento correctivo o reemplazar el módulo sospeclioso.

El manual del mantenimiento correctivo deberá contener en primer lugar una lista de todas las posibles indicaciones tales como alarmas, desplegados, etc,. en seguida mencionará las rutinas de revisión funcional y puntos de prueba para medición. Además', un diccionario de fallas proporciona una ayuda útil y tendrá que estar actualizándose contínuamente con datos de campo y de diseño, así como de las áreas de producción.

Una vez que se tiene aislada la falla y tomando cualquier precaución necesaria, la siguiente consideración es el procedimiento de diagnóstico seguido por ¡a operación y la revisión final. Una herramienta útil en la'predi'cción ¿e fallas es el reporte de

49

falla. Esta forma deberá contener la mayor información posible expresada en forma clara y sencilla. Los puntos más importantes que deberá contener este reporte son:

1. Tiempo de reparación (activo y pasivo)

2. Tipo de falla (primaria o secundaria, aleatona o inducida)

3. Naturaleza de la falla (circuito abierto o corto circuito)

4. Localización de la falla (posición exacta y detallada del módulo o componente)

5. Condiciones ambientales (donde ésta sea vmiable, registro de condiciones al tiempo de la falla si es posible)

6. Acción tomada (naturaleza exacta del reemplazo o reparación)

7. Personal involucrado

8. Equipo utilizado

9. Repuestos utilizados.

Por último, para predecir 10s mantenimientos ea esencial que se cumplan los siguientes requerimientos:

- La predicción deberá estar completamente documentada y descrita y SU-

jeta a modificación del registro, según loa resultados obtenidos de la experiencia,

- Todas las hipótesis deberán estar registradas y revisar eu validez donde sea posible,

- La predicción deberá llevarse a cabo por ingenieros que no sean parte del grupo de diseño y que por lo tanto sean objetivos [26].

Mantenimiento del Equipo Fijo.

La mayoría de los sistemas de radio móvil dependen de la correcta operación de la estación fija para el funcionamiento del sistema, razón por la cual es esencial el

' mantenimiento y la alta confiabilidad de estas estaciones. Así, la planeación de un

50

nuevo sistema requiere la utilización de equipos cuyo valor de MTBF sea alto, lo que irriplica una alta confiabilidad; ésta Última también puede incrementarse mediante la utilización de equipo redundante en las estaciones fijw.

La alta confiabilidad de un sistema depende de lo siguiente:

- Un programa continuo de mantenimiento preventivo y pruebas cualitati-

- Respuestas rápidas a reportes de faiia por parte del personal de servicio vas confiables.

debidamente entrenado,

Durante el mantenimiento preventivo es necesario detectar la degradación de los parámetros del equipo, antes de que decaigan más allá de un valor m’nimo aceptable, para su correcta operación. Sin embargo, las visitas frecuentes pueden también ocasionar fallas debido a la dificultad de verificar un sistema completo, ya que se pupde introducir una falla involuntaria. Por esta razón, Iw inspecciones regulares deberán restringirse en lo posible a lecturas y pruebas que puedan realizarse sin desconectar la fase de servicio del equipo. En particular, es importante no causar disturbios en las conexiones de la antena, especialmente cuando involucran duplexores multiacopladores, debido a que éstos pueden introducir pérdidas y reflexiones en la potencia, ocasionando que la potencia de transmisión se encuentre abajo de los requerimientos.

En la mayoría de los equipos es posible registrar y ajustar la potencia de salida y el manejo de la tensión en varias etapas del transmisor. Los dispositivos de medición de potencia deberán estar permanentemente conectados en línea para que pueda observarse la potencia reflejada del sistema de antena. Puede esperarse que la línea de tierra o las conexiones de enlace tengan puntos de prueba, donde el alineado del audio puede llevarse a cabo. La modulación es mejor verificarla por conexión desde una toma Permanentemente instalada en la linea de transmisión.

El componente más dificil de probar sin ocasionar disturbios es la sensitividad del receptor, por lo que es necesario tener una conexión que permita intertonectar el instrumento de medición. Un punto específico para esta conexión es el conector NBC, el cual es más seguro que el punto de conexión de la serie N normalmente fijado para este propósito y éste Último es preferible para la medición de los residuos de los componentes del sistema de antena.

51

L~~ mantenimientos preventivos deberán ser programados en periodos de mínima probabilidad de tráfico, ya que usualmente es necesario interrumpir el servicio del sistema.

La rapidez en la respuesta a los reportes de falla involucra una contínua disponibilidad del personal, las herramientas y los instrumentos. Si el equipo es modular y similar a todas las estaciones, es adecuado tener un suministro de módulos que puedan utilizarse en las reparaciones. La variedad en el tipo de equipo puede requerir de módulos o partes de repuesto en cada lugar. Sin importar el tipo de visita que se realize a la estación fija, deberá realizarse un procedimiento estricto de in- spección antes de dejar el sitio y realizar pruebas para determinar que el equipo está trabajando normalmente.

Mantenimiento del Equipo Móvil.

A pesar de que una f d a en el equipo mlvil tiene un efecto menor en el sistema, para el usuario de ese equipo sí representa un problema, debido a que no tendrá comunicación; es por ésto que el mantenimiento de estos equipos es importante.

En la actualidad, la elección del equipo representa un punto relevante para tener buena confiabilidad del sistema. Los equipos móviles de regular calidad tienen una baja razón de aparición de falls que es aproximadamente de 0.3 fallas por equipo por año, io que repercute en una buena confiabilidad del sistema.

Es conveniente que se tengan grupos periféricos entrenados en mantenimiento tales como:

- Problemas en la batería de suministro - Problemas en la antena y el cable - Problemas en el micrófono y el cable.

Las visitas de mantenimiento preventivo pueden restringirse a una cada tres años, en las cuales los técnicos pueden moverse dentro de una área de operación para revisar y ajustar, donde sea necesario, las unidades móviles en masa.

52

El mantenimiento correctivo será la principal actividad para el equipo móvil. Durante este mantenimiento los repuestos son cambiados normalmente en el campo y la unidad que falla se lleva al taller para su reparación.

Determinación del Número de Repuestos.

El cálculo del número de repuestos es necesario para garantizar el funcionamiento contínuo del sistema. Hay tres métodos basados en distribuciones probabilísticas cuyas condiciones son:

1. Los repuestos son sustituidos al final del tiempo de operación,

2. Los repuestos son sustituidos tan pronto comolaa partes failadas non reparadas,

3. Los repuestos son sustitiiídos tan pronto como las partes faiiadas son reparadas y las reparaciones son independientes.

Se recomienda el tercer método porque tiene la ventaja de que los repuestos son sustituídos por cualquiera de las partes que haya sido reparada. El cálculo se hace asumiendo las siguientes hipótesis:

- Las fallas y lss reparaciones ocurren en condiciones de equilibrio es. tadístico,

- Las partes falladas son enviadas a reparación de inmediato y cualquiera es reparada y enviada de regreso independientemente de las otras,

- Cuando los repuestos no están disponibles, no se prevee ningún procedimiento especial de abastecimiento y laa partes en reparación deben es- perar.

Bajo tales hipótesis, el número de repuestos a suministrar se calcula por medio de la siguiente ecuación [25]:

P = s Stl I

tl z=fl K! (2.21)

53

donde:

p = N =

IIíTTR = híTBF =

Probabilidad de que falten repuestos Número de unidades operando en el sistema Tiempo promedio de reparación Tiempo promedio entre fallas

S = Número de repuestos.

El tiempo promedio de reparación se define como el tiempo entre el instante en el cual un repuesto es utilizado y el instante en que la parte fallada regresa después de repararse. La ecuación anterior es conocida como la fórmula de Erlang B, por lo cual se pueden utilizar las tablas del apéndice C para realizar dicho cálculo, donde (S+1) e q u i d e al número de canales y el flujo de tráfico equivale a ( iTBF [25]. N MTTR

2.4.7 Estimación de costos.

En la evaluación económica los tipos de costos que deben considerarse son costos de capital y costos de operación. Básicamente, los costos de capital son todos aquellos relacionados con la inversión realizada en el sistema para proporcionar un servicio duraiite un número de aiíos y no se consideran como gastos. Por el contrario, los costos de operación se refieren a los gastos realizados para mantener ai sistema en operación.

Ya que se ha definido la metodologfa se procederá a su aplicación para la reestructuración del sistema de radio de la División de Dietribución Jalisc;. En el próximo capítulo se hará un análisis de lae necesidades de comunicación existentes en la DDJ, las cuales se utilizarán como punto de partida para el diseíio del nuevo sistema.

54

Capítulo 3

Aplicación de la Metodología a un caso real.

Introducción.

En el presente capítulo se incluye el planteamiento de la problemática general del sistema de radio de la División de Distribución Jalisco (DDJ), así como la definición detallada de las necesidades de comunicación. Además, se proporciona la descripción tanto del sistema actual como del eistema deseado, el cual estará formado por seis redes cuya operación será independiente entre sí. Al final se mencionan las especificaciones generales que se tomarán como base para el inicio de la reestructuración del sistema y un breve resumen acerca de las conclusiones más importantes sobre el andisis realizado.

55

3.1 Necesidades de Comunicación de la DDJ.

Debido a la creciente necesidad de optimiear los sistemas de radiocomunicación y con el fin de atender la problemática existente en la División de Distribución Jalisco (DDJ), surgió la necesidad de reestructurar el sistema actualmente en uso. Este sistenia opera en la banda de VHF y presenta problemas de saturación de las frecuencias de operación, intermodulación y en general baja calidad de recepción, por lo que se requiere de una planeación que permita adecuar el sistema en función de las necesidades presentes y futuras. En la tabla 3.1 se muestran en forma resumida las necesidades de comunicación de la DDJ donde se mencionan las dependencias involucradas, sus funciones, necesidades y facilidades de comunicación. así como las condiciones actuales del servicio.

DEPBNDBNCIA NBCDSIDI

COMUNICA< CON

- PUNCIONES

Tabla 3.1: Necesidades de Comunicación de la DDJ.

CONDICIONBS ACTUALBS (SBRVICIO

Cobortit. L1mlt.d.

Con la solución de las necesidades mencionadas se obtendrán los siguientes

56

beneficios: mejor disponibilidad del servicio, reportes oportunos de conexiones, conocimiento oportuno de la falta de servicio, atención inmediata a contingencias y mejor atención al cliente. La DDJ pretende resolverlas mediante la implantacióii de 6 redes de radio independientes para utilizarlas como un auxiliar para el desarrollo de sus funciones operacionales y administrativas. Cabe mencionar que la DDJ pertenece a la Región de Transmisión Occidente (RTOC) y está dividida en 10 zonas cuyos nombres son: Santiago, Tepic, Vallarta, Minas, Costa, Guadalajara, Ciénega, Zapotlán, Los altos y Chapala, las cuales están distribuidas en los estados de Jalisco y Nayarit. A partir de ésto se explicará en que consisten las redes deseadas.

3.1.1 Definición del sistema deseado por la DDJ.

El sistema deseado consiste de seis redes, las cuales son las siguientes:

1. Red Operacional (OA),

2. Red Administrativa (DDJ),

3. Red Administrativa (CCC),

4. Red de Potencia (CCAOC),

5. Red de Control Supervisorio (DDJ),

6. Red de Control Supervisorio (CCAOC).

La definici0n y funcionamiento de cada una de estas redes se describe a conti- nuación, donde las redes de OA, DDJ y CCC (Centro de Continuidad de Conexiones) se tratan conjuntamente, debido a que pertenecen a la misma dependencia (DDJ) y cumplen con la misma distribución por zonas, con la excepción de que la red de CCC comprende únicamente las zonas de Guadalajara, Tepic y Vallarta. Además, las necesidades de comunicación se dividen en tres grupos de zonas: a) Zona Guadalajara, b) Zonas Tepic y Vallarta y c) zonas restantes.

57

Zona Guadalajara.

Operación Area con voz operacional requiere de un canal Común Para cornu- nicación con la Oficina de Zona, las Subestaciones de Distribución, los móviles y portátiles, la DDJ y el departamento de Subestaciones de Distribución; además, requiere de un canal independiente y común por sector, siendo en total cuatro sectores (ver fig. 3.1). En total, se necesitan 5 canales de repetidor y un canal por cada fijo y móvil.

DDJ con voz administrativa requiere de un canal común para comunicación con la Oficina de Zona y con las Agencias y Sucursales; además, requiere de un canal independiente y común por sector. En total, se necesitan cinco canales de repetidor y un canal por cada fijo (ver fig. 3.2).

CCC desde la Oficina de Zona requiere de un canal de voz independiente y común para comunicación con cada sector y sus móviles y portátiles; y un canal de datos, con cada sector y sus agencias y sucursales. En total, se necesitan cuatro canales de voz y cuatro de datos de repetidor, un canal de voz y uno de datos para cada Agencia y Sucursal y un canal de voz para cada móvil (ver fig. 3.3).

Zonas Tepic y Vallarta.

Operación Area con voz operacional requiere de un canal común para comuni- cación con: la Oficina de Zona, el Centro de Distribución, la DDJ, las Subestaciones de I)istribución y los móviles y portátiles. En total, se necesita un canal de repetidor y un canal por cada fijo y móvil.

DDJ con voz administrativa requiere de un canal común para comunicación con la Oficina de Zona, el Centro de Distribución y las Agencias y Subagenciacl. En total, se necesita un canal de repetidor y un canal por cada fijo.

CCC desde la Oficina de Zona requiere de un canal de voz común para comu- nicación con el Centro de Distribución, las Agencias y Subagencias y los móviles y portátiles; además, requiere de un canal de datos común para comunicacióti con el Centro de Distribución y las Agencias y Subagencias. En total, se necesita un canal de voz y uno de datos de repetidor y para los fijos y un canal de voz para cada móvil (ver fig. 3.4).

58

SECiORfS OflClNAS

DE ZONA

OEFTO. SE'S DISTRIEU-

UoVllEs Y

SUBEST. M

DISTRIEU- CION

-

Figura 3.1: Necesidades de Comunicación de OA, Zona Guadalajara.

- D.D.J.

SECTORES

AGENCW Y

SUCURSALES

OFICINA DE

ZONA

.

Figura 3.2: Necesidades de Comunicación de DDJ, Zona Guadalajara.

59

Figura 3.3: Necesidades de Comunicación de CCC, Zona Guadalajara.

o

Figura 3.4: Necesidades de Comunicación Internas de las Zonas Tepic y Vallarta y externas a la DDJ y OA.

60

Zonas Restantes.

Operación Area con voz operacional requiere de un canal común para comuni- cación con la Oficina de Zona, el Centro de Distribución, la DDJ, las Subestaciones de Distribución y los móviles y portátiles. En total, se necesita un canal de repetidor y un canal para cada fijo y móvil.

DDJ con voz administrativa requiere de un canal común para comunicación con la Oficina de Zona, el Centro de Distribución y las, Agencias y Subagencias. En total, se necesita un canal para el repetidor y un canal para cada fijo y móvil (ver fig. 3.5).

Por otro lado, cabe hacer notar que existen dos repetidores de enlace los cuales son Volcán de Tequila y Bola del Viejo, por lo que es necesario tomar en cuenta el número de canales adicionales que se requieren en estos puntos de repetición, debido a los enlaces que transitan a través de ellos. Por consiguiente, para Volcán de Tequila corresponden cuatro enlaces y para Bola del Viejo solamente uno, aparte de la operación local de cada repetidor.

Red de Potencia.

CCAOC con voz operacional requiere de un canal común (simplex) para co- municación con RGHBS, RTOC, DDJ, OA, el Departamento de Subestaciones de Distribución, las Subestaciones de Distribución de las diez zonas y las cuadrillas de Subtransmisión de las diez zonas, cubriendo todo el ámbito geográfico de la División Jalisco con dos repetidores: Santa Fé y Cerro Alto (ver fig. 3.8). En conclusión, se necesita un canal para el repetidor y un canal por cada fijo y móvil (ver fig. 3.6).

61

?I o

Figiira 3.5: Necesidades de Comunicación Interna de las Zonaa Jalisco y Nayarit y Externa a la DDJ y OA, con excepción de las Zonas de Guadalajara, Tepic y Vallarta.

Figura 3.6: Necesidades de Comunicación del CCAOC a otras Dependencias.

62

Redes de Control Supervisorio.

La DDJ requiere de una red de control supervisorio cenhalizada en OA Guadala- jara para comuiiicación con todas las subestaciones de Distribución que se eiicuen- tran en el ámbito geográfico de la División Jalisco. Con respecto a la red del CCAOC ésta corresponderá a una red similar a la del contiol supervisoriocde la DDJ, solo que para supervisar a las subestaciones de Subtransmisión.

Filosofía de Funcionamiento.

El control supervisorio permite telecontrolar “n” estaciones prácticamente en forma instantánea mediante la aplicación de procesadores lógicos y uno o varios canales de comunicación. El sistema que se maneja actualmente como control supervisorio divisional opera básicamente como un procesador maestro en donde se recopila y maneja la información y “n” procesadores remotos en donde se genera la información. El ordenador maestro interroga constantemente a los ordenadores remotos y establece su contacto mediante canales de comunicación, considerando que en su mayoría los canales son de origen anaiógico la información digital es convertida a señal analógica mediante un modem del tipo FSK. Cada modem tiene la capacidad de manejar la información de 4 estaciones remotas y el ordenador maestro consta de 4 modems. Es decir, que se requieren 4 canales de comunicación para operar 16 estaciones remotas, mediante este arreglo se incrementa la velocidad de barrido y se disminuye la probabilidad de falla por número de modeme.

Para satisfacer la necesidad de comunicación del control supervisorio se cuenta con un sistema UHF/VHF (ver fig. 3.7) que opera básicamente mediante un enlace UHF como troncal y 4 enlaces VHF como ramales. De esta forma @e mantiene la comunicación de cada modem con sus 4 estaciones. Las estaciones que manejan los . modems y por consecuencia los canales de comunicación resultantes en operación son:

63

modem 1 canal Tx: 157.000MHz Rx: 157.000MHz

Agua Azul

Zalatitán Zoquipan

modem 3 modem 2 canal canal Tx: 168.150MHz Tx: 159.200MHz Rx: 168.150M& h: 158.150MHz

Las Pintas Tala San Agustín Guevara Castillo Est anci t a

Ameca *

modem 4 canal Tx: * h: * Mojonera Del Sol Higueriila México

* No especificado.

Actualmente, se encuentra en operación el canal 1 con sus 4 estaciones en barrido y el canal 3 con tres estaciones en barrido debido a problemas de senal por obstrucción topográfica en S.E. Ameca.

64

OPERACION AREA- S.E. ALAMOS

la. UAPA ZONA CUAMWARA

30. ETAPA PERlKRlCO GUADALAUUIA

4a. ETAPA ZONA CWDAWARA

20. ETAPA ZONA MINAS

X NO ESPECICICADO

157 YHr

ZOpUlPAN

188.15 MHz

Rx. 159.2 MHz

I - Figura 3.7: Diagrama del Control Supervisorio Divisional.

65

3.2 Grados de calidad y confiabilidad requeridos.

En lo que respecta al grado de calidad del servicio no se proporcionó ninguna especificación técnica y en cuanto a requerimientos de confiabilidad los únicos datos conseguidos fueron el tiempo promedio anual para reparar los equipos (MTTR448.48 hs.) y el tiempo promedio anual entre fallas (MTBF=8,760 hs.) 10s cuales se utilizarán para determinar la confiabilidad del equipo de radio, faltando la especificación de la confiabilidad de la propagación. Los datos que no fueron especificados por el usuario serán especificados durante el diseño ya sea mediante criterios de ingeniería o con base a lo especificado por las regulaciones nacionales de la SCT.

3.3 Definición del Area Geográfica que Abarca la DDJ.

Como ya @e había mencionado, la DDJ está dividida en diez zonas que abarcan dos estados de la República Mexicana: Jalisco y Nayarit. A continuación se indican las diez zonas con nu nombre y número correspondiente para localizarlas en el mapa de la fig. 3.8 en el cual se muestran los límites del área de cobertura de cada zona, así como la ubicación de los repetidores existentes en cada zona.

1. Zona Santiago 2. 3. 4. 5. 6. Zona Guadalajara 7. Zona Ciénega 8. 9.

Zona Tepic (A.-Loma Batea. B.-Cerro Alto) Zona Vailarta (Cerro El Cuale) Zona Minas (Volcán de Tequila) Zona Costa (Cerro Las Joyas)

Zona Zapotlán (Nevado de Colima) Zona LOS Altos (Cerro Gordo)

10. Zona Chapala (Santa Fé).

La Zona Santiago y la Zona Tepic están localizadas en el Estado de Nayarit, mientras que las Zonas restantes se localizan dentro del estado de Jalisco. Los datos

66

entre paréntesis indican el nombre del lugar donde están ubicados los repetidores. Esta distribución es oficial y fué proporcionada por la CFE por lo que será respetada durante el diseño.

67

Figura 3.8: Límites del Area de Cober tura de la DDJ.

68

3.4 Especificación del número de usuarios del sistema.

Zona

Con respecto al número de usuarios, se consideró al número de equipos de radio (fijos, móviles y portátiles) como el número de usuarios de la red, por lo cual de acuerdo con el resultado de un inventario proporcionado por la DDJ sobre el equipo existente hasta Diciembre de 1987, hay un total de 664 equipos de los cuales 22 son repetidores. Por io tanto, el total de equipos fijos, móviles y portátiles es de 642 el cual será considerado como el\número de usuarios del sistema. En la tabla 3.2 se muestran los resultados del inventario mencionado.

No. de No. de No. de No. de Total de repetidores fijos móviles portátiles equipos por zona

Tabla 3.2: Resumen del Inventario de Equipo de Radio (Diciembre, 1987).

3.5 Horario de operación de los equipos que forman el sistema actual.

La operacibn de los equipos en la DDJ es (en promedio) de la siguientr manera: los repetidores trabajan las 24 horas del día. los equipos base 24 horas al día, los

69

equipos móviles 24 horas al día al igual que los portátiles y los buscadores, y las consolas de control remoto 8 horas al día. Todos estos durante los 365 días del año (ciclo de trabajo continuo).

3.6 Crecimiento espesado del número de usuarios.

Los datos proporcionados por la DDJ sobre el crecimiento esperado de usuarios por zona se muestra en la tabla 3.3 el cual está hecho para un periodo de 10 años.

NOMBRE DE LA ZONA

Guadalajara Altos Ciénega Chapala Minan Zapotlán Costa Vallarta Tepic Santiago Promedio

CRECIMIENTO DE USUARIOS A i o ANOS (%o)

13 55 53

55

. _ 44 32 42

Tabla 3.3: Crecimiento esperado a 10 años del número de usuarios.

3.7 Estimación de Tráfico existente.

En la tabla 3.4 se muestran los datos estadísticos proporcionados por la CFE de los cuales se calculó el valor promedio de las zonas que aportaron datos, a excepción

70

del número de usuarios por zona, ya que para ésto no se tomó en cuenta a las zoiias de Guadalajara y Tepic por tener un número de usuarios muy por encima del resto de las zonas. Además, para calcular el grado de servicio se utilizó el número de usuarios de zona Guadalajara por ser la más congestionada. Como podrá observarse en la tabla mencionad&, la última columna se refiere al crecimiento de usuarios a 10 años porque la CFE desea que ése sea el período de vigencia del sistema, por lo cual se tomará en cuenta para desarrollar posteriormente el plan de crecimiento a futuro del sistema.

Santiago

LA ZONA USUARIOS* Guadalajara Altos Ciénega Chapala Minas Zapotlán Costa Vaiiarta Tepic

59 0.75

TRANSMISIONES POR HORA

POR USUARIO 1.29

Promedio

0.549 0.72

0.73 0.72

41**

DURACION DE LLAMADA (Mn)

1 1 3 1 4 4 1 4 4 A

* Sin considerar repetidores. ** Sin considerar Guadalajara y Tepic.

Tabla 3.4: Datos Estadísticos Actualizados Proporcionados por la C.F.E. (Dicembre, 1987) que se Utilizarán para el Diseño del Sistema.

El tráfico de llamadas se mide en erlangs y un erlang se define como el valor medio de la cantidad de conversaciones simultáneas durante un determinado período de tiempo. Normalmente, los cálculos se realizan para un período de una hora, comúnmente llamada hora pico, la cual se define como los 60 minutos consecutivos durante el día en que el trafico sea mayor. .

El tráfico se calcula utilizando la siguiente fórmula:

71

donde:

A = Tráfico (erl.), n = número de usuarios, y = Cantidad de llamadas por hora por usuario, s = Duración promedio de la llamada (min.).

El grado de servicio se refiere a la probabilidad de que un intento de llamada se pierda debido a que no existen canales libres (probabilidad de bloqueo). Con- siderando que cada usuario hace en promedio una llamada por hora con una duración promedio de 3 minutos, tendremos 60/3 = 20 llamadas por hora y como el total de usuarios para la zona Guadalajara (la más congestionada) es de 224, entonces se re- querirán 224/20 = 11.2 canales para satisfacer la demanda de llamadas. Utilizando la ecuación 3.1 obtenemos que los 224 usuarios producen un tráfico de 11.2 erl.. Finalmente, con los valores obtenidos del número de canales requeridos y del tráfico originado, se utiliza la tabla de Erlang B para calcular el Grado de Servicio que en este caso fué de 20%. A continuación se calcularon los valores del tráfico por sistema, por zona y por usuario, usando los valores promedio de los datos estadísticos proporcionados por CFE (ver tabla 3.4) y la ecuación 3.1; donde y=0.79, s=2.7 y de acuerdo al número de usuarios (n):

tráfico promedio del sistema = 22.82 erl. (n=642) tráfico promedio por zona = 1.49 erl. (n=41)

tráfico promedio por usuario = 0.035 erl. (n=l ) .

3.8 Vigencia deseada del sistema reestructurado.

La vigencia especificada por la DDJ comprende un periodo de 10 años.

3.9 Descripción del Sistema Actual de la DDJ.

En la fig. 3.9 se muestra un diagrama del sistema de comunicación actual de la DDJ e n la que se muestra que la comunicación está centralizada en Operación Area (OA) Guadalajara desde cualquiera de las diez zonas a través del repetidor

72

correspondiente y desde cada una de las 4 dependencias de CFE: DDJ, RToc, CCAOC (Centro de Control de Area Occidente) y RGHBS (Región de Generación Hidroeléctrica Balsas Santiago). Tanto OA como las dependencias se encuentran localizadas en la zona metropolitana de Guadalajara. La zona Guadalajara está dividida en 4 sectores: Juárez, Hidalgo, Reforma y Libertad (el sector Oriente comprende los sectores Reforma y Libertad) y utiliza el repetidor Santa Fé (F2) y el canal F i . La zona Los Altos utiliza el repetidor Cerro Gordo (F6). La zona Zapotkn utiliza el repetidor Nevado de Colima (F5). La zona Costa utiliza el repetidor Cerro las Joyas (F7), vía el repetidor Volcán de Tequila (F8). La zona Chapala utiliza el repetidor Santa Fé (F2). La zona Minas utiliza el repetidor Volcán de Tequila (F4). La zona Ciénega utiliza el repetidor Santa Fé (F2). La zona Tepic utiliza el repetidor Cerro Alto (F9) vía el Volcán de Tequila (F9). La zona Santiago utiliza el repetidor Cerro Loma Batea (F3) y la zona Vallarta utiliza el repetidor Cerro Alto (162.050 MHz) y el repetidor Cerro El Cuale (162.05 MHz.) para comunicación con Planta Tomatlán. El modo de operación del canal F1 es simplex y es común a todas las zonas. El canal F3 es semiduplex y se utiliza para la red de potencia vía el repetidor Cerro Santa Fé y los canales restantes son semiduplex y están asignados a cada zona. Además, cada zona opera en forma independiente y se comunica directamente con OA, por lo que no se requiere de comunicación entre zonas.

3.9.1 Jerarquización del Sector Eléctrico.

La jerarquización del sistema de radio para las dependencias de CFE en el ámbito geográfico de la DDJ se divide básicamente en dos partes, Operación y Administración. Los niveles para cada caso son:

Operación:

Nivel A

- CCAOC Jefe Area de Control Occidental - DDJ Gerente de distribución - RGHBS Superintendente RGHBS - RTOC Superintendente General Regional.

73

r

I U I

Figura 3.9: Sistema de Comunicacion Actual de la DDJ.

Nivel B

- CCAOC Superintendente de Operación - DDJ Subgte. de Distribución; Jefatura de Operación de Distribución;

- RGHBS Jefe de Departamento Regional Generación - RTOC Supttes. Regionales de Especialidad (4); Auxiliar Técnico Re-

gional; Supttes. Generales de Zona (Jalisco y Naysritl; Supervisores Regionales.

Supttes. de Zonas de Distribución (8 Jalisco, 2 Nayarit)

Nivel C

- CCAOC Jefes de Departamento - DDJ Jefes de Operación Area; Jefe de Subestaciones de Distribución; Jefe

Subtransmisión; Jefes de Sector en Zona Guadalajara; Jefes de Deptos. de Distribución en Zonas

- RGHBS Supttes. de Centrales Generadoras - RTOC SUptteS. de Especialidad Zonas Jalisco (4) y Nayarit (4).

74

Nivel D

- CCAOC Resto - DDJ Ingenieros de Campo de Especialidades; Cuadrillas; Subestaciones

- RGHBS Ingenieros de Campo y Cuadrillas - RTOC Inspectores de transmisión y Cuadrillas; Subestaciones de Poten-

de Distribución

cia.

Administración:

NivelA

- Gerente de Distribución - Subgerente Comercial - Administrador General - Superintendentes de Zona de Distribución

o Nivel B

- Deytos. Comerciales de Zonas - Administradores de Zonas y Sectores

Nivel C

- Administradores de Agencias - Cuadrillas de Conexiones.

,

3.9.2 Prioridades de Comunicación por Zona.

Las prioridades de comunicación de las diez zonas que forman la DDJ están dadas de la siguiente manera:

75

1. Zona Guadalajara 2. Zona Los Altos 3. Zona Chapala 4. Zona Minas 5. Zona Vallarta 6. Zona Santiago 7. Zona Tepic 8. Zona Ciénega 9. Zona Zapotlán

io. Zona Costa.

3.9.3 Información de recursos y datos disponibles.

Todos los datos mencionados anteriormente se obtuvieron de una encuesta que CFE aplicó a todas las zonas que integran la DDJ. En el apéndice A se incluye el cuestionario utilizado, el cual contiene las preguntas necesarias para obtener infor- mación sobre el inventario de equipo, servicios y necesidades de comunicación. Esta información se almacenó en una base de datos diseñada por el grupo de radio del IIE para lo ciial utilizaron el manejador de base de datos “dBase 111”. La iiiformación se clasificó en 13 archivos, los cuales se identifican con un nombre lógico de acuerdo a la información que contienen. Los archivos creados fueron los siguientes:

1. Identificación de la estación (ESTACION),

2. Datos generales de la estación (DATOS),

3. Ubicación de la estación (UBICA),

4. Característican de los móviles (MOVIL),

5. Equipo de radiocomunicación (EQUIPO),

6. Sistema de alimentación (ALIMENT),

7. Sistema de sustentación (SUSTENTA),

8. Equipo auxiliar (AUXILIAR),

9. Servicios de comunicación (SERVICIO),

76

10. Características del servicio (CAR-SERV),

11. Características del equipo (CARACTER),

12. Línea de transmisión (LINEA-TX),

13. Sistema radiador (RADIADOR).

Cada archivo contiene un número distinto de campos, de acuerdo con la infor- mación que se vaya a almacenar y cada registro corresponde a una estación, ya sea base o móvil.

La información referida a cada estación se encuentra disponible en los primeros 10 archivos mencionados anteriormente y se utilizó al número de la estación como campo llave para su identificación. Los archivos enumerados del 11 al 13 corresponden a menús de especificaciones que se accesan en forma individual, cuya información fué obtenida de loa manuales del equipo.

También desarrollaron una serie de programas para que la base de datos la manejara cualquier usuario sin necesidad de conocer el “dBase 111”. Dichos programas ofrecen las siguientes alternativas:

- Captura (altas) - Cancelaciones (Bajas) - Modificaciones y

- Consultas.

En la modalidad de captura de datos, el programa pregunta en forma secuencia1 toda la información correspondiente a una estación en particular. En caso de intentar dar de alta una estación que ya estaba registrada, aparece un mensaje en la pantalla para notificárselo al usuario, ya que no es posible almacenar dos registros con el mismo número de estación que corresponde al campo llave. Después de realizar el proceso de captura, la actualización de la base de datos se realiza automáticamente y se puede proseguir con la captura de datos en forma sucesiva.

En la modalidad de cancelaciones se tiene la opción de borrar a 2 niveles para mayor seguridad y si no hay equivocación, el proceso de borrado se ejecuta.

77

En la modalidad de modificaciones, aparecen en la pantalla los campos que se desean modificar. En este caso no es necesaria una actualización global sino que solo se actualiza el archivo modificado y se pueden realizar modificaciones sucesivas. Además, las modalidades de captura, cancelaciones y modificaciones están restringi- das por una clave de acceso que solo la debe conocer el personal autorizado, ya que se puede perder información por error de mandato.

En la modalidad de consultas se tienen las siguientes opciones :

- En pantalla: * por listado, * por registro.

- En impresora: * por listado, * por registro.

Cuando se desea consultar la información por listado, el programa pregunta tanto el tipo de información (archivo) como los límites de la lista (respetando el orden alfabético), donde el usuario los proporciona de acuerdo a sus necesidades y cuando se desea consultar por registro, el programa sólo pregunta el tipo de información (archivo); una vez identificado el registro con su número de estación (campo llave). Eii el caso de los 3 menús de especificaciones, éstos se accesan con sus campos llave correspondiente (modelo del equipo, 9 de línea de transmisión y tipo de antena) y también son manejados con los programas para las 4 funciones de la base de datos (captura, cancela, modifica y consulta) [14].

3.9.4 Conclusiones del análisis de las necesidades de co- municación de la DDJ.

Después de haber analizado la problemática general del sistema de radio de la DDJ y sus necesidades de comunicación, se concluye que el sistema actual tiene problemas de cobertura debido a lo accidentado del terreno, lo cual puede resolverse agregando más repetidores al sistema o buscar lugares más adecuados para cambiar la ubicación de los repetidores existentes. Además, existen problemas de congestionamiento (debido a que los canales con que están operando no son suficientes

70

No. de equipos existentes 22 repetidores _ - 220 bases 388 móviles 34 portátiles

horario de operación de los equipos contínuo tiempo promedio entre fallas 8760 hs. tiempo promedio entre reparaciones 88.48 hs. transmisiones promedio por usuario 0.79 por hc duración oromedio de llamada 2.7 min.

€

tráfico promedio existente sistema: 22.82 erl. zona: 1.49 erl. usuario: 0.035 erl.

crecimiento promedio de usuarios No. de canales disponibles No. de redes deseadas tipos de servicios utilización de infraest. existente redes independientes niveles de prioridad vigencia deseada del sistema

42% a 10 años 20 simplex, 10 semiduplex 6 (ver secc. 3.1.1) operativo y administrativo si si si 10 años -

Tabla 3.5: Especificaciones generales proporcionadas por la DDJ.

para soportar el tráfico generado de llamadas) e interferencias entre usuarios (debido al reuso de algunos canales a distancias inadecuadas). Con respecto al sistema deseado, éste incluye 6 redes que deberán operar en forma independiente sobre la misma área geográfica.

Finalmente, en la tabla 3.5 se mencionan las especificaciones generales proporcionadas por la DDJ, tanto de sus sistema actual como del sistema que deseen implantar, para la solución de sus problemas de comunicaciones. Dichas especificaciones se tomarán en cuenta para la reestructuración del sistema, cuyo diseño se desarrollará en el capítulo siguiente.

79

Capítulo 4

Diseño del Sistema de Radio de la DDJ.

Introducción.

Este capítulo comprende el diseño detallado del sistema de radio de acuerdo C«II la alternativa de solución seleccionada por el usuario. También se incluye el plaii de asignación de frecuencias, la especificación y características del equipo, los resiiltados de las pruebas de campo y una comparacicín de los resultados teóricos con los obtenidos en las pruebas de campo.

4.1 Alternativa de Solución Seleccionada.

De acuvrdo a su presupuesto disponible la CFE-DDJ eligió la alternativa de complementar el sistema actual con un sistema nuevo para aprovecliar la iiifraestruc- tiira del sistema existente. Por lo tanto, tomando eu consideración que vI problema mas crítico de dicho sistema es la saturación de las frecuencias de operación se pro- puso u n sistema de radio móvil terrestre convencional que utilize la técnica celular ciiyas características dr división celular y reuso de frecuencias permitinaii optimizar la utilización de los canales disponibles.

80

4.2 Consideraciones de Diseño.

4.2.1 Consideraciones de algunos parámetros de diseíio.

A continuación se proporcionan, en forma de tabla, los parámetros mas importantes que hay que tomar en cuenta para llevar a cabo el diseño del sistrma de radio, los cuales surgen de especificaciones del usuario, datos típicos y de los lineamientos de SCT y CCIR.

-

\

Consideraciones de diseño Calidad de la señal (S/N, SINAD') 130 dB, 30 dB1 . . Sensitividnd del receptor

Tipo de transmisión Tipo de seinles Clase de emisión Modo de comunicarión Intervalo de frecuencias Modo de operación Forma de la celda Confiabilidad Margen de desvanecimiento Margen de desensibilización Margen del sistema Interferencia co-canal y le canal adyacente (S/I) Pérdidas por componentes y :onectores rip0 de terreno Tipo de entorno Margen de entorno :onstante de propagación .ipo de torre í'opología del sistema 7onfigiirnción del sistema rcni perdura .!ontrihiición del riiido

(R) -111 dBm/Ruido prom. (F,M,P)*' -97 dBm/nrbano, -11.8 dBm/rural [Zc<V]**' analógica, digital VOZ, datos. '

F3E (UIT) Rsíncrono VHF: 150-174 MHz, UHF: 450-470 MHn simplex, semiduplex circular

15 - 37 dB 5 3dB 3 - 20 dB

? 99%

18dB, [70 dB]

5 3 dB montañoso (cte. = 0.25) rural. iirbano 4dB (rural), 6dB (urbano) 3.5 (rural), 4.0 (urbano) retenida estrella centralizado en ÓA 290 O K

50 o/, ~ ~ ..

loiitrihución de interferencia 50 % SINAD = (S+N+D)/(N+D) donde D= Distorsión.

* * (R) Repetidor, (F) Fijo, (M) Móvil, ( P ) PortRtil, [CCIR] *** 0.25pI' 12dB SINAD, 0 . 3 5 ~ 1 ' 2UdB SINAD, 0.12/~1,~ sensitividad squelch

81

Coiisideraciones de diseño (contiiiuacióii) - - Sipo de servicio operativo, administrativo Tipos de comunicación Comunicación privada Utilización de infraestructura existente Operación local por zona Canal común de zona hacia OA Canal común para emergencias Capacidad de crecimiento Zonas indeuendientes

F-F, F-M, M-M; via repetidor si

si si si mismo que el anterior a 10 años si, centralizadas en OA

4.3 Diseño del Sistema.

Si fuera posible escribiríamos una ecuación general como un punto de partida p r a . el diseno del sistema, lo cual probablemente contendria un número ilimitado de tGrniinos, donde muchos de ellos tendrían un intervalo de valores aparentemente sat- isfa.<:torios, en vez de un valor úriico y preciso. .Por lo tanto, intentamos reducir dicha e<:iiación hipotética R una metodología que contenga los elemeiitos más iniportantes pii.rii el clisefio, de tal manera que podamos obtener tina conclusión lógica.

4.3.1 Seccionamiento del Area de Cobertura.

En la fig. 3.8 se mostró el área geográfica que a.barca la DDJ, donde puede o1Jsvrvarse que sus 10 zonas tienen una forma irregular y diferentes tamn.ños entre si. Esta distribucidii es oficial y deberá respetarse; por lo tanto, se aplicó la técnica de di visidii celular y se realizaron varios esquemas de acomodo de celdas, corisideraildo uiia cdda por ca,da una. de las zonas mas chicas y 2 celdas por cada una [le las z0na.s nias gra.ndes, de tal manera que se obtuviera una máxima cobertura de cada zona, I I I I iiúniero niíriimo de celdas, i i i i mínimo traslape entrc celdas y u'n rnisnio tamaño ( I ( . crlda para uniformizar el sist.riiia.. Finalmente se decidió utilizar ce1da.s circulares tal corno se muestra en la figura. 4.1 con la finalidad de colocar u n repetidor al cviii,ro de cada celda con cobertura oiniiidireccional. Como podrá nota.i.se en dicha figiira, las eoiia.s Guadalajara, los Altos, Ciénega, Zapotlan y Minas se ciilirieroii coli u n a celda cada una, y las zonas Santiago, Tepic, Vallarta y Costa se dividieroii

82

t.ii dos celdas cada una. El área total se dividió en 14 celdas con un radio de 42Kni v iina área de 5542Km’ por celda. Al área total obtenida por las 14 celdas se le restó el área formada por las áreas de traslape, con lo cual se obtuvo una área toíai efectiva de aproxiinadanieiite 69,000Km’. Esta división celular se utilizará para las siguientes redes: la red operativa OA y la red administrativa DDJ. La red adinixiistrativa CCC estará localizada dentro de la zona metropolitana de la ciudad de Guadalajara en forma local y dentro de la ciudad de Tepic con comunicación B Piierto Vallarta, también en forma local. Las 2 celdas de mayor tamaño tienen tin radio de 140Km y se utilizarán para la red operativa CCAOC y para las 2 redes de control supervisorio de la DDJ (distribución) y CCAOC (subtransmisión), colocando un repetidor en Cerro Alto y otro en Cerro Santa Fé.

83

Figura 4.1: División Celular de la DDJ.

a4

4.3.2 Estimación de Tráfico.

Utilizando la ecuación 3.1 se procedió a realizar una estimación del trafico del sistema tomando en cuenta los datos promedio de la tabla 3.4 (sección 3.7) y 14 crecimiento promedio esperado del número de usuarios a 10 años (sección 3.6) para determinar la necesidad de canales del sistema, la cual se muestra en la tabla 4.1 donde se observa que ai ir aumentando.el número de usuarios del sistema, se incrementa el tráfico de llamadas, por lo tanto será necesario aumentar el número de canales para que el sistema no se sature.

- sño

O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

-

-

total de usuarios

642 669

727 758 790 824 859 895 933 973

697

tráíico (eri.)

,2232 23.78 24.77 25.84 26.94 28.08 29.29 30.53 31.81 33.16 34.59

No. de canales simplex

42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 __

Tabla 4.1: Crecimiento del Sistema a 10 años.

En seguida, se procedió a calcular el número de canales a 10 aiíos para cada zona, considerando los valores promedio en los casos donde los valores wales fueran menores. En la tabla 4.2 se muestran estos resultados a nivel zona pudiéndose notar la gran cantidad de canales que se requieren para el óptimo funcionamiento del sistema deade el punto de vista de tráfico de llamadas, donde la iiiayoría de éstos se concentran en las zonas de Guadalajara y Tepic.

85

. I NOMBRE DE I No. DE I CREC. I T*'i/hr/ I LA ZONA I USUAR.' I ANUAL I USUANÓ 1 Gnadalajara 1 224 I 6.6% 1 i.ao

Los Alios Chspds Minas 0.79 vallsrt. 4.1% 0.70 Sanlisgo 4 2 % 0.79 Tepie 4.4% 0.79 Ciénega 6.6% 0.78 Zapotlán 6.6% 0.78 Cosia 4.1% 0.78

TRAFICO No. CAN.

13

e 1.08 1.71 I s

No. DE CAN. I AiOAfiOS 1

40 I

indqendo los repetidmes. Datos Rjoii Radio celda = 42Km. Area cobertura = S641Km',

Cobertv i 3 loo%, Grado de servido = 10%, Tiempo prom. de Uim. = 1.7 min

Tabla 4.2: Resultados Finales de No. de Canales por Zona.

4.3.3 Ubicación de las Estaciones.

La ubicación de las estaciones se debe hacer en un mapa topográfico, ya que este tipo de mapas contienen toda la información necesaria para conocer las carac- terísticas de la zona, lo cual nos servirá para seleccioiiar los sitios más adecuados. Esta ubicación se rraliza primeramente en una forma tentativa, ya que el siguiente paso es el de dibujar los perfiles de los enlaces para determinar si la ubicación es la adecuada.

En este caso, la CFE proporcionó la información correspondiente a la localiza- c i h de todas las estaciones fijas, asi como de loa repetidores que actualmente están siendo utilizados. Los datos necesarios son longitud, latitud y altura sobre el nivel del mar (ASNM), con los cuales se define la ubicación de cada estación o repetidor en un mapa topográfico para analizar las condiciones de las diferentes trayectorias de propagación de los enlaces, medfante el desarrollo de los perfiles topográficos, los cuales se describen en la siguiente sección.

4.3.4 Desarrollo de Perfiles Topográficos.

El desarrollo de los perfiles topográficos se hace con la finaiidad de conocer la influencia de la estructura de la superficie terrestre, en la propagación de las

86

o1l(hs de radio. Diclio desarrollo consiste en unir un par de estaciones a enlazar irledio de una línea recta en el mapa topográfico, después se toma la ASNM para diferentes puntos sobre la trayectoria, indicando su respectiva distancia hacia ulia de las estaciones. Con estos datos se dibuja ei perfil, en el cual se podrá ver si hay línea de vista entre las estaciones o en el c&o de .obstrucciones se podrá observar qiie ta,n criticas son. Cuando un enlace es muy crítico se recomienda cambiar la ubicacih de alguna de las estaciones o de las dos en caso extremo.

Con respecto al sistema de la DDJ se elaboraron los perfiles de todos los en- laws del sistema, encontrándose que las principales causas que ocasionan e1 mal funcionamiento del sistema en ciertas eon&, es que unos enlaces son muy largos y otros presentan obstrucciones muy críticas en la línea de vista. Para solucionar dichos problemas, se decidió seleccionar sitios adecuados para instalar nuevos repetidores eii las siguientes zonas: un repetidor en Cerro Verde de la zona Santiag0.y se eliminó el repetidor de Loma Batea. Al enlace de OA al Nevado de Colima se le colocó un repetidor intermedio en el cerro “Bola del Viejo”, el cual también se utilizó como rrpetidor para la zona Chapala. En la zona Costa se instaló un repetidor en el cerro “l,as Cruces”. En la zona Tepic se iiistaló un repetidor en el Volcán “Ceborucon y eii la zona Guadalajara se instaló un ‘repetidor en el cerro “La Higuera”. En la fig. 4.2 se muestra la ubicación final de los repetidores y las estaciones, donde.la típica <:omiinicación es de OA (ubicada en Guadalajara) hacia el repetidor de cada celda ( v í a algún repetidor de enlace) y desde este repetidor hacia todas las estaciones de la. celda. Los enlaces entre repetidores están marcados con línea gruesa y de éstos Iia.cia las estaciones con línea delgada.

87

Figura 4.2: Ubicacidn Final de Repetidores y Estaciones Fijas.

80

En las tablas 4.3, 4.4 y 4.5 se enlistan las estaciones fijas que corresponden a cada zona con su correspondiente repetidor por celda y los repetidores de enlace que se utilizan para comunicarse cada zona con OA. Además, en dichas tablas están marcadas con un asterisco las estaciones cuyo perfil topográíko de su enlace con el repetidor correspondiente es crítico debido a las condiciones irregulares del terreno, por lo cual será necesario llevar a cabo las pruebas de campo para verificar los resultados que se obtengan del disexio. por zona, incluyendo los repetidores.

S.A. V&e de Guadalupe S.A. San Jdián * S.A. Mexticacán Ag. San Juan Ag. Nocliistlán *

ZONA GUADALAJARA Repetidor Cerro La Higuera

S.E. San Martín I S.E. Zoquipan

Ag. San Miguel Ag. Yaliualica Ag. Jalostotitlh S.E. San Juan S.A. Acatic

C.D. Juárez S.E. Alameda Ag. Santa Anita C.D., Ag. Ixtlahuacan S.E. Higuerillas

S.E. Experiencia S.E. México S.E. Las Pintas S.E. Ixtlahuacan S.E. Salatitán S.E. Fresno

ZONA LOS ALTOS Repetidor Cerro Gordo

Aa. Capilla de Guadalupe 1 Ag. Tepatitlán

I

S.E. El Sol Ag. ToluquUa * Ag. San Fco. Tesistán S.E. La Mojonera S.E. La Penal

I

I I

S.E. Tepatitlki 1 S.E. San Miguel S.E. Mexticacán S.E. Jalostotitlán Ag.Teocaltidie

Nota: (*) = medición, S.E.=Subestación, C.D.= Centro de Distribución, Ag.=Ageiicia, S.A. = Subagencia.

Tabla 4.3: Lista de Estaciones Fijas por Zona.

89

C.D., Ag. Chapala * S.E. Chapala C.D., Ag. El Salto S.E. Cocula C.D. Acatlán S.E. San Agustín

Repetidor Volcán de Tequila

Ag. Tlajomulco S.E. Tlajomulco S.E. Jocotepec Ag. Zacoalco S.E. Zapotlanejo Ag. Acatlán Ag. Cocula Ag. Zapotianejo S.E. Puente Grande S.E. Catarina Ag. Jocotepec

S.E. El Castillo

Ag. Ahualulco S.E. Guevara S.E. Tequila S.E. La Venta C.D., Ag., S.E. Ameca * 1

ZONA VALLARTA

Ag., S.E. Etzatlán S.A. Magdalena S.E. Tequila I1 S.E. Santa Rosa S.A. Amatitán S.E. Tala C.D., Ag. Tala

C.D., Ag. Tequila

Repetidores V. de Tequila, C. Alto, C. Cuale Cerro Alto:

S.E. Vallarta 111 * S.E. Vallarta Muelle Ag. San Juan S.E. Guayabito8

C.D., Ag. Vaiiarta S.E. Vallarta Potencia

S.E. Vallarta I S.E. Banderas Ag. La Peñita

S.E. Peñitas * S.A. Rosamorada Ag. Estación Riiiz Ag. Villa Hidalgo C.D., Ag. TUX~RII S.E. Santiago C.D., Ag. San Blas S.E. Cinco de Mayo

S.E. Ruiz C.D., Ag. Santiago S.E. San Blas

* selecrionado para medición. Nota: V. = Volcán, C. = Cerro.

Tabla 4.4: Lista d e Estaciones Fijas por Zona.

90

S.A. Jalcocotán S.E. Tepic Industrial S.E. Las Brisas C.D. Tepic

S.A. Tolimán c ZONA COSTA I

S.E. Tepic I1 * S.E. Tepic I Ag. Xalisco Ag. Sta. Ma. del Oro S.E. Compostela C.D., Ag. Compostela

Volcán Ceboruco: S.A. Jala C.D., Ag. Amatlán *

C.D., Ag. Ixtlán del Río S.A. San Felipe

Tabla 4.5: Lista de Estaciones Fijas por Zona.

Ag., S.E. Ahuacatl’an

91

S.A. Jamay * S.E. Cuiteeo S.E. Poncitlán I1 Ag. Ocotlán

C.D., Ag. La Barca S.A. Zula C.D. Cuitzeo Ag. Poncitlán S.E. Poncitlán I Ag. Tototlán S.E. La Barca

S.E. Sayula C.D. Sayula S.E. Tuxpan * Ag. Tuxpan C.D. Tamazula S.E. Zapotiltic S.E., C.D. Guemán S.A. Tapalpa

S.A. TecaIitlán SE. Tamaeula Ag. Zapotiltic * S.E. Venustiano Carranza

- Ag., S.E. Tecolotán S.E. Tecomates S.A. Unión de Tula S.E. Meequitán S.A. Ayutla * C.D. Autlán de Navarro

S.A. Atenguillo S.E. Los Volcanes C.D., Ag., S.E. Talpa *

Cerro Las Cruces:

Ag., S.E. El Grullo C.D. San Clemente S.E. Autlán de Navarro

Ag. Mascota

En el caso de los enlaces cuya trayectoria más adecuada presentaba obstácu~os en la línea de vista se aplicó el método de Bullington (ver apéndice C) para calcular las pérdidas por obstrucción, las cuales se le sumaron a las pérdidas en la trayectoria.

El enlace de Ameca-V. de Tequila se incluye como ejemplo de aplicación de la metodología de diseño. En la fig. 4.3 se muestra el ped3 de dicho enlace en el cual se puede observar que presenta obstrucciones muy críticas en la línea de vista las cuales originan una pérdida de 36 dB de acuerdo con el método de Builington.

92

Figura 4.3: Perfil del Enlace Ameca-V. de Tequila.

93

4.3.5 Análisis de Propagación.

Primero se utilizó el método de Hata descrito en la sección 2.3.2.4.1, con el cual se calculó la potencia promedio de transmisión y la distancia de reuso cocanal bajo la suposición de que los transmisores se iban a colocar en el centro de cada celda. Los parámetros de entrada seleccionados para estos C ~ ~ C U ~ O S están listados eii ia tabla 4.6, cuyos valores son los típicos para una área urbana. Con respecto d ruido y a la interferencia se les asignó porcentajes de 50% a ambos ya que el sistema está formado por celdas de tamaño y tráfico regulares. Los resultados obtenidos se presentan en la tabla 4.7, donde se puede observar como varía la potencia y la distancia de re-uso, al variar la pérdida en la celda y la probabilidad de error. Para nuestra aplicación, consideraremos el peor caso que corresponde a una menor cobertura (5%) y una menor calidad de transmisión cuyos resultados son los siguientes: potencia de transmisión = 12.BW y distancia de reuso = 7.8R.

Pérdida en la celda Probabilidad de error Porcentaje de ruido Porcentaje de interterencia Tipo de modulación Cte. de propagación (u) Desviación estándar (a,,) Temperatura Frecuencia AIIC~IO de banda Factor de ruido del receptor Ganancia de antena (fijos) Ganancia de antena (móviles) Radio de la celda Pérdida de trayectoria (MD = 37dB)

5%, 2% 10-3, 10-4

50 SO MSK 3.6 6 dB 290" K 150 Miie 25 KHz 6 dR 6 dB O dB 42 Km 145 dB

Tabla 4.6: Parámetros de entrada para el método de Hata.

. 94

- ~ , -.. -30

10-3 I 12.6 W I 7.8 K 1

¡-&lio Celda I Pérdida Celda Prob. de Err,

- -

4 2 K m I---- - 2

I I

Radio Celda

42 Km

Tabla 4.7: Resultados Teóricos del Método de Hats.

Pérdida Celda Prob. de Error Potencia Re-uso 5 % 10-3 12.6 W 7.8 K

lo-' 25.1 W 9.2 R 2 % 10-3 22.3 W 9.7 R

10-4 44.6 W 11.6 R

Posteriormente se utilizó el método tradicional descrito en la s e c c k 2.3.2.4.2, el cual se tomó como base para el diseño. En la tabla 4.8 se muestran los parámetros con los datos típicos que se utilizaron tanto para el análisis del enlace Ameca-V. de Tequila que se incluye como ejemplo, como para el resto de los enlaces del sistema. Los únicos datos variables para cada enlace son la distancia y las pérdidas por obstrucción.

-LJ

ContiaMUdad Tipo de Ierrem Lonetmd del e.bk (m) Ptrdidw en ci eible (dB/m) Gsn.nd. sntcn. 1ran.m. (dB) Ginand. mnt- reecpt. (dB) Ahora de entena (m) PCrdidu m los f f l lra (dB) Pérdidu m el equipo (dB) PCrdidsi m comp. J conect. (dB) Ptrdidu por ob . imcdón.Lo~s(dB) Umbral da reccpaón (dBm) Ancho de band. de rI (KHs) Facior de A d o (dB) Pondasdón (dB) PrrMad. (dB)

Amec. - V. de Tequüa

34.4 160 se%

0.26 (montdao) 16

e O 10 3

1.6 1.5 36 -98 16 8

1.8 e

0 . m

Tabla 4.8: Parámetros de entrada para el análisis del enlace de Ameca-V. de Tequila.

95

En la tabla 4.9 se muestran los resultados obtenidos de los parámetros subse- clientes para calcular la razón señal a ruido con la ecuación 4.13, la cual define la calidad de la transmisión.

1 NO. de I Ameca- fl Parámetro I ecuación I V. Tequila u

[I Pérdida en el espacio iibre(Lp) 1 4.3 I 106.65dB 11 Margen de desvanecimiento(Mo Ganancia del sistema(Gs) Ruido térmico(NT) Ruido de intermoduiación(NI) Potencia de transmisi¿n(&) Razón seíial a ruido(S/N)

4.8 4.9 4.5 4.6

4.12 4.13

-19.40dB 130.15dB

-129.99dBrn -121.99dBrn 34.25dBm

16.5dB

Tabla 4.9: Resultados obtenidos del análisis del enlace de Ameca-V. de Tequila.

El método de cálculo del acimut de la antena de cada estación, el cual corres- p o d e al ángulo necesario para que se oriente frente a frente con la antena del repetidor, se enccuetitra en el apéndice D. Utilizando el mismo procedimiento descrito aiiteriormentre, se analizaron todoe los enlaces que se consideraron como críticos y todos los enlaces entre repetidores donde los resultados obtenidoa se muestran en las tal>las 4.10 y 4.11 en las cuales se incluyen los datos más sobresalientes que caracterizan a cada enlace. Los repetidores no requieren de ángulo de acimut debido a que utilizan antenas ornnidireccionales. Los parámetros de entrada fueron los mismos ~ I I F para el enlace de Ameca-V. de Tequila; a excepción de los enlace8 entre repetidores, donde se consideró una confiabilidad de 99.99% para el cálculo del margen de desvanecimiento.

96

ZONA TEPIC C. Bola - V. Ceboruco 69.49 32.89 1.95 62.63

11.49 192°17'69" 23 24.61 0.28 29.63 C. Bola - S.E. Tepic 2 23.6 21.25 0.13 ' 29.13 V. Ceboruco - Ag.,S.E. Ahuacatlán 7.9 3332'36'0"

36.63 342'29'16" 14.5 34.58 2.87 38.13 V. Ceboruco - Ag. Amatlan

0.A.Guadainjara - R. Sta. Fé 40.91 35.54 3.5R 68.26 R. Sta. Fé - S.A. Jamay 41.21 301°17'51" 9 35.60 3.63 5i .26 R. Sta. Fé ~ Ag. Tototlán 26.62 256°20'49" 31.81 1.52 66.26 R. Sta. Fé - S.E. La Barca 57.22 288°48'12'' 38.46 7 ñ6.26

ZONA CIENEGA

Tabla 4:lO: Resultados teóricos.

-

97

PERFILES C1 I ACIMUT

ENLACE I W m ) ZON

I 127.83 N. de Colima - O.A. Guadalajara

prx

C. Bola del Viejo ~ O.A. Guadalajara I 39.47

EST. FIJA COBS (dB)

N. de Colima - C. Bola del Viejo 88.38

34.27 N . de Colima - S.E. Sayula N. de Colima - S.A. Tecalitlán

zc

(dBm) I ( W) S/N(dB)

V. de Tequila - O.A. Guadalajara C. Las Joyas - V. de Tequila C. Las Cruces - C. Las Joyas C. Las Joyas - Ag.,S.E. Tecolotlán S.E. Tecomates - C. Las Joym C. Las Joyas - S.E. Mesquitan C. Las Joyas - C.D. San Clemente C. Las Joyas - S.A. Ayutln Ag. Mascota - C. Las Criicea C.D.,Ag.,S.E. Talpa - C. Las Cruces

27 26.78

- 53.85 121.92 65.23 56.61 33.76 10.64 32.72 31.96 23.29 25.08 __

42.90 19.60 28.56 0.48 46.63

C. Bola ~ CCAOC Guadalajara 189.08 60*6'30" Q047'14"

26.4 60.72 118.16 35.02 36 47.44 65.6 16.63 30 47.88 61.41 22.63

36.78 181O56'41" 1 6 I 34.43 292'1'19'' 37.14 34 2.61 15.49 274O36'6" I 43 I 30.75 I 1.19 I 9.63

IA COSTA 29.48 41.87

52.63 13.69 29.91 25.42 j 12 25.15 15.39

51 24.95 30.65

18.5 31.29

46.63

0.31 1.63 46.63

XAOC 11909'19'' I I 2.69 I .O02 I 20.83

Tabla 4.11: Resultados teóricos.

4.3.6 Diseño de la Red de Control Supervisorio.

El objetivo de esta sección es disefiar dos redes de control supervisorio que satisfagan las necesidades de enlazar todas las subestaciones deseadas. Dichas redes son las siguientes:

1. La red de control supervisorio de la DDJ, y

2. La red de control supervisorio de CCAOC.

Estas dos redes son independjentes, pero en los aspectos funcional y técnico son iguales, por lo cual se considerarán como dos redes superpuestas, ya que coinciden

98

\

en la supervisión de muchas subestaciones. Para el diseño de les 2 redes se tomó en cuenta la información proporcionada por CFE, la cual se encuentra en la sec¿ón 3.1.1.

Basados en el Sistema de Control Supervisorio y Adquisición de Datos (SCADA) “Leeds & Northrup” descrito en el apéndice E, se procedió al diseño de las redes mencionadas y en la figura E.l se representa esquemáticamente el funcionamiento del sistema SCADA, entre una estación maestra (M) y sus 16 unidades terminales remotas (UTR), como máximo. Además, el medio de transmisión entre la maestra y las UTR’s es vía radio utilizando un repetidor y modems de RF. Por consiguiente, la red de la DDJ cuenta con 57 subestaciones de distribución, por io cual se requiere de 4 estaciones maestras y la red de CCAOC requiere de 3 estaciones maestras, ya que cuenta con 35 subestaciones de subtransmisión. Además se requiere de una estación maestra general (Mc) para comunicarse vía línea física con el grupo de estaciones maestras, ya que todas se instalarán en Guadalajara debido a que el sistema es centralizado y corresponde a una red tipo estrella. Por otro lado, se re- qiiiere cumplir con las regulaciones nacionales e internacionales (SCT, UIT y CCIR) relacionadas con el control supervisorio, las cuales se mencionan en el apéndice G. Todas las siibestsciones de las dos redes mencionadas están enlistadas por grupos en las tablas 4.12 y 4.13, donde cada grupo es atendido por una estación maestra.

99

Zoquipan I México ~~

Alameda Zalatitán Huentitán Agua Azul

AA $11. Juan de los Lagos Tepatitlán Poncitlán Guevara Mojonera

AR Catarina ‘ramazula San Clemente Volcanes Est anci t a Brisas

Compostela

- AR

Jarretaderas Vallarta I11 San Blas Acaponetas

Térmica Zapopan 1 rnd Higuerillaa Fresno Alamos

Jalostotitlán San Miguel La Barca Cuitzeo Castillo Tequila Las Pintas San Agustín

A JALISCO M2)

Guzmán Cocula Mezquitán Autlán Talpa Ameca Jocotepec Ahuacatlán

Vallarta 5 de Mayo Peñitas

Tepic I Banderas Muelle Santiago Tecuala

* M = Estación Maestra, UTR = Unidad Terminal Remota.

Tabla 4.12: Control Supervisorio de la DDJ

100

SUBESTACION Mi * Guadalajara pte. Huent itán Alarnos Mojonera5 Penal Fresno El Sol Agua Azul Guadalajara Norte

i DE SUBTRAI Ma E

Santa Rosa Muavaiie Ahuacatlán Ocotlán Higueriiias Cuitzeo Cd. Guzmán La Experiencia Compostela Las Brisas

iMISION (UTR'B *) M , " Tepic íi Jarretaderas Muelle Peñitas Vaiiarta iii Guayabito5 Tepic I 5 de Mayo Acaponeta San Blas Vaiiarta Potencia Vallarta I Banderas Teyic industrial Santiago Tecnala

* M = Estación Maestra, UTR = Unidad Terminal Remota.

Tabla 4.13: Control Supervisorio del CCAOC.

101

Figura 4.4: Diagrama de la operación funcional del Sistema de Control Supervisorio diseñado, que comprende 2 redes (DDJ y CCAOC) superpuestas, independientes e iguales.

Así, se concluyó que con dos celdas iguales a las de la red operativa de potencia (CCAOC) se podía cubrir toda el área requerida, por lo cual se decidió utilizar a Cerro Alto y a Cerro Sante Fé como puntos de repetición y al Volcán de Tequila como repetidor de enlace entre Guadalajara y Cerro Alto, lo cual puede verse en la figura 4.4 donde se muestra el diagrama de la operación funciond, en el cual se indican los repetidores y sus áreas de cubrimiento, así como las frecuencias de operación para cada enlace y la zona metropoIitana de Guadalajara'junto con las estaciones maestras.

Finalmente, es necesario tomar en cuenta si el monitoreo de las subestaciones se va a llevar a cabo en forma secuencial, de acuerdo a una lista de prioridades; o si se va a realizar cada vez que exista un cambio de estado o se presenkuna falla; también considerando las prioridades; o una combinación de ambas técnicas. Cabe mencionar que el protocolo de comunicaciones debe evitar las colisiones y considerar los retardos, para la siricronización de la red., Además, si se necesita qile se cotnu- iiiquen varias subestaciones al mismo tiempo con ¡a estacion maestra, se requiere que se utilicen técnicas de multiplexaje. Asimismo, si ei protocolo de comiiiiicacjoiies entre la maestra general y las submaestras no contempla la identificación individual de cada subestación supervisada, eiitonces será necesario que cada submaestra 1.enga.

102

L

su propio canal de radio.

4.3.7 Plan de Asignación de Frecuencias.

El plan de asignación de frecuencias se muestra en la tabla 4.14 en la cual se indican los valores de las frecuencias de cada canal, el lugar al que están asignadas, su área de cobertura y el lugar en el que se reutilizan. Esta misma información se muestra gráficamente en la figura 4.5. Dicho plan se re&& con base en la infor- mación proporcionada por CFE sobre frecuencias disponibles y comparándola con el listado de la base de datos conseguido en SCT, sobre las frecuencias autorizadas a CFE; además, se tomaron en cuenta los resultados teóricos obtenidos, a las pruebas de campo realizadas y a las regulaciones de la SCT, UIT y CCIR. De lo antenor, se obtuvo la lista final de frecuencias disponibles, con la cual se desarrollaron vanos esquemas de asignación, hasta que se encontró el más adecuado de acuerdo a las necesidades de comunicación de CFE.

Debido a que las frecuencias disponibles eran menos de las que se requerían, se luvieron que reutilizar a una distancia máxima de 8R sin considerar los tradapes entre celdas. De acuerdo con lea mediciones se comprobó que era posible utilizar distancias de separación menores sin causar interferencia, por lo cual algunas frecuencias se reutiliearon a una distancia de 6R sin considerar los traslapes. El resultado fué que solo se pudo cumplir con las necesidades de 3 redes: Red Operacional de OA, Red Operacional de CCAOC y Red Administrativa de CCC.

103

- CANAL F1 F2

- __

F3 F4 F6 F6

F7

F8

F9

FIO Fi1 F l f F13 F14

F16

F16 F i 7

F18

~ 1 9 9 Fa0

F2l F21

F23 F24

F26 F26 F27 F28 F20 F30 I Disponi _-

__ T X

168.300 167.860

- -

is7.8a6 167.800 167.700 181.800

168.776

168.926

182.976

168.076 168.676 167.876 168.800 183.660

161.180

wa.6as iea.zo0

168.860

168.3M) i73.8a6

181.860 173.600

162.300 170.460

1 6 3 . m 1 6 7 . h 168.200 168.160 163.860 186.150

- Rr

168.300 168.860

168.800 168.876

- -

i68.7a6 183.sa6

167.776

168.826

18a.976

168.076 168.676 161.876 168.800 168.326

168.376

181.626 182.200

166.060

iú8.3ao 173.826

1ú2.860 173.600

lú2.300 170.460

163.800 167.W

168.160 183.860

i6e.aw

LB(1.1so

LOCALIZACION

S t r PC

SIS. FC V. Tcqoil. N. de Cdi- C. Gordo

C. Lu Joyo.

V. Tep&

V. Teq&

(C. L. Hiw.m)

C. St. FC

C.Bol. dd V.

C.Bol. dd V. C . h Ciucci

c. Alto

V. Tcqdi.

V.Teqdin

V. Tequllm

COBERTURA .O""

2. G a d

CCAOC(C.1) 2. Minu 2. z.potlda 2. AJIM

2. Coda (GI) c n l w 2-3 WaU 1 2. Coila Enlee 1 2. Tepie Sector J& Sector Kddw Sector L i b u t d Srclor Reformo 2. CiCaegs

2. Chipd.

Enlace 2. Zapoll*i 2. coit. (C-2)

CCAOC ('2-2) Enlwe 1

Enlice 1 Z. Biro. (W CCC-J E n l e 1 2. V d l u t a CCC-R Edmce 1 CCAOC

c c c - L CCC-J

(C-2)

CCC-H CCC-R CCC-H c c c - L

R E U S 0

h C d z. SMI¡agO(C-I)

Locd 2. TcpYC-1) Locd 2. Sontiw(C.2) Locd Z. Tepic(C-1) Enlace a 2. Tepic(C-1) &al.cc 3 Loed 2. sultiwp (C-1)

2. V d a r t a (C1) Local 2. santisgo (C-2)

hd 2. SMI¡wp (c-2)

2. Vallart. IC-21 CCGZ. CCC-2. Tepic c c c - 2 . Vd.rt. CCC-2. Tepie Enlsee 2 2. V d . (GI), Enlme 3 Enlace 2 2. S L p . (Cl), Enlace 3

Locd 2. v a . Loed 2. va. ( C 4

Losd 2. stgo. ((2-1) 2. V d . (C-2) Local z. Villul. Load 2. V a k 1 . (GI).Z. Slgo. ((3-1) Locd 2. Tepic h e a l Z. Tepic Loca 2. Tepic Loed Z. Tepie Local 2. vallirts Local 2. Vdart.

Tabla 4.14: Plan de Asignación de Frecuencias de las Redes OA, CCAOC y CCC.

104

c

( H ) Sector Hidalgo ( J ) Sector Juarez - O A (L) Sector Libertad ( R Sector Reforma CCAOC

Figura 4.5: Mapa con el Plan de Asignación de Frecuencias de las redes OA, CCAOC y ccc.

105

Posteriormente, se realizó un análisis de intermodulación en los puntos de repetición donde existen varios repetidores (Volcán de Tequila y en Cerro Alto) para identificar las frecuencias de los transmisores que deben utilizar filtros, las frecuencias de los transmisores que conjuntamente originan la intermodulación y las frecuencias de los receptores que son interferidos, io cual se muestra en la tabla 4.15 en la cual se muestran los resultados de este análisis.

106

REPETIDOR VOLCAN DE TEQUILA I I PRODUCTOS DE INTERE,

167.850

CANAL ' - % Y

REPETIDOR CERI 168.850 I 157.860

167.800 162.800 168.776 169.926 162.976

161.160 166.850

is8.9no 168.725 163.826 167.776 168.076 168.676 167.876 168.600 168.325 166.375 156.960 162.860 162.300 163.900 167.000 169.200 158.160 163.950 166.150

- 2 3 6 6 7 10 11 12 13 14 16 18 21 25 25 26 27 2s 29 30 -

167.826

168.776

157.876

167.000

168.876 I 163.825 167.776 169.925 162.976 168.326 163.650 166.375 166.960 173.825 173.600

167.826 159.700 162.800 168.776 158.076 168.676 157.876 168.800 163.660 161.160 166.860 162.860 162.300 153.900 167.000 169.200 168.150 163.960 166.150 ___

156.860

ALTO 167.826 156.860 169.700 157.876 156.660 163.660

166.850

151.160

DULACION

170.450

167.876 158.850 166.960 167.776 158.800 163.900

'168.900

162.840

<*

Tabla 4.15: Resultados del Análisis de Iiitermodulación.

107

Finalmente, ya que VAF es una banda saturada, las redes restantes pasarán a la banda de UHF. A continuación se proporciona la información para cada red, con respecto a la banda y ai número de frecuencias necesarias:

RED BANDA No. de Frecuencias 1.- Operativa de OA VHF 38 2.- Operativa de CCAOC VHF 5 3.- Administrativa de CCC VHF 12 4.- Administratica de DDJ UHF 38 5.- Control Supervisorio de DDJ UHF 4 6.- Control Supervisorio de CCAOC UHF 4

4.4 Especificación y Características del Sistema y del Equipo.

4.4.1 Especificación y Características del Sistema.

Después de haber diseñado el sistema, el cual comprende 2 redes operativas, 2 administrativas y 2 de control supervisono, se procedió a la especificación y car- acterización del mismo, en la cual se mencionan los parámetros más importantes que lo definen, en particular los referentes a la calidad de la señal, el tráfico, la confiabilidad y la disponibilidad. Cabe hacer notar que los datos mostrados entre corchetes corresponden a las recomendaciones del CCIR.

4.4.1.1 istrativas.

Especiflcación y caracteristicas de las redes operativas y admin-

A continuación se enlistan los principales parámetros que se utilizan para la especificación técnica a nivel sistema de las redes operativas y y administrativas, cuyos valores corresponden a los resultados del disetio.

108

ESPECIFICACION DEL SISTEMA Potencia del transmisor Distribución de las redes superpuestas No. de canales

Area de cobertura 69,000 Km’. No. de celdai

(R, F, M)* 26 w, (P) 6 w

38 VHF (O.A.), 6 VHF (CCAOC) 12 VHF (CCC), 38 UHF (DDJ)

14 (O.A.), 2 (CCAOC), 14 (DDJ) Radio de la celda Porcentaje de cobertura Probabilidad de pérdida Distancia de reuso No. de usuarios No. de repetidores No. de fijos No. de móviles No. de portátiles Deficiencia anual Grado de servicio Tmfico del sistema, zona, usuario Tiempo promedio de la llamada No. prom. de transmisiones/hr/usuario Tiempo de reabsstecimiento de repuestoa No. de repuestos Redundancia del reoetidor

42Km 99 % 5 % 8R, 6R 642 22 220 388 34 2 % 20 % 22.82 E, 1.46 E, 2.7 min. 0.79 672 hr 32 recomendable

0355 E

Disponibilidad (MT‘BF, MTTR)** Mantto. preventivo y correctivo Tipo de diversidad espacio (antena) Gnnancia por diversidad 8 dB Distancia entre antenai 10 m Ruidos (NT, NI, NF) Tipo de antena (R)Coheal,(F)ya~,(M)ch¡cote

* (R) Repetidor, (F) Feo, (M) Móvil, (P) Portátil ** MTBF=”Mean Time Between Failurn”=Tiempo Promedio Entre F ~ M .

2 99% (8,760 hi, 88.48 hr) ver sección 4.1

-130 dBm, -122 dBm, ü dB

114 lous. de onda

M’M’R=‘<Mean Time To Repair”.-Tiempo Promedio de Reparación.

109

ESPECIFICACION D E L SISTEMA(continuaciói1) Ganancia de la antena (R, F)16 dB, (M,P) O dB Impedancia de la antena Acoplador de impedancias Altura de la antena Tipo de cable Atenuación del cable Impedancia del cable Plan de asignación de frec. Ubicación (repetidores y fijos) Regulaciones Probabilidad de error (BER) Dpsviación estándar Niveles de prioridad Implantación por etapas Reutilización de frecuencias

300 R 300/50 R (R, F) 10 m, (M) 1.5 m

0.074dB/m( RG-8U), 0.22dB/m(RG-58U) 50 R ver tabla 4.14 consultar base de datos ver apéndice G

6 dB ver cap. 3 ver sección 5.2 ver sección 4.3.7

coaxial RG-8U (R,F), RG-58U(M)

10-4

Máxima cobertura 100 % aprox. ,

4.4.1.2 visorio.

Especiflcación y Características del Sistema de Control Super-

En la siguiente lista se proporcionan los principales parámetros que se utilizan para la especificación técnica del sistema de control supervisorio.

110

ESPECIFICACION DEL SISTEMA Calidad de la transmisión (S/N,Eb/No) 1: 30dB, 2 iOdB Tipo de transmisión digital Tipo de seíiales datos Clase de emisión F3D (telemedida) Protocolo de comunicación Modo de comunicación Asíncrono ‘ h a de error del sistema Detección y correc. de errores Tipo de código manchester Multiplexaje (entrelazado) TDM (no) Formato de la trama Número de canales 4 (aired) Número de redes Distribución de las redes superpuestas Area de cobertura 69,000Km’ Número de celdas - Radio de la celda 140Km Forma de la celda circular

SCADA “Leeds & Northrup”

sin corregir errores ARQ*

“Leeds & Northrup”

2 (DDJ, CCAOC)

2 /red

Porcentaje de cobertura 5z 100% Probabilidad de pérdida < 1% No. de estaciones maestras 4 (DDJ), 3 (CCAOC) No. de est. maestras generales No. de repetidores No. de subestaciones (UTR’s) Deficiencia anual Retardo promedio (M-UTR) Mínimo No. de iteracciones Grado de servicio Tráfico del sistema Tiemoo oromedio de llamada

i/red 2/red 57 (DDJ), 35 (CCAOC) < 1% m 30ms 4 0.2% (DDJ), 0.1% (CCAOC) 0.002 E (DDJ), 0.001 E (CCAOC) 120ms . .

Prom. de transm. por hora I; ARQ=“Automatic Repeat Request”=Solicitud de Repetición Automática.

1 por UTR

111

ESBECIFICACION DEL SISTEMA (continuación) Tiempo de reabast. de repuestos 8h No. de reuuestoslUTR’s.radiomodems) 2 Confiabilidad Margen de desvanecimiento Margen del sistema Redundancia en el repetidor Redundancia en las est. maestras Disponibilidad (MTBF, MTTR) Manto. preventivo y correctivo Ruido térmico Interferencia canal adyacente Pérdidas en comp. y conect. Tipo de terreno Tipo de entorno Cte. de propagación Tipo de antena Acoplador de impedancias Altura de antena Tipo de torre Tipo de cable Atenuación del cable Impedancia del cable Plan de asig. de frecuencias Ubicación de rep’s y est’s Topología del sistema Configuración del nistema Regulaciones Probabilidad de error Eficiencia Tamaño de la trama Desviación estándar Temperatura

> 99.9999% 15 - 37dB 3 - 20dB recomendable opcionai >99.99% (26,28Oh, 8h) 8h/año -130dBm [7OdB] . 11.5dB montañoso (cte.=0.25) rurai, urbano 3.6 colineal (R), ya$( F) 300/50R 150111 autosoportada heliax 5-50 0.042dB/m 500 re-uso (ver figura 3.20) base de datos estrella centralizado en Gusdalajara SCT, UIT, CCIR 10-6 x1000bps (para i2OObps) 32 bits 6dB 290 OK

Tipo de acceso TDMA

112

0 CARACTERISTICAS DEL SISTEMA (continuación) 11 Tipo de sistema control suDervisono

Tipo de servicio Tipo de comunicación Niveles de prioridad Comunicación privada Utilización inhest. existente Implantación por etapas Redes en operación Capacidad de crecimiento Redes independientes

operativo punto-muitipunto si opcional control sup. divisional por grupos de UTR’s(prioridades) DDJ, CCAOC a 10 años ni

4.4.2 Especificación y características del equipo.

Dentro de la especificación del equipo de radio, se deberán tomar en ciienta los siguientes aspectos:

1. Especificación técnica. ‘

2. Especificación mecánica.

3. Especificación de suministro de potencia.

4. Especificación ambiental.

La especificación técnica se refiere a los datos que se utilizan para la adquisición del equipo, así como las características que lo definen, tales como la potencia del transmitlor, la sensitividad del receptor, el número de canales, etc. La especificacióii mecánica se refiere a las características físicas del equipo, tales como peso, dimen- siones, etc. La especificación del suministro de potencia se refiere a los niveles de voltaje necesarios para operar los diversos equipos y la manera en que se les puede suministrar dichas tensiones. La especificación ambiental se refiere a los intervalos de operación del equipo, tales como temperatura, humedad y presión atmosférica.

113

4.4.2.1 Especificación técnica.

En la especificación técnica del equipo se mencionan los parámetros más irn- portantes que lo definen, tanto en forma general como del transmisor y del receptor. Asimismo, se incluyó la especificación de la antena con los parámetros que la definen. Además, se detallan las características del equipo desde el punto de vista de funcionamiento.

4.4.2.1.1 tivas y administrativas.

Especificación y caracterlsticas del equipo d e las redes opera-

En esta sección se muestra la lista de los principales parámetros que se utilizan para la especificación técnica del equipo de *las redes operativas y administrativas, cuyos valores corresponden a los resultados del diseño.

114

ESPECIFICACION DEL EQUIPO GENERAL

Tipo de modulación Modo de operación Simplex, Semi-Duplex Rango de frecuencias

No. de canales Espaciamiento entre canales 25 KHz Espaciamiento duplex Ancho de banda del canal Indice de modulación 0.6 Estabilidad de la frecuencia Características de los filtros Fuente de alimentación

FM (banda angosta)

VHF: 148-174 MHz UHF: 440-470 MHz 3 canales semi-duplex

[VHF: 3 MHz, UHF: 5 MHz]** 25 KHz [I6 KHz]

[5 ppm] 24 dB/oct. (F)* i i O / Z Z O VAC, 60 He (M)* 12 VDC, tierra neg. (P)* batería recargable 12 VDC -10 OC a +60 "C

TRANSMISOR (R, F, M)* 25 w, (P) 5 w [f 5 K X z ]

Temperatura de operación Ciclo de trabajo Continuo

Potencia de saiida Desviación de la frecuencia Preénfasis +6 dñ/oct. Impedancia de salida 50 I1

Sensitividad (R) -111 dBm/Ruido prom. RECEPTOR

(F, M, P) -97 dBm/urbano, -IlSdBm/rural [ZpV]***

Selectividad -90 dB [-70 dB] Figura de ruido 6 dB Deénfisis -6 dB/oct. Rechazo de imagen y espurias Intermodulación -80 dB [-70 dB] Silenciamiento

-100 dB [-70 dB]

6 dB SINAD a 20 dB SINAD bmpedancia de entrada 50 R

* (R)=Repetidor, (F)=Fijo, (M)=Móvil, (P)=POrtátil ** Ií:CIRI

L - - - - - I

*** ü.25pV 12dB SINAD, 0.35pV 2üdB SINAD, 0.12pV sensitividad squelch.

115

ESPECIFICACION DEL EQUIPO(continuación) ANTENA

Ganancia Polazisación vertical Patrón de radiación normalisado

Ancho del has Relación frente-atras VSWR máximo 1.D : 1

(R, F)> 6dB, (M,P)’ OdB

ver fig. 4.16

(R, F) Z O O - 60’ (R, F) 8 - 20 dB

Campo eléctrico máximo 5 %V/m

impedancia de entrada 300 R EOUIPO DIGITAL

Velocidad de transmisión Probabilidad de error (BER) Esquema de modulación Calidad de transmisión (Eb/No) Tasa de error del sistema Eficiencia Detec. y correc. de crrorai Tipos de códigos Señalisación

~~ .~

1.2 Kb/s 10-6 FSK 2 lOdB io-’ sin corregir errores

l.OKb/i ARQ’, Desic. mayoritaria Manchester cand común o asociado

Sincroniración ’ARQ= “Automatic Repeat Request”=Solicitud de Repetición Automática.

bit por bit, palabra por palabra

CARACTERISTICAS DEL E Q U I P O Sintetimado si Programable Comunicación privada Reasignación de canales Transmisión de datos Transmisión de vos digitalisade Control adaptivo pot. del transn ... Multicanales Mescla de simplex y duplex Conexión con red telefónica Unidades tipo enchufable y desprendible Capacidad de operación a manos libres Control remoto Indicación de llamada (claxon y luces) Implementación digital

local, cable mesclado flexible FSK opcional opcional si si opcional

opcional

opcional opcional

opcional opcional

116

4.4.2.1.2 trol supervisorio.

Especificación y características del equipo de las redes de con-

La siguiente tabla enlista los principales parámetros que se utilizan para la especificación técnica del equipo de las redes de control supervisorio, cuyos valores corresponden a los rrsultados del diseño.

ESPECIFICACION DEL EQUIPO. GENERAL

Tipo de modulación FSK Modo de operación Rango de frecuencias No. de canales Espaciamiento entre canales Espaciamiento duplex Ancho de banda del canal Estabilidad de la frecuencia Características de los filtros Fuente de alimentación Temperatura de operación Ciclo de trabajo Velocidad de transmisión

Semiduplex 406.1-430MHs (Datos), 450-470MHs (VOS y datos) 1 (Dos freciiencias/canal) 25KHZ (12.5KHz) 5MHz (UHF) 25 KHE (12.5KHZ)

24 dB/oct. 110-220 VAC, 6OHs Ó 1ZVDC -10 ‘C a +BO “C Continuo 1200bps (CCITT V.Z3)-9600bps (CCITT V.32)

5 ppm

- . - . - - Probabilidad de error 10-0

TRANSMISOR Potenci8.de salida iz( 60W Desviación de la frecuencia zt5KHz Preénfaais . +6 dR/oct.

__ __ Impedancia de salida 50 SI

Sensitividad - <-117dBm (0.3pV.) Selectividad -90 dB (-70 dB]

_______ RECEPTOR -

Figura de ruido 6 dB Deénfasis -U dB/oct. Rechazo de imagen y espurias Intermodulación -80 dB 1-70 dB] Silencinmicnto

-100 dB [-70 dB]

6 dB SINAD a 20 dB SINAD Impedancia de entrada 50 R ___ * Radiomodem.

117

http://Potenci8.de

ESPECIFICACION DEL EQUIPO(contii1uación; ANTENA

Ganancia 9dB Polarización vertical Campo eléctrico máximo Patrón de radiación Direccional Ancho del haz Relación frente-atras VSWR máximo 1.9 : 1

5 2 pV/m

20” - 60’ 8 - 20 dB

CARACTERISTICAS DEL EQUIPO - Sintetizado si Programable local, cable Comunicación privada mezclado, cifradc Claves de identificación protocolo Reasignación de canales flexible Transmisión de voz digitaiizada opcional Control adaptivo pot. del transmisor opcional Multicanales si Mezda de simplex y duplex si Conexión con red telefónica opcional Control remoto opcional Implementación digital opcional

4.4.2.2 Especificación mecánica.

Las principales ventajas con que cuentan los equipos móviles son: bajo consumo de potencia, resistentes y tamaño reducido. Asimismo, con la introducción de los microprocesadores permite una mayor flexibilidad de las funciones, con opciones de cambio tanto en la frecuencia como en las funciones. Esta nueva tecnología permite realizar funciones muy complejas con poco incremento en el costo.

Equipo móvil. Existen dos tipo de equipos que se utilizan en los vehículos, los cuales son el tipo de unidad simple con control local y el tipo de control cxtendido. El primer tipo tiene la unidad de control como parte integral del equipo, es decir, la unidad de radio y la unidad de control se encuentran en un mismo módulo. La caja es de acero o de aleación de aluminio, la cual tiene una cubierta frontal de plástico

118

0 de aleación de aluminio, por lo cual es bastante ligera. Típicamente, este tipo de eqiiipo no es resistente al agua y su diseño no es muy fuerte. Usualmente montado encima o debajo del tablero y en algunos casos se fija directamente a éste, utilizando la abertura estándar. En el segundo tipo, la unidad de radio se puede instalar en la cajuela del vehículo o debajo de algún asiento y la unidad de control se monta en el tablero o en algún lugar accesible para el usuario y se conecta a través de un cable múltiple mediante los conectores adecuados. Además, la uiiidad de control puede encontrarse en varios diseiios, según las necesidades del usuario. Normalmente la unidad de radio es mas fuerte que el tipo anterior y usualmente es resistente al agua.

Equipo portátil . Este equipo deberá tener la características de ser ligero y de tamaño pequeño, lo cual se logra reduciendo la potencia. Asimismo, el tiempo de operación continua requerido definirá el peso del equipo, ya que a mayor tiempo de operación, mayor peso y viceversa.

Equipo d e la estación base. Existen dos tipos de equipos utilieados en la estación base. El primero es aquel que utiliza el mismo equipo que el móvil, incluyendo prohablemente una unidad de control local y alimentado con una fuente a través de una línea de suministro eléctrico. Este tipo de equipo se utiliza en los sistemas de uii fiolo canal, sin llamada selectiva. El segundo tipo es el utilizado en sistemas de canales múltiples o de operación múltiple, del cual existen las siguientes clases:

- La clase de equipo montado en la pared, que consiste de una cabina de acero ligero 0 alguna aleación. La cabina contiene el transmisor, el receptor y el equipo para el suministro de potencia, teniendo espacio para paneles de control remoto, si se requieren.

- La clase de equipo de estante donde los receptores, los transmisores y el suministro de potencia son fijados en placas previstas con cubiertas o son ensamblados en gavetas, las cuales pueden sacarse para propósitos de mantenimiento [17].

4.4.2.3 Especificación d e suministro de potencia.

Para el equipo móvil se requiere una tensidn de 12 volts de corriente directa con tierra negativa, el cual es suministrado por la batería del vehículo. Para el equipo portátil se utilizan baterías recargables de Níquel-Cadmio, por lo que estos equipos requieren de cargadores de baterías. Además, dependiendo del tipo de equipo se,

119

elegirá la batería, ya que en función del tiempo de trabajo continuo que se Utilizará una batería de mayor o menor capacidad.

\

Para el equipo de la estación base se tienen diferentes opciones según su ubi- cación, así como otros factores que pueden ser el clima, la función que realicen, etc. A continuación se describe cada una de estas opciones:

- Ef sumiihtro de energía eléctrica proporciona una gran cantidad de en- ergía la cual se utiliza para alimentar al equipo, asi como a los cargadores de baterías, calefactor (si se requiere), sistemade ventilación (si se requiere), alumbrado, tomas para el equipo de prueba, etc. Este sistema puede verse interrumpido por alguna falla, por lo que será necesario com- plementarlo con otro.

- Los generadores de combustión interna son costosos y pueden funcionar en forma continua, si la capacidad ¿e almacenamiento de combustible lo permite. Requieren un frecuente mantenimiento y no son muy confiables si no operan regularmente. Sin embargo, pueden producir suficiente energía para los requerimientos completos de la estación.

- Los generadores termomecánicos que operan con gas producen una cantidad moderada de energía, que puede utilizarse en la carga de baterías y para alimentar las luces de servicio. Además, pueden operar durante largos periodos de tiempo con poco mantenimiento

- Los paneles solates producen pequeñae cantidades de energía para la carga de baterías, pero su salida varía con la luz disponible. Su eficiencia se ve afectada por la nieve, el hielo y la contaminacióm atmosférica. Son poco apropiados a grandes altitudes, pero útiles a bajan altitudes.

- Los generadores de viento pueden producir grandes cantidades de ener- gia, la cual puede almacenarse en baterías para cubrir periodos sin viento. Pueden verse afectados por depósitos de hielo y tienen una considerable resistencia mecánica cuando operan continuamente [17].

\ ,

4.4.2.4 Especificación ambiental.

Los requerimientos ambientales necesarios para una operación confiable del sistema, se encuentran dentro de los siguientes intervalos:

- Temperatura ambiente: de -10 a 4-60 "C.

120

- Humedad relativa: de 5 a 90 %. - Presión atmosférica: de 65,000 a 105,000 pascales [17].

4.5 Pruebas de Campo.

Una vez que se haya desarrollado todo el análisis teórico del diseño del sistema, el siguiente paso es el de efectuar las pruebas de campo, cuyo resultado nos permitirá conocer la confiabilidad del método analítico empleado. Se hace la aclaración de que la realizacibn de las pruebas mencionadas en esta sección fueron realizadas por personal del área de radio del IIE, por lo cual los resultados mostrados se obtuvieron de la referencia [32] con la finalidad de que el ejemplo de aplicación sea más completo.

~

Siguiendo el plan de mediciones descrito en la metodología y de acuerdo a los recursos disponibles, se utili!& el siguiente equipo para efectuar las pruebas, donde cada equipo cuenta con su manual de operación, calibración y ajuste:

- Un analizador de radiocomunicaciones marca Marconi modelo No. 2995 para caracterizar y ajustar los equipos de transmisión y recepción.

torola modelo No. R1033A - Un equipo de prueba y ajuste para transmisores y receptores marca Mo-

- Un medidor de intensidad de campo marca Potomac modelo FIM-71 - Un transmisor merca Motorola modelo Mitrek de BOW - Un receptor marca Motorola modelo Mitrek de -12OdBm de sensibilidad - pos unidades portátiles marca Motorola modelo IIT600 de 5w - Tres antenas: isoplano, dipolo y yagi - Un generador de RF marca Wavetek modelo 2500A - Un generador de AF (4OOHz, 1KHz) marca Motorola - Un wattmetro marca Motorola - Un voltímetro - Equipo adicional tal como cable coaxial, mástiles para las antenas, acu-

muladores de automóvil, cables de alimentación y herramienta de uso general.

121

Para realizar apropiadamente las mediciones se desarrolló un protocolo de ptue- bas de acuerdo a las regulaciones internacionales sobre homologación (ver apéndice F), el cual consistió en el procedimiento a seguir sobre los ajustes de los equipos y las lecturas requeridas en cada uno de los equipos de medición, tanto para las pruebas de transmisión como para las de recepción. Dichos procedimientos se muestran en las tablas 4.16 y 4.17 en las cuales se incluyen los resultados obtenidos del enlace Ameca-V. de Tequila. Además, se realizó la caracterización de la antena yagi que se utilizó para las pruebas, cuyo procedimiento y resultados se describen en la subsección 4.5.1.

PRUEBA DEL TRANSMISOR

Fecha: 19/05/89 Enlace: V. de Tequila- C.D. Ameca (Zona Minas) local X enlace X

M2955

Frec. de Tx. Potencia: Frec. mod.: Nivel: Distorsión: Gen. BF: Nivel: 1

MHz W (Wattmetro) KHz KHz % Filtro: 15KHz KHz V

P.B.

Observaciones: Pruebq de Tx con R1033A=operaciÓn normal dist. antena=6.5m; dkt. caseta=2.5m altura caseta=5.5m; altura antena=6.25rn did. Guad.-Tequila=GOKm; temperatura=25'C

Tabla 4.16: Prueba de Transmisión del Enlace Ameca-Tequila.

122

PRUEBA DEL RE CEPTOR

Fecha: 19-05-89 Enlace: V. de Tequila-C.D. Ameca(Zona Minas)

local X enlace X

M2955

Gen. Frec.: 158.3 MHz INC: Nivel: -117 dBm INC:

Mod. Frec.: 1 KHz INC: Nivel: 4.2 KHz INC:

Volts BF: 100 pV Frec: 1 KHz SINAD: 21.6 dB Filtro: 50KHz P.B.

SIN: 22.9 dB Distn.: 7 %' Volts BF: AC DC

100 mV -20 dBV -20 dBV

O dBR O dBR -- R1033A

Volts BF: 1 v Frec: 1 KHz

YAGI DIPOLO Nivel: 29 p A Nivel: 27 pA

SINAD: 5 dB SINAD: 3 dB

ANALOGIA Nivel: 0.89 pV Nivel: 0.58 .bV

-108 dBrn -111.6 dBm

Observaciones: reflejo 200"=33.5pA/1.51pV/-103.4dBm/SINAD=5dB, prueba de Rx con R1033A/M2295=operación normal; alt. ant. yagi=3m;alt. ant. móvii=Zm; dist. yagi=12m.

Tabla 4.17: Prueba de Recepción del enlace Arneca-Tequila.

123

El plan de mediciones también incluye la lista de los enlaces seleccionados para medición en común acuerdo con la CFE, la cud se encuentra en la tabla 4.18 e incluye los resultados de las mediciones de campo, donde la cuadrilla de transniisión midió principalmente la potencia a la salida del transmisor y la cuadrilla de recepción midió principalmente la potencia recibida a la entrada del receptor, utilizando tanto la antena yagi (típica para una estación fija) como un dipolo (típico para un móvil).Cabe hacer notar que se debe tomar en cuenta el tiempo de traslado de las cuadrillas.

124

ENLACE ZONA

la Barranca C. del Cuatro - San Cristóbal de

R. Sta. Fé - Las Juntan (ZTJ)

Datos fijos: frecuencia = 158.3MHz, frec. de mod. = IKHz, desv. de frec. = 4.2KHz

N I V E L R , ~ (dBmi PTX (W) YAGI I DIPOLO

GUADALAJARA 28 -117.7 -120.4

56 -58.8

Tabla 4.18: Resultados Prácticos.

125

Cerro Gordo - Ag. Sn. Juan de 108 Lagos

C. Gordo - S.A. San Julián

46 -109.2 -110.3

48 -110.3 -124.5

V. de Tequila - C.D. Ameca 46.5 1-103.4 I -111.6

C. Los Cruces - Ag. Talpa 38 1-102.4 1 -114.7

C. Bola del Viejo - Suptcia. 46 Zona Chapala

-109.7 -128.7

ZONA VALLARTA C. Alto - S.E. Vallarta 111 60.5 -120.9 C. Cuale - Ag. Tomatlán 52 -104.8 C. Cuaie - Pta. Tomatlán 52 -97.1

C. Alto - S.E. Ahuacatlán 59 -97.8

+ ZONA TEPIC

C. Alto - S.E. Tepic I1 61 -97.8 C. Alto - C.D. Tepic 61 -98.24

-120.9 -109.6 -96.75

-101.9 -108.9 -103.7

4.5.1 Caracterización de la antena utilizada.

En la tabla 4.19 se muestran lo8 datos considerados para la caracterización de la antena yagi en campo, la cual fué utilizada para las pruebas de campo y en la fig. 4.6 se muestra la instalación para la medición del patrón de radiación de la antena , conforme a los datos de la tabla 4.19; Así, se rot6 la antena yagi y cada 15" se tomó la lectura de intensidad de campo con el FIM-71 calibrado, permaneciendo fijo el Wavetek 2500A, hasta obtener el patrón de radiación mostrado en la fig. 4.7, junto con los valores de los parámetros calculados posteriormente.

Generador de RF Frecuencia Potencia Tono de prueba Medidor de intensidad de campo Tipo de cable Longitud Atenuación Tipos de antenas polarización Dist. yagi-dipolo Altura de antenas Dist. dipolo-mástil

Wavetek 2500A 157.825 MHz 13 dBm 1 KHz (4.2 KHz desv.]

FIM-71 RG-8U (Jon) 10 m 0.0742323 dB/m Yagi, dipolo vertical 95 m 9.14 m l m

Tabla 4.19: Datos de la Caracterización de la Antena Yagi.

126

Antena Yagi (bajo prueba)

L <

Wovetek I 2500A

-

L Rotor

Antena Dipolo (calibrado)

l m - 05 rn j-

9.14 m

- fi flM-71

Figura 4.6: Instalación para la medición del patrón de radiación de la antefia yagi.

127

HOWZMM U

Figura 4.7: Patrón de Radiación medido y pará.metros calculados.

128

4.6 Comparación Teórico-Práctica.

El objetivo de esta sección es el de hacer una comparación entre los resultados teóricos y los resultados de las pruebas de campo (prácticos), lo cual servirá para comprobar si el método de análisis teórico es confiable. Por consiguiente, se hizo la comparación de los resultados del nivel de la señal recibida (calculada y medida) del enlace Las Juntas-Sante Fé, el cual es un enlace no crítico y se obtuvo una diferencia teórico-práctica de iz 0.1821 dB. Asimismo, se verificó la medición del enlace crítico Ameca - Volcán de Tequila, obteniéndose como resultado una diferencia teórico-práctica de f 0.1645 dB. Por lo tanto, se concluye que el cálculo teórico fué consistente con la medición con io cual se demuestra que el método teórico empleado tiene una confiabilidad aceptable

Para el caso de los enlaces críticos, se llevó a cabo un ajuste a los valores de algunos parámetros de diseño que ya habían sido especificados anteriormente, con la finalidad de que dichos enlaces sean factibles. Para facilitar la presentación de esta información, se elaboró un formato que contiene las consideraciones especiales para los enlaces críticos. En la tabla 4.20 se muestra el formato con los resultados del enlace Ameca-V. de Tequila incluido como ejemplo y en las tablas 4.21 y 4.22 se encuentran los ajustes a los valores de los principales parámetros de todos los enlaces críticos, con base en los datos de la tabla 4.18.

Ya que se cuenta con el diseño completo del sistema, en el próximo capítulo se incluirán las consideraciones para la implantación del sistema de acuerdo a las prioridades de comunicación. .

129

r ENLACE: S.E. Amcci - V. de Teooila

A = i 0.1646dB

COMUNICACION A NIVEL: MOVIL X PORTATIL-

GANANCIAS DE ANTENAS: REPETIDOR FIJO > 9dB

MOVIL 2 3dB

MARGENES CONSIDERADOS: MD = B.TlldB Md. 5 3dB Ma. 2 dB

OBSERVACIONES1 MD = MARGEN DE DESVANECIMIENTO. Me = MARQEN DE ENTORNO

Md = MARGEN DE DESENSIBILIZACION, R = REPETIDOR F = FIJO M = MOVIL P = PORTATIL

Tabla 4.20: Ajuste Teórico-Práctico y Recomendaciones del Enlace Ameca-V. de Tequila.

130

I I

c are S 8 E R CtB r0 BL'C OB 09 VivM3. M *A-W3WV '3's C EL O B 9 d S OS 61% V i W 30 ' A - V M M Vi '33 C 91 O 9 0 d s o c L NVlüVW VS-Villlou 30 'A

C SL O 9 9 d

N M r(

6 oc two U VIS 'M-AWW '(Ts

Capítulo 5

Procedimiento para la Implantación del Sistema de Radio de ]la DDJ.

Introducción.

Una vea que se ha diseñado el sistema, el siguiente paso e8 el de establecer las condiciones necesarias para la implantación del sistema, para que opere correctamente; tal como la determinación de las prioridades de comunicación para llevar a cabo la asignación de los equipos nuevos a las zonas que tengan mayor prioridad. Asimismo, se consideran aspectos de mantenimiento de equipo, así como una evaluación de costos del sistema.

5.1 Clasificación de Prioridades.

Las prioridades de comunicación de la DDJ fueron definidas en el capítulo 3, tomando en cuenta los niveles jerárquicos de la empresa y las prioridades de comu- nicación por zona, las cuales se tomarán en cuenta principalmente para desarrollar el plan de equipamiento por etapas.

133

5.2 Plan de Equipamiento por Etapas.

El plan de equipamiento por etapas debe de ajustarse a la jerarquización del sis tema de radio, para las dependencias de la CFE en el ámbito geográfico de la DDJ, tanto para operación como para administración. Asimismo, debe de cumplir con las prioridades de comunicación por zona.

I Por consiguiente, se recomienda que una vez cumpliendo con lo anterior, se proceda al equipamiento por e tapas (por celda o zona) de acuerdo a las necesidades de comunicación prioritarias y considerando la infraestructura existente. Esto quiere decir que se llevará a cabo la sustitución o reasignación de equipos para la implantación del equipo nuevo. También, se recomienda que los equipos que se encuentran operando actualmente se asignen a los niveles más bajos de la jerar- quización y que los nuevos equipos se distribuyan de la siguiente manera: los equipos sofisticados con características especiales a los funcionarios de más alto nivel y los equipos convencionales al resto de los funcionarios y a Ian estaciones (repetidores, fijos, móviles y portátiles). Además, se sugiere que conforme se avance en este plan de reestructuración, se lleven a cabo las pruebas al sistema.

5.3 Capacitación del Usuario.

La capacitación del usuario se concentra principalmente en los siguientes puntos:

- La definición del plan de crecimiento del sistema para los próximos 10

- El entrenamiento en el manejo y la administración de la base de datos, - El estudio del plan de asignación de frecuencias, - La preparación en el manejo del equipo de medición, el procedimiento de

- La explicación del diseno final del sistema, - La interpretación correcta de la especificación de los equipos y su apli-

- El conocimiento de la operación del sistema completo,

años,

medición y el plan de mediciones de los enlaces críticos ,

cación en el diseño del sistema,

134

- El entendimiento de las capacidades de mantenimiento y de las limita-

- La asimilación del plan de equipamiento por etapas para la implantación ciones del sistema,

del equipo nuevo, considerando la infraestructura existente.

5.4 Actualización de la información.

La actualización de la información deberá llevarse a cabo en forma periódica, para que no se pierda el objetivo de la misma, por lo que es recomendable que se actualice cada determinado tiempo o cada vea que surja alguna modificación. Por consiguiente, es recomendable que dicha actualización se realize después de un determinado periodo de tiempo, el cual puede ser cada 3 meses y en caso de que en ese tiempo no existan modificaciones, la actualización no será nrcesaria. En este momento es conveniente que se efectúe una actualización, ya que han habido algunos cambios tales como Talpa y Mascota que pasaron de Zona Vallarta a Zona Costa. Además, faltan por incluir las estaciones del Último iiiventario de equipo de comunicaciones correspondientes a las Zonas de Tepic, Vallarta y Santiago. Asimismo, se sugiere que se revise el resto del inventario para verificar que todas las estaciones estén dadas de alta en la base de datos.

5.5 Limitaciones al Sistema.

La característica principal del sistema es que toda su comunicación está centralizada en Guadalajara, según las necesidades de la DDJ, por lo que no existe comunicación entre zonas. Sin embargo, esto puede considerarse como una Em- itación al sistema. Además, ya que existe una sola trayectoria de comunicación desde cualquier zona hacia Guadalajara, esto puede presentar problemas en los repetidores de enlace, debido a que en un momento dado puede interrunipirse la comunicación si estos repetidores fallan, por lo que es necesario que existan respaldos tanto para el repetidor de enlace como para su sistema de alimentación, lo cual redunda en una alta confiabilidad. Otra limitación es que el sistema no tiene acceso a la red telefónica pública, debido a que la CCT no autoriza que un sistema de radio móvil convencional tenga este tipo de acceso.

135

5.8 Mantenimiento Preventivo y Correctivo.

Los mantenimientos preventivos en la DDJ son (en promedio) 10s siguientes: los repetidores requieren de 2 mantenimientos al año de 8 horas cada uno, los equipos base de un mantenimiento al año de 8 horas; los móviles, portátiles, buscadores y consolas de control remoto de 2 mantenimientos al año de 8 horas cada uno. Los mantenimientos correctivos son difíciles de predecir, ya que las fallas de un equipo pueden ser producidas por uso excesivo o por la operación incorrecta por parte del usuario.

Determinación del Número d e Repuestos.

El cálculo del número de repuestos necesario para garantizar el funcionamiento contfnuo del sistema se realizó utilizando la ecuación 2.21 de la sección 2.4.6, con la cual se obtuvo que se requieren 32 equipos de repuesto, de los cuales se recomienda que se dividan en partes iguales para repetidores, bases, móviles y portátiles. Los parámetros utilizados para este cálculo fueron 10s siguientes:

N = 642 (número de usuarios) hfTBF = 8760 hrS. MTTR = 88.48 hrs.

P = 0.1% (probabilidad de que faiten repuestos)

5.7 Estimación de Costos.

Una de las etapas en la elaboración de un sistema es la de realizar un estudio económico en el que se determine, a partir de las caractenísticas técnicas dadas, el costo del equipo, instalación, operación, mantenimiento y, si se desea, el tiempo de recuperación de la inversión.

Para un sistema de radio las principales características que deberá tener el. servicio son una buena calidad de transmisión y una buena calidad de servicio, en función de la disponibilidad y la confiabilidad, lo cua.1 se logra en el diseño del sistema.

136

Para el c a o de la presente aplicación 8010 se consideró el costo del equipo, el cual es el máa significativo de los mencionados anteriormente y con base en éste, se determinó el costo total del sistema. Se obtuvieron las cotizaciones en dólares (tabla 5.1) de los diferentes equipos basándose en tres proveedores: IUSA, KENWOOD y OMNI. Posteriormente se procedió a calcular 10s costos de los equipos por zona y finalmente se obtuvo el costo total del sistema, para el caso crítico de que el plan de equipamiento se efectúe sin considerar la infraestructura existente. Dichos resultados se muestran en la tabla 5.2.

Para la elección del proveedor, se podrá elegir cualquiera, incluyendo proveedores que no se hayan mencionado en esta aplicación, siempre y cuando que cumplan con las especificaciones del diseno. La recomendación es que no se adquieran equipos tan sofisticados que tengan características que no sean necesaria para la aplicación que se les va a dar.

137

U Equipo móvil 1 Transceptor

Antena Coaxial*f3m)

Torre (retenida) u Coaxial (45m ) 0 Totd Repetidor * Costo de coaxial por

Total Móvil

117 L7,877

metro =

Equipo 9i0 Transceptor Antena Torre (retenida) Coaxial (45m) Total Fijo

Equipo portátil Total Portátil Equipo Repetidor

Transcep t or sencillo* * (1 canal duplex) Transcept or doble* * * 3 canales duplex Antena

- IUSA

650 13

e 671

IUSA 960 510 800 117

2,381 IUSA

475 IUSA 3,290

6,580 16,450

510 800

- -

- - - - -

- - - - - - - -

KENWOOD 1 OMNI 960 I 3,000

117 1 117 I

4,550 6,000 11,375 15,000

510 I 510 1 800 800 117 117

12,802 1 16,427 11 2.60 - ** 1 transceptor sencillo por repetidor.

*** 2 transceptores dobles por repetidor.

Tabla 5.1: Costos del Equipo (dólares).

138

Proveedores IUSA IKENWOODI OMNI

Tabla 5.2: Costo total del sistema (dólares).

139

Capítulo 6

Conclusiones y Recomendaciones.

CONCLUSIONES GENERALES:

Con el desarrollo de esta tesis, se cuenta con una metodología para el diseño de un sistema de radio móvil terrestre que utiliza técnicas celulares, así como con las especificaciones y características tanto del equipo como del sistema. Dicho diseño se aplicó al sistema de radiocomunicaciones del ámbito geográfico de la Divisiin Jalisco de la CFE. Las actividades llevadas a cabo muestran la complejidad de los problemas de comunicaciones que presenta el sistema actual (saturación de las frecuencias de operación y cobertura limitada), los cuales se resolvieron aplicando técnicas celulares (reutilización de frecuencias y coberturas bien definidas). Además, un aspecto importante fué la planeación del crecimiento del sistema en forma ordenada, para que la adquisición del nuevo equipo se realice por etapas.

El empleo de una base de datos es una herramienta fundamental para e1 manejo de la información existente, ya que permite tener un registro actualizado del equipo disponible y se podrán tomar decisiones para la planeación del crecimiento del sistema, lo que traerá consigo una mejora tanto en el aypecto administrativo, como en el técnico.

Asimismo, el análisis de las condiciones de operación del sistema actual y a futuro, presentó alternativas para el óptimo aprovechamiento de este sistema. Para esto, CFE tomó en cuenta el presupuesto disponible y el grado de urgencia de la implaiitación y mejoramiento de las comunicaciones, por lo que concluyó que la alter-

140

nativa más viable era la de complementar el sistema actual con un sistema nuevo, aprovechando la infraestructura existente y llevando a cabo un plan de renitruc- turación por etapas, por lo que se decidió utilizar un sistema de radio móvil terrestre convencional que utilizara la técnica celular, cuyas características de división celulat y reuso de frecuencias permiten optimizar la utilización de los canales disponibles. Así, el diseíio de este sistema comprende 6 redes de radio que cumplen con las necesidad- de comunicación de la División Jalisco de la CFE y con las regulaciones oficiales de la SCT:

1. La red operativa OA,

2. La red operativa CCAOC,

3. La red administrativa CCC,

4. La red administrativa DDJ,

5. La red de control supervisorio DDJ,

6. La red de control supervisorio CCAOC.

El plan de asignación de frecuencias final se realizó con base en la información proporcionada por CFE y la conseguida en SCT. De lo anterior, se obtuvo la lista de frecuencias autorizadas disponibles en la banda de VHF, con la cual se desarrollaron varios esquemas de asignación, hasta que se encontró el más adecuado, de acuerdo a las necesidades de comunicación de las 3 primeras redes mencionadas arriba, cubriéndolas totalmente utilizando la técnica de reutilización de frecuencias. (OA con 38 frecuencias, CCAOC con 5 frecuencias y CCC con 12 frecuencias). Por consiguiente, las 3 redes restantes se proponen que operen en la banda de UHF, debido a que la de VHF se encuentra saturada; por lo que de acuerdo al estudio, la red administrativa DDJ requiere de 38 frecuencias y las redes de control supervisorio DDJ y CCAOC requieren de 4 frecuencias cada una. También, se recomienda que después de un período de 10 años, se haga una subdivisión de la zona Guadalajara (ya que es la más congestionada) en cuatro celdas correspondientes a una por sector (ver figura 4.8), con lo cual se incrementará el tráfico en un factor de 4.

Por otro lado, se demostró que los resultados obtenidos del análisis*teórico coinciden con los resultados de las mediciones de campo que no formaron parte de esta tesis. Asimismo, para completar el diseño de los enlaces críticos, se llevó a

141

cabo un ajuste a algunos de 10s valores de los parknetros especificados (Potencia de transmisión, ganancia de las antenas y márgenes considerados), de tal manera que col, .=&as consideraciones especiales los enlaces sean factibles.

Con la realización de esta tesis, se cuenta con una metodología para la reestruc- turación de sistemas de radiocomunicaciones en Ian bandas de VHF y UHF y SU

aplicación a la CFE-DDJ, la cual establece un antecedente que permitirá al sector eléctrico evaluar sus sistemas regionales de comunicación, tomando en cuenta la infraestructura actual de las regiones para resolver los problemas existentes, considerando un crecimiento ordenado en forma integral y cubriendo las funciones de control supervisono, operación, administración y comercialización, lo cual redundará en un mejor servicio al usuario. Dicha metodología se aplicó a la Región de Trans- misión Occidente (RTOC) de la CFE, la cual incluye la DDJ, pero también podrá aplicarse a nivel nacional en cualquiera de las regiones restantes (RTNO: Región de Transmisión Noroeste, RTN: Región de Transmisión Norte, RTNE: Región de Trans- misión Noreste, RTC: Región de Transmisión Central, RTO: Región de Transmisión Oriental, RTDP: Región de Transmisión División Peninsular y RTDBC: Región de Transmisión División Baja California).

A continuación se proporciona una lista de lea conclusiones y recomendaciones concretas para la solución de los problemas del sistema de radiocomunicaciones de. la CFE-DDJ:

CONCLUSIONES DE LA APLICACION:

1. Se requiere de la utilización de los nuevos puntos de repetición para el óptimo funcionamiento del sistema (C. La Higuera, Bola del Viejo, C. Las Cruces, V. Ceboruco y C. Verde).

2. Se presentaron varias limitaciones debido a las consideraciones de reestruc- turación:

Un ancho de banda de RF limitado ( Z l M H z ) de los equipos existentes

No hay frecuencias disponibles adicionales en VHF (banda saturada), Existen frecuencias asignadas inicialmente que no deben cambiarse, limi- tando la reutilización de frecuencias en el plan de asignación (de F1 a F9 en la tabla 4.14).

(casi obsoletos),

142

3. Los enlaces fijos punto a punto entre repetidores son normalmente de baja potencia (25W) y utilizan antenas directivas ( 5 45’) de alta gananua (2 6dB).

4. La potencia de transmisión para 10s repetidores, fijos y móviles es 2 30” y para los portátiles es 5W en la mayoría de los enlaces.

5. Se requiere la utilización de los siguientes ñitros, en algunos repetidores como V. de de Tequila y C. Alto de acuerdo al análisis de intermodulación (ver sección 4.3.7):

o filtro de cavidad (pasabanda), o aislador de ferrita (unidireccional), o combinador híbrido (varios transmisores a una antena), o duplexer obligatorio en todos los repetidores (separación entre el trans-

rn multiacopladores (varios receptores a una antena). misor y el receptor),

6. La sensitividad del receptor debe ser 5-117dBm (0.3pV).

RECOMENDACIONES DE LA APLICACION:

1. Las redes de control supervisorio (OA y CCAOC) se recomiendan en UHF por la falta de frecuencias en VHF y debido a que la banda de los 400MAz es adecuada para transmisión de datos, según especifica la SCT (406.1 - 430MHz y 450 - 470MHz).

2. La red administrativa de DDJ se recomienda en UHF por la falta de frecuencias en VHF.

3. Se recomienda utilizar la separación duplex especificada por SCT: 3MHz (VHF) y 5híii.z (UHF),

4. Para la red CCC se recomienda la técnica de intercalar un canal de dat.os entre 2 canales de voz y así, optimizar el número de frecuencias a utilizar (ver apéndice G).

5. Se recomienda la utilización de la antena tipo “taco de billar” (colineal) con ganancia 2 6dB y patrón de cobertura omnidireccional para los repetidores.

143

6. Es necesario utilizar el aislamiento adecuado entre antenas factor de desacoplamiento (ver fig. 4.13).

7. Es necesario la utilización de los siguientes tipos de cables como mínimos recomendables para el óptimo funcionamiento del sistema:

e RG-8U (0.074dB/m): Repetidores y fijos, e RG-58U (0.22dB/m): Móviles.

8. Se requiere contar con un respaldo de equipo en cada repetidor.

9. En cuanto ai costo del equipo, ya que normalmente el precio es directamente proporcional a la calidad del equipo, se recomienda la utilización de equipos que cumplan eon la especificación que surgió del diseño del sistema, sin la necesidad de utilizar equipos más sofisticados.

.

I44

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i

147

Apéndice A

Encuesta para el inventario de equipo, servicios y necesidades de comunicación.

I

INMNTNUO DE E a u i w . SERVICIOS Y NECECIOADES DE COMUNICACION.

REGISTRO : DIA M E S ARO

OTRO (EspEcinauE)

EJECUTO GRUPO DDJ 0 mot 0 C w C 0

A R m ZONA (SECTOR)

SUB) AGWClA 6r RA (ESPECIRPUE)

DATOS GENERALES : npo DE ESTACION REPETIDDRU BASE u MOWL o wmm o NOMBRE DE LA ESTACION

I D A D * un\"'€% No. ECONOMICO Y No. DE MDVlL) \. -.,. ",.,.,Y

UBICACION DE LA ESTACION: umub No. M LA ESTACION ( W E O REPETIDORA): RESCUARDD DEL EQUIPO DE RADIO

MARCA MODELO No. DE " T A R 1 0

O No. CONSECUTIVO) ARO DE P U M A W OP&oN. LOCWDAD DE LA ECTACION MARCA DEL MHlCULO Y MODELO CANALES DE OPERACION C1 0 C2 O C 3 0 C 4 0 C 5 0 C 6 0 No. DE REGISTRO EN SCT (No. DE M A ) :

LDNOrmD ASNM ACIMUT

(NOMBRE DE LA PERSONA)

SISTEMA DE ALIMENTACION : BANCO DE BATERIAS: MARCA npo

(CELDA PILOTO) VOLTAJE CARGADOR DE BATERIAS: MCA MODELO No. DE I". INMRSOR MARCA MODELO No. DE IN.

VOLTAJE M WDA ~

WMENTACION DE Ra). 11 O Y. - 220 v. RED DE nmrw SI - NO - PARARRAYOS: SI- NO - SISTEMA RADIADOR : AMPIA: MARCA npo POLARIZACION HORlZOPlTAL

VERTICAL GANANCIA (dB) ACOPLAMIENTO ENTRE ANTENA Y UNEA DE TRANSMISION (OHMS)

I M P W C I A DE ENlRADA (OHMS)

UNEA OE TRANSMISION: MARCA - m o LONGlND(rn) ATENUACION (dB/rn)

npo DE ARREGLO DE A",G

I1

TORRE : nw DE TORRE W E R E DE RETENIDA: ALNRA DE TORRE (m): DISTANCIA DE LA EASE DE LA TORRE A LA CASETA (m):

EQUIPO AUXILIAR :

No. DE IN. MARCA MODELO

CABEZADECONTROL: MARCA MODELO nw YONITOREO AUTOMAllCO: MARCA MODELO nw

CONSOIA(S) DE CONTROL REMOTO MARCA M O W . No. DE INV. MICROFONO(S): MARCA MODELO nm

MARCA MODEW nw

UNEA DECONTROL REMOTO LONCrmD(rn) npo W E R E DEL CONDUCTOR PANEL REP€ílDOR

(MARCA E I D P I I I R W O N DE MODULOS)

EQUIPO DE RADIOCOMUNICACION:

POTENCIA DE WDA DE RF DEL TRANSMISOR (w): SENSIEIUDAD DEL RECEPTOR (dam):

SERVICIOS DE COMUNICACION : npo DE SWCID: CONTROL o ADMINISIRAM a

MANTENIMIENTO O OTRO: FUNCIONES DEL USUARIO COMUNIWON CON

FACIUDAMS: TRMM O RADIO O DURACION PROMEDIO DE LLAMADA: No. PROMEDIO DE W A S AL D k CLASE DE SONICIO: voz o DATOS a CRECIMIENTO ESPERADO DEL EQUIPO DE RADIO: HORARIO: I=L 8 hm. (=I 16 hrs. DISPONIEIUDAD: DE USO DEL EQUIPO ( X ) - u u 4 nmw PROMEDIO ENTRE FAUAS: R W O - nww PROMEDIO DE RPARACION: RW npos DE INTERFERENCIAS: - CONDICIONES ACTUWS DE SER NECESIDADES DE COMUI"-'-'-" NECESIDADES FUTURAS (A 1U

OTRAS: 3 SEC.

OBSERVACIONES:

I11

Apéndice B

Tablas de Erlang B.

IV

T~Rdflco en erl. -

N 1 2 3 4 6 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16 16 17 16 19 10 11 12

24

26 27 28 29 30 31 32 33 34 36

- -

-

-

-

-

a3

1 5 -

-

-

Probabilidad de Bloqueo (%) _ _ 0.01 0.01 0.03 0.06 0.1 0.2 0.3 0.4 0.6 0.6 0.7 0.8 0.8

0142 ,0202 .O148 ,0311 ,0468 .O663 ,0808 .O937 ,106 .I16 ,116 ,136 ,144 o001 .oooa ,0003 ,0006 .o010 .ooao ,0030 .o040 .w 60 ,0060 ,0070 ,0081 .o091

o ~ e ~ ,110 .in ,151 ,194 2 4 8 .a89 ,321 ,348 3 7 4 ,397 .410 .437 9 , ~ i m 215 362 .439 .635 ,601 ,666 ,701 ,741 .777 ,810 ,841 ~~~ .l<l"

,462 ,627 ,677 ,649. ,761 .Bo0 .e94 1.07 1.13 1.19 1.24 1.18 1.32 .728 .831 ,900 ,886 1.16 1.33 1.46 1.64 1.81 1.69 1.76 1.81 1.86 1.06 1.19 1.17 1.39 1.68 1.80 1.86 2.06 a.16 1.14 , 1.31 2.38 1.44 1.42 1.68 1.68 1.83 1.06 1.31 a.48 1.61 2.73 2.63 2.81 1.98 3.06 1.83 2.01 2.13 2.30 a.66 2.86 3.06 3.11 3.33 3.44 3.64 3.63 , 3.71

a.ra z.96 3.11 3.33 3.66 4.oa 4.17 4.46 4.61 4.74 4.86 4.97 6.07 2.26 1.47 2.61 2.80 3.09 3.43 3.65 3.81 3.88 4.08 4.19 4.19 4.38

3.21 3.47 3.66 3.88 4.23 4.64 4.80 6.11 6.28 6.43 6.66 6.67 6.78 3.71 4.01 4.18 4.46 4.83 6.27 6.66 6.78 6.88 6.12 6.16 8.39 8.60 4.14 4.66 4.76 6.03 6.46 6.92 6.23 8.47 6.65 6.63 6.96 7.12 7.24 4.78 6.1a 6.34 6.63 6.08 6.58 6.91 7.17 . 7.38 7.66 7.71 7.86 i.88 6.34 6.70 6.94 6.16 6.ra 7.28 7.61 7.88 8.10 8.19 8.46 8.61 8.76 6.91 6.30 8.66 6.88 7.38 7.86 6.32 8.80 8.83 9.03 8.21 . ' 9.37 9.62 8.60 6.81 7.17 7.62 ' 8.06 8.64 8.03 9.33 8.68 9.79 9.98 10.1 10.3 7.09 7.63 7.80 8.17 8.72 8.36 9.76 10.1 10.3 10.6 10.7 10.9 11.1 7.70 8.16 8.44 8.83 9.41 10.1 10.6 10.8 11.1 11.3 11.6 11.7 11.9 8.31 8.79 9.10 8.60 10.1 10.8 11.2 -11 .6 11.9 12.1 12.3 12.6 12.7 8.96 9.44 9.76 10.1 10.8 11.6 12.0 . 12.3 12.6 12.9 13.1 13.3 13.6 9.68 1 0 . 1 . 1 0 . 4 10.9 11.6 12.3 12.7 13.1 13.4 13.7 13.9 14.1 14.3

10.9 11.4 11.8 12.3 13.0 13.8 14.3 14.7 16.0 16.3 16.6 16.7 16.9 11.6 11.1, 11.6 13.0 13.7 14.6 16.1 16.6 16.8 16.1 16.3 18.4 16.8

10.2 10.8 11.1 n . 6 1a.a 13.0 13.6 13.9 14.1 14.6 14.7 14.8 16.1

12.2 ia.8 13.2 13.7 14.4 16.3 16.8 16.3 16.6 1e.g 17.2 17.4 17.6 11.8 13.6 13.9 14.4 16.2 16.1 16.6 17.1 17.4 17.7 18.0 m a 18.4 13.8 14.2 14.6 16.1 16.9 16.8 17.4 17.9 18.1 18.6 18.8 18.1 18.3

N en el número de canales duplex.

Tabla B.l: Tabla de Erlang B (tráfico).

V

l M A c o en eri. -

N 1

3 4 6 6 7 8 8

11 12 13 14 16 I6 17 18 19

- - a

-

0

-

E a i a i

E

a8

0

23 24

I6 27

28

31 3 1 33 14 0

Probabilidad de Bloqueo (Sa) 6 7 i o 15 i o 30 40 60 1.0 1.2 1.6 a 3

.o101 ,0121 .o152 ,0204 ,0308 . o m .O763 ,111 ,176 .aso .4a9 .e61 1.00 .163 .ice ,190 . a m .m ,381 . n o .se6 ,788 1.m 1.46 1.00 2.73 .46s ,489 .636 .ma ,716 ,889 1.00 1.17 1.60 1.93 2.63 3.48 4.69 ,860 .wi .esa 1.08 1.26 1.62 1.15 2.05 1.60 2.06 3.88 6.01 6.60 1.36 1.43 i.6a 1.66 1.88 2 . m 2.60 2.88 3.46 4.01 6.19 6.60 8.44 1.91 2.00 2.11 2.28 a.64 1.m 3.30 3.76 4.44 6.11 6.61 8.19 10.4 a.so 2.60 2.74 2.94 3 . a ~ 3.74 4.14 4.67 6.48 6.13 7.86 8.80 1a.4

4.46 4.61 4.81 6.08 6.63 e m 8.78 7.61 8.62 8.68 1a.o 14.7 18.3 s.16 6.31 6.64 5.84 6.33 7.08 7.69 8.40 0.69 10.9 13.3 16.3 20.3

3.13 3.26 3.40 3.83 3.88 4.64 6.00 6.60 6.60 7.37 8.11 11.4 14.3 3.78 3.81 4.08 4.34 4.76 6.37 6.88 6.66 7.66 8.62 10.6 13.0 16.3

6.88 6.06 6.28 6.61 7.14 7.86 8.61 8.47 10.8 12.0 14.7 18.0 12.2 8.61 6.80 7.05 7.40 7.97 8.83 9.64 10.6 11.0 13.2 16.1 19.8 14.2

'7.36 7.66 7.82 8.20 8.60 9.73 10.6 11.6 13.0 14.4 17.6 21.1 16.2 8.11 8.33 8.61 9.01 8.66 10.0 11.4 12.5 14.1 16.6 18.8 22.9 28.2 8.88 9.11 9.41 9.63 10.6 11.6 12.4 13.6 16.2 18.8 10.3 24.6 30.2

N e, el nilmcro de s.ndea duplex.

Tabla B.2: Tabla de Erlang B (tráfico).

VI

Método de Bullington.

Este método se utiliza para calcular las pérdidas producidas por la presencia de montañas, árboles o edificios en la trayectoria de propagación de un enlace de radio. Dicho método consiste en la utilización de una serie de nomogramas en los cuales se sustituyen las alturaa de las obstrucciones por una obstrucción equivalente tipo “filo ¿e cuchillo” cuya altura (H) estará formada por el punto de intersección de las trayectorias ópticas entre cada terminal y su horizonte.

Cuando existe una soia obstrucción se utiliza el nomograma de la figura B.l, en la cual puede notarse que la pérdida por ensombrecimiento se aproxima a 6dB cuando H se aproxima a cero. En este cano se dice que hay una pérdida por “incidencia de roce” de 6dB. La manera de utilizar la figura C.l es como sigue: primero se marcan los puntos correspondientes a dl, H y f (frecuencia), en el nomograma de dicha figura. Luego se traza una línea recta que pase por los puntos marcados para ¿I y H hasta que se intersecte con la línea vertical sin graduación, despu6.s se traza otra línea recta que pase por el punto de intersección de las dos líneas anteriores y el punto correspondiente al valor de f hasta que se intersecte con la vertical correspondirnte a las pérdidas. El valor marcado por esta última intersección corresponde n de las pérdidas debidas a la obstrucción. Cuando existe más de una obstrucción, se utiliza la figura C.2 siguiendo el mismo procedimiento que en el caso anterior. También se puede presentar el caso mostrado en la parte superior de la figura C.3, en el cual se estima que el 10% de las localidades situadas entre A y B sufrirán una pérdida adicional a la obtenida con respecto a una tierra plana 1231.

VI1

H w . I dl

Figura C.l: Estimación de Pérdidas por Obstrucción Sencilla.

VI11

61 yuw

-so - Y )

- 2 0 - 1s - 10 - 7 - 3

- 3 - 2 - ld - 1 - O.? - 0 3

-0 .3

- 0.1s - 0.1 - oa

L 4

- 5 - 0

- n

- 1 2 I

- 10 B

Figura (2.2: Estimación de Pérdidas por dos o más Obstrucciones.

IX

nao-

lorn - 700-

mo- 400-

soo- zoo - im - loo - m - m -

Figura C.3: Pérdidas por Ensombrecimiento.

X

Apéndice D

Cálculo del Acimut y Distancia entre Estaciones.

XI

LATITUD l 0 , n Estación Oeste:

Estación Este: 0 , "

- T

Cdleuios de distancia

LONGITUD ~ i n

e r n

log coa +m

+

+

10g A4.q =--

log cot w = Entonces w = o ' " Calcular:.

Usar w y C para caici Caso 1: Hemisferio Nor t e Est. Ente ai Norte de Est. Oeste Acimut Oeste = 90° - w - C Acimut Este = 270' - w + C Caso 3: Hemisferio Sur Est. Este ai Norte de Est. Oeste Acimut Oeste = 90' - w + C Acimut Este = 270' - w - C

Acimut Oeste = ' "

Acimut Este = a t "

+ log AA,., =-

log A, * =

log cos w =

log Sd., = sm1rr =

r el Acimut de los siguientes cmos Caso 2: Hemisferio Nor t e Est. Este ai Sur de Est. Oeste Acimut Oeste = 90' -i w - C Acimut Este = 270" + w + C Caso 4: Hemisferio Sur Est. Este ai Sur de Est. Oeste Acimut Oeste = 90' + w + C Acimut Este = 270' + w - C eauitados:

-

Longitud - de la trayectoria(km) =

* log &,/A,,, y log A , se obtienen de la tabla D.2 para la latitud más próxima a &,.

Tabla D.l: Hoja de Cálculo de Acimut y Distancia entre Estacioiies.

XI1

O0 o1 02 03 04 O5 00 07 O8 o9 10 11 12 13 14 16 10 17 18 19 20 21 22 23 24 26 20 27 28 29 30 31 32 33 34 36 36

10g Am 8.609727

726 725 723 719 716 711 706 098 091 082 073 003 052 041 028 015 001 680 671 666 638 620 602 483 404 444 423 402 381 369 330 313 290 207 243 218

w BmIAm .O02949 .O02949 .O02946 .O02941 .O02935 .O02927 .O02906 .O02900 .O02893 ,002878 ,002861 .O02843 .O02823 .O02801 .O02778 .O02763 .O02726 ,002098 .O02069 .O02038 .O02008 .O02672 .O02537 .O02601 ,002403 ,002424 .O02384 ,002343 .O02301 .O02258 .O02214 .O02109 .O02123 ,002077 .O02029 .O01901 .O01933

Latitud

37 38 39 40 4 1 42 43 44 45 46 47 48 49 60 61 62 63 64 66 60 57 68 69 00 61 02 03 04 06 06 67 08 09 70 71 72

ler.d..)

--

I O ~ Am 6.509194

109 144 116 093 000 042

8.609016 s.608990

906 939 913 880 802 837 812 787 762 738 714 690 007 044 021 599 678 667 630 510 490 478 469 442 425 409 393

-

___

~g BmIAm ,001884 ,001834 ,001784 .O01733 ,001683 .O01631 ,001680 .O01629 ,001477 .O01420 .O01374 ,001323 .o01272 .o01221 .O01170 .o01120 .O01071 .o01021 .O00973 .O00926 .O00877 .O00830 ,000784 .O00739 .O00096 .O00052 .O00010 .O00608 .O00528 .O00489 .O00462 .O00416 .O00380 .O00340 ,000313 .O00282

Tabla D.2: Valores de log B,,,/Am y log A, para latitudes tabuladas mas próximas a d m [24].

XI11

Apéndice E

Sistema de Control Supervisorio SCADA.

A continuación se presenta una breve explicación sobre el Sistema de Control Supervisorio y Adquisición de Datos (SCADA por su8 siglas en inglés). “ k e d s & Northrup”. La fig. E.l es una representación esquemática simplificada de la estación maestra y sus conexiones con las Unidades Terminales Remotas (UTR’s). Como se determinó por la configuración del sistema, la estación maestra puede monitorear y controlar hasta 15 estaciones remotas por línea de comunicación común (línea compartida). El intercambio de información entre la maestra y las estaciones remotas es en la forma de un bloque de mensaje de 32 bits, que proporciona una entrada a un modem de datos al transmisor find. La señal modulada desde el modem es presentada a la línea de comunicación y demodulada por el modem del receptor destino. Cada bloque de mensaje de la maestra a la remota es un comando que especifica cuai estación remota responderá, que función es la que se ejecutará y cuai grupo de “hardware” es el que ejecutará la función requerida. Todas las vecea que la estación no está respondiendo a un comando direccionado a ellos, permanece en modo de recepción, “escuchando” a todos los mensajes desde la estación maestra (o desde otras estaciones remotas en el caso de una línea compartida de 2 cables). Cuando reconoce su propia dirección de estación, responde aceptando el bloque de mensaje que llega y verificando la certeza de que no ocurrió ningún error en su transmisión a la estación remota. Si no existen errores detectados, se llevan a cabo las funciones de solicitud de monitoreo o de control.

XIV

~1 primer bloque de mensaje transmitido a la estación macstra incluye el código de función de búsqueda, la dirección de la estación, la dirección del grupo moni- toreado y 12 bits de datos para un circuito de entrada. Cada bloque de melisaje subsecuente, contiene datos para 2 circuitos de entrada. Si el Último bloque de mensaje en la búsqueda es programado para proporcionar datos para un solo circuito de entrada, 12 ceros son transmitidos en la porción del bloque de mensaje que de otro modo contendria los datos para el segundo circuito de entrada.

Antes que una salida de relevador o que el punto de fijación de los relevadores sean energieados, en respuesta a un comando de control, la estación remota transmite un mensaje de verificación a la estación maestra que le indica cual relevador o relevadores han sido actualmente seleccionados para su operación. Si este mensaje es correcto, la estación maestra envía un comando de ejecución y la estación remota entonces energiea el relevador o relevadores preseleccionados y envía un segundo mensaje de verificación para indicar que ha sido ejecutado el comando de control requerido. En adición a esta rutina de verificación antes de operar, existen dos pequeñas subrutinas de secuencia para las cuales la estación remota no transmite un mensaje de verificación antes de ejecutar el comando pedido. Pero para ulia de ellas, la estación remota transmite un mensaje para indicar que ha sido ejecutado el comando requerido.

Es t ruc tu ra del Mensaje de Comunicación.

Bloque de mensaje.- El mensaje básico que es transmitido en cualquier dirección - maestra a remota o remota a maestra - es un bloque de 32 bits consistente en 3 secciones, como se muestra en la figura E.2(A). Las secciones A y B contienen cada una 12 bits de información y un 13aVo. bit llamado ‘%owe keeping”: el bit A para la sección A y el bit B para la sección B. El bit B es usado como una bandera para especificar si los 12 bits precedentes contienen una dirección o datos. La sección C contiene un código de detección de errores Bose-Chaudhuri de 5 bits y un bit de fin de mensaje (EOM). Ya que el bit de EOM no ha sido usado en el código de error de 5 bits generado, el bloque de mensaje algunas veces es referido como de 31 bits de longitud. El bit más significativo de cada serción es e1 que está más a la izquierda. La sección A del primer bloque de mensaje transmitido en cualquier dirección siempre contiene la dirección de la estación. En la transmisión de la maestra a la remota, la sección A contiene tanto la dirección recibida de moriitoreo como la dirección de control re-decodificada que la estacion remota (especificada por el código de dirección) recibe desde la estación maestra y decodifica. Esto permite

xv

que la estación maestra averigue que la estación remota correcta ha respondido. Para la función de monitoreo, la estación remota usualmente transmite más de un bloque de mensaje a la estación maestra. En el primer bloque, la sección A contiene la dirección de la estación recibida como se indica arriba; los bloques subsecuentes, contienen datos. Para indicar el tipo de información en la sección A (para transmitir en cualquier dirección), el bit A es un O para dirección y un 1 para datos.

El contenido de la sección B depende de la función que está siendo requerida. Para la función de monitoreo, la sección B no contiene información en la transmisión de la maestra a la remota, pero contiene datos de monitoreo en cada bloque de mensaje de respuesta de la remota a la maestra. Para funciones de control, la sección B sirve como una sección modificadora que contiene información acerca de:

1. Cual de los 12 dispositivos está siendo controlado,

2. El valor deseado de un punto de fijación remotamente controlado, o

3. La duración del pulso y dirección (incremento/disminución) para cada una de las I3 unidades generadoras en control aumento/disminución. El bit B de la sección B siempre es un O.

La sección C siempre contiene el código de detección de error Bose-Chaudhuri de 5 bits y el bit EOM. El bit EOM en un bloque de mensaje dado es un O si este bloque es seguido por otro bloque en la transmisión, o es un 1 si este bloque es el Último en ser transmitido. La sección de dirección del bloque de mensaje (sección A) se divide en 3 campos de 4 bits como ne observa en la figura E.Z(B). El primer campo especifica la función a ser ejecutada por la estación remota direccionada por medio del segundo campo. El segundo campo contiene la dirección de la estación (binario del 0001 hasta el 1111, hexadecimal de 1 a F) para estaciones remotas de la #I a la #15. El tercer grupo contiene la dirección del grupo (binario de 0000 a 1111, hexadecimal de O a F) para 16 monitoreos o grupos de control (o el otro grupo de circuitos lógicos) de cada estación. En la tabla E se muestra la especificación del protocolo de comunicaciones del sistema mencionado.

XVI

...

XVII

.

F8

A. BLOQUE DE MENSAJE DE 12 BTTC.

F4 F2 F1 SE 54 S2 S1 C8 c4 02 C1

EON a 1 PARA FIN DE MENWE I O PARA FiN DE MENSAJE

1 aI ”8” I o

SECCK)N * .+ SECCION .4 SECClON C - -IREWON O WTOS OaToS CODlGO DE ERROR

Y €OM *

Figura E.2: Bloque básico del mensaje.

1 estación maestra i línea de comunicación común Long. del bloque de mensaje No. de dispositivos a controlar por UTR Tipo de modem de datos Modelo del modem (AE-2024-CL) No. máximo de bloques a transmitir Estación remota (UTR) Flujo de bits de datos Tasa de datos Tipo de modulación digital Marca Ó 1 lógico Espacio ó O lógico Modo de operación Canal de comunicación Ancho de banda nominal de voz Ecualización de línea Interface del modem asíncrono Controlador de la UTR

SPL = Lógica de Programa de la Estaci DSL = Lógica de Datos y Monitoreo

15 UTR’s compartida

32 bits 16

asíncrono (32202

16 (conitel 2200) TTL serie

5 1800 bps FSK

12OOIIz 22OOiiz

semiduplex 2 hilos (4 hilos) 300Hz - 3000Hz amplitud y fase

I‘TL:EIA RS-232-C SPL y DSL

I

Tabla E.l: Protocolo de Comunicaciones del Sistema SCADA “Leeds & Nortlirup”.

XIX

Apéndice F

Homologacih.

La homologación se refiere a la especificación de las características técnicas mínimas necesarias que se aplican a los equipos del servicio móvil terrestre que utilizan la modulación.en frecuencia para utilizar de manera óptima las frecuencias disponibles.

Características Técnicas y Condiciones de Ensayo’.

‘‘Calidad y Estabilidad de la Transmisión”.

1. Ancho de banda = 25kHz

2. Temperatura = 15 - 35°C

3. Humedad rdativa = 20 - 75%

4. Squelch abierto

5. Frecuencia de modulación = 1kHz [Lti%]

6. Frecuencia de modulación para interferencia 5 400Hz

‘Equipos Radioeléctricos utilisados en el servicio móvil terrestre [33] -

xx

7. Desviación de frecuencia = 60% de la máxima desviación de frecuencia del equipo [+ldB A nivel, -3dBA frecuencia]

8. Máxima desviación de frecuencia = f5kHz

9. Frecuencia de la portadora de R.F. = f2kHz

10. Potencia de R.F. = 1.5dB [fZdB]

11. Ancho de banda a 70dB de atenuación = 35kHz

12. Ancho de banda a 90dB de atenuación = SokHz

13. Protección canal Útil = -8dB

14. Selectividad canal adyacente = 70dB

15. Protección de intermodulación >70dB

16. Atenuación de intermodulación 220dB

17. Protección respuestas parásitas >70dB

18. Desensibiiización 290dB

19. Distorsión 510%

20. Ruido + Zumbido (-4OdB

21. Plano de tierra ( 4 = 5m, h = 1.5m)

22. Distancia de la antena al equipo 2 lonaitud * 23. Antena dip010 laigihrd 2 de On*; h>30m

ó 3m a

24. Umbral de recepción máximo: potencia de audio250% de la potencia de audio del equipo [fO.SdB] Umbral de recepción máximo: SINAD = 20dB filtro sofométrico, Umbral de recepción máximo: SINAD = 12dB sin filtro sofométrico

25. Umbral de recepción máximo 5 6dBpV

26. Volumen = 50%

27. Potencia de emisiones no esenciales <0.25pW

28. Potencia emisiones parásitas 5 2nW = -57dBm

XXI

Apéndice G

Regulaciones.

Normas oficiales Nacionales e Internacionales con respecto a Radiocornu- nicaciones en las bandas de VHF y UHF.

Resumen de los principales lineamientos de SCT sobre la transmisión de radio en las bandas de VHF y UHF.

1

TRANSMISION ANALOGICA.

1. SCT basada en UIT, CCIR y WARCz.

2. Separación duplex: 3MHz (VHF) y 5Miiz (UHF).

3. Banda de VHF: saturada (excepto el Sureste).

4. Banda de 400MHe: D.F. (saturada).

5. Banda de 800MHz: radio troncal.

6. 150 a 174MHz: voz y datos.

I

7. 450 a 470MHz: voz y datos.

8. Estación base: 25Km (cobertura) + 25Km (protección cocanal).

'Conferencia Radioadministrativa Mundial.

XXII

9. Distancia de reuso: 75Km (base)

10. Estación repetidora: 175Km (cobertura) + 50Km (prot. cocanal).

11. Ancho de banda del canal:

(1 4.5KHt ,A, 4.5KH2

25KHZ - 12. Estación base: 330WA.

13. Estación móvil: 30-6OWA.

14. Send II htetferencia: 30dB.

15. Ares de cubrimiento del repetidor 40dBpV (100pV/m) 148-1’14MBz 39dBpV (89.12pVlm) 450-47UMHz.

TRANSMISION DIGITAL.

1. Banda de VHF: voz y datos.

2. Banda de 400MHz: datos (mayor demanda).

3. Radiomodem.

4. F3 radiotelefonía.

5. D = datos (telemedida).

6. F1><9,800 L>ps (calidad de servicio adecuada).

7. FSK.

8. PT = 2 - 5W (mayor alcance).

XXIII

9. 450-470MHz:

baja densidad de tráfico

bloques de datos mayor compartición voz.

10. Enlaces fijos: - punto a punto - punto a multipunto.

11. Ancho de banda:

16KHz 4.5KM

12. Separación de bases: L5Km.

13. Telemetría - digital - 100% comunicación.

14. 406.1-430MHe: datos, B=25kIIz, Pt.=30WA y F=421.5125 (ejemplo).

XXIV

Resumen de Infornies y Recomendaciones de la CCIR [27].

Rc. 393-4 Rc. 395-2 I. 288-2 R ~ . 478-3 I. 533-1 Rc. 331-4 Rc. 332-4 ANEXO 1 Rc. 594 I. 930 I. 376-4 I. 614-2 Rc. 399-3 I. 612-1 I. 613-2 Rc. 400-2 Rc. 369-3 Rc. 453 I. 563-2

I. 721-1

I. a82 I. 338-4

RC: 338-2

Potencia de ruido admisible, factor de carga, pondersción (CCITT Rc. P.53). Ruido (long. de enlace), ruido de intermodulación Ruido (equipo rnúltiplex) Especificación de móviles (asignación de frecuencias) Sensibilidad, SINAD Ruido, Sensibilidad, definiciones Selectividad, intermodulación, definiciones. Np., sensibilidad, S/N Bits erróneos admisibles: lo-' (l%), Objetivos de calidad: lo-' (O.Ol&-0.1%) Diversidad, combinación Patrón de radiación de la antena (lóbulos), ganancia, ancho del haz. Medición de ruido Medición de característicaa del ruido, ruido de intermodulación. Medición de bits erróneos Tipos de canales, ancho de banda Variación del índice de refracción (altura) Indice de refracción (fórmula), unidad-N Datos radiometeorológicos (índice de refraccióqgradiente, presión del vapor de agua, distribución de las gotas de lluvia, indisponibilidad por lluvia) Atenuación por lluvia (tasa de lluvia, factores de polarización, indisponibilidad por lluvia) Dispersión por lluvia Datos de propagación (radio modificado se la tierra, desvanecimiento, diversidad, atenuación, polarización, transmisión analógica y digital) -4ncho de banda, velocidad de transmisión

(0.05%)

xxv

Resumen de los principales reglamentos de la UIT [as].

1. Para la asignación y el empleo de frecuencias, evitar causar interferencia perjudicial.

2. No hay autorización para frecuencias de socorro: 5OOkHa, 2.182MHz y 156.8Mb (F3).

3. Ver el cuadro I1 del apéndice 283 para las potencias.

4. Notificación: de 3 aüos a 3 meses antes de la fecha de puesta en servicio, diagrama a escala y solicitud por telegrama con acuse de recibo.

5. Ver el apéndice I' para las características esenciales apropiadas que se especi- fican.

O. Asignación del servicio después de 6 días sin quejas de interferencia perjudicial.

7. Las estaciones transmisoras se ajustarán a las tolerancias de frecuencias del apéndice 3', a las radiaciones no esenciales del apéndice 43 y a la anchura de banda del apéndice Sa, (niveles más bajos de transmisión).

8. Ubicación de las estaciones, antenas directivas, clase de emisión con el mfnimo de interferencia, mínimo ancho de banda y eliminación de interferenciss per- judiciales por emisiones no esenciales.

9. Determinar la procedencia y característica de la interferencia.

10. Datos relativos a la interferencia: ver el apéndice 83.

11. Distintivo de llamada: nombre geográfico (basc) y notación del vehículo (móvil).

12. Identificación de la estación llamada, identificación de la estación que Ilama, llamar 2 veces, después de 5 minutos llamar otra vez y después de 15 minutos volver a llamar.

13. Para la banda de 156-174MHz ver el apéndice i V 3 .

14. De móvil a base: dar todos los datos. De base a móvil: solicitar situación, derrotero, velocidad y próxima escala.

15. Radiotelefonía duplex.- por pares de frecuencias y ver el apéndice 173 (rev.).

3Reglamentos de la UIT.

XXVI

16. Duplex o semiduplex: P525W.

17. Banda de 100 a 470MHz:

Estación fija: P <SOW tolerancia de frecuencia = 5Oppm = 20ppm P25OW = 50ppm Estación base: P55W = 20ppm P>5W = 50ppm Estación móvil: P55W = 20ppm P>5W

n

n n

11 n n n n

18. Emisión no esencial.- de 30MHz a 235MHz: P>25W P(emisiÓn no esencial) = Pfc - 6OdB 5 l m W P125W P(emisiÓn no esencial) = Pfc - 40dB 5 25pW

19. Especificación: FM, preénfasis=6dB/oct., fd (100% de modulación) = fSkHz,. tolerancia de frecuencia = IOppm, polarización vertical, audio = 3kHz, P(audio)llW, estabilidad de frecuencia=f2IIz a f 5 H z (15 min.), diferencia de tiempo de propagación (retardo diferencial) = 3 mseg., tono de referencia: IkHz[flHe]=- lOdBmo [f0.5dB].

20. Toda notificación de asignación de frecuencia debe ser hecha por la adminis- tración del pais en cuyo territorio esté situada la estación de que se trate.

21. Diatribución de frecuencias entre: servicios.- atribución = allocation zona o paises.- adjudicación = ailotment estaciones.- asignación = assignment

22. Separación entre canales = 25kHz (156-174MHz), Desviación máxima = f5kHz.

23. Medidas contra la interferencia (cap. IV3-Art. 12): Caracten'sticas técnicas relativas a los equipos y a las emisiones.

CENTRO DE INFORMACION C E N I D E T

ESTA T E S I S F U E ELABORAVA E N SU TOTALIPAU EN LOS T A L L E R E S DE " I M P R E S O S FRANCO' REP. V E CUBA N o . 99 UESPACHO 2 3 B I S . MEXICO 1 U . F . T E L . 657-21 -74 P R E S U P U E S T O S 9 P.M. A 1 1 P.M.- SR. SALVADOR MOYA FRANCO.

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