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ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN
“MANUAL DE MANTENIMIENTO A ENLACES PUNTO A PUNTO VIA MICROONDAS”
TESINA
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE:
INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA
P R E S E N T A :
ESTEFANIA BENITEZ RAMIREZ
MÉXICO DF, FEBRERO 2007
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
TESINA
Que para obtener el titulo de: Ingeniero en Comunicaciones y Electrónica
Por la opción de titilación: Seminario de Titulación Administración de Proyectos Vigencia: Deberá desarrollar: Benítez Ramírez Estefania
“MANUAL DE MANTENIMIENTO A ENLACES PUNTO A PUNTO VIA MICROONDAS”
CAPITULO I: Antecedentes CAPITULO II: Marco Teorico de Referencia. CAPITULO III: Manual de Mantenimiento CONCLUSIONES BIBLIOGRAFIA GLOSARIO ANEXOS
Índice Introducción I A. Presentación del proyecto………………………………………………………. I B. Planteamiento del problema……………………………………………………. III C. Justificación………………………………………………………………………. III D. Objetivo general………………………………………………………………….. IV E. Objetivo especifico………………………………………………………………. IV F. Alcance……………………………………………………………………………. IV G. Metas……………………………………………………………………………… IV H. Misión……………………………………………………………………………... IV Capitulo I 1.0 Antecedentes………………………………………………………………. 2 1.1 Telecomunicaciones móviles y la era de la información; una combinación para el futuro……………………………………………………..
2
1.1.1. Un poco de historia………………………………………………………………………... 2 1.1.2. Servicios Móviles de telecomunicaciones……………………………………………… 5 1.2 Sistemas avanzados de Radio Comunicación Digital vía Microondas…… 7 1.2.1 Contribución de los Sistemas de Radio vía Microondas a la integración de redes y servicios……………………………………………………………………………………...
7
Capitulo II 2.0 Marco Teórico Referencial………………………………………………. 9 2.1 Radiación Electromagnética………………………………………………….. 9 2.1.1 Ondas Electromagnéticas…………………………………………………………………. 9 2.1.2 Espectro Electromagnético……………………………………………………………….. 12 2.1.2.1 Aplicaciones………………..………………………………………………………………….. 15 2.1.3 Espectro Radioeléctrico…………………………………………………………………… 17 2.1.3.1 Distribución…………………………………………………………………………………….. 19 2.2 Jerarquía Digital………………………………………………………………... 21 2.2.1 Jerarquía Digital Plesiosíncrona………………………………………………………….. 21 2.2.2 Jerarquía Digital Síncrona………………………………………………………………… 22 2.3 Estructuras para Comunicaciones…………………………………………… 23 2.3.1 Tipos de estructuras……………………………………………………………………… 24 2.4 Antenas para Microondas…………………………………………………….. 31 2.4.1 Antenas Reflectoras Típicas……………………………………………………………… 31 2.4.2 Propagación………………………………………………………………………………… 33 2.4.2.1 Características de Onda……………………………………………………………………… 33 2.4.2.2 Fase y Longitud de Onda…………………………………………………………………….. 35 2.4.2.3 Intensidad de Campo…………………………………………………………………………. 38 2.4.2.4 Polarización……………………………………………………………………………………. 38 2.4.2.5 Atenuación……………………………………………………………………………………... 39 2.4.2.6 Reflexión, Refracción y Difracción…………………………………………………………... 40 2.4.2.7 Onda de Tierra………………………………………………………………………………… 41 2.4.2.8 Onda d Superficie……………………………………………………………………………... 42 2.4.2.9 Onda de Espacio………………………………………………………………………………. 42 2.4.2.10 Propagación en línea de vista……………………………………………………………… 44 2.4.2.11 Propagación en la troposfera……………………………………………………………….. 47 2.4.2.12 Ductos Atmosféricos………………………………………………………………………… 49 2.4.2.13 La Ionosfera…………………………………………………………………………………... 51 2.4.2.14 Características de las Capas……………………………………………………………….. 52
2.4.2.15 Refracción en la Ionosfera………………………………………………………………….. 54 2.4.2.16 Frecuencia Máxima Utilizable………………………………………………………………. 55 2.4.2.17 Transmisión a gran distancia……………………………………………………………….. 57 2.5 Radioenlaces Fijos Terrestres………………………………………………… 59 2.5.1 Banda Base………………………………………………………………………………….. 60 2.5.2 Temporización………………………………………………………………………………. 61 2.5.3 Canales de servicio y supervisión………………………………………………………… 62 2.5.4 Operación BI/BE Y D/I……………………………………………………………………… 64 2.5.5 Etapa de modulador y demodulador……………………………………………………… 68 2.5.6 Etapa de Transmisión y Recepción……………………………………………………… 71 Capitulo III 3.0 Manual de Mantenimiento.………………………………………………. 74 3.1 Precauciones…………………………………………………………………… 74 3.2 Condición del Ajuste del Mantenimiento……………………………………... 76 3.3 Equipo y Accesorios de Prueba………………………………………………. 80 3.4 Mantenimiento Preventivo……………………………………………………... 81 3.5 Mantenimiento Correctivo……………………………………………………… 104 3.5.1 Aislamiento de fallas……………………………………………………………………………………... 104 3.5.2 Reemplazo……………………………………………………………………………………………….. 104 Conclusiones…………………………………………………………………… 106 Bibliografía……………………………………………………………………… 108 Glosario………………………………………………………………………..... 110 Anexos…………………………………………………………………………... 128
LA MAYORIA DE LAS VECES ME ES MUY DIFICIL ENCONTRAR LAS PALABRAS PARA PODER EXPRESAR MIS IDEAS, PERO LO ES AUN MÀS
DIFICIL ENCONTRALAS PARA DECIR GRACIAS.
A Dios:
Por haberme dado la familia que tengo, los amigos y todas las
personas que he conocido a lo largo de estos años.
Gracias por todas tus Bendiciones.
A mi Abuelita Juana
Gracias por que, parte de lo que soy ahora, te lo debo a ti. Ojala pudieras
estar aquí conmigo.
A mi Abuelita Olga Gracias por toda su ayuda, en todos los aspectos, por ser un gran apoyo.
A mis Padres:
Gracias por tratar de hacer que en nuestra familia siempre este unida a pesar de todas nuestras diferencias.
Por todo cuanto les debo nunca podré pagárselos.
A mis Tíos:
Luís Enrique Moreno García, Enid Ramírez Hernández por dejarme
formar parte de su familia, sin ustedes no hubiera sido posible lograr llegar a este momento.
A toda mi Familia y amigos:
Porque de alguna u otra manera siempre han estado presentes
formando parte de mi vida.
Estefanía Benítez Ramírez
Capitulo
1
Antecedentes
1.0 ANTECEDENTES.
1.1 Telecomunicaciones móviles y la era de la información; una combinación para el futuro. Es difícil imaginar hoy en día lo que seria nuestra forma de vida sin el acceso a los
seguros económicos, transparentes y eficientes sistemas de telecomunicación. El
teléfono, la radio y la televisión, utilizados cotidianamente, son sólo algunos ejemplos
de estos sistemas. Otros más complejos guían los aviones, las naves espaciales y los
trenes automáticos, proveen una cobertura en vivo de las noticias alrededor del mundo
y la lista de ejemplos podría continuar y continuar. Realmente no es exagerado afirmar
que los sistemas de telecomunicaciones no sólo son indispensables para el crecimiento
y el desarrollo de la industria, los bancos, los negocios, la educación y la difusión de la
información.
Puedo decir que las telecomunicaciones son la conversión o transmisión de la
información de un lugar y/o tiempo a otro. Admito que esta definición no es muy
precisa, pero siendo los sistemas de telecomunicaciones tan vastos y complejo hoy en
día, sería realmente muy difícil definirlos de otra forma. Por el momento, mi propósito
es la presentación de los servicios móviles de telecomunicaciones emergentes, para
ello podemos empezar con los trabajos y los esfuerzos de quienes han contribuido de
una forma u otra al desarrollo de las telecomunicaciones.
1.1.1 Un poco de Historia. La historia de las telecomunicaciones ha seguido diferentes trayectorias las cuales
coinciden y divergen de acuerdo a las aplicaciones. Las cuatro principales son la
telegrafía, la telefonía, la radio y los sistemas de datos. Cada una de ellas ha
progresado según el alcance tecnológico y las necesidades.
Las telecomunicaciones utilizando señales eléctricas se iniciaron en el año 1800 con
invención de la batería por Volta y el descubrimiento de la desviación de una brújula
con el flujo de la corriente a través de un alambre por Oersted. Estos trabajos
representaron la base de los sistemas de telegrafía cuyo desarrollo permitió el progreso
de los sistemas ferroviarios; implantación de itinerarios, control de tráfico, etc. Un
sistema de telégrafo había sido demostrado por George Lasage de Genova en 1774
utilizando una máquina electrostática y un alambre para cada tipo de letra.
Más tarde en Londres, en 1816, un telégrafo electrostático mejorado constituido de un
solo alambre fue fabricado por Sir Francis Ronalds. Por otro lado, en los Estados
Unidos de América, el profesor Morse de la Nueva Universidad de New Cork diseño un
telégrafo capaz de grabar mensajes sobre una cinta de papel, y uno de sus
estudiantes, Alfred Vail, concibió el código Morse asignando a cada una de las letras
más comunes del abecedario los símbolos más simples. Así en 1845, utilizando la cinta
de papel junto con el código Morse, fue posible la transmisión de 12 letras por minuto, y
luego alrededor de 1920, gracias a la multiplexación, 200 palabras por minuto. Con el
progreso de las telecomunicaciones, muy pronto apareció la necesidad de
comunicación entre personas, en puntos distantes y utilizando una señal de voz, dando
origen al teléfono y a las comunicaciones persona-a-persona.
El teléfono fue introducido al público en Filadelfia en el año de 1876 durante la
exposición centenaria de los Estados Unidos de América. Alexander Graham Bell logró
transmitir la voz en forma eléctrica a través de un circuito de alambres de cobre de
varias decenas de metros de longitud. Luego, a partir de un transmisor y un receptor
electromagnéticos apareció la versión comercial. Pero no fue hasta después del año
1878, con la patente del micrófono de carbón de Henry Hunnings de Yorkshire, que el
teléfono moderno vio su origen realmente.
Tiempo después, conforme la red del sistema telefónico continuo extendiéndose, y los
primero cables de larga distancia fueron instalados, los primeros problemas eléctricos,
las pérdidas y la distorsión inherentes, aparecieron; es importante recordar que en
aquel entonces no existía la amplificación de las señales eléctricas. Así Pupin y
Cambell alrededor del año 1900, con la invención de las inductancias de carga y
colocadas en intervalos específicos a lo largo de las líneas de la red telefónica lograron
disminuir una parte de la distorsión debida a las perdidas y a la transmisión de las latas
frecuencias del sonido.
Otros problemas más complejos surgieron más tarde, al final de los años 1920, la
densidad de tráfico y los requerimientos de equipo para diferentes servicios fueron
estudiados por los matemáticos, y algunos pioneros como A.K Erlang, quien dio su
nombre a la unidad de densidad de tráfico, realizo importantes contribuciones, mientras
las redes telefónicas y telegráficas continuaban su desarrollo, otras necesidades de
comunicación afloraron, por ejemplo: las telecomunicaciones trasatlánticas y marítimas
dando como resultado la aparición de las telecomunicaciones inalámbricas, y que hoy
conocemos como la radio.
En base a los trabajos de Henri Hertz y Gugliemo Marconi en 1894 inicío sus
experimentos sobre la transmisión de las ondas electromagnéticas a través del
espacio, y obtuvo el registro de su primera patente inalámbrica en el año de 1896 con
una máquina que imprimía marcas de tinta sobre un papel cuando recibía las señales
del código Morse. Más tarde y por primera vez, el East Goodwin, un barco dañado
durante una tormenta utilizó la radio, un equipo de telegrafía inalámbrica, para enviar
señales de auxilio. Así en la Gran Bretaña en al año 1900, se fundó la compañía de
telecomunicaciones marítimas internaciones Marconi para proveer servicios de
telecomunicaciones por medio de las señales de radio.
Un poco más tarde, en 1901 Marconi decidió intentar la transmisión de señales de radio
a través del Atlántico, Poldhu en Cornwall y Cape Cod en Massachussets, con ayuda
de un transmisor operado a 20 KW en CC y con una eficiencia de Conversión de CC a
RF estimado de 20%. Finalmente el 12 de Diciembre, por medio de un micro-teléfono,
Marconi logró recibir una débil señal de radio mezclada con el ruido estático; la letra S
del código Morse (tres puntos), sin embargo la señal era demasiado débil para poder
operar una máquina de telégrafo por lo que no existe prueba física. Los rusos por su
parte también reclaman el descubrimiento de la radio. Aleksando Stepanovich Popov
un físico que vivió de 1859 a 1905 logró transmitir ondas de radio en 1897 a lo largo de
una distancia de 5 Km. Sin embargo sus trabajos fueron orientados hacia el estudio de
las descargas eléctricas. Por otra parte, las redes telefónicas continuaron también
expandiéndose y después de múltiples tentativas, en 1956 el primer cable telefónico
trasatlántico TAT-1 entró en operación permitiendo la transmisión de 36 circuitos
telefónicos. En 1966 un desarrollo en el laboratorio, propuesto por K.C. Kao y G.A.
Hockham, llevo a la producción del cable de la fibra óptica y en 1977 fue instalada la
primera fibra óptica. Entre 1956 y el día de hoy, otros cables de cobre y de fibra óptica
han sido depositados a partir de Francia, Inglaterra y España, cada uno con más y más
capacidad de transmisión.
El final de las transmisiones y los intercambios análogos verá probablemente su fin con
la revolución digital de las telecomunicaciones y la red telefónica manejará todas las
señales (digitales) de la misma forma sin importar la información contenida en ellas:
voz, datos, música, video, etc.
1.1.2 Servicios Móviles de Telecomunicaciones.
A menudo escuchamos que nos encontramos en el inicio de una revolución de las
telecomunicaciones, una verdadera revolución que finalmente nos liberará de la liga a
un punto de localización y a un número fijo de la red telefónica, y va a proveernos con
la capacidad de transmisión de la información en forma móvil y a precios razonables.
Contrariamente a los inicios fallidos de la telefonía móvil a finales de los 80s, hoy el
impulso de los servicios móviles de telecomunicaciones: la radio de banda civil, los
sistemas de paga, los teléfonos inalámbricos, y sobre todo la gran dispersión de los
sistemas de radio en la industria (transportes, construcción, seguridad, etc.) han
expuesto a millones de personas a la tecnología inalámbrica de las telecomunicaciones
móviles y han influenciado en gran escala las actividades del trabajo y recreo. Sin
embargo, los servicios móviles de telecomunicaciones, la telefonía en particular, se han
visto limitados por normas obsoletas que han dificultado su participación en el
desarrollo de las redes de servicios digitales integrados (RSDI) de las compañías
telefónicas por cable. Por ejemplo, la falta de privacidad en los sistemas de radio
telecomunicaciones actualmente no será fácilmente remedida con las técnicas
análogas existentes.
Durante los últimos años del monopolio monolítico del teléfono por cable y los primero
años de la era de los mercados abiertos y competitivos de la radio, los servicios
móviles han heredado un proceso regulador defectuoso que ha sido diseñado y re-
diseñado por cientos de grupos de interés, articulado por economistas, abogados e
ingenieros, rezagados y comprometidos en las cortes (judiciales y administrativas) por
más de veinte años.
A partir del año 1980, los sistemas móviles de telecomunicaciones eran utilizados
exclusivamente por las organizaciones públicas, el ejército, la marina y los operadores
aéreos. Después de este año, se iniciaron las operaciones de los servicios móviles
públicos; la telefonía celular, los sistemas de datos, la radio móvil privada, las redes
privadas y los sistemas satelitales móviles. La telefonía móvil ha previsto el acceso
inalámbrico de más de 54 millones de usuarios a la red telefónica para el año 2006 tan
solo en el mercado Mexicano. En comparación, la red telefónica fija, no alcanza los 20
millones de usuarios.
El gran reto hoy es la adaptación de la radio móvil a las normas de servicios y los
parámetros económicos de la telefonía convencional en ámbito de más y más demanda
de transmisión. Al mismo tiempo, otras tecnologías de radio comunicación avanzadas
están emergiendo y fortalecerán la red telefónica para vigorizar y expandir la telefonía
básica “no móvil” más allá de sus limites geográficos y económicos actuales.La radio
celular de la telefonía móvil está compuesta de células con estaciones base terminales
y receptores. Cada célula cuenta con un grupo de frecuencias para los teléfonos
portátiles. Si un teléfono pasa de una célula a otra célula debe existir un control y un
cambio de frecuencias transparente para el usuario.
1.2 Sistemas avanzados de Radio Comunicación Digital vía Microondas.
1.2.1 Contribución de los Sistemas de Radio vía Microondas a la integración de redes y servicios.
Esta industria en plena expansión, al igual que el Big Bang, no ha dejado de
sorprendernos con su evolución y la fulgurante aparición de múltiples aplicaciones
comerciales; por ejemplo; hoy en el mercado ya existen autos equipados con sistemas
de radio que en caso de accidente enviarán una señal de S.O.S hacia un sistema
central indicando las coordenadas y una estimación de los daños permitiendo así
aumentar la seguridad de los usuarios, con el objetivo final: la comunicación en todo
lugar y en todo momento, representa el sistema inalámbrico comercial más extendido
en la actualidad. En fin, todos y cada uno de los servicios están basados en un sistema
avanzado de radio comunicación digital vía microondas, integrados en redes privadas
que van desde LANs hasta WANs.
Dado que los sistemas de radio digital deben proveer un enlace de transmisión dentro
de una red integrada regional, pública o mundial deberán entonces proporcionar la
misma confiabilidad y disponibilidad que sus principales tecnologías competidoras: el
cable de cobre, la fibra óptica y los sistemas satelitales. Gracias a la integración de las
técnicas digitales la robustez de la señal de radio se ha mejorado de manera
significativa. Razón por la que la tecnología de radio comunicaciones vía microondas
ha ganado una tremenda importancia como medio de comunicación.
Como paso clave hacia el establecimiento de una red digital integrada mundial, las
administraciones de telecomunicaciones en todo el mundo se encuentran actualmente
involucradas en la digitalización de sus facilidades de transmisión y conmutación.
Las redes de transmisión actuales consisten de una mezcla de cable (fibra óptica y
coaxial), satélites y sistemas de radio microondas (analógicos y digitales). La
introducción de los sistemas de radio digital ha sido exitosa gracias a sus eficiencias
espectrales, su bajo costo de instalación y mantenimiento, su facilidad de actualización
por software, su compatibilidad con sus contrapartes análogas y cableadas, y la
posibilidad de coexistencia con otros sistemas de transmisión sin llevar a
degradaciones del funcionamiento.
Capitulo
2
Marco Teórico Referencial
2.0 MARCO TEORICO DE REFERENCIA.
2.1 Radiación Electromagnética. 2.1.1 Ondas Electromagnéticas.
En tiempos de Maxwell la luz y las radiaciones infrarrojas y ultravioletas que la
acompañan eran los únicos tipos de radiaciones electromagnéticas conocidas. Hoy en
día el espectro electromagnético, abarca una amplia gama de diferentes clases de
radiaciones provenientes de una variedad de fuentes.
Según Faraday, un campo magnético variable, induce un campo eléctrico también
variable, como en electrostática se hace hincapié de que toda carga eléctrica en reposo
crea a su alrededor un campo eléctrico, cuya intensidad difiere en cada punto.
Por lo tanto, las cargas eléctricas estacionarias producen campos eléctricos, las cargas
eléctricas en movimiento producen campos eléctricos y magnéticos; los cambios
cíclicos en estos campos producen radiación electromagnética, de esta manera la
radiación electromagnética consiste en una oscilación perpendicular de un campo
eléctrico y magnético (Fig. 2-1). La radiación electromagnética transporta energía de un
punto a otro, esta radiación se mueve a la velocidad de la luz (siendo la luz un tipo de
radiación electromagnética).
Fig. 2-1
La principal característica de las ondas electromagnéticas es que se pueden propagar
por el vació (cosa que no ocurre con las ondas mecánicas). Gracias a que no necesitan
un medio material para propagarse, estas ondas pueden atravesar el espacio
interplanetario e interestelar y llegar a la Tierra desde el Sol y las estrellas, todas las
ondas electromagnéticas se desplazan en el vacío a una velocidad skmc 729.299= .
Las radiaciones del espectro electromagnético presentan las propiedades típicas del
movimiento ondulatorio, como la difracción y la interferencia. Otra característica de las
ondas electromagnéticas es que son ondas transversales(es decir: la vibración de las
partículas es perpendicular a la dirección de propagación de la onda). Lo que vibra a su
paso son los campos eléctricos y magnéticos que crean a propagarse. La vibración
puede ser captada y esa energía absorberse.
Las ondas electromagnéticas están constituidas por dos campos, uno eléctrico y otro
magnético, mutuamente sostenidos que se propagan en el espacio en forma
ondulatoria. Estas ondas, portadoras de energía, se caracterizan por los parámetros:
amplitud y frecuencia, que las determinan totalmente.
o Frecuencia. La frecuencia de una onda responde a un fenómeno físico que se
repite cíclicamente un número determinado de veces durante un segundo de
tiempo, tal como se puede observar en la siguiente ilustración (Fig. 2-2). La
frecuencia se representa con la letra (f) y su unidad de medida es el ciclo o hertz
(Hz) por segundo.
Fig. 2-2
A. Onda sinusoidal de un ciclo o hertz (Hz) por segundo. B. Onda sinusoidal de 10 ciclos o hertz por segundo.
o Longitud de Onda. Las ondas del espectro electromagnético se propagan por el
espacio de forma similar a como lo hace el agua cuando tiramos una piedra a un
estanque, es decir, generando ondas a partir del punto donde cae la piedra y
extendiéndose hasta la orilla.
Tanto las ondas que se producen por el desplazamiento del agua, como las ondas
del espectro electromagnético poseen picos o crestas, así como valles o vientres.
La distancia horizontal existente entre dos picos consecutivos, dos valles
consecutivos, o también el doble de la distancia existente entre un nodo y otro de la
onda electromagnética, medida en múltiplos o submúltiplos del metro (m),
constituye lo que se denomina “longitud de onda” (Fig. 2-3).
Fig. 2-3
Como la luz es una radiación electromagnética que tiene unas longitudes de onda
muy pequeñas se usan submúltiplos del metro, como son el Ángstrom (Å) que es la
diezmilmillonésima de metro y el Nanómetro (nm) que es la milmillonésima de
metro.
o Amplitud. La amplitud de una onda está definida por la distancia que separa el pico
de la cresta o valle de la línea de base (A). la energía que transporta la onda es
proporcional al cuadrado de la amplitud.
La amplitud constituye el valor máximo que puede alcanzar la cresta o pico de una
onda. El punto de menor valor recibe el nombre de valle o vientre, mientras que el
punto donde el valor se anula al pasar, se conoce como “nodo” o “cero”.
Pero, además de sus propiedades ondulatorias, también presentan aspectos
corpusculares (fotones) comportándose entonces, como paquetes de energía, la cual
depende exclusivamente de la frecuencia. Las ondas, además de energía, pueden
portar información si se modula su amplitud, frecuencia o ambas; y por ello se utilizan
en los sistemas de telecomunicación.
2.1.2 Espectro Electromagnético. La radiación electromagnética se puede ordenar en un espectro que se extiende desde
ondas de frecuencias muy elevadas (longitudes de onda pequeñas) hasta frecuencias
muy bajas (longitudes de onda altas) como se muestra en la Fig. 2-4. La luz visible es
sólo una pequeña parte del espectro electromagnético. Por orden decreciente de
frecuencias (o creciente de longitudes de onda), el espectro electromagnético está
compuesto por rayos gamma, rayos X, radiación ultravioleta, luz visible, rayos
infrarrojos, microondas y ondas de radio.
Fig. 2-4 Espectro Electromagnético
Podemos observar en la figura anterior que hacia el extremos inferior del espectro se
agrupan las ondas más largas, como las correspondientes a frecuencias de sonidos
que puede percibir el oído humano, mientras que hacia el extremo superior se agrupan
las ondas extremadamente más cortas, pero con mayor energía y mayor frecuencia en
hertz, como las pertenecientes a las radiaciones gamma y los rayos. A continuación se
da una descripción un poco más detallada de los diferentes tipos de radiación:
o Ondas de radio. Las ondas de radio tiene longitudes de onda mayores a 1m. se
producen a partir de fuentes terrestres mediante electrones que oscilan en
conductores de circuitos eléctricos. Mediante una elección cuidadosa de la
geometría de estos circuitos, como en una antena, podemos controlar la distribución
en el espacio de la radiación emitida (si al antena actúa como transmisión) o la
sensibilidad del detector (si la antena actúa como receptor). o Microondas. Las microondas pueden considerarse como ondas cortas de radio,
con longitudes de onda típicas en la zona de 1 mm a 1m. comúnmente se producen
por osciladores electromagnéticos en circuitos eléctricos, como en el caso de los
hornos de microondas. El magnetrón es una cavidad resonante formada por dos
imanes de disco en los extremos, donde los electrones emitidos por un cátodo son
acelerados originado los campos electromagnéticos oscilantes de la frecuencia de
microondas. o Infrarrojos. La radiación infrarroja, que tiene longitudes de onda mayores que la de
lo visible (desde 0.7 µm hasta 1 mm aproximadamente), se emiten comúnmente por
átomos o moléculas cuando cambian su movimiento vibratorio o rotatorio. Este
cambio ocurre a menudo como un cambio en la energía interna del objeto emisor y
se observa como un cambio en la energía interna del objeto que detecta la
radiación. En este caso, la radiación infrarroja es un medio importante de
transferencia de calor, y a veces se le llama radiación térmica. o Luz visible. La región visible del espectro es la más familiar para nosotros, porque
como especie hemos adaptado receptores (los ojos) que son sensibles a la
radiación electromagnética más intensa emitida por el sol, la fuente extraterrestre
más cercana. Los límites de la longitud de onda de la región visible van desde 400
nm (el violeta) hasta unos 700 nm (el rojo). La luz se emite a menudo cuando los
electrones exteriores (o de valencia) de los átomos cambian su estado de
movimiento; por esta razón, estas transiciones en el estado del electrón se llaman
transiciones ópticas. El color de la luz nos dice algo acerca de los átomos o del
objeto del cual se emitió. o Ultravioleta. Las radiaciones de longitudes de onda más costas de lo visible
comienzan con la ultravioleta (1 nm a 400 nm), la cual puede producirse por las
transiciones atómicas de los electrones exteriores así como en la radiación que
parte de fuentes térmicas como el sol. Puesto que nuestra atmósfera absorbe
fuertemente las longitudes de onda ultravioletas, poca de esta radiación del sol llega
a la superficie. Los ultravioleta pueden destruir la vida y se emplean para esterilizar.
Nuestra piel detecta la radiación ultravioleta y nuestro organismo se pone a fabricar
melanina para protegernos de la radiación. o Rayos X. Los rayos X (con longitudes de onda típicas entre 0.01 nm y 10 nm)
pueden producirse con longitudes de onda discretas en transiciones individuales
entre los electrones interiores (los más fuertemente ligados) de un átomo, y también
pueden producirse al desacelerar partículas cargadas (como electrones). Las
longitudes de onda de los rayos X corresponden aproximadamente al
espaciamiento entre los átomos de los sólidos; por lo tanto la dispersión de los
rayos X de los materiales es una manera útil de estudiar su estructura. Son
peligrosos para la vida: una exposición prolongada produce cáncer o Rayos Gamma. Los rayos gamma son radiaciones electromagnéticas con las
longitudes de onda más cortas (menos de 10 pm). Son las más penetrantes entre
las radiaciones electromagnéticas, y la exposición a una radiación gamma intensa
puede tener un efecto perjudicial sobre el cuerpo humano. Se originan en los
procesos de estabilización en el núcleo del átomo después de emisiones
radiactivas. 2.1.2.1 Aplicaciones. o Rayos gamma. Los rayos gamma provenientes del cobalto 60 se utilizan para
esterilizar instrumentos que no pueden ser esterilizados por otros métodos, y con
riesgos considerablemente menores para la salud. Los rayos gamma también son
utilizados en la radioterapia, o Rayos X. Los rayos X se emplean sobre todo en los campos de la investigación
científica, la industria y la medicina. El estudio de los rayos X ha desempeñado un papel primordial en la física teórica,
sobre todo en el desarrollo de la mecánica cuántica. Como herramienta de
investigación, los rayos X han permitido confirmar experimentalmente las teorías
cristalográficas. Utilizando métodos de difracción de rayos X es posible identificar
las sustancias cristalinas y determinar su estructura. Los métodos de difracción de
rayos X también pueden aplicarse a sustancias pulverizadas que, sin ser cristalinas,
presentan alguna regularidad en su estructura molecular. Mediante estos métodos
es posible identificar sustancias químicas y determinar el tamaño de partículas
ultramicroscópicas. Los elementos químicos y sus isótopos pueden identificarse
mediante espectroscopia de rayos X, que determina las longitudes de onda de sus
espectros de líneas característicos. Varios elementos fueron descubiertos mediante
el análisis de espectros de rayos X.
Muchos productos industriales se inspeccionan de forma rutinaria mediante rayos X,
para que las unidades defectuosas puedan eliminarse en el lugar de producción.
Existen además otras aplicaciones de los rayos X, entre las que figuran la
identificación de gemas falsas o la detección de mercancías de contrabando en las
aduanas; también se utilizan en los aeropuertos para detectar objetos peligrosos en
los equipajes. Los rayos X ultrablandos se emplean para determinar la autenticidad
de obras de arte y para restaurar cuadros.
Las fotografías de rayos X o radiografías y la fluoroscopia se emplean mucho en
medicina como herramientas de diagnóstico. En la radioterapia se emplean rayos X
para tratar determinadas enfermedades, en particular el cáncer, exponiendo los
tumores a la radiación.
o Infrarrojos. Los rayos infrarrojos se utilizan comúnmente en nuestra vida cotidiana:
cuando encendemos el televisor y cambiamos de canal con nuestro mando a
distancia; en el supermercado, nuestros productos se identifican con la lectura de
los códigos de barras; vemos y escuchamos los discos compactos... todo, gracias a
los infrarrojos. Estas son sólo algunas de las aplicaciones más simples, ya que se
utilizan también en sistemas de seguridad, estudios oceánicos, medicina, etc. o Microondas. Las ondas microondas tienen muchas aplicaciones. Una de ellas es la
de los hornos. Su funcionamiento se basa en el hecho de que la radiación
electromagnética de muy alta frecuencia tiene mucha energía, por lo que hay una
transferencia de calor muy grande a los alimentos en poco tiempo. Las
comunicaciones y el radar son otras dos aplicaciones de las microondas. o Ondas de Radio. El uso más habitual de las ondas de radio con efecto terapéutico
se lleva a cabo mediante el uso de corrientes alternas de frecuencia superior a los
100 KHz. A diferencia de las corrientes alternas de frecuencia menor, las ondas de
radio no tienen un efecto estimulante del sistema neuromuscular, sino que producen
en el organismo un efecto térmico. Gracias a las ondas de radio se dispone de un
mecanismo para realizar una termoterapia en el interior del organismo de manera
homogénea.
En la actualidad, las ondas de radio se emplean sobre todo en el tratamiento
denominado onda corta. Se trata de un tipo de corriente alterna de alta frecuencia
caracterizada por tener una longitud de onda comprendida entre 1 y 30 metros (10-
300 MHz). La onda corta, debido a su alta frecuencia es capaz de atravesar toda
clase de cuerpos, tanto conductores como no conductores, pero es en los cuerpos
conductores donde se produce un calentamiento apreciable debido al efecto Joule.
Aparte de su efecto térmico, la onda corta posee otros efectos como son el aumento
de la circulación (hiperemia), aumento leucocitario pasajero y acción analgésica y
anti-inflamatoria. Recientemente se sigue investigando en la utilización de ondas de
radio en medicina pero no tanto con fines terapéuticos sino más bien de
observación. Estas técnicas se basan sobre todo en el empleo de ondas de radio
conjuntamente con campos magnéticos, de manera similar a como se combinan
campos magnéticos y eléctricos en la Resonancia Magnética.
2.1.3 Espectro Radioeléctrico. Todos conocemos que nuestras radios sintonizan distintas "bandas de frecuencias" que
generalmente denominamos: Onda Media, Onda Corta, FM (VHF), etc. Estas "bandas"
son divisiones del "espectro radioeléctrico" que por convención se han hecho para
distribuir los distintos servicios de telecomunicaciones. Cada una de estas gamas de
frecuencias poseen características particulares que permiten diferentes posibilidades
de recepción.
Conviene aclarar que se denomina Espectro Radioeléctrico a la porción del Espectro
Electromagnético ocupado por las ondas de radio, o sea las que se usan para
telecomunicaciones (Fig. 2-5)
Fig. 2-5 Espectro Radioeléctrico
Esta división del espectro de radioeléctrico fue establecido por el Consejo Consultivo
internacional de las Comunicaciones de Radio (CCIR) en el año de 1953. Debido a que
la radiodifusión nació en los Estados Unidos de América las denominaciones de las
divisiones se encuentran en idioma ingles. Y de allí las abreviaturas tal cual las
conocemos adoptadas en la Convención de Radio celebrada en Atlantic City en 1947.
A su vez la unión internacional de Telecomunicaciones (UIT-ITU) dividió al planeta en
tres regiones, en las cuales la distribución de las frecuencias para los distintos usos y
servicios son similares para los países que integran una región determina. La Región 1
es Europa, África, el Medio Oriente, Mongolia y el territorio de Rusia. La Región 2 son
los países que conforman el continente Americano. La Región 3 es el resto del Mundo,
principalmente Asia y Oceanía (Fig. 2-6)
Fig. 2-6 Distribución de Regiones a nivel mundial
2.1.3.1 Distribución. Según la COFETEL (Comisión Federal de Telecomunicaciones) el espectro
radioeléctrico es un recurso limitado se requiere de procedimientos a través de los
cuales se otorguen, en forma transparente y ordenada las concesiones para su uso,
explotación y aprovechamiento eficiente.
A finales de 1994, se detectó que no existía una política integral para la atribución,
asignación, planificación y ordenamiento del espectro radioeléctrico, lo que limitaba su
aprovechamiento.
Más aún, no existía un costo real para los concesionarios, y el erario federal no percibía
ingresos acordes al precio que la demanda determinaba por el uso de este recurso.
Asimismo, la falta de regulación y coordinación en el uso del espectro, afectaba los
servicios de radiocomunicación en las zonas fronterizas. Tampoco existían
mecanismos para aplicar exitosamente los servicios que se estaban generando a raíz
de las nuevas tecnologías digitales y la compresión de señales.
Al otorgar las concesiones a través de licitaciones públicas, el Estado cuenta con un
instrumento que promueve y genera los incentivos para lograr un sector de
telecomunicaciones competitivo, al no restringir el acceso de nuevos agentes
económicos que pretenden ofrecer algún servicio de telecomunicaciones. De lo anterior
se destaca la presente distribución para la republica mexicana.
Tabla 2-1 distribución de espacio radioeléctrico
2.2 Jerarquía Digital
2.2.1 Jerarquía Digital Plesiosíncrona.
Las redes analógicas de radio estaban basadas en la múltiplexación por división de
frecuencias y los así llamados sistemas FDM. Los sistemas digitales que los
reemplazaron estuvieron basados en la múltiplexación por división de tiempo y el uso
de la modulación por codificación de pulso (PCM) para formar la tasa de línea digital
primaria (E1 ó T1). Para crear tasa de bits más grandes se usan multiplexaciones
secundarias. Esto no es hecho sincrónicamente, pero parece síncrono debido a una
técnica llamada llenado (stuffing). “Plesio” quiere decir cercanamente, de ahí el termino
plesiochronous (casi sin-crono) de la jerarquía digital (PDH).
Las multiplexaciones de orden más grande usan bits de intercambio para las cadenas
de bits de entrada dentro de una cadena de orden mayor. Los multiplexadores tienen
que sincronizar los arreglos de cadenas de datos de entrada tal que ellos puedan ser
multiplexados dentro de una cadena de bits de orden mayor. Cada cadena de E1 ó T1
es esencialmente libre en su recorrido porque no está limitada a una señal de reloj
central. La tasa de bits nominal E1 es 2048 kbits/s. En una múltiplexación de 2/8 cuatro
cadenas de 2 Mbps son multiplexados dentro de una cadena de 8Mbps como sigue:
La cadena de datos de entrada es leídas dentro de unos buffers de almacenamiento
elásticos usando un reloj que es extraído desde la cadena de bits. Los bits son
copiados a cada buffer un bit a la vez y bits de intercalado son agregados a al cadena
usando el reloj principal del multiplexor. Para asegurarse de que los datos de entrada
sean lo más rápidos posibles para no causar sobre flujo en los buffers, el reloj del
multiplexor corre en una tasa más alta que la cadena de entrada más rápida, en otras
palabras 2048 kbps+ 50 ppm (2048 102 bps). Hay también bits extra agregados a la
cadena secundaria así la tasa del reloj necesita ser incluso mayor para permitir al reloj
de línea pararse mientras los bits extras de la cabecera son agregados.
Al corres el reloj más rápido quiere decir que hay tendencia natural para que los buffer
funcionan vacíos. Para evitar esto, cuando un cierto nivel es alcanzado, el buffer nota
que el reloj está detenido y durante este periodo bist de “stuffing2 (relleno)s de
sincronización son usados para decir al demultiplexor en el otro terminal que bits son
reales y cuales son rellenos así que los bits de relleno puedan ser descartados.
Además de los bits de relleno un paquete de palabra de alineación es agregado para
crear un paquete total de 8448 kbps. La tasa más alta de 34 Mbps y 140 Mbps son
creados en un modo similar multiplexando cuatro de las señales con más baja
velocidad.
En la práctica, multiplexaciones de doble paso o triple paso son usadas para evitar los
niveles intermedios. Una comparación de tramas PDH definidas en Norte América y
Europa es presentada en la Tabla 2-2.
TABLA 2-2 Varias tasas estándares de bit PDH
PDH (Norte América)
BIT RATE PDH (ITU)
BIT RATE
T1(DS1) 1.544 Mbits/s E1 2.048 Mbits/s
T2(DS2) 6.312 Mbits/s E2 8.448 Mbits/s
T3(DS3) 44.736 Mbits/s E3 34.368 Mbits/s
T4(DS4) 139.264 Mbits/s E4 139.264 Mbits/s
2.2.2 Jerarquía Digital Síncrona.
Con la demanda de más ancho de banda y las necesidades de estandarización,
manejabilidad y flexibilidad en las redes, un nuevo estándar fue desarrollado en el ITU.
Este trabajo comenzó alrededor de 1986 y en 1988 el primer estándar SDH fue
probado. El objetivo era tener un conjunto de estándares mundiales que pudieran
permitir interoperabilidad de diferentes equipos dentro de la misma red. Los estándares
fueron basados sobre el estándar óptico SONET y fueron diseñados para asegurar que
la tasa de bits de Norte América 1544 kbps y Europa 2048 kbps pudieran ser
acodados. El estándar SDH usa una tasa de bits común de 155 Mbps. Una
comparación entre las tasas SONET y SDH es mostrada en la Tabla 2-3.
TABLA 2-3 Comparación de SDH y SONET
SONET Transport Level BIT RATE SDH
OC-1 STS-1 51.84 Mbits/s STM-0
OC-3 STS-3 155.52 Mbits/s STM-1
OC-12 STS-12 622.08 Mbits/s STM-4
OC-48 STS-48 2488.32 Mbits/s STM-16
En PDH las señales de tasa más bajas son bits intercalados dentro de la jerarquía
perdiendo así sus características originales de interfaz. La técnica de “relleno” son
usadas para asegurar que las señales totales pueden ser demultiplexadas en la
terminal distante si requerir un reloj común. En SDH lo fundamental es mapear
sincrónicamente las señales de tasa más bajas dentro de un contenedor que es así
incrustado en el paquete competo sin perder sus características de interfase originales.
Una cabecera adicional es entonces agregados al contenedor y al paquete o trama que
permita la manejabilidad de la señal original directamente a través de la red. Este es el
aspecto que permite a SDH tener tal capacidad de administración de súper redes.
2.3 Estructuras para Comunicaciones
Las estructuras utilizadas en telecomunicaciones sirven para la transmisión de energía
eléctrica, así como la transmisión de señales, como en el caso de los teléfonos
celulares. Existen diversos elementos que estas estructuras deben de soportar, como
antenas de transmisión y equipos para telecomunicaciones, entre otros. La mayoría de
estas estructuras son ligeras, por lo que en su diseño influye los esfuerzos que genera
el viento, sin embargo también podemos encontrar estructuras con mucho peso debido
a su tamaño, por lo cual un sismo es un elemento importante a considerar, debido al
daño que podría ocasionar a nuestra estructura.
2.3.1 Tipos de Estructuras. Estas estructuras pueden variar según las necesidades y las condiciones del sitio en
donde se vayan a ubicar.
En la actualidad las compañías que se dedican a fabricar estas estructuras, ya cuentan
con sus modelos optimizados totalmente para poder obtener la mayor optimización en
el funcionamiento de la estructura, en don los perfiles y ángulos varían de tamaño y
espesor dependiendo de la altura de la estructura, y del lugar en donde se van a
construir, afectando principalmente la velocidad del viento que exista en el lugar de
establecimiento.
Existen varias formas de proteger una torre de comunicación. Una manera es colocar
una punta pararrayos en la cima de la torre y de ahí un conductor de cobre por toda la
longitud de la torre. Sin embargo, por estar el cobre y el acero en contacto, se corroe el
acero, además otro inconveniente es la inductancia del cable tan largo que crea una
trayectoria de tan alta impedancia que no es efectivo como circuito a tierra. Por lo que
se recomienda usar la estructura con una punta electrodo en su parte superior y
conectores adecuados para su conexión al acero estructural. Sin embargo esto puede
crear interferencia en antenas de radio y se puede evitar la recepción en determinadas
zonas.
De esta manera podemos encontrar que existen cuatro tipos diferentes de estructuras
con diferentes contornos y ángulos de acero unidos por tornillos, pernos o remaches o
por medio de soldadura. Estas estructuras podrán ser de diversas alturas, dependiendo
de las especificaciones requeridas para poder suministrar un correcto funcionamiento, y
son:
A. Torre arriostrada o Mástil arriostrado
B. Torre autosoportada.
C. Monopolo.
D. Mástil.
A B C D
Fig. 2-7 Tipos de estructuras para comunicaciones
A. Torre arriostrada o Mástil Arriostrado. Una torre arriostrada, se le domina a aquella estructura metaliza que necesita de
arriostres para sustentarse, es decir, necesitan riendas o cables en cada una de sus
aristas y a diferentes alturas (Fig. 2-8).
Fig. 2-8 Torre Arrostrada
Debido a su versatíbilidad, en cuanto altura se refiere, podemos encontrar, que existen
edificaciones en terrenos amplios, y sobre tierra firme, así como en azoteas. El peso
que genera la estructura existente no es muy grande, por lo que no adiciona mucho
peso a la edificación, sin embargo, se debe colocar el apoyo de la estructura y sus
arriostres sobre columnas y elementos resistentes, porque la descarga de la estructura
no podría colocarse sobre una losa o algún otro elemento que no sea adecuado,
porque este podría fallar. La base de la estructura genera un esfuerzo de compresión
en donde esté apoyada, y los arriostres generan un esfuerzo de tensión.
Podemos encontrar que este tipo de estructuras consta de 6 partes (Fig. 2-9):
1. Antirrotor. Nos proporciona estabilidad evitando que la estructura sufra una
deformación o rotación.
2. Cinturón. Es donde van sujetas las riendas o cables.
3. Base. Es el apoyo principal. de la estructura.
4. Riendas. Las riendas o cables, generalmente se tensan al 10% de su
resistencia.
5. Anclaje. Estos deben ser fuertes, debido que en ellos recae la mayor tensión.
Normalmente son dados de concreto.
6. Soporte. Antirrotor
Cinturón
Fig. 2-9
Cuando al centro de la edificación no se encuentre una columna para poder apoyar la
base de la estructura, se puede recurrir a la colocación de alguna viga de acero o
alguna estructura para que la torre se apoye. Este tipo de estructuras es aplicable
cuando el área o terreno disponible es muy grande.
Base de apoyo
B. Torre Autosoportada. Una torre autosoportada, se le denomina a aquella estructura metaliza que se puede
soportar por si misma, es decir, no requiere de elementos externos para mantenerse en
pie como en el caso de las arriostradas (Fig. 2-10).
Fig. 2-10 Torres Autosoportada
Este tipo de estructuras debe de contar con una cimentación adecuada para resistir las
fuerzas a las que está sometida, como son la resistencia del viento así como el peso de
la misma estructura. La geometría de estas torres depende de la altura, la ubicación y
del fabricante. Sus partes son (Fig. 2-11):
1. Cierre. 2. Quiebre. 3. Diagonales. 4. Montante. 5. Travesaños. 6. Rompretramos. 7. Base de la estructura.
Fig. 2-11 Torre autosoportada
Las torres autosoportadas se implementan cuando el área o terreno para desplantarse
es mínimo.
C. Monopolo. Este tipo de estructuras son instalas en lugares en donde se requiere conservar la
estética, pues son las que ocupan menos espacio, y se pintan de algún color o se
adornan para que se permita que la estructura se camuflaje y se simule la vegetación.
Como estas estructuras están sobre terrenos que están en contacto con la naturaleza
(no en todos los casos), se deberá de construir una cimentación adecuada para resistir
los efectos del mismo. Sus partes son (Fig. 2-12):
1. Plataforma. 2. Soportes. 3. Tramo típico.
4. Escalera, 5. Brida unión. 6. Ingreso cables. 7. Base.
Fig. 2-12 Monopolo ó Monoposte
D. Mástil. Este ultimo tipo de estructura son de muy poco altura, no mas de 4 metros, y se utilizan
principalmente sobre edificaciones con una altura considerables, o dependiendo de la
utilización requerida. Sus partes son (Fig. 2-14):
Fig. 2-13
1. Unión. Esta parte es opcional, todo depende de la altura requerida.
2. Puntal. Sirve de apoyo a la estructura.
3. Escalera. Es opcional, depende de la altura.
4. Mástil o pedestal.
Fig. 2-14
El grado máximo de aprovechamiento de una única estructura diferirá dependiendo de
las características técnicas de las estaciones de Telecomunicaciones, tales como
tecnologías de interfaz de aire, frecuencia de uso, niveles de potencia de recepción y
transmisión, umbrales de ruido electromagnético permitido, direccionabilidad de las
antenas etc.
2.4 Antenas para Microondas
2.4.1 Antenas Reflectoras Típicas.
En los enlaces radioeléctricos terrestres por problemas de interferencias se requieren
reflectores adicionales de alto rendimiento y ancho de banda. Se han adoptado viseras
recubiertas de material absorbente que disminuyen los campos difusos. En una antena
parabólica típica una onda esférica procede del alimentador de la antena el cual actúa
de fuente primaria y es transformada en una onda plana tras el paso por el reflector. El
problema reside en iluminar el reflector desde el foco del mismo. En la Fig. 2-15 se ha
resumido algunos tipos de reflectores para antenas directivas de enlaces radio
eléctricos terrestres.
Fig. 2-15 Tipos de reflectores para antenas
El reflector de la antena debe cumplir la condición de entregar una onda plana a la
salida del mismo. En teoría el alimentador es una fuente puntual que alimenta al
reflector que está situado en el foco de la parábola. En la práctica ocupa un espacio y
no satisface el diagrama direccional. La energía radiada por el alimentador desborda al
reflector y produce una emisión espuria que crea lóbulos laterales.
Una solución es colocar una superficie absorbente y otra es reducir la irradiación del
iluminador sobre el borde de la parábola con lo cual se reduce tanto el lóbulo lateral
como se incrementa la ganancia total del reflector. Los sistemas comunes de
reflectores e iluminadores son el alimentador en el foco de una parábola, en
Cassegrain y en Gregorian.
o La Parábola. Tiene la ventaja de que el bloqueo por parte del iluminador de la
abertura de la antena es reducido y la bocina alimentadora es reducida y pequeña.
Sin embargo, requiere de tramos de cable coaxial o guía de onda largos. Es la
antena típica usada para radioenlaces terrestres. Por debajo de 2 GHz se usan
antenas grilla (Grid).
o La Cassegrain. Es basada en un doble reflector diseñado por Cassegrain en el siglo
XVII para telescopios ópticos. Está formada por un reflector principal y otro auxiliar
que corresponde a una porción de paraboloide. Esta antena se la usa para producir
elevadas atenuaciones en el lóbulo secundario y obtener pequeños ángulos de
irradiación. El sistema Cassegrain permite ubicar la bocina con un tramo de guía
menor pero el subreflector bloquea gran parte de la apertura y el desbordamiento
aumenta los lóbulos laterales. Esta antena es la usada en la mayoría de los enlaces
satelitales.
o El Reflector Off-set. Está para evitar el bloqueo de la apertura del reflector por parte
del iluminador (enfoque descentrado del reflector). De tal tipo de antenas surge el
reflector horn ampliamente utilizado en enlaces para obtener una elevada
ganancia, buena discriminación a la polarización cruzada y gran ancho de banda. El
costo es, sin embargo, bastante superior a las antenas parabólicas normales. La
aplicación de las antenas depende de la congestión del enlace y la capacidad.
2.4.2 Propagación. Dado que la comunicación de radio es transportada por ondas electromagnéticas
viajando a través de la atmósfera terrestre, es conveniente saber algo sobre las
características de las ondas y la forma en la cual su comportamiento es influenciado
por las condiciones durante su viaje desde el transmisor hasta el receptor. Mientras que
el conocimiento de la propagación no es del todo esencial para aquel que desea
instalar una antena efectiva, unos cuanto detalles deben ser comprendidos antes que
los principios de diseño de antenas sean correctamente aplicados. Aunque una antena
radía la potencia aplicada con un alto grado de eficiencia, si esa potencia viaja al punto
receptor deseado pero va a algún otro lugar, la antena está fallando.
2.4.2.1 Características de Onda Una onda de radio es una combinación de campos eléctricos y magnéticos, con la
energía dividida entre los dos. Si las ondas pudieran originarse en un punto en el
espacio libre, lo cual ocurre, y para efectos prácticos, en las extensiones
interplanetarias e interestelares del universo, ellas se extenderían en esferas con
fuentes como centro. La velocidad a la cual las esferas se expanden sería a la misma
velocidad de la luz, ya que la luz es también una onda electromagnética. En el espacio
libre, esta velocidad es 300,000,000 metros por segundo. La trayectoria de un rayo
desde la fuente a cualquier punto de la superficie esférica es siempre una línea recta
(el radio de la esfera).
Es obvio que en un tiempo relativamente corto una esfera creciendo hacia afuera
desde el centro sería larga sin duda. Un observador en dicha superficie esférica
debería concluir, si el pudiera "ver" la onda en su vecindad, que no pareciera ser
esférica del todo, pero en vez de esto parecería como una superficie plana ---
justamente como la tierra es vista plana por los seres humanos en vez de esférica. Una
onda que está lo suficientemente retirada de la fuente para parecer plana es llamada
una onda plana. Las ondas de radio con las que tratamos en comunicaciones siempre
alcanzan esta condición, al menos después que han viajado una distancia corta de la
antena transmisora.
Una representación típica de las líneas de fuerza eléctrica
y magnética en una onda plana es mostrada en la Fig. 2-
16. La naturaleza de la propagación de la onda es tal que
las líneas eléctricas y magnéticas son mutuamente
perpendiculares, como es mostrado en el dibujo. El plano
que contiene el juego de líneas cruzadas representa el
frente de la onda (wave front). La dirección de viaje de la
onda es siempre perpendicular al frente de la onda, pero
la dirección es hacia adelante o hacia atrás y es
determinada por la dirección relativa de las fuerzas eléctrica y magnética.
Fig. 2-16
Representación de los campos magnético y eléctrico de una onda plana polarizada
verticalmente viajando a lo largo de la tierra.
Las flechas indican la dirección instantánea de los campos para una onda viajando
perpendicularmente hacia el lector.
Si la onda esta viajando a través de cualquier medio que el espacio libre su velocidad
no es 300,000,000 metros por segundo pero es un poco menor. El que tanto menor
depende
de la sustancia o medio a través de la cual la onda está viajando. Sí el medio es aire en
lugar del espacio vació, la reducción en la velocidad es tan pequeña que puede ser
despreciada en la mayoría de los cálculos. En materiales sólidos aislantes la velocidad
es en general mucho menor; por ejemplo, en agua destilada (la cual es un buen
aislante) las ondas viajan solamente a un noveno de la velocidad en el espacio. En
buenos conductores como los metales la velocidad es tan baja como los campos
opuestos (los cuales son producidos por corrientes inducidas en el conductor por la
misma onda) ocupan prácticamente el mismo espacio como la onda original y esto casi
siempre la cancela. Esta es la razón por la cual el efecto pelicular (effect skin) en los
conductores a altas frecuencias y también la razón por la cual cajas metálicas delgadas
forman buenos protectores (shields) para circuitos eléctricos en radiofrecuencia.
2.4.2.2 Fase y Longitud de Onda. Debido a que la velocidad a la cual las ondas de radio viajan es alta, caemos en el
hábito de ignorar el tiempo que transcurre entre el instante en el que la onda deja la
antena trasmisora y el instante al cual la onda llega a la antena receptora. Es verdad
que toma solamente un séptimo de segundo viajar alrededor de la tierra, pero existen
otros factores que hacen el factor de tiempo extremadamente importante.
La onda es producida por el flujo de una corriente alterna en un conductor (usualmente
una antena) la cual produce campos eléctricos y magnéticos. La corriente alterna
usada para trabajar en radio puede tener cualquier frecuencia desde unos cientos de
miles hasta billones de ciclos por segundo. Supongamos una frecuencia de 30 Mhz,
esto es 30,000,000 de ciclos por segundo. Uno de estos ciclos es completado en
1/30,000,00 de segundo, y dado a que la onda está viajando a una velocidad de
300,000,000 metros por segundo, se habrá movido solamente 10 metros durante el
tiempo en el cual la corriente ha recorrido un ciclo completo. Dicho de otra manera, el
campo electromagnético a diez metros de distancia de la antena es causado por la
corriente que estuvo fluyendo en la
antena un ciclo anterior en el tiempo; el campo a 20 metros es causado por la corriente
que ha estado fluyendo dos ciclos anteriores, y así sucesivamente.
Ahora si cada ciclo de corriente es simplemente una repetición de ciclo que le precede,
la corriente al instante correspondiente en cada ciclo será idéntico, y el campo causado
por esas corrientes idénticas también serán iguales. Como los campos de mueven
hacia fuera estos se vuelven más delgados en superficies largas, por lo que la amplitud
decrece con la distancia de la antena. Pero estos no pierden su identidad con respecto
al instante del ciclo al cual fue generado. Esto es, la fase del movimiento aparente de la
superficie permanece constante. Este continua, y entonces a intervalos de 10 metros
medidos desde la antena la fase de las ondas en cualquier instante dado es idéntica.
Con este hecho tenemos la manera para hacer dos definiciones; onda frontal (wave
front) y longitud de onda. La onda frontal es simplemente una superficie en cada parte
en la cual la onda está en la misma fase. La longitud de onda es la distancia entre dos
ondas frontales teniendo fase idéntica en cualquier instante dado. En el ejemplo, la
longitud es 10 metros porque la distancia entre dos ondas frontales teniendo la misma
fase es de 10 metros. Esta distancia, por cierto, siempre debe ser medida
perpendicularmente a la onda frontal; en otras palabras, a lo largo de la misma línea
que representa la dirección en la cual la onda está viajando. Mediciones hechas en
cualquier otra dirección podrían generar conclusiones erróneas. Expresada en una
fórmula, la longitud de onda es:
fvl =
Donde:
l = Longitud de onda
v = Velocidad de la onda
f = Frecuencia
La longitud de onda será expresada en la misma unidad de longitud que la velocidad
siempre y cuando la frecuencia se exprese en la misma unidad de tiempo que la
velocidad. Para una onda viajando en el espacio libre (y lo suficientemente cercano
para que las ondas viajen a través del aire) la longitud de onda es:
)(300)(MHzf
metrosl =
En la Fig. 2-17, las puntas A, B y C están todos en la misma fase porque estos
corresponden a instantes en cada ciclo. Esta es una ilustración convencional de una
onda senoidal de corriente alterna con tiempo progresivo a la derecha. También
representa un punto de la distribución de intensidad de los campos viajando, si la
distancia es substituida por tiempo en el eje horizontal. En este caso la distancia entre
A y B o entre B y C representan una longitud de onda. Esto muestra que la distribución
de intensidad de campo sigue la curva senoidal, la amplitud y polaridad, corresponden
exactamente a las variaciones de tiempo en corriente que producen los campos. Debe
recordarse que es una foto instantánea; donde la onda actual viaja al igual que una ola
de agua.
Fig. 2-17
La amplitud instantánea de ambos campos
(eléctrico y magnético) varía senoidalmente con
el tiempo como se muestra en la figura. Dado
que los campos viajan a velocidad constante, la gráfica también representa la
distribución instantánea de la intensidad de campo a lo largo de la trayectoria de la
onda. La distancia entre dos puntos iguales en fase, como A-B y B-C, es la longitud de
onda.
2.4.2.3 Intensidad de Campo. La fuerza de una onda es medida en términos de voltaje entre dos puntos de una línea
de fuerza eléctrica en el plano de la onda frontal. La unidad de longitud es el metro, y
dado que el voltaje en una onda es usualmente bajo, la medición es hecha en
microvolts por metro. El voltaje medido sigue las variaciones de tiempo tal como la
corriente original que causó la onda, y por tal es medida como cualquier otro voltaje de
corriente alterna, esto es, en términos de valor efectivo, o algunas veces, el valor pico.
Hay unas pocas, si las hay, ocasiones en el trabajo del aficionado donde la medición de
la intensidad de campo es necesaria. Esto por fortuna, ya que el equipo necesario es
elaborado. Es comparativamente sencillo, sin embargo, hacer mediciones de intensidad
de campo relativo, y esto determina cualquier forma que el ajuste en un sistema de
antena ha resultado mejorado o no.
2.4.2.4 Polarización. Una onda tal como la mostrada en la Fig. 2-16 se dijo que está polarizada en dirección
de las líneas de fuerza eléctricas. En el dibujo la polarización es vertical porque las
líneas eléctricas son perpendiculares a la tierra. Una onda "con su pié en la tierra"
como es mostrada en la Fig. 2-16 es, en realidad, polarizada verticalmente. Esto es
porque la tierra actúa en vez de un buen conductor, particularmente en frecuencias
inferiores a 10 Mhz, y esto es una de las leyes de la acción electromagnética que las
líneas eléctricas tocando la superficie de un conductor debe hacerlo
perpendicularmente. Sobre un terreno semiconductivo hay quizá una inclinación (tilt) de
la onda frontal; esta inclinación en las líneas eléctricas es tan grande como aumenten
las pérdidas de energía en el terreno.
Las ondas que viajan en contacto con la superficie de la tierra son poco útiles en la
comunicación porque conforme la frecuencia alcanza la distancia en la cual la onda de
tierra viaja sin pérdida de energía o atenuación. La onda de tierra es más útil a bajas
frecuencias y en las bandas de radiodifusión estándar. A altas frecuencias la onda
alcanza la antena receptora y no ha tenido mucho contacto con la tierra y su
polarización no es necesariamente vertical. Si las líneas eléctricas de fuerza son
horizontales, se dice que la onda esta polarizada horizontalmente. Sin embargo, la
polarización puede ser algo intermedio entre horizontal y vertical. En muchos casos, la
polarización no esta fija pero rota continuamente. Cuando esto sucede, se dice que la
onda está polarizada elípticamente.
2.4.2.5 Atenuación. En el espacio libre la intensidad de campo de una onda, decrece directamente con la
distancia desde la fuente. Esto es, si la intensidad de campo a 1 Km. de la fuente tiene
un valor de 100 microvolt por metro, la intensidad a 2 Km. será 50 microvolt por metro,
y a 100 Km. será de 1 microvolt por metro, y así sucesivamente. El decremento de la
intensidad de campo es causado por el hecho de que la energía de la onda tiene que
dispersarse a lo largo de las esferas conforme la distancia de la fuente se incrementa.
En la comunicación por radio la atenuación de la onda puede ser más grande que lo
que indica la ley de distancia-inversa. Por una parte, la onda no está viajando en el
espacio libre. Por otra, la antena receptora rara vez está situada en un lugar libre y en
línea de vista entre la antena receptora y trasmisora. Dado que la tierra es esférica y
las ondas no pueden penetrar su superficie hasta un punto considerable, la
comunicación tiene que ser de tal manera que doble la onda alrededor de la curvatura
de la tierra. Este medio existe, pero usualmente involucra pérdida de energía que
incrementa la atenuación de la onda con la distancia.
2.4.2.6 Reflexión, Refracción y Difracción. Se ha mencionado que las ondas de radio y la luz son del mismo tipo de onda; la única
diferencia es la longitud de onda. Todos estamos familiarizados con la reflexión de la
luz; las ondas de radio son reflejadas en la misma forma. Frecuentemente, sin
embargo, la superficie de reflexión es pequeña (en términos de longitud de onda)
comparada con la superficie en la cual las ondas de luz son reflejadas. Un objeto del
tamaño de un automóvil, por ejemplo, no reflejará mucha energía en una onda de 80
metros. Por otro lado, este será un buen reflector de una onda de 2 metros en longitud.
El espesor de un objeto tiene alguna importancia porque las ondas penetran hasta
cierto punto dependiendo de sus características. En un material de una conductividad
dada, por ejemplo, ondas largas penetrarán más rápido que las cortas por lo que se
requiere de mayor espesor para una buena reflexión. Un metal delgado es un buen
reflector aún en longitudes de onda un poco grandes, pero en conductores pobres
como la tierra, la cual cumple con el requerimiento de tener una gran superficie, las
ondas de longitud larga pueden penetrar hasta un metro o más.
La reflexión siempre tiene lugar en cualquier superficie que represente un cambio en la
constante dieléctrica o del medio en la cual la onda se esté moviendo. Cuando es visto
de cierto ángulo, es prácticamente imposible ver a través de un espejo porque la luz es
reflejada.
Otro fenómeno que es bastante familiar en óptica es la refracción, o el doblez que tiene
lugar cuando la onda entra (en ángulo) a un medio que tiene diferente constante
dieléctrica. Este doblez es causado por el hecho de que la onda viaja a diferente
velocidad cuando se cambia de constante dieléctrica. La parte de la onda en un medio
nuevo es primeramente desacelerada o acelerada (dependiendo de la constante
dieléctrica relativa). El efecto es el cambio de dirección en el cual la onda se mueva. El
ejemplo clásico en óptica es el lápiz que está parcialmente dentro de un vaso de agua.
En trasmisiones de radio es frecuentemente el caso en el que el límite entre dos áreas
tiene diferentes constantes dieléctricas; la constante dieléctrica simplemente cambia
gradualmente a lo largo de la distancia de la trayectoria de la onda. Esto causa un
doblamiento de la onda en forma también gradual, y la trayectoria de la onda viene a
ser curva.
El fenómeno óptico menos familiar es la difracción. Un examen profundo demuestra
que la luz se dobla en la orilla de un objeto en algún punto, dependiendo del grosor de
la orilla. Este efecto viene a ser mayor conforme la longitud de onda se incrementa, y
puede ser de importancia en radiofrecuencia. Por ejemplo, en ondas viajando en línea
recta uno esperaría que una señal no se escuchara detrás de una montaña, pero el
doblez causado por la difracción produce una señal en el "área obscura".
En radiofrecuencia la señal difractada es débil comparada con el rayo directo, y
frecuentemente es enmascarada por señales fuertes que alcanzan el mismo punto por
otros medios como reflexión o refracción en la atmósfera.
La reflexión y refracción tienen lugar en varias partes de la atmósfera, y el mecanismo
por el cual ocurre es variado. La resultante es que las ondas de radios son "esparcidas"
al igual como la luz lo es en la atmósfera.
2.4.2.7 Onda de Tierra. Las ondas viajan cercanas a la tierra en diferentes formas, algunas de las cuales están
relativamente en poco contacto con la tierra. La selección de la nomenclatura
apropiada viene a ser algo confuso, pero más o menos por acuerdo común el término
onda de tierra (ground wave) es aplicado a ondas que están cerca de la tierra y no
alcanzan el punto del receptor por reflexión o refracción de la más alta región de la
atmósfera conocida como ionosfera. Las ondas de tierra por lo tanto pueden ser una
onda viajando en contacto con
la tierra como la onda de la figura 2-1, o puede ser una onda que va directamente de la
antena transmisora a la antena receptora cuando las dos antenas están lo
suficientemente altas de tal manera que puedan verse la una a la otra. También puede
ser una onda que es refractada o reflejada en la atmósfera cerca de la tierra
(Troposfera).
2.4.2.8 Onda d Superficie. Una onda que viaja en contacto con la superficie terrestre es llamada onda de
superficie. Es del tipo de onda que provee recepción a cientos de kilómetros o más en
la banda de radiodifusión estándar durante el día. La atenuación de este tipo de onda
es más bien alta, por lo que la intensidad decrece rápidamente con la distancia. La
atenuación se incrementa rápidamente con la frecuencia, como el resultado de la onda
de superficie es de poco valor en la comunicación de radioaficionados con la excepción
de distancias de hasta 80 Kms en la banda de 3.5 Mhz. Como se explico
anteriormente, la onda de superficie debe estar polarizada verticalmente. Las antenas
transmisoras y receptoras por consiguiente deben generar y recibir ondas polarizadas
verticalmente, si la onda de superficie va ha ser utilizada adecuadamente. En términos
generales significa que ambas antenas deben estar verticales.
2.4.2.9 Onda de Espacio. Las condiciones que existen cuando las antenas transmisora y receptora están en línea
de vista como se muestra en la Fig. 2-18. Un rayo viaja directamente y
consecuentemente es atenuada a igual que una onda en el espacio libre. Sin embargo,
la antena transmisora también toca la tierra entre las dos antenas, y el rayo con el
ángulo adecuado también alcanza la antena receptora (el ángulo de incidencia viene a
ser igual al ángulo de reflexión como en óptica) combinándose con el rayo directo para
producir la señal actual en la antena receptora. En el caso cuando la comunicación es
entre dos estaciones terrenas, el ángulo al cual el rayo es reflejado por la tierra es muy
bajo. Esto es, el rayo apenas roza la tierra. Esto produce una inversión de fase en la
onda, por lo que si la distancia que recorre el rayo directo es igual a la distancia que
recorre el rayo reflejado, y los dos rayos llegan fuera de fase se cancelarán el uno al
otro. Actualmente el rayo reflejado tiene que viajar un poco más rápido, y la diferencia
en fase entre los dos rayos depende de la longitud de la trayectoria medida en términos
de longitud de onda. Si la diferencia en longitud es de 3 metros, por ejemplo, la
diferencia en fase por esta causa será de 3 grados si la onda es de 360 metros de
largo. Este es un corrimiento en fase despreciable comparado con los 180 grados
producidos por la reflexión, por lo que la intensidad de la señal será pequeña. Por otro
lado, si la longitud es de 6 metros el corrimiento en fase causado por la misma
diferencia en la longitud de la trayectoria será de 180 grados, lo que será suficiente
para estar 180 grados fuera de fase causados por la reflexión, por lo que los dos rayos
se sumarán en la antena. En pocas palabras, la onda de espacio es un factor
despreciable en las comunicaciones en frecuencias bajas. Pero conforme la frecuencia
aumente (reducción en la longitud de onda) la onda de espacio viene a ser importante.
Esto es un factor importante en VHF y UHF.
La onda de espacio representada en la Figura No.9, es un esquema simplificado, hay
complicaciones prácticas que la modifican. Hay pérdida de energía cuando la señal es
reflejada en la tierra, por lo que la señal reflejada no llega con la misma intensidad a la
antena receptora que la señal que viaja en línea recta. Debido a que las pérdidas de
fase de la señal reflejada no son exactamente 180 grados. Por estas dos razones las
dos señales nunca se cancelarán completamente en la antena receptora. También, en
frecuencias en la región de UHF es posible formar un as, parecido a un as de luz. Ese
as concentra la energía en un rayo directo y reduce la cantidad que toca la tierra,
particularmente cuando ambas antenas se encuentran a grandes elevaciones. Por lo
que el efecto del reflejo de tierra resulta despreciable.
Fig. 2-18
El rayo viajando directamente desde el transmisor a la antena receptora se combina con el rayo reflejado por la tierra.
Hablando estrictamente, la descripción anterior aplica solamente a ondas polarizadas
horizontalmente y un terreno perfectamente conductivo. Prácticamente, la polarización
no hace mucha diferencia porque la tierra no es un conductor o un dieléctrico perfecto.
La resultante es que a frecuencias bajas, digamos, 20 Mhz, la onda de espacio no es
trascendente. Pero en VHF es posible trasmitir al horizonte por medio de la onda
espacial (pace cave).
2.4.2.10 Propagación en Línea de Vista. En la Fig. 2-18 se usa la onda espacial para comunicaciones entre dos puntos los
cuales tienen línea de vista. Esto no es literalmente cierto, La estructura de la
atmósfera cerca de la tierra es tal que bajo condiciones "normales" (teóricamente) las
ondas son modificadas a una trayectoria curva manteniéndola cerca de la tierra. Este
efecto puede ser aproximado por el hecho de que las ondas viajan en línea recta pero
el radio terrestre incrementa la dimensión en un tercio. Sobre este supuesto, la
distancia de la antena trasmisora al horizonte está dada por la siguiente fórmula:
)(41.1)( piesHmillasD =
Fig. 2-19 La máxima distancia de línea de vista entre las dos antenas elevadas, es
igual a la suma de sus distancias en el horizonte como se muestra en la figura. Donde
H es la altura de la antena como se muestra en la Figura No.10. La fórmula asume que
la tierra está perfectamente pareja sobre el horizonte; por supuesto, cualquier
obstrucción de una elevación en la trayectoria dada debe ser tomada en consideración.
Fig. 2-19
El punto al que el horizonte es asumido a estar sobre la tierra. Si la antena receptora
está también elevada, la máxima línea de vista entre las dos antenas es igual a D + D1;
esto es, la suma de la distancia sobre el horizonte entre antenas. Las distancias están
dadas en la gráfica de la Fig. 2-20. Dos estaciones sobre un terreno plano, una
teniendo una antena sobre una torre de 60 pies de altura y la otra teniendo una antena
soportada en el aire a 40 pies de altura, pudieran estar separadas a 20 millas sobre la
línea de vista de comunicación.
Fig. 2-20. Distancia al horizonte desde una altura dada.
La línea sólida indica el efecto de la refracción
atmosférica. La línea punteada muestra la línea de vista
óptica.
En suma, la refracción o doblez "normal", las ondas son también difractadas alrededor
de la curvatura de la tierra, por lo que la distancia actual que puede ser cubierta excede
la distancia de la línea de vista. Sin embargo, la cantidad de difracción en VHF y UHF,
donde la onda aérea (pace cave) es de vital importancia, es más bien pequeña y la
intensidad de la señal decrece rápidamente en una distancia muy corta más allá de la
"sombra" de la tierra.
Para maximizar el uso de la onda área ordinaria es necesario que la antena esté tan
alta como sea posible sobre el terreno donde sea instalada. Una montaña que este
justo arriba en el terreno adyacente es usualmente un sitio excelente. Sin embargo, el
pico de la montaña no es necesariamente el mejor punto, particularmente si es un
altiplano. Las ondas que llegan tendrán que ser difractadas sobre el frente de la
montaña para alcanzar la antena a menos que esta sea puesta sobre un mástil o una
torre; en otras palabras, el frente de la montaña puede aislar la antena de las ondas
que llegan de una determinada dirección.
También, es desventajoso tener un barranco cerca de la antena, porque esto
frecuentemente evita que el rayo o señal reflejada en la tierra llegue a la antena.
Generalmente hablando, un punto justo debajo de la cima de la montaña es el lugar
óptimo para la transmisión y recepción de determinada dirección como se indica en la
Fig. 2-21.
Fig. 2-21 Las condiciones de propagación son generalmente mejores cuando la antena esta localizada ligeramente abajo de la
cima de la montaña en dirección hacia la estación distante. La comunicación es pobre cuando existen barrancos cercanos a la
antena en la dirección de la comunicación.
Partiendo de que la onda espacial va esencialmente en línea recta, desde el trasmisor
hasta el receptor, la antena usada para radiar debe concentrar la energía a través del
horizonte. Esto es, la antena debe tener un ángulo de radiación bajo, porque la energía
es radiada en ángulos sobre el horizonte y obviamente pasa sobre la antena receptora.
Similarmente, la antena receptora deberá tener una mejor respuesta para las ondas
que llegan horizontalmente.
En general, la polarización de la onda espacial permanece constante durante su viaje.
Por lo que la antena receptora debe de ser diseñada para tener una máxima respuesta
a la polarización a la que la antena trasmisora esté colocada. Las antenas en VHF son
usualmente polarizadas en cualquiera de la polaridad que se desee (horizontalmente o
verticalmente).
La razón principal para esta preferencia es la fuente principal de ruido en VHF --- que
es generado por las chispas en el sistema de ignición de un automóvil --- es
primordialmente polarizado verticalmente. Por esto las antenas polarizadas
horizontalmente tienden a discriminar el ruido y por esto mejoran la relación señal a
ruido.
En el presente, existe un especial interés el la polarización circular. La dirección de la
rotación con este tipo de polarización depende del diseño de la antena, y pude ser en el
sentido de las manecillas del reloj o contrarias a este. Esta particularidad pude ser
usada como ventaja, porque la rotación de la onda reflejada en la tierra es contraria en
reflexión. Por lo que una antena diseñada correctamente responderá principalmente al
rayo directo y discriminará la del rayo reflejado.
2.4.2.11 Propagación en la Troposfera. Las condiciones climatológicas en la atmósfera a alturas de unos pocos de pies hasta
una milla o dos a veces son responsables del doblez de las ondas hacia abajo. Esta
refracción troposférica hace la comunicación posible sobre grandes distancias que las
que pudieran ser cubiertas por una onda espacial ordinaria. El doblez de la onda se
incrementa con la frecuencia, por lo que la comunicación troposférica mejora conforme
la frecuencia aumenta. El doblez es intrascendente en frecuencias por debajo de los 28
Mhz, pero proporciona posibilidades interesantes de comunicación en frecuencias de
50 Mhz hacia arriba.
La refracción en la troposfera tiene lugar cuando las masas de aire se encuentran
estratificadas en distintas regiones teniendo constantes dieléctricas diferentes. Sí el
límite entre las dos masas de aire está perfectamente definido, la reflexión al igual que
la refracción tienen lugar por las ondas que topan en el límite de la intersección de los
ángulos.
La causa más común de refracción troposférica es la inversión por temperatura.
Normalmente, la temperatura de las capas atmosféricas bajas decrece a una constante
de 3 grados Fahrenheit por cada 1000 pies de altura. Cuando esta constante decrece
por cualquier razón, se dice que existe una inversión de temperatura y la onda tiene
lugar un doblez mayor de lo normal. Algunos de los tipos de inversión térmica son
inversiones dinámicas, originadas cuando masas de aire caliente se desplazan sobre
masas de aire frío; el descenso de inversión es causado por el movimiento de aire
calentado por compresión; la inversión nocturna, ocasionada por el rápido enfriamiento
de la superficie después de la puesta del sol; y la inversión por las capas de nubes,
ocasionada por el calentamiento del aire sobre las nubes por la reflexión de los rayos
solares sobre la superficie de las nubes. Transiciones abruptas en el contenido de
vapor de agua de la atmósfera puede también producir refracción y reflexión a las
ondas de VHF.
Debido a las condiciones atmosféricas que producen refracción troposférica rara vez es
estable durante un período de tiempo, la intensidad de la señal recibida usualmente
varía o se "desvanece" sobre un amplio rango. Las variaciones de horario o de estación
son también observadas. Las mejores condiciones ocurren con frecuencia en el
atardecer y justamente antes de la salida del sol, y las condiciones son pobres al medio
día cuando las condiciones de la atmósfera son estables. La reflexión troposférica es
generalmente buena al inicio del verano y al inicio del otoño y son más pronunciadas a
lo largo de las costas.
La onda troposférica mantiene esencialmente la misma polarización a lo largo del viaje,
por lo que las antenas trasmisora y receptora deben tener el mismo tipo de
polarización. Partiendo que las ondas que entran en la región de refracción en
cualquier otro ángulo de incidencia no son dobladas lo suficiente para ser útiles para
comunicaciones, la antena trasmisora debe de ser diseñada para máxima radiación
horizontal. La antena receptora al igual debe tener un bajo ángulo para que la señal
recibida sea bien utilizada.
2.4.2.12 Ductos Atmosféricos. En algunas partes del mundo, particularmente en el trópico y sobre grandes
extensiones de agua, las inversiones térmicas están presentes continuamente a alturas
del orden de unos cuantos cientos de pies (ft) o menos. El límite de la inversión
usualmente está lo suficientemente definido por lo que las ondas que viajan
horizontalmente están "atrapadas" por las capas refractoras de aire y continuamente
rebotan hacia la tierra. La capa de aire y la tierra forman la parte alta y baja del "Ducto"
en el cual las ondas son guiadas en la misma forma como lo haría un guía ondas
metálico. Las ondas por lo tanto siguen la curvatura de la tierra por distancias (a veces
cientos de Kms) más allá del horizonte.
Debido a que la altura de un ducto atmosférico es relativamente pequeña, solamente
ondas de ciertas frecuencias son atrapadas. Si la capa refractora es solamente unos
cuantos pies (ft) sobre la superficie la menor frecuencia utilizable puede ser de unos
cuantos de Mhz, por lo que frecuencias ultra altas y super altas pueden ser usadas.
Bajo ciertas condiciones, sin embargo, la altura y las características dieléctricas de la
capa pueden ser tales que las ondas en la región media de VHF sean trasmitidas. La
línea de distinción, si la hay, entre en ducto y la propagación troposférica es difícil de
distinguir en tal caso.
Una característica de la transmisión por ducto es que las antenas, ambas receptora y
trasmisora, deben de estar dentro del ducto para que la comunicación sea establecida.
Sí el ducto se extiende sólo unos cuantos metros sobre la tierra y la antena trasmisora
está sobre una torre o bien arriba del ducto, ninguna señal será escuchada en el punto
receptor. Al igual que, una antena receptora que está sobre el ducto no recogerá
energía atrapada cerca de la tierra.
Los ductos atmosféricos son formados entre dos capas de aire teniendo características
similares. Sí la capa inferior refracta la onda hacia arriba mientras que la capa superior
la refracta hacia abajo, las ondas estarán atrapadas entre dos capas y nuevamente
pueden viajar grandes distancias. En tal caso las antenas arriba o abajo del ducto
serán ineficaces. Ductos de este tipo son observados en aeronaves, donde buenas
señales serán recibidas con el avión a una altura correcta, pero la intensidad de la
señal decrece rápidamente a altitudes mayores o menores.
Lo que queda por aprender sobre los límites de la trasmisiones por ductos en las
frecuencias de aficionados, es que parece que no hay diferencia significativa entre
polarización vertical u horizontal. La comunicación vía ducto puede convertirse en una
de las más importantes en VHF y UHF. Las bandas de aficionados en ese rango de
frecuencias son más concurridas. A frecuencias menores de 30 Mhz prácticamente
toda la comunicación amateur excepto para trabajo "local" en distancias de algunos
kilómetros son transportadas por medio de la onda de cielo (sky wave). Esto es una
onda que ha dejado la antena trasmisora y viajará a través del espacio libre si no fuera
por el hecho de que bajo ciertas condiciones puede ser refractada o reflejada, en lo alto
de la atmósfera, para alcanzar nuevamente la tierra a distancias que varían de 0 hasta
2500 millas del trasmisor. Por reflexiones sucesivas en la superficie de la tierra y en lo
alto de la atmósfera, la comunicación puede ser establecida sobre la máxima distancia
territorial posible.
2.4.2.13 La Ionosfera. La región en la cual las ondas son rebotadas a la tierra es llamada ionosfera. Esta es
una sección de la atmósfera alta en la cual la presión de aire es tan baja que los
electrones y los iones pueden existir por periodos de tiempo largos sin juntarse lo
suficiente para ser atraídos el uno con el otro para recombinarse y formar un átomo
neutral. Una onda que entra a una región en la cual existen muchos electrones libres
será afectada de la misma manera como si entrara a una región con diferente
constante dieléctrica; esto es, su dirección de viaje será cambiada. El mecanismo es
complicado, pero en un sentido general es el resultado de la interacción de fuerzas
eléctricas donde el electrón libre es puesto en movimiento por el paso de la onda. En la
ionosfera el movimiento de las ondas tienden a ser rebotadas hacia la tierra.
La luz ultravioleta del sol es la causa primaria de la ionización en la parte alta de la
atmósfera. La cantidad de ionización no cambia uniformemente con la altura sobre la
tierra, como pudiera esperarse a primera instancia. En vez de esto, se ha encontrado
que hay capas de ionización relativamente densas con espesor vertical, a alturas bien
definidas. La ionización no es uniforme dentro de la misma capa; es alta en el centro de
la capa y se estrecha gradualmente hacia arriba y hacia abajo.
La Fig. 2-22 es una gráfica representativa de la intensidad de la ionización con la altura
sobre la tierra. Ambas la altura y la intensidad de ionización en una región dada varían
con la hora del día, la estación del año, y el ciclo de manchas solares de 11 años. Esto
es porque la cantidad de radiación ultravioleta recibida del sol en un punto dado
depende de esos factores
Fig. 2-22
Curva de distribución típica de la densidad de ionización
con una altura en la latitud de Washington D.C.
2.4.2.14 Características de las Capas. Las capas ionizadas o regiones están designadas por letras. La más baja conocida, a
una altura de 48 a 88 Kms, es llamada la región D. Debido a que esta es relativamente
densa, parte de la atmósfera de átomos convertidos en iones por la luz solar se
recombinan rápidamente, por lo que la cantidad de ionización depende directamente de
la luz solar. La ionización de la región D es máxima por las tardes y desaparece con la
puesta del sol. Cuando los electrones en la región D son puestos en movimiento por
una onda que pasa la colisión entre partículas es frecuente, por la alta densidad del
aire, que una proporción substancial de la energía de la onda es convertida en calor. La
probabilidad de colisiones depende de la distancia que un electrón pueda viajar bajo la
influencia de la onda. Esta distancia depende de la frecuencia de la onda, porque
durante un período largo (baja frecuencia) el electrón tiene tiempo de moverse rápido,
antes de que la dirección del campo se invierta y lo regrese nuevamente, entonces lo
hace en períodos cortos (altas frecuencias). Sí la frecuencia es lo suficientemente baja,
las colisiones entre partículas serán tan frecuentes que prácticamente toda la energía
de la onda será absorbida en la región D. Esto sucede a frecuencias en la banda de
aficionados de 3.5 a 4.0 Mhz en el período de máxima ionización de la región D,
particularmente para ondas que entran a la capa con un ángulo vertical bajo y esto
hace que viajen relativamente grandes distancias a través de ella. En períodos de
máximas manchas solares aún las ondas que entran a la capa directamente hacia
arriba serán totalmente absorbidas, en este rango de frecuencia, alrededor del
mediodía. La absorción es menor en la banda de 7 Mhz y casi nula en la banda de 14
Mhz y hacia arriba. La región D es relativamente ineficaz en regresar las ondas a la
tierra, por lo que no juega un papel importante para comunicaciones a largas
distancias. Excepto para absorber energía. Esta es la razón principal por lo que la
comunicación de aficionados a bajas frecuencias (3.5 a 7 MHz) es confinada a cortas
distancias durante el día.
La capa más baja que permite comunicaciones a gran distancia tiene una altura media
de aproximadamente 105 Kms y es llamada capa E. Esta es la región de alta densidad
atmosférica y consecuentemente la ionización varía con la altura del sol. La ionización
decrece rápidamente con la puesta del sol, cuando los iones y los electrones se
recombinan por la ausencia de luz solar, y alcanza su mínimo a la media noche. Esta
se incrementa rápidamente al salir el sol y alcanza su máximo por la tarde del tiempo
local. Como en el caso de la región D, la capa E absorbe energía de las ondas de baja
frecuencia durante el período de máxima ionización.
La segunda en importancia para comunicaciones es la capa F2. Esta es la capa más
ionizada, y se encuentra a una altura del orden de 240 a 400 Kms, varía con la hora del
día, la estación del año y el ciclo de manchas solares. A estas alturas la atmósfera es
muy delgada, y por lo tanto los iones y los electrones son lentos para recombinarse.
Debido a esto, la ionización no depende de la altura del sol; alcanza su máximo un
poco después de la tarde del tiempo local. Esta continúa a un nivel más bien alto, pero
decreciendo gradualmente a través de la noche, alcanzando su mínimo justamente
antes de la salida del sol, incrementándose rápidamente para alcanzar el nivel del día
en una hora o dos.
Durante el día la capa F2 algunas veces se divide en dos, la más baja y ancha, ocurre
a una altura de 193 Kms más o menos y es designada la capa F1. La capa F1 es, en
general, de poca importancia en comunicaciones, excepto para proporcionar absorción
de energía para las ondas que viajan a través de ella. Esta desaparece en la noche.
Después del ocaso, también, la altura de la capa F2 decrece, la ionización máxima
ocurre en la vecindad de los 280 Kms.
2.4.2.15 Refracción en la Ionosfera. El doblez de trayectoria de la onda en una capa ionizada depende de la cantidad de
ionización y de la longitud de onda. A mayor ionización, aumenta el doblez a una
frecuencia dada. O puesto de otra manera, a cierto grado de ionización el doblez
aumentará conforme la frecuencia diminuye, o a medida que la longitud de onda
aumenta.
Los dos extremos hasta ahora pueden ser posibles. Sí la ionización es lo
suficientemente intensa y la frecuencia es baja, una onda que entra
perpendicularmente a la región ionizada será regresada a la tierra. Pero conforme la
frecuencia se incrementa o la ionización se disminuye, una condición será alcanzada
eventualmente donde el doblez no será el suficiente para regresar a la tierra, aún
considerando que la onda deja la antena trasmisora a un ángulo tan bajo como sea
posible y así requiere de un menor doblez en la ionosfera. Una condición "intermedia"
típica es mostrada en la Fig. 2-23, una ilustración simplificada de las trayectorias
tomadas por ondas de alta frecuencia y considerando el efecto de una sola capa.
La Fig. 2-23 muestra una condición que es típica de la manera en que las ondas son
dobladas en una sola capa. (Cuando varias capas están involucradas, las trayectorias
son naturalmente más complejas, dado que las capas tienen diferentes características).
En este caso la capa es capaz de reflejar ondas que entran a ella a ángulos bajos. Sin
embargo, conforme el ángulo con que el rayo entra a la capa es aumentado, un ángulo
crítico es alcanzado en el cual el rayo es doblado para que sea regresado a la tierra.
Rayos que entran a ángulos todavía mayores no son doblados lo suficiente y pasan a
través de la capa hacia el espacio libre. Dado que tales rayos son inservibles en
comunicaciones, es obvio que la energía radiada a ángulos arriba del ángulo crítico es
desperdiciada.
Fig. 2-23
Comportamiento de las ondas en la ionosfera. Las ondas que entran en la región ionizada a ángulos mayores que el ángulo crítico
no son dobladas lo suficiente para regresar a la tierra. Las que entran con ángulo menor al crítico, alcanzan la tierra
incrementándose la distancia conforme el ángulo se acerca al horizonte
Podemos observar también que el punto en el cual los rayos alcanzan la tierra en su
viaje de regreso de la ionosfera depende del ángulo en el cual dejaron la antena
trasmisora al punto en el que los rayos de retorno llegan.
2.4.2.16 Frecuencia Máxima Utilizable. De más interés, desde el punto de vista práctico, que la frecuencia crítica es el rango
de frecuencias sobre la cual la comunicación puede ser transportada por cualquiera de
las dos capas de un lado a otro. En particular, es útil conocer la frecuencia máxima
utilizable (abreviada FMU) para una frecuencia y hora del día en particular en la que se
desea tener una comunicación. Es siempre conveniente usar la frecuencia más alta
posible porque la absorción es menor a altas frecuencias. Por eso la f.m.u. siempre
tiene la máxima intensidad de señal en el punto receptor para una potencia de
transmisión.
La f.m.u. depende de la frecuencia crítica y por lo tanto está sujeta a las variaciones de
las estaciones y también a los cambios durante el día. Para emplear la f.m.u. se
requiere que el sistema de antena radie también a ángulos muy bajos, porque a la
f.m.u., el ángulo crítico es prácticamente horizontal.
Observaciones regulares de la ionosfera, y correlación de las señales observadas
desde varias distancias en diferentes trayectorias, han hecho posible con un buen
grado de precisión la frecuencia máxima utilizable esperada en períodos de varios
meses. Estas predicciones, para las capas E y F2, son proporcionadas por el
Laboratorio Central de Propagación de Radio por el comité Nacional de Estándares en
forma de cartas mensualmente mostrando la f.m.u. para tres meses. Estas cartas,
conocidas como CRPL-D, están disponibles en el Departamento de Superintendencia
de Documentos del Gobierno de los Estados Unidos.
Conforme la frecuencia se decrementa por abajo de la f.m.u; la intensidad de señal
también decrece debido a que la absorción es mayor. Eventualmente, conforme la
frecuencia continua bajándose, la señal desaparecerá en un fondo de ruido que
siempre esta presente. Por eso hay un límite de frecuencia, bajo ciertas condiciones de
la noosfera dada, así como un límite para la alta frecuencia para el rango de
frecuencias que pueden ser usadas para una distancia dada. La "frecuencia alta más
baja utilizable" (abreviada l.uh.f) depende considerablemente de la potencia del
trasmisor, ya que la alta potencia impulsará la señal a través de ruido donde la baja
potencia falla. Pero cuando la frecuencia esta cerca de la f.m.u., aún señales de baja
potencia darán intensidad de señales sorprendentes a largas distancias.
En comunicación comercial es considerada buena práctica en una frecuencia alrededor
del 15% abajo de la f.m.u. Esto permite variaciones de la ionosfera y por el hecho de
que el ángulo de radiación de la antena sea verdaderamente horizontal en la parte alta
de la frecuencia del espectro. Esta porción de frecuencias es conocida como frecuencia
de trabajo óptimo (f.t.o.). Debido a que las estaciones de trabajo de los radioaficionados
están en bandas fijas, no es posible seleccionar la f.m.u. o f.t.o. En su lugar se hace
uso de las cartas de predicción, la hora del día en la cual las condiciones son óptimas
para una distancia dada en una banda en particular deberán ser determinadas.
2.4.2.17 Transmisión a Gran Distancia. De la discusión de la sección anterior, debe estar claro que trasmisiones a distancias
mayores que los 4022 Kms (2500 millas) deben involucrar propagación de salto
múltiple, porque 4022 Kms es la distancia máxima que pude ser cubierta por un solo
"salto" a través de la capa más alta. Debido a que en la transmisión de salto múltiple se
incrementan las pérdidas de energía, es bastante importante, para trasmisiones a gran
distancia más efectivas, utilizar frecuencias cercanas a la f.m.u., y que la antena
concentre la radiación a ángulos bajos para que el número de reflexiones o rebotes
sean los menos posibles.
La propagación de ondas sobre largas trayectorias es complicada por un sinnúmero de
factores. Por ejemplo, a una particular frecuencia la capa E reflejará las ondas en parte
o partes de la trayectoria mientras que la capa F la regresa en otras partes también.
Esto dependerá de la hora del día, la parte del mundo donde se localiza la trayectoria;
en general, del estado de la ionosfera a lo largo de la misma. Es también posible que
las ondas rebotadas por la capa F2 sean reflejadas hacia arriba nuevamente por la
capa E en vez de ser rebotadas a la tierra. Sin embargo, tiene todas estas posibilidades
pero poco efecto en la consideración primaria de un diseño de una antena de DX; que
la antena debe concentrar la radiación en un ángulo tan bajo como sea posible.
A pesar de la complejidad de la propagación de larga distancia, un método
relativamente simple para determinar las posibilidades de comunicación por
adelantado, fue desarrollado durante la guerra. Este está basado en puntos control
localizados a 2011 Kms (1250 millas) del trasmisor y receptor, respectivamente, a lo
largo de una gran trayectoria circular. Sí la f.m.u. punto control de transmisión es,
digamos, 14 MHz, la transmisión en dirección al receptor es posible en esa frecuencia,
Sí la f.m.u. en el punto de control del receptor es 14 MHz o mayor la señal será
escuchada. Por otra parte, sí la f.m.u. en el punto de control es 10 MHz, una señal de
14 MHz desde el trasmisor no será escuchada. La frecuencia debe de ser reducida a
10 MHz para que la comunicación sea posible. En otras palabras, los valores más bajo
de las f.m.u. en los dos puntos de control es la f.m.u. del circuito. Los valores de la
f.m.u. en los puntos de control en cualquier parte del mundo pueden ser determinados
por anticipado de las cartas CRPL mencionadas anteriormente. Mientras que la
comunicación es posible, en teoría, a cualquier frecuencia menor a la f.m.u del circuito,
en la práctica la absorción viene a ser tan grande si la frecuencia se baja por debajo de
f.m.u.
Los puntos de control a 2011 Kms (1250 millas) son usados para trasmisiones en la
capa F2. Los puntos de control a 1006 Kms (650 millas) son usados para la capa E.
Esto puede suceder en cualquier terminal del circuito. Sí la frecuencia a ser utilizada
está abajo de la f.m.u. para la capa E, en este momento en particular, la capa E
controlará al final del circuito en el cual se esté operado. Este punto no debe de ser
olvidado cuando se usen las cartas, porque frecuentemente sucede que la capa E está
controlando un lado del circuito, mientras la capa F2 lo esta haciendo en el otro lado.
Bajo tales circunstancias la f.m.u de la capa F2 quizá sea alta en ambas terminales del
circuito por lo que es esperado una alta absorción, considerando el caso actual es que
buenas señales serán recibidas porque la frecuencia está cerca de la f.m.u para la
capa E en una o en ambas terminales del circuito.
El método de predicciones usando puntos de control no explica como las ondas viajan
del trasmisor al receptor. Su justificación es que es, un buen método para determinar si
la comunicación es o no posible a una frecuencia dada, o para seleccionar la
frecuencia que proporcionará comunicación entre dos puntos. Uno de sus aspectos
misteriosos es que la selección de los puntos de control para la capa F2 a 2011 Kms
(1250 millas) implica que el ángulo de la onda sea prácticamente cero, u horizontal. Por
otra parte, mediciones han mostrado que la cantidad de radiación de una antena
práctica es a ángulos bajos del orden de unos cuantos grados, para el rango de
frecuencias altas.
El ángulo vertical al cual las ondas llegan al punto receptor en trasmisiones de larga
distancia se ha encontrado por mediciones que varían sobre un rango considerable.
Por ejemplo, mediciones en la trayectoria de Inglaterra a la costa de New Jeresey
mostraron que a 7 Mhz que el ángulo de onda de la señal recibida en ocasiones es tan
alto como 35 grados y a 14 MHz es alrededor de los 17 grados. Para el 99 % de los
casos el ángulo es menor que para esas dos frecuencias. Por otra parte, las mismas
mediciones mostraron que para el 99% de las veces el ángulo estaba sobre los 10
Grados para 7 MHz y arriba de 6 grados para 14 MHz. Alrededor de la mitad de las
veces el ángulo estaba entre 22 y 35 grados para 7 MHz y entre 11 y 17 grados para
14 MHz. Sea o no, existe una reprosidad exacta entre las ángulos de transmisión y
recepción, esto indica la importancia de tener un ángulo bajo. Lo que también muestra
que al aumentar la frecuencia, los ángulos de onda altos vienen a ser de menor
utilidad, para trasmisiones a grandes distancias.
2.5 Radioenlaces Fijos Terrestres. En este apartado se hace referencia a los equipos para redes de microondas desde un
punto de vista genérico abarcando las 3 etapas reconocidas Banda Base, Frecuencia y
Radio Frecuencia (Fig. 2-24)
Fig. 2-24 Diagrama a bloques de un radioenlace típico.
2.5.1 Banda Base.
En esta etapa las principales funciones (Fig. 2-25) son:
o Formación de una trama de datos. Permite efectuar el alineamiento de la trama.
Ofrece suficiente capacidad de tráfico adicional para canales de servicio para
hablar. Transporta canales de datos para supervisión y gestión y adiciona bits de
paridad para el control de errores y emisión de alarmas.
o Permitir la protección del tipo N+1. esta operación se realiza mediante la
conmutación entre dos señales de recepción. Los comandos de conmutación
son seleccionados en base a las alarmas de tasa de error.
o Temporización del aparato. La temporización de un equipo de radio es en forma
independiente a la red para sistemas PDH. En sistemas SDH el sincronismo se
toma desde la red.
La conmutación de canales con la misma banda base digital se requiere como
mecanismo de protección para contrarrestar las fallas de equipos y la mala
propagación. Existen 2 grandes tipos de mecanismos de conmutación:
o En una conexión de radioenlaces hot standby se transmite una sola frecuencia,
por lo tanto existe una conmutación de transmisores a nivel de radiofrecuencia.
En recepción se tiene una conmutación en banda base con un circuito
separador para los dos receptores en radiofrecuencia. La conmutación es
efectuada en base a una lógica de alarmas del equipo de recepción, que toma
en cuenta entre otras la alarma de tasa de error BER.
o En una conexión de diversidad de frecuencia o de espacio se transmiten dos
frecuencias o caminos distintos desde el transmisor y la conmutación se realiza
en la banda base de recepción. Como las frecuencias sufren distinto retardo en
el vínculo, la relación de fase entre los bits antes de la conmutación es variables
y por ello se requiere de un circuito desfasador, también variable, que ponga en
fase los dos trenes de datos antes de la conmutación.
Fig. 2-25 Etapa de banda base en un radio enlace PDH
El tipo de conmutación que pone en fase los trenes de datos previamente a la
operación de conmutar se denomina hitless (sin deslizamientos). De esta forma, se
asegura la conmutación en el mismo bit y se elimina el deslizamiento (slip), consistente
en la eliminación o la repetición de bits. En los sistemas por cable de fibra óptica la
conmutación también puede ser hitless aunque, como no hay un retardo variable, bien
puede usarse la conmutación directa cuidando de compensar el retardo estático producto de las distintas longitudes de los conductores.
2.5.2 Temporización. La estrategia de sincronización de los equipos permite ser configurada mediante la
entrada tributarias; el sincronismo externo de 2048 kHz o sincronismo desde
demodulador. Este último caso es una variante del sincronismo en loop. La prioridad
entre las distintas fuentes de sincronismo se programa mediante software (interfaz F o
Q de la TMN). Cada equipo selecciona en forma automática la fuente de sincronismo
en caso de falla.
En caso de falla de las distintas fuentes de entrada se pasa al modo Hold-Over
(memorización del último estado del control de frecuencia del VCO, con estabilidad
±4,6 ppm por 24 horas). En caso de pérdida del estado hold-over se pasa al modo
Free-Running (reloj interno de cristal con estabilidad de ±15 ppm). Los casos hold-over
y free-running corresponden a variantes de sincronismo interno. En general los
equipos de radioenlace son dependientes del reloj del multiplexor. En enlace de radio
es entonces transparente al sincronismo.
2.5.3 Canales de Servicio y Supervisión.
Sobre el enlace de radio se incluyen canales de servicio que se disponen en las
distintas estaciones repetidoras y terminales. Las funciones son múltiples pero dos son
las generalmente aplicadas:
o Canales de servicio para hablar o Canal de datos para telesupervisión.
Por el primero transitan señales (32 kb/s con codificación ADPCM o Delta o de 64 kb/s
con codificación PCM) con información telefónica digitalizada. Es utilizada por el
personal de Operación y Mantenimiento para hablar entre estaciones. Se trata de
canales tipo ómnibus o expreso. El canal ómnibus se dispone en todas las estaciones
radioeléctricas y el expreso solo en las terminales. Normalmente la llamada es colectiva
(llamado simultáneo en todas las estaciones conectadas) o selectiva (un número
diverso para cada estación de radio).
Por el canal de datos transita un protocolo de comunicación particular de cada sistema
de telesupervisión. En el mismo se pueden transportar el estado de alarmas de
estaciones intermedias, la acción de controles a distancia y las medidas de valores
analógicos o de tasa de error BER. Este canal de datos funciona como nivel de
conexión física entre estaciones para una suite de protocolos de comunicación. Hasta
los años `90 los protocolos eran propietarios y daban soporte a sistemas de
telesupervisión muy variados. En la década de los años `90 los sistemas de supervisión
se normalizaron mediante dos vías: los protocolos TCP/IP y los ISO. En el segundo
caso se forma la denominada red de gestión TMN. En un Capìtulo por separado se
estudian dos estadios de sistemas de gestión el usado en equipos PDH (década de los
años `80) y en SDH (en la década de los años `90).
En la red plesiócrona PDH no existe una normalización en cuanto a la forma de
efectuar las operaciones de trama para la banda base del radioenlace. En cambio en
la red sincrónica SDH se ha normalizado la trama STM-1 que contempla estas
necesidades. Históricamente se han ensayado dos formas de ingresar los servicios al
sistema:
o Canales integrados a la trama de datos digitales y
o Canales separados de la trama de datos principal.
El primer caso es el más interesante y ha perdurado en el tiempo. Es usado en
sistemas de todas las capacidades (se entiende por capacidad la cantidad de canales
tributarios de 2 Mb/s que acceden a la banda base). En particular tiene la ventaja de
no requerir un canal auxiliar externo. Mientras que el segundo tiene la ventaja de no
sufrir los mismos problemas (por ejemplo de propagación) que el canal principal.
Los canales de servicio integrados a la banda-base hacen uso de la operación BI (Bit-
Insertion) y BE (Bit-Extraction). Permite además la operación Add-Drop (conocida con
anterioridad como Drop-Insert) en una estación intermedia.
En el caso de usar la misma portadora radioeléctrica para transmitir el canal principal y
el auxiliar se recurre a una modulación de frecuencia o fase para el auxiliar. Se trata de
una señal denominada Sub-Banda Base SBB. Esta SBB puede disponer de un ancho
de banda reducido a algunos kHz. La particularidad es que el espectro ocupado por el
canal SBB es pequeño respecto del ocupado por el canal principal lo cual evita que la
interferencia entre ambos sea fatal para la calidad de la señal de alguno de ellos. Este
sistema solo se usa en enlaces de baja o media capacidad (hasta 16x2 Mb/s).
En el caso de usar otra portadora se puede recurrir a un sistema denominado wayside
(también conocido como piggy- back) que consiste en modular el canal auxiliar en
forma paralela (por ejemplo una señal de 2 Mb/s con modulación 4PSK) y emitirlo por
encima del espectro del canal principal. Por ejemplo, se coloca el canal de 2 Mb/s-
4PSK con una portadora en 70+29 MHz en un sistema principal de 140 Mb/s-16QAM
cuya banda ocupa 70±26,5 MHz. Un canal auxiliar wayside de 2 Mb/s es factible de
ser colocado en la banda base digital de los equipos PDH o en la Tara de Sección
SOH de los equipos SDH.
2.5.4 Operación BI/BE Y D/I.
o BIT INSERTION.
A continuación se analiza en detalle el método por el cual los canales auxiliares se
ingresan en la misma trama de datos a transmitir. Este método se denomina BI/BE (Bit
Insertion y Bit Extraction) y permite la operación Add- Drop o Drop-Insert en las
estaciones intermedias. Este análisis es válido para sistemas de baja y media
capacidad del tipo PDH hasta 16x2 Mb/s. Existen algunas diferencias en el caso de
equipos SDH del tipo STM-1 o subSTM-1 que son analizadas por separado.
Para comenzar, la Fig. 2-25 muestra un diagrama genérico de las operaciones BI, BE
y de la operación A/D. La señal principal y las distintas señales auxiliares de servicio
ingresan a un multiplexor donde se intercalan datos para obtener la trama de la banda-
base. El canal principal (Tributario) lo hace en código HDB3 o CMI (de acuerdo con la
velocidad de entrada) y por lo tanto accede a través de un circuito de entrada.
En el circuito de entrada se disponen las siguientes operaciones:
o Ecualizador de línea coaxial que permite corregir la atenuación producida por el
cable de interfaz entre equipos. Este ecualizador es adaptativo debido a que la
longitud del cable es desconocida. Tiene una función √f con un máximo de
ecualización de 6 dB a 1 MHz en el caso de entrada a 2 Mb/s.
o Extracción de reloj CK. Se obtiene mediante un filtrado de la armónica del reloj
desde el espectro del código HDB3 o CMI. Esto permite sintonizar un oscilador
VCO que sigue las variaciones del jitter de la señal de entrada.
o Regenerador de la señal de entrada y conversión de código. Mediante el auxilio
del reloj CK la señal de entrada se regenera en el centro del pulso. El conversor
de código HDB3/CMI a NRZ permite obtener el código binario para trabajar en
los circuitos lógicos que se encuentran a continuación.
o Alarma de la señal de entrada. Puede indicar la ausencia de datos a la entrada
(valor de tensión inferior a un umbral de detección aceptable) o la recepción de
señal de indicación de alarma AIS (Alarm Indication Signal consistente en una
secuencia 111...11). Cuando no existe señal de entrada la secuencia de datos
se rellena mediante la señal de AIS. Esta señal AIS indica a los equipos
subsiguientes la presencia de una anomalía pero no se puede conocer el origen.
Los datos regenerados son incluidos en una memoria elástica o Buffer. El reloj de
escritura CK-E en la memoria es el extraído desde el código de entrada. El reloj de
lectura CK-L es generado localmente por multiplicación desde CK-E o en forma
plesiócrona (reloj independiente). En el segundo caso se requiere de un proceso de
justificación en la trama digital de banda-base similar al usado en los multiplexores
digitales.
Para efectuar el proceso de multiplexación (trama BI) se requiere de memorias
elásticas (buffer de datos) para permitir reducir las fluctuaciones de fase (Jitter y
Wander) de entrada y entregar los datos en forma no-periódica. La memoria elástica
tiene una alarma overflow-underflow cuando los relojes de escritura y lectura se
superponen sobre el mismo flip-flop. Los datos de salida desde la memoria de lectura
tienen una frecuencia en kHz igual a la suma del canal principal y todas las señales de
servicio.
La Trama digital de datos de la BI contiene en general dos tipos de información: el
encabezamiento y la carga útil. La trama se puede representar por una matriz de
datos, dividida en sub-tramas, con espacio para ambos tipos de información. Sus
funciones son:
o El encabezamiento. Comprende la palabra de sincronismo de trama y de ser
necesario multitrama, los bits de paridad para control de tasa de error y
eventualmente para la corrección de errores, los bit de alarma local (errores o
sincronismo) para el terminal remoto; canales de frecuencia vocal de servicio en
conexión ómnibus o expreso, canales de datos para el sistema de supervisión,
canal de comunicación para el sistema de conmutación automática.
o La carga útil. Comprende el o los canales tributarios de entrada multiplexados. El
sistema de enlace puede estar configurado como 1+0 (sin protección) o con
conmutación automática. En el caso de la configuración con protección, la
misma puede ser del tipo 1+1 o N+1. En otros trabajos se describe las
operaciones de corrección de errores, aleatorios y conmutación en detalle.
La etapa de banda-base es independiente del medio de transmisión usado; existe
cierta compatibilidad entre sistemas para fibra óptica y radioenlace. En el sistema
SDH las distintas operaciones (control de errores, aleatoria, trama digital) se
encuentran normalizadas y por lo tanto la compatibilidad es absoluta; no ocurre lo
mismo en los sistemas PDH.
o BIT EXTRATION.
La etapa BE (bit-extraction) de la misma Fig. 2-25 muestra la operación
complementaria a la BI. La señal de datos NRZ y reloj CK llega desde el demodulador
y se procesa en el demultiplexor. Un circuito lógico se sincroniza con la palabra de
alineamiento de la trama FR (Frame). Este circuito emite la alarma de falta de
alineamiento de trama LOF (Loss Of Frame) cuando se detecta con diferencias un
cierto número de FR y se desactiva cuando se la lee en forma correcta varias veces
(generalmente se trata de 4 y 3 veces en cada caso). Con los bits de paridad de la
trama se obtienen alarmas con umbrales de 10-3 y 10-6.
Es necesario eliminar la fuerte fluctuación de fase de la señal de salida del
demultiplexor mediante una memoria elástica de manera tal que a la salida se dispone
de la señal con un reloj periódico. La memoria elástica entonces posee un reloj para la
lectura que se obtiene desde un VCO en un circuito PLL. La tensión de control del VCO
es el valor promedio (a través de un filtro pasabajos) del reloj de escritura. El reloj de
escritura se obtiene de la cadencia de la trama.
Cuando existe alarma de falta de alineamiento de trama la frecuencia del VCO queda
determinada por una tensión de referencia y la salida de señal se reemplaza por una
secuencia AIS. A la salida de la memoria elástica se tiene el codificador desde NRZ a
HDB3/CMI y la interfaz a la línea.
o ADD/DROP (DROP/INSERT).
La operación consiste en una versión reducida de la conexión BE/BI espalda contra
espalda. Se la utiliza en una estación intermedia donde se desea obtener solo los
canales de servicio y supervisión y donde el canal principal continúa sin ser
demultiplexado (en tránsito). Obsérvese que A/D permite obtener canales de servicio
(una señal de 704 o de 2048 kb/s y/o canales aislados de 64 kb/s) sin necesidad de
recuperar el canal principal, el cual hace tránsito directo en esta estación.
En caso de alarma general de datos recibidos se efectúa un Restart consistente en
generar la señal de trama localmente y el reloj para mantener una trama de
comunicación hacia adelante con una señal principal en la condición AIS. En caso de
alarma de banda-base local se efectúa un By-Pass consistente en enviar la señal de
ingreso directamente a la salida. De esta forma se mantiene en comunicación las
estaciones adyacentes aunque la presente se encuentre en alarma local.
En los sistemas SDH esta operación queda garantizada y simplificada ya que en la
trama se hace uso del concepto de punteros para señalar la ubicación de los canales
tributarios dentro de la trama de multiplexación STM-1.
2.5.5 Etapa de Modulador y Demodulador. La etapa modulador-demodulador continúa luego de la etapa de Banda-Base y tiene
como objetivo la codificación y la modulación de la señal digital. En la Fig. 2-24 se
muestra un diagrama en bloques simplificado de esta etapa. Las funciones genéricas
son:
o Codificación y decodificación de la señal digital.
o Filtrado del canal antes del modulador.
o Ecualización en recepción de la señal demodulada.
o Generación del oscilador local para el modulador.
o Modulación y demodulación de la señal digital filtrada para obtener la frecuencia
intermedia.
o Filtrado de la frecuencia intermedia.
Existen varios tipos de codificación previos a la modulación; que como no se
encuentran normalizados pueden o no existir dependiendo del diseño:
o Codificador Scrambler.
o Codificación FEC para corrección de errores.
o Codificación Interleaver.
o Codificación diferencial.
Luego de la multiplexación de datos en la trama digital se encuentra un circuito
aleatorizador SCR de salida permite eliminar las secuencias periódicas. De esta forma
se puede distribuir la potencia en todo el espectro evitando armónicas con alta
concentración de potencia que oficien de interferencia a otros sistemas. La codificación
diferencial permite reducir las exigencias sobre la fase del oscilador local en recepción.
La codificación para Corrección de Errores FEC puede ser del tipo a bloques o
convolucional. En los últimos diseños de equipos se utilizan ambos tipos de formatos
simultáneamente. En el formato convolucional el codificador se asocia a la modulación
TCM de forma que el codificador y el modulador forman una sola unidad. El codificador
Interleaver permite la distribución de datos en el tiempo para disminuir los efectos de la
propagación con Fading selectivo en ráfagas de errores.
Por último antes de la modulación, los datos son filtrados antes del modulador en una
banda de frecuencias reducida. Los filtros en banda base son del tipo digital-
transversal FIR mientras que los de frecuencia intermedia pueden ser del tipo onda
acústica superficial SAW.
El oscilador local OL de IF puede ser un VCO controlado en un loop de fase PLL
mediante un oscilador a cristal de alta estabilidad. Se trata entonces de un oscilador
VCO con un Control Automático de Fase APC. Eventualmente, en algunos diseños de
los años `80, la tensión de control del VCO era sumada con la señal analógica de
canales de servicio que se denominaba sub-banda base SBB.
Un exceso en la tensión de control de VCO produce el "silenciamiento" (Squelch) de la
IF modulada ya que se interpreta como que el LO está excedido en la tolerancia de
frecuencia. La señal de salida de IF es enviada a la etapa de radiofrecuencia. En
paralelo se disponen de puntos de monitoreo en nivel (para medir el espectro); de
prueba en tensión (para medir el nivel de salida) y una alarma indicativa del nivel de IF.
El lado demodulador se disponen de las operaciones que son complementarias. Un
circuito típico en recepción es el ecualizador autoadaptativo. Existen ecualizadores en
frecuencia intermedia (dominio de la frecuencia) y en banda base (dominio del tiempo).
Los mismos permiten mejorar el espectro y la forma de onda respectivamente de la
señal recibida antes de la regeneración. En los equipos diseñados en la década de los
años `90 el ecualizador en IF ha desaparecido y se han realizado grandes progresos
en los de banda base (realizados mediante circuitos integrados).
El circuito que recupera la fase del oscilador local en IF (loop de Costas) trabaja luego
de la ecualización y antes de la regeneración. En algunos diseños es posible disponer
de los puntos de monitoreo de los ejes I y Q para ver el diagrama de ojo y la
constelación de fases. Esta medición subjetiva ha resultado en un bajo interés práctico.
Del mismo Loop de Costas se obtiene tanto la tensión del control del oscilador local OL
de IF (frecuencias inferiores a 300 Hz) como la subbanda-base SBB de canales de
servicio, cuando la misma existía.
El reloj se recupera desde la señal de IF mediante un detector de amplitud que
demodula las variaciones de amplitud de la modulación. Un filtro pasabandas
recupera la armónica
del reloj y sintoniza en fase a un VCO. Una alarma general del demodulador produce
el corte de los datos y el reloj de salida hacia la bit extraction BE. Esto determina la
aplicación de la señal de AIS hacia adelante.
2.5.6 Etapa de Transmisión y Recepción. La estructura básica usada en los equipos de radioenlaces digitales de la primer
generación no difería substancialmente en la etapa de radiofrecuencia con los equipos
para señales analógicas. En realidad a principios de los años '80 se realizaban
equipos compatibles para la transmisión analógica y digital. Incluso se pensó en usar
equipos analógicos para transmitir señales digitales.
Los equipos de la segunda generación de fines de los años '80 trabajan con
modulación PSK o QAM de gran número de fases y requieren de tecnologías
substancialmente distintas. En la Fig. 2-24 se muestra el esquema de un trans-
receptor que permite identificar las siguientes funciones generales:
o Entrada de la frecuencia intermedia.
o Generador del oscilador local de RF.
o Conversión Up y Down desde IF hacia RF en transmisión y recepción.
o Control automático de ganancia a nivel de IF en recepción.
o Amplificación de potencia en transmisión y bajo ruido en recepción.
o Control de potencia ATPC y linealizador de RF.
o Ecualización del retardo de grupo y la linealidad de amplitud.
o Circuito de branching: filtros, circuladores y guía de onda o cable coaxial de
salida.
La señal IF proveniente del modulador ingresa al mezclador de imagen suprimida IRM (Imagen Rejection Mezclator). El LO puede ser del tipo resonante dieléctrico DRO o de
control de fase APC programable, dependiendo si se desea o no disponer de una
programación de frecuencias. Normalmente el oscilador de RF es programable
(oscilador sintetizado) para equipos de baja capacidad (hasta 16x2 Mb/s) y fijo para alta
capacidad (STM-1). Posee un punto de monitoreo para medir la frecuencia, un punto
de test para medir un valor de tensión proporcional al nivel de salida y una alarma que
se acciona con un nivel por debajo de un umbral establecido.
El amplificador de salida está realizado en la tecnología de película delgada y son
circuitos HMIC. A la salida se tiene un punto de monitoreo de la RF en paralelo para
medir el espectro transmitido. Se tiene un punto de prueba para medir un nivel de
tensión proporcional a la potencia de salida y una alarma que indica bajo nivel de
emisión. En equipos de alta capacidad se utilizan linealizadores o predistorsionadores.
La función de estos circuitos, colocados antes o después del conversor IRM, es la de
proporcionar una corrección sobre la intermodulación producida por el amplificador de
potencia del transmisor. En los equipos PDH de 140 Mb/s en algunos casos eran
ajustables mediante mediciones (generadores de 3 o 4 tonos de frecuencia).
El amplificador de salida dispone de un Back-off. Se trata del margen entre la potencia
obtenida del amplificador y la potencia de saturación del mismo. Este valor en dB se
incrementa en la medida que aumenta el número de fases del método de modulación.
Por ejemplo, desde 2 dB para 4PSK hasta 8 dB para 64QAM. De esta forma el
amplificador trabaja en la zona lineal de transferencia limitando la distorsión de
intermodulación introducida. El receptor también posee un preamplificador de entrada
HMIC con un down-converter IRM y un oscilador local. Se dispone de un filtro de IF con
un ecualizador de linealidad y retardo de grupo. Luego un control automático de
ganancia AGC permite mantener estable el nivel de la IF de salida. El AGC entrega un
valor de tensión proporcional a la potencia recibida que actúa sobre la atenuación de
una etapa intermedia entre amplificadores. Por ello este valor de tensión se relaciona
con la Potencia de Recepción PRx. Si el nivel de AGC cae por debajo de un umbral se
obtiene la alarma de bajo nivel de potencia recibida PRx. Finalmente la señal de IF se
envía al demodulador. En paralelo se tiene un punto de monitoreo para medir el
espectro de IF en recepción.
Capitulo
3
Manual de Mantenimiento
3.0 MANUAL DE MANTENIMIENTO
Este manual provee instrucciones para la realización del mantenimiento periódico y el
mantenimiento correctivo para la IDU y ODU del Sistema de Radio Digital de
Microondas para las frecuencias de 7 a 38 GHz en enlaces punto a punto. También se
incluye la información sobre las precauciones a tomar en la realización de cualquiera
de los tipos de mantenimiento, así como el equipo de prueba y accesorios.
3.1 Precauciones.
Las siguientes precauciones deben ser cuidadosamente observadas durante el
mantenimiento:
Peligro: La alimentación de Vcc43− es preestablecida en el conductor central
del cable coaxial entre la IDU y la ODU. Conectando el equipo de
medición (Multímetro) y tocando el centro del cable coaxial pudieran
causar una descarga eléctrica. Así que , apague el interruptor de
alimentación en la IDU antes de desconectar el cable coaxial entre la
IDU y ODU.
Precaución: Para proteger los circuitos internos contra descarga electrostática, se
requiere la utilización de una pulsera para conectarla hacia la
terminal de la tierra del marco para protección electrostática antes de
separar la cubierta de protección (Fig. 3-1).
Precaución: Antes del inicio del mantenimiento, incluyendo la operación del OPR
SEL SW en el panel frontal del equipo, seleccione en el equipo el
modo de mantenimiento usando la LCT.
Después de que todas la operaciones para el mantenimiento han
sido completadas, ejecute el ajuste a MAINT OFF.
Fig. 3-1 Localización de la Terminal de Tierra del Marco.
(a) Antes de comenzar el mantenimiento, se debe de notificar a la estación
opuesta que se va a abordar la realización del mantenimiento.
(b) Después de completar la operación de mantenimiento, restaure todas las
conexiones.
(c) En el sistema 1+1, para la alimentación de la IDU, tome los siguientes
pasos
1. Cuando ni el Canal No.1 ni el Canal No.2 están trabajando,
primero coloque el interruptor OPR SEL a la posición deseada
(No.1 ó No.2) y alimente la unidad MD seleccionada ó coloque el
interruptor OPE SEL a la posición neutral (Auto) y alimente ambas
unidades.
2. Cuando ya sea que el Canal No.1 ó el Canal No.2 están
trabajando, coloque el interruptor OPR SEL No.1 ó No.2 en la IDU
hacia el canal del lado de trabajo, entonces aplique alimentación
al canal de no trabajo.
(d) Durante el mantenimiento, la IDU es ajustada a la condición de
mantenimiento usando una PC como se describe en el apartado 3.2
Condición del Ajuste de Mantenimiento.
Precaución: Si el acceso no es posible, verifique las condiciones de comunicación
desde el otro sitio del enlace y realiza los ajustes necesarios.
3.2 Condición del Ajuste del Mantenimiento.
Paso Procedimiento.
1. Conecte la PC a la terminal LA PORT de la IDU usando un cable con RS-232
ó RJ45 como se muestra en la Fig. 3-2.
2. Active el interruptor de alimentación de la PC. Opere el software de
comunicación.
El software utilizado por estos sistemas de radio digital es el PNMT (Pasolink Network
Management Terminal) desarrollado por Nec para la gerencia de redes de transmisión
de radio digital.
El PNMT es una versión de sistemas de dirección, el cual su función principal es la de
herramienta de mantenimiento para los ingenieros de campo para la supervisión local y
remota de las alarmas y puntos de control, así como la generación de reportes y el
manejo de los datos de los archivos transmitidos, todo dentro de una interfaz, utilizando
un método grafico familiar, y todo en tiempo real. Básicamente es una computadora
dentro de una computadora portátil que interconecta y controla el estado y
configuración los equipos de transmisión en tiempo real mediante un software.
Fig. 3-2 Ajuste del equipo para monitoreo.
Las comunicaciones entre el PNMT y el equipo de radio digital de la red pueden ser:
o Vía LA PORT del equipo
o Vía DSC, un nodo alejado de la red.
La interfaz del LA PORT se encuentra ubicada en cara frontal del equipo. El LA PORT
consiste en un conector DB15 hembra instalado en la IDU que mediante un cable se
realiza la comunicación al puerto serial de la computadora de PNMT.
La Fig. 3-3 muestra las primordiales características de la ventana principal del PNMT.
o Title bar . La barra del título se utiliza para indicar el título de la ventana.
o Common Menu bar. La barra común de menú común de la ventana presenta el
sistema, cuenta con tres diferentes partes, nos ayuda a restaurar y sistema a
demás de mostrarnos las diferentes opciones que tenemos así como la ayuda
que nos brinda el software.
o Ne-specific Menu bar. Este menú es una lista de las diferentes tareas que se
pueden realizar al elemento especifico con el que se este trabajando dentro de
la red, siempre y cuando este exhibido en el PNMT. Desde este menú podemos
acceder a la configuración del equipo, al registro del acoplamiento y las
funciones del monitoreo del funcionamiento del acoplamiento.
o Block Diagram. El diagrama de bloques ilustra el funcionamiento de los equipos
que constituyen el sistema de radio digital. Su propósito principal en la ventana
es exhibir el estado de las alarmas del equipo. Se puede acceder a cualquier
parte especifica de cada bloque mediante un click para observar el estado de
cada bloque.
o Data window. Desde esta ventana observamos detalladamente la condición de
cada equipo, sus niveles de funcionamiento. Y se puede acceder a cualquier
dato especifico.
o Tabs. Mediante un click podemos accesar a los diferentes componentes del
enlace. Logramos observar el funcionamiento de la ODU y la IDU.
o Command Button. El botón de comando se utiliza para incorporar los datos
seleccionados en la ventana pop-up en la computadora.
o Selectable Filed. El campo seleccionable es un campo estándar de la entrada de
Windows donde el usuario puede recoger en una lista de los valores disponibles
para esa opción.
o Login User. Esto indica a usuario actual que debe de registrar en el PNMT.
Fig. 3-3 Características de la ventana principal del PNMT
La pantalla del PNMT está predispuesta para mostrar uniformemente los datos de dos
sitios diferentes. Se puede dar un click en cualquiera de las flechas ubicadas en el
centro de la pantalla para ampliar la zona de información del elemento de la red
seleccionado. El dar un click en el bloque volverá la división al ajuste original.
3. Introduzca la contraseña
Normalmente todos los usuarios de la red están dados de alta dentro de la red
mediante un nombre y una contraseña. Para proteger el sistema de la red y de la
dirección de la red contra el acceso desautorizado o las modificaciones desautorizadas.
Para la realización del mantenimiento es necesario acceder al sistema de la red
mediante una contraseña. Para poder tener acceso a los diferentes parámetros
manejados por el enlace y seguir su funcionamiento correcto (Fig. 3-4).
Fig. 3-4 Pantalla de conexión de enlace.
Sin embargo cada vez que accedemos a el sistema debemos recordar que después de
finalizado cualquier tipo de actividad dentro del sistema tenemos que volver el registro
de estado de la maquina. Lo que en pocas es devolver la seguridad al sistema. Para
evitar que usuarios no autorizados accedan al sistema y existan modificaciones no
deseadas (Fig. 3-5).
Fig. 3-5 Registro de salida.
3.3 Equipo y Accesorios de Prueba.
El equipo de prueba y accesorios especiales son requeridos para el mantenimiento del
sistema como se describe en la Tabla 3-1. Si el equipo de prueba recomendado y
accesorios no están disponibles, se pueden usar equivalentes.
Tabla 3-1 Equipo de prueba y Accesorios Requeridos
Equipo de Prueba/Accesorio
Cantidad requerida
Multímetro Digital con terminales de
prueba.
1
Pulsera para protección electroestática 1
Computadora personal 1
Destornillador 1
Arnés completo 1
3.4 Mantenimiento Preventivo.
Para asegurarse de la operación del sistema de radio cuente con un satisfactorio
funcionamiento ejecute el siguiente procedimiento.
Paso Procedimiento.
1. Revisar si la antena se encuentra libre de movimiento.
La antena deberá de quedar firme y a la altura señalada en la Ingeniería tomando como
referencia el centro de la parábola. No deberá de permitir el movimiento de la antena
tanto en Azimut como en Elevación.
2. Inspeccionar si la antena está apropiadamente rotulada.
Las antenas se deberán de rotularse indicando el nombre del enlace, las Frecuencias
de Transmisión y de Recepción, así como la Polarización Azimut y altura (Fig. 3-6). Lo
anterior se tendrá que realizar con la plantilla acorde a las dimensiones de la parábola,
en el orden que se muestra en la Tabla 3-2.
Tabla 3-2 Rotulado de Antena
SITIO A SITIO B
NOMAAAA NOMBBBB NOMBBBB NOMAAAA
Tx: 21904.00 MHz Tx: 23104.00 MHz
Rx: 23104.00 MHz Rx: 21904.00 MHz
AZIMUT: 210° AZIMUT: 30°
POL: Horizontal POL: Horizontal
Fig. 3-6 Rotulo de Antena
3. Inspeccionar si el soporte de la antena presenta corrosión.
Se debe de observar si el herraje del soporte de la antena presenta alguna corrosión o
si presenta oxidación (Fig. 3-7).
Fig. 3-7 Soporte de la antena
4. En caso existir, verificar si los atiesadores presentan corrosión.
Las antenas con un diámetro igual o mayor a 1.2m deberán de ser fijadas con el
atizador.
Fig. 3-8 Atiesador
5. Examinar si el cable de banda base (coaxial) está etiquetado
El cable coaxial debe ser etiquetado en ambos extremos con las siguientes
características.
En la parte inferior (interior del shelter o gabinete exterior): la etiqueta se realizará con
rotuladora electrónica con tipo de letra: Times New Roman, tamaño de letra: 11. Esta
etiqueta deberá indicar la dirección del enlace. Y se colocará en el cable con un cincho
bandera color blanco.
En la parte superior (exterior): el etiquetado deberá ser de aluminio de 2 mm de
espesor, de color natural, sujetas con cinturón metálico forrado de plástico por lo
menos de 6 mm. El tipo de letra será: Times New Roman de con tamaño de letra 36.
6. Verificar si el cable de banda base (coaxial) está firmemente sujeto a la unidad
de radio.
En la conexión del cable de Banda Base a la unidad de Radio, se debe de dejar una
curva de goteo como se muestra en la Fig. 3-9 (evitar bobinas) para evitar filtraciones
de agua a las unidades electrónicas.
Los conectores de Banda Base deben de ser crimpados o soldados, según las
características de los mismos.
Fig. 3-9 Cableado Banda Base
7. Inspeccionar si el cable de banda base (coaxial) está firme mente sujeto al
soporte de la antena.
Fig. 3-10 Cable de banda case sujeto al soporte de la antena
8. Verificar si el cableado de banda base (coaxial) esta sujeto sobre la escalerilla
de la torre.
El cable de Banda Base tendido sobre las escalerillas deberá de quedar
completamente horizontales a estas en todo su trayecto, debiendo de sujetarse con
cinchos de color blanco en el interior y con clamps y/o cinchos metálicos de forro
plástico para exteriores. La trayectoria hacia la ODU nunca deberá de cruzarse ó
atravesarse con ningún otro tipo de línea en el recorrido (Fig. 3-11)
Los cableados de equipos de transmisión en el cuerpo de los monopolos deberán de
correr únicamente sobre las escalerillas.
Fig. 3-11 Recorrido de Cable de Banda base por la escalerilla
9. Inspeccionar si se encuentra sellado el pasamuros (boot), por donde pasa el
cable de banda base, con espuma o silicón.
Fig. 3-12 Sellado de pasamuros.
10. Revisar si el cable de banda base se encuentra encintado para la protección
de filtrado de agua.
Se deberán de encintar y vulcanizar los conectores a la unidad de RF para evitar
filtraciones de humedad como se muestra en la Fig. 3-13.
Fig. 3-13 Encintado de conector de RF
11. Inspeccionar si el ODU se encuentra conectado a tierra.
La puesta a tierra del equipo exterior deberá realizarse con cable desnudo con
terminales de compresión de un barreno en el extremo de conexión a la ODU y a la
barra de tierra.
Se debe de utilizar la barra inferior más próxima a las unidades. Para la sujeción de los
conductores a las barras se deben de utilizar tornillos, tuercas, contratuercas,
rondanas de cobre o bronce al silicio de cabeza hexagonal y con cuerda estándar.
Para uniones cobre a hierro u otros materiales, utilizar tornillos de acero galvanizado.
Los tornillos para terminales de conexión deben tener dos rondanas planas y una de
presión. El cable deberá de sujetarse en su trayectoria con clamps y/o cinchos
metálicos con forro de plásticos de color negro.
Para los enlaces en configuración “1+1”, las tierras de las ODU’s deberán de
empalmarse con conector metálico y llegar con un solo cable de tierra a la barra de
cobre con la tortillería anteriormente mencionada, lo anterior con la finalidad de no
saturar las barras de cobre.
Fig. 3-14 Aterrizaje de ODU a tierra.
12. Verificar si la torre esta aterrizada a tierra.
Fig. 3-15 Aterrizaje a tierra de la torre
13. Examinar si el bastidor, rack o gabinete presentan corrosión o están libres de
movimiento.
En los diferentes sitios de las radio bases podemos encontrar diferentes tipos de
distribución del equipo. El bastidor y los rack’s se utilizan para sitos en donde se cuenta
con instalaciones con suficiente espacio, y se cuenta con algún tipo de construcción.
Sin embargo existen sitios en donde el espacio es muy pequeño y se utilizan gabinetes
para exteriores (BTS).
Podemos encontrar radio bases que constan de 2 Gabinetes como se muestra en la
Fig. 3-16, uno contiene una unidad para equipamiento RF y otro con un banco de
baterías.
(A) (B)
Fig. 3-16 (A) Gabinete para sección de RF (B) Gabinete para banco de baterías
A un costado de estos dos gabinetes podemos encontrar un tercero en donde podemos
se localiza el aire acondicionado para el enfriamiento de los equipos (Fig, 3-17), así
como un rectificador propios, además de contar con el espacio suficiente para un
equipo demodulador.
(A) (B) (C)
Fig. 3-17 En las figuras se muestran los dos gabinetes que componen el sistema, así
como el tercer gabinete en donde se encuentra ubicado el aire acondicionado, eventualmente
este gabinete adicional puede ubicar un sistema de microondas FIX.
El cable de banda base llega por la parte superior en la escalerilla, como se muestra en
la Fig. 3-18 (A), y se requerirá de otra sección de escalerilla, la ruta que es mostrada en
por las líneas amarillas, en la Fig. 3-18 (B). la trayectoria del cable de banda base
mostrado en línea azul, entra en el gabinete FIX (Gabinete para Exteriores) por la parte
inferior del mismo gabinete, entrando en la parte izquierda hasta la unidad de la IDU.
(A) (B) (C)
Fig. 3-18 Trayectoria del cable de banda base.
Sin embargo el gabinete tipo FIX es muy poco utilizado en los sistemas de radio
enlace. Regularmente es encontrado el sistema de tres gabinetes o mejor conocido
como BTS (Fig. 3-18). Este tipo de gabinete esta totalmente sellado y tiene
dimensiones de 19.25” de ancho por 11.5” de profundidad y 7.25” de altura.
El gabinete cuenta con soporte laterales para sostener las unidades dándole una
colocación interior que permite el paso de los cables a través de una regleta de
sujeción lo que permite que el cierre de la tapa se hermético.
El cable de nada base llega por la parte superior por medio de unos orificios sellados
para el acceso del cable.
(A) (B) (C)
Fig. 3-18 Gabinete BTS.
Ambos tipos de gabinetes cuentan con un convertidor de Corriente Alterna a -48
Volts de CD y tiene un panel de distribución. De igual forma para ambos la trayectoria
de distribución de los cables de alimentación se llevará a cabo por la parte derecha del
gabinete, hasta llegar a la conexión de alimentación de la IDU.
Como ya también habíamos mencionado, cuando se cuenta con algún tipo de
edificación son utilizados bastidores o rack’s.
El bastidor de interiore debe de ser de 19 ó 23 pulgadas por 7 pies de alto. Los racks
son un simple armazón metálico, esté cuenta con guías horizontales donde puede
apoyarse el equipamiento, así como puntos de anclaje para los tornillos que fijan dicho
equipo al armazón. En este sentido, un rack es muy parecido a una estantería.
La distancia entre cada guía horizontal o “estante” es una medida que está normalizada
y se denomina altura o simplemente por la letra U. todos los equipos se encuentra
adaptados a esta altura ó a un múltiplo de dicha unidad.
Las columnas horizontalmente miden 15.875 milímetros de ancho. Están separadas
por 450.85 milímetros haciendo un total de 482.6 milímetros (exactamente 19
pulgadas). Cada coluna tiene agujeros a intervalos regulares agrupados de tres en tres.
Verticalmente, los rack’s se dividen en regiones de1.75 pulgadas de altura. En cada
región hay tres pares de agujeros siguiendo un orden simétrico. Esta región es la que
se denomina altura o “U”.
La profundidad del bastidor no está normalizada, ya que así se otorga cierta flexibilidad
al equipo. No obstante, suele ser de 800 milímetros.
La construcción y diseño de un rack está limitada principalmente por el peso que debe
soportar. Además, se suele situar sobre falsos suelos, que también tienen limitaciones
en el peso que pueden soportar. Por ello la fijación del rack debe de constar de la
fijación al piso en cuatro puntos y fijación superior a través de hierro tipo “U” ó “H” de
acuerdo a la disposición de la sala y a donde ofrezca un mayor apoyo (pared y/o
techo).
Estos bastidores cuentan con una barra de cobre puesta para la tierra de los equipos
que este contenga. Además podemos encontrar un panel de brekers con al menos 6
posiciones de acceso. Tiene un soportes laterales tipo “L” que corren verticalmente a lo
largo del rack, y para este tipo de instalaciones se requieren que sean 8 por cada lado.
En
el costado derecho se sujetan los cables de tierra, y de lado izquierdo se sujetan los
cables de transmisión de datos.
La alimentación de los equipos de haces desde el panel de fusibles. Este tendrá que
alimentarse hacia el rectificador con protección redundante, done V1 será la
alimentación principal y V2 la alimentación secundaria.
Las IDU’s se instalan tal y como se indica en la Fig. 3-19 que corresponde a los rack’s
de interiores y de exteriores.
Fig. 3-19 Distribución de IDU’s en los bastidores tanto para interiores como exteriores.
La fijación de la IDU se realiza con tornillos galvanizados, durante el mantenimiento se
debe revisar que estos no presenten ningún tipo de corrosión y que los equipos estén
bien ajustados al bastidor.
14.
Examinar que el equipo este conectado a la barra de tierra del gabinete.
El cable de tierra en la conexión al sistema de tierras se empalmará utilizando un
conector mecánico y a la barra de tierra del bastidor se conectará con una zapata de un
ojillo, verificando que queden bien apretadas.
Todas los modems deberán ser aterrizadas a la barra de tierra con cable forrado del
No. 6, utilizando zapatas de un ojillo en ambos extremos. En el caso de enlaces de
configuración 1+1, las extensiones se aterrizarán en cascada con el modem principal.
15. Verificar que el panel de fusibles este etiquetado apropiadamente.
En la parte superior central del Panel de Breakers, deberá de estar una etiqueta
realizada con la rotuladora electrónica en el tamaño de letra número 14 y con letra
Times New Roman negrita. La etiqueta deberá de indicar el número del sitio.
Las etiquetas de los breakers de este serán realizadas con la rotuladora electrónica en
formato de doble línea con letra Times New Roman y deberá de indicar el sitio al que
enlaza, la fila, el rack y la posición del equipo en el bastidor que ocupa, así como si es
el que proporciona el voltaje a la unidad main o a la unidad de back up de los equipos
si aplicará. (Fig. 3-20)
Fig. 3-20 (A) Etiqueta de bastidor (B) Etiqueta de Fusible.
16. Verificar que la IDU este bien etiqueta. Así como también sus cables de
alimentación.
La etiqueta debe de estar rotulada como se indica en la Fig. 3-21, donde NOM indica la
región del enlace por ejemplo GDL es Guadalajara, PUE es puebla, etc. Las tres letras
A indican el nombre y numero del sirio A al igual que las letras B las del sitio B. Las dos
X indican la capacidad del enlace la letra Y el tipo de configuración del enlace, en sus
diferentes tipos, 1+1 ó 1+0 y por ultimo las dos letras Z la banda de operación del
enlace.
La etiqueta también indica la frecuencia de operación tanto para la transmisión como
para la recepción. La polarización de la antena, los grados de azimut y la altura a la que
se encuentra sobre la torre ó el mástil. De la misma manera también se indica el rack
en el que se encuentra así como la posición que ocupa el equipo en el bastidor.
Fig. 3-21 Etiquetado de IDU para sitio A y B.
17. Verificar que el panel de tributarias se encuentre sujeto al bastidor, además de
que la interface de tributarias se encuentre sujeta al soporte frontal de la IDU
como también que se encuentre etiquetado.
Existen dos tipos de conexión para tributarias, de 120 Ohms y de 75 Ohms.
Para las tributrias de 120 Ohms de impedancia se utiliza cable multipar UTP. En el
extremo del radio, se utilizará la interfaz especificada por el fabricante del radio; en el
extremo del DSX, deberá de ser enrollado en los pines de entrada y salida del mismo
con un mínimo de 7 vueltas, siendo la primera de estas del aislante del cable.
Para las tributarias de 75 Ohms de impedancia se utiliza cable blindado con malla ó
cinta de aluminio de 4mm. El conector que manejan es BNC macho, como se muestra
en la Fig. 3-22.
Fig. 3-22 Conexión de tributarias.
De manera general debemos observar que todo el cableado sea muy discreto, deben
de quedar bien sujetos entre ellos, a la escalerilla o al rack según sea el caso con
cinchos plásticos.
Todos los cableados hacia el bastidor de interior, llámense de tierra, tributarias, guía de
onda y fuerza, deberán de aproximarse al mismo por la parte superior. Solo si la sal
cuenta con piso falso, se aceptará la aproximación de los anteriores por la parte
inferior.
Los cableados que corran a través del bastidor, se deberán de hacer por la parte
posterior a través de los soportes laterales tipo “L” y los soportes tipo “Omega”.
No se permiten empalmes en ningún cableado de Fuerza como son de CA o CD o
tierra. Solo se permitirán empalmes en los cables de tributarias, siempre y cuando sea
extremadamente necesario.
18. Verificar que el aire acondicionado o ventilador extractor funcione de manera
correcta..
En cualquiera de los casos en los que se encuentre instalado nuestro sistema, sea en
gabinetes exteriores o interiores. El funcionamiento adecuado del aire acondicionado
permitirá el correcto funcionamiento de nuestro equipo evitando en sobrecalentamiento
en el mismo y la perdida del enlace.
19. Verificar los valores en los cuales funciona nuestro enlace.
Hasta el momento en los pasos anteriores verificamos la correcta instalación de
nuestro sistema de comunicación. Sin embargo la parte más importante del proceso del
mantenimiento preventivo es la verificación de los valores de ajuste en los cuales
trabaja nuestro enlace. Para ellos necesitamos hacer uso del software PNMT.
A. Debemos observa si existen alarmas visibles (a simple vista). En la vista frontal
de la IDU se encuentra un sección conformada un indicador de alarma. Su
función es indicar el estado de operación del sistema, su estado de transmisión y
recepción, y también nos indica si cualquiera de estas opciones tiene una
alarma, lo que representa un mal funcionamiento del enlace.
Las señales de alarma iniciadas por los circuitos de detección en la ODU son
enviadas a la IDU. Por lo tanto, el indicador de alarma para la ODU está
localizado en el panel frontal de la IDU, indicación de alarma. La indicación de
alarma para la IDU es también exteriorizada por el indicador de alarma
correspondiente en la IDU.
Cuando el equipo está operando normalmente, los indicadores de alarma en la
IDU permanecen apagados. Cuando una condición anormal ocurre, el indicador
de alarma relacionado se prende y un reporte de alarma remoto es hecho.
B. La banda en la que trabaja nuestro enlace se revisa, desde el rotulo de la IDU,
al igual que la polarización de nuestra antena.
C. Verificar el numero de E1’s que transmite nuestro enlace.
Debemos tener presente que en nuestro software existe una herramienta para buscar
elemento que se encuentran en la red. La siguiente figura (Fig 3-23) nos muestra como
encontramos nuestra herramienta llamada Network Element List (Lista de Elementos
de la Red)
Fig. 3-23 Lista de Elementos de la Red
En esta lista podemos encontrar el nombre del enlace, la descripción del tipo de equipo
que se esta utilizando, igualmente como los datos de la estación remota a la que
pertenece.
Sin embargo lo que en este momento nos interesa es la ventana Overall (ventana
total). En esta ventana podemos encontrar los datos más significativos del enlace (Fig.
3-24) como son:
o TX Attenuation (Atenuación de Trasmisión). Muestra el valor actual (en
dB) de la atenuación interna en la ODU. TX Frequency.
o TX Frequency (Frecuencia de Transmisión). Valor (en MHz) de la
frecuencia utilizada para la transmisión de datos en el enlace.
o RX Frequency (Frecuencia de Recepción). Valor (en MHz) de la
frecuencia utilizada para la recepción de datos en el enlace.
o TX Power Control. Función de control de energía para la ODU.
o Bit Rate. Ajuste actual del índice de bits de la IDU.
o MAINT. Nos indica el estado en el que esta nuestro equipo si se
encuentra en mantenimiento.
o Freme ID. Identificación del marco del sistema.
Fig. 3-24 Pantalla de Overall
En el cuadro azul que se muestra en la figura podemos encontrar la configuración de
E1’s que transmite nuestro enlace.
D. Por ultimo debemos revisar los valores del enlace en lo que se refiere a voltaje
de entrada, potencia de transmisión, recepción y sus frecuencias.
Debemos seleccionar la opción de ODU en como se muestra en la Figura 3-25, para
poder encontrar los valores como la frecuencia de transmisión TX . Esta función es
exhibir los valores y el estado de los artículos supervisados por la ODU.
Fig. 3-25 Pantalla de ODU
Desde aquí podemos supervisar:
TX PORTION RX PORTION Alarma Alarma IF INPOT.- Monitorea la señal de IF. RX LEVEL.- Monitorea la señal de
transmisión.
TX POWER.- Supervisa la energía de Tx. RX APC.- Supervisa la energía automática
TX APC.- Supervisa la unidad de control
automático de energía.
Status / Monitoring Monitoring TX Attenuation.- Atenuación de la transmisión RX Level.- Exhibe el valor del nivel de RX en
volts y dBm.
TX Power.- La energía transmitida del ODU en
volts y dBm.
COMMON PORTION Alarma IDU – ODU.- Muestra la Conexión entre la IDU y la
ODU y si existe alguna falla.
ODU Type.- Muestra el tipo de ODU que se
encuentra conectada al equipo.
En la pantalla que se muestra en la siguiente figura (Fig.3-26), observamos la
configuración de la IDU y sus alarmas.
Fig. 3-26 Pantalla de IDU
E. En caso de ser requerido, debido a que se encuentre una alarma visible, será
necesario aplicar una prueba de BER (Bit Error Rate).
Todos los pasos anterior mente mencionados, son los requeridos para el llenado del
protocolo de mantenimiento sugerido para el seguimiento oportuno del
funcionamiento correcto de los enlaces. El protocolo de mantenimiento se encuentra
ubicado en la parte de anexos.
3.5 Mantenimiento Correctivo. 3.5.1 Aislamiento de fallas.
Las condiciones de alarma son identificadas a través:
o Indicadores de alarma LED (rojo) en la IDU
o Notificación desde el equipo externo.
Durante las condiciones de alarma, los LEDs rojos de alarma en la IDU se encienden
excepto cuando hay una falla del voltaje de alimentación Las fallas pueden ser
aisladas usando los indicadores LED en el panel frontal de la IDU. La Tabla 3-3
provee información para la aislamiento de fallas en la estación.
Indicación LED Localización de Fallas
IDU IDU
ODU ODU
IDU / ODU
(parpadeo síncrono)*
Cable de IF en la IDU y ODU
Nota *: cuando el cable de IF entre la IDU y la ODU están en condición de corto circuito eléctrico ó
condición de aberito, los LEDs de la IDU y la ODU están parpadeando sincrónicamente.
3.5.2 Reemplazo. No es recomendado el reemplazo de módulos para los sistemas 1+0, en cualquiera de
sus partes ODU ó IDU. Para los sistemas 1+1 siempre que una falla es identificada en
la IDU, el equipo completo de la IDU ó la unidad debe ser reemplazada con un
repuesto. El equipo dañado debe ser retornado con la distribución fábrica para
reparación.
CONCLUSIONES.
Si fuésemos a hacer una cronología de hechos sumamente relevantes en la historia de
la humanidad, un papel importante lo ocuparían las comunicaciones y las nuevas
tecnologías que el hombre ha inventado en aras del desarrollo de las comunicaciones.
Las radiocomunicaciones, en especial, juegan un papel imperante en el envío de
cualquier tipo de información a cualquier parte del mundo. Los sistemas satelitales, la
telefonía móvil, la radiodifusión, la televisión y conjuntamente con otras decenas de
formas de transmitir mensajes a largas distancias utilizando las propiedades de las
ondas electromagnéticas, han tomado varias formas y características con el objetivo de
mejorar la transmisión y recepción de las mismas. Es importante papel que han jugado
las radiocomunicaciones en la historia del hombre, en situaciones extremadamente
peligrosas debidas a escenarios climatológicas donde la única vía de comunicación es
la inalámbrica y en las nuevas tecnologías que la sociedad moderna exige.
He presentado los conceptos fundamentales de la Radio Digital que han hecho posible
la evolución más importante de las telecomunicaciones móviles. Las técnicas de
modulación digital combinadas con las señales de radio han demostrado grandes
posibilidades de integración entre los diferentes sistemas de comunicación móvil.
El progreso fulgurante y la complejidad del lenguaje tecnológico de estos sistemas han
provocado que los usuarios de las telecomunicaciones no dispongan de los conceptos
fundamentales pata la comprensión o la planeación de sus sistemas de administración
o información. Por otra parte, los avances de las telecomunicaciones publicados en las
revistas especializadas presentan textos complejos produciendo el desaliento. Con el
objeto de remediar esta situación este proyecto presento los conceptos fundamentales
relacionados con el mantenimiento de un sistema de telecomunicaciones móviles en
base a la radio digital.
La industria de las telecomunicaciones presenta un dinamismo acelerado, lo que
implica no sólo retos para su expansión sino el establecimiento de medidas regulatorias
que hagan que tenga un continuo funcionamiento dentro de las condiciones actuales.
Avances tecnológicos, colaboraciones internacionales, liberación del espectro
electromagnético, servicios integrados, compatibilidad entre redes fijas y móviles, redes
inteligentes, acceso inalámbrico son una serie de hechos y elementos que hoy más que
nunca permiten prever en un futuro no muy lejano la posibilidad de obtener servicios de
valor agregado a la medida de nuestras necesidades en todo el mundo y en todo
momento.
BIBLIOGRAFIA. * Bava, A.J. Sanz "Microondas y recepción Satelital", H.A.S.A.
* Freeman, "Ingeniería de sistemas de telecomunicaciones" LIMUSA
* Comprendiendo Teléfonos Electrónicos. H.A.S.A.
* L. Freeman, "Telecomunication Transmission Handbook" ,second edition, Wiley
Interscience.
* John C. Bellamy, "Digital Telephony", Wiley Interscience.
* Frenzeli, "Electronica Aplicada a los Sistemas de las Comunicaciones", Alfaomega
* FinK, "Electonics Engineers' Handbook".
* Pender and Mc Ilwain, "Electrical Engineers' Handbook", fourth edition, Wiley
Handbook series.
* James Martin, "Telecomunications and the Computer", second edition, Prentice-Hall.
* Budavox Telecomunications, "Budavox handbook".
* Kustra, "Comunicaciones Digitales", H.A.S.A.
* Benjamin, "Comunicaciones Alámbricas", Centro de estudiantes de Ingeniería,
U.N.B.A.
* ITT, "Curso de Telefonía".
* A. Storch, "Introducción a la telefonía".
* Kustra y O. Tujssnaider, "Principios de transmisión de señales Digitales", H.A.S.A.
* John C. Bellamy, "Digital Telephony", Wiley Interscience.
* L. Freeman, "Telecomunication Transmission Handbook" ,second edition, Wiley
Interscience.
* Freeman, "Ingeniería de sistemas de telecomunicaciones" LIMUSA
* Strembler, Introducción a los sistemas de comunicación, Addison Weslwy Iber.
* Frenzeli, "Electronica Aplicada a los Sistemas de las Comunicaciones", Alfaomega
* Fink, "Electonics Engineers' Handbook".
* James Martin, "Telecomunications and the Computer", second edition, Prentice-Hall.
* A. Storch, "Introducción a la telefonía".
* Budavox Telecomunications, "Budavox handbook".
* Tomasi, Sistemas de comunicación electrónicos, Prentice Hall
GLOSARIO
A Acceso Múltiple ||||||||||||||||||| por División en el Tiempo (TDMA): Esquema de
múltiplexación utilizado como la base para las redes de conmutación y conmutadores de
oficinas centrales. Cada muestra de 8 kHz de una señal analógica de una línea telefónica o
canal se codifica en 8 bits de información digital. Estos están multiplexados en el tiempo en
bytes sucesivos de datos en un bus digital o en un canal de datos.
ADM: Multiplexor de Inserción/Extracción. Terminología para borrar (extraer) o añadir
(insertar) tráfico en algún punto intermedio de una ruta de transmisión.
ADPCM: Modulación por pulsos codificados diferencial adaptativa. Una técnica de
compresión utilizada principalmente para comprimir audio, la mayor parte voz, para reducir el
ancho de banda necesitado para transportarlo a través de enlaces de baja velocidad.
ADSL: Línea de Subscritor Asimétrica Digital. Tecnología de par de hilos de cobre que
permite un canal de bajada de más de 6 Mbps y un canal de subida de banda estrecha de
desde 16 kbps a 384 kbps. El grupo de trabajo de la ECSA T1E1.4 recomienda la
modulación Discreta Multi-tono (DMT) como la estándar preferiblemente a modulaciones
QAM o CAP. Potencialmente, un usuario puede permitirse video bajo demanda, servicios de
ISDN, y mantener una conversación telefónica en un par de hilos de cobre instalada hace 50
años usando tecnología ADSL.
ALEATORIZADOR: Un aleatorizador se utiliza comúnmente en sistemas de transmisión
digital para aleatorizar la señal transmitida. Para una buena recuperación de temporización,
la señal debe tener una buena distribución de ceros y unos, pero esto no puede garantizarse
sin el uso de un aleatorizador. Obviamente, un desaleatorizador es utilizado en el extremo
receptor para la recuperación de la señal.
ANILLO SONET: Configuración de red dónde múltiples ADMs son conectados en un anillo
(configuración opuesta a conexión punto a punto), proporcionándoles ventajas como
capacidad de mantener la conexión en condiciones adversas, un área de servicio mayor,
menor equipo y costes de operación.
ASÍNCRONO: Un modo de transmisión de datos en el cual el tiempo en el que la llegada de
los bits en cualquier carácter o bloque de caracteres se ciñe a un tiempo de trama fijo, pero
el inicio de cada carácter o bloque de caracteres no esta relacionado con este tiempo fijo de
trama.
ANCHO DE BANDA: Una medida de la capacidad de transporte, o tamaño de un canal de
comunicaciones. Para un circuito analógico el ancho de banda es la diferencia entre la
mayor y la menor frecuencia en la que un medio puede transmitir y esta expresada en Hz.
B BANDA ANCHA: Facilidad de transmisión con un ancho de banda mayor que el disponible
en las comunicaciones de voz (64 kbps). El término banda ancha se utiliza a veces para
denotar equipos por encima de los niveles T1/E1.
BIP: Paridad por Entrelazado de Bits, procedimiento simple de revisión de paridad. La SDH
implementa dos revisiones de paridad BIP, BIP-8 y BIP-24. El BIP-8 se utiliza en la RSOH,
para el control de errores en la sección de regenerador, y en las cabeceras del VC, de
cualquier nivel. El BIP-24 se utiliza en la MSOH para el control de errores en la sección de
multiplexor.
B – ISDN: Red Digital de Servicios Integrados de Banda ancha. Una red capaz de
transportar un amplio rango de servicios incluyendo señales de video, e.g., SONET/SDH,
ATM.
BUCLE: El circuito formado por los dos hilos de abonado (Tip y Ring) conectados al teléfono
en un extremo, y la oficina central (o PBX) en el otro extremo. Es generalmente un sistema
flotante, no referido a tierra, o a potencia alterna.
C CABECERA: Los cinco bytes en la celda ATM que proporcionan direccionamiento y control
de la información, incluyendo el control de flujo genérico, el identificador de circuito virtual, el
tipo de tributaria, y la prioridad de perdida de celdas.
CABECERA DE SESIÓN SOH: Bytes de control añadidos a las tramas STS-1 o STM-1,
proporcionando funciones como facilidades de OAM, alineamiento de trama, conmutación
de protección, etc.
CANAL VIRTUAL: Conexión simple establecida entre una UNI o una NNI que define una
ruta entre dos puntos de terminación en una red ATM.
CAPA DE SEGMENTACIÓN Y REEMSAMBLADO: Convierte las PDUs a las longitudes y
formatos apropiados para poder transportar señales en la tributaria de celdas ATM.
CAMPO DE CONTROL DE ERRORES DE LA CABECERA (HEC): Byte en la celda ATM
que contiene la información necesaria para permitir detección de errores en la cabecera de
la celda. Si se encuentran errores, la celda se descarta.
CAMPO DE CONTROL GENÉRICO DE FLUJO (GFC): Cuatro bits de prioridad en una
cabecera ATM. Activar alguno de los bits en el campo GFC comunica a la estación destino
que el conmutador puede implementar algún tipo de control de congestión.
CAMPO DE PRIORIDAD DE PÉRDIDA DE CELDAS (CLP): Bit de prioridad en la cabecera
de una celda ATM; cuando esta activo, indica que la celda puede ser descartada si es
necesario.
CAMPO INDICADOR DE TIPO DE TRIBUTARIA (PTI): Campo de tres bits en la
cabecera de la celda ATM que indica el tipo de información transportado en la
tributaria.
CAPA DE ADAPTACIÓN A ATM (AAL): Conjunto de protocolos estándares que traducen
tráfico de usuario al tamaño y formato que pueda ser contenido en la tributaria de una celda
ATM. El tráfico de usuario es devuelto a su forma original en el destino. Este proceso se
denomina segmentación y reensamblado. Todas las funciones AAL se ejecutan en las
estaciones de terminación ATM y no en los conmutadores.
CCITT: Comité Consultivo Internacional de Telefonía y Telegrafía. Cuerpo de estándares
internacionales que hace recomendaciones a fabricantes y operadores en equipos de redes
de telecomunicaciones. Esta organización de estándares es ahora conocida como ITU
(Unión Internacional de Telefonía), aunque muchos estándares ampliamente en uso se
refieren a ella todavía con la designación CCITT.
CELDA: Una celda ATM consiste en 53 bytes u "octetos". De ellos, 5 constituyen la
cabecera y los otros 48 transportan la tributaria.
CELDAS DE OPERACIONES, ADMINISTRATIÓN, Y MANTENIMIENTO (OAM): Celdas
ATM especiales que realizan las funciones de administración de red (ver la entrada anterior).
CENTRAL PRIVADA (PBX): Pequeño sistema de conmutación localizado en una compañía
privada o abonado que interconecta distintos equipos telefónicos a la red telefónica
conmutada mediante líneas consolidadas de mayor velocidad.
CIRCUITO INTERFAZ DE BUCLE DE ABONADO (SLIC): Versión electrónica del interfaz
híbrido de dos a cuatro hilos que proporciona señal analógica de la línea al teléfono del
abonado o al equipo terminal de red. Proporciona lo que se conoce como BORSCHT
funciones en telefonía (alimentación, protección de sobretensión, llamada, señalización,
codificación, hibridación, y test).
CIRCUITO VIRTUAL: Porción de un trayecto virtual utilizado para establecer una conexión
virtual simple entre dos puntos de terminación.
CLASS: Servicio de Señalización de Área local. Conjunto de servicios y mejoras,
proporcionadas a los clientes de Telco que pueden incluir CND o CNAM (envió de número
de llamada o nombre), espera de mensajes, y otros.
CODEC: Codificador-DECodificador. Función de Codificador y Decodificador que convierte
señal analógica en formato digital de modulación de pulsos codificados para la transmisión a
través de la red pública. Estos dispositivos también proporcionan pre y post-filtrado para
rendimiento óptimo bajo condiciones de bucle variantes.
COMPUTADOR DE JUEGO DE INSTRUCCIONES COMPLEJO (CISC): Microprocesador
que implementa instrucciones de usuario a nivel de lenguaje ensamblador. Estas
instrucciones están hechas de múltiples "sub-instrucciones" conocidas como micro-código
que es el que realmente dirige las máquinas de estados del hardware del microprocesador.
Instrucciones complejas típicas requieren varios ciclos de reloj para ser ejecutados ya que el
micro-código debe ser procesado.
COMPUTADOR CON JUEGO DE INSTRUCCIÓNES REDUCIDO (RISC): Nueva
generación de microprocesadores que implementa instrucciones que reducen un juego de
instrucciones complejo (CISC). Estas instrucciones típicamente se ejecutan directamente en
la máquina de estados del hardware y no se encuentra micro-codificada como en las
arquitecturas CISC. De esta forma, muchas instrucciones RISC se pueden ejecutar en un
único ciclo de reloj. De todas formas, se necesitan varias instrucciones RISC para ejecutar
una instrucción CISC.
COMUNICACIÓN SÍNCRONA BINARIA (BISYNC): Protocolo síncrono orientado a byte
para las funciones de comunicaciones del nivel 2 del modelo de comunicaciones de siete
capas OSI. Su origen se encuentra en IBM para uso en productos para redes. Este
protocolo orientado a byte se compara con el HDLC/SDLC que son protocolos orientados a
bits.
CONTROL DE DATOS DE ENLACE SÍNCRONO (SDLC): Control de datos del enlace
síncrono. Protocolo software para la capa 2 del modelo OSI de comunicaciones. Está
basado en una trama HDLC con una dirección de ocho bits. Como su nombre implica, es un
protocolo síncrono lo que supone la transmisión de la señal de reloj con los datos.
CROSCONEXIÓN DIGITAL (DCC O DCS): Equipo de transmisión usado para establecer
una conexión semi-permanente bajo el control del "operador de red" gracias a un Manager
de Red. Esto permite la función de conmutación distribuida como una parte de la red pública.
El DCS permite un eficiente direccionamiento del tráfico conmutando voz y datos en el
ancho de banda disponible de la red. La diferencia principal de un conmutador convencional
es que el conmutador establece una conexión temporal bajo el control del "usuario final".
D DCC: D1..D12: El canal de comunicación de datos (DCC) en SDH es un canal de 768 kbit/s
para comunicaciones de usuario, como transmisión de voz del operador, indicación de
alarmas de usuario, etc. Una aplicación común es transportar información de administración
en este canal. El canal formado por los bytes D1..D3, se usa para comunicaciones de la
sección de regenerador, mientras que el formado por D4..D12 de 576 kbits/s se utiliza para
comunicaciones de la sección de multiplexor.
DS1 (También T1): Trama PCM de 24 canales que múltiplexa 24 canales de voz en un flujo
de bits de 1.544 MHz. Las especificaciones asociadas con la trama DS1 son la base para
todos los dispositivos PCM. DS3 Standard para tráfico intra-LATA (entre oficinas centrales) a
45 Mbps.
DTE: El DTE, Equipo terminal de datos, es el equipo que introduce los datos en la línea,
pero no se encarga de adaptarlos a sus características físicas, que es una función del DCE.
E E1: Standard europeo para transmisión digital a 2.048 Mbps.
E3: Standard Europeo para transmisión digital a 34.368 Mbps (transporta 16 circuitos E1).
EQUIPO PROPIEDAD DEL CLIENTE (CPE): Equipo de telecomunicaciones localizado en
casa o en el trabajo de los abonados. Es típicamente propiedad del cliente al contrario que el
equipo de red que es propiedad del operador de telecomunicaciones.
ESTACIÓN TRANCEPTORA BASE (BTS): Contiene los transmisores y receptores par la
cobertura de una determinada zona.
ETSI: Instituto Europeo de estándares de Telecomunicaciones.
F FDDI: Interfaz de datos distribuido por fibra. Red dual de fibra óptica en "token ring" que
soporta datos a más de 100 MBit/s. Es un estándar ANSI central para aplicaciones de red.
FIBRA HASTA EL BORDE (FTTC): Termino que significa que la transmisión por fibra óptica
se utiliza para proporcionar servicios de banda ancha más allá de la oficina central y hasta
por lo menos a 50 o 100 pies del abonado.
FIBRA HASTA EL BUCLE (FITL): Término que significa que la transmisión por fibra óptica
se utiliza para proporcionar servicios de banda ancha más allá de la oficina central y más
cerca del usuario del servicio.
H HDLC: Control de enlace de datos de alto nivel. Protocolo software para la Capa 2 del
modelo de comunicaciones de siete capas OSI. El HDLC se basa en un conjunto de datos
con un campo variable de dirección de 0, 8 o 16 bits. Es un protocolo síncrono e implica la
transmisión de una señal de reloj con los datos. El HDLC se utiliza para transmisión punto-
punto, redes de difusión, de paquetes y conmutadas.
HDSL: Bucle digital de abonado de alta velocidad. Protocolo de datos que permite
transmisión "full duplex" de datos a 772 kbps sobre un par trenzado de mas de 20.000 pies.
I IDU: Unidad interior que conforma un radio enlace.
INTERCONEXIÓN DE COMPONENTES PERIFÉRICOS (PCI): Interfaz estándar definido
por la industria de la informática para la interconexión entre microprocesadores y otros
elementos periféricos en un sistema (controladores de memoria, controladores de bus
extendidos, y controladores gráficos) mediante un bus local.
INTERFACE RED RED (NNI): Interfaz estándar que especifica conexiones entre nodos de
red ATM (conmutadores).
INTERFAZ USUARIO RED (UNI): Protocolo estándar que define conexiones entre el
usuario de ATM (estación terminal) y la red ATM (conmutador).
INTERVALO UNITARIO (PICO-PICO): Cuando se miden variaciones de fase,
especialmente jitter, el intervalo unitario es una unidad de medida común. Un intervalo
unitario es igual a un tiempo de bit, independientemente de la velocidad de bit. Para reflejar
el máximo jitter que un equipo esta recibiendo, son útiles medidas pico-pico.
IP: Protocolo de Internet. Protocolo de nivel de red en el cual se basa Internet. Proporciona
un medio de transmisión no orientado a conexión, en el que los datos se pueden transportar.
Protocolos de nivel superior en el grupo IP proporcionan todas las funciones necesarias para
el transporte de datos, como el encaminamiento, control de flujo y seguridad.
ISDN: Red Digital de Servicios Integrados. Standard que define la conversión de redes
telefónicas analógicas en una red digital global. La ISDN define servicios de telefonía digital
con un flujo de datos a 192 kbit/s mediante dos canales de voz/datos "B" a 64 kbit/s cada
uno y uno de señalización a 16 kbit/s.
J JERARQUÍA DIGITAL SÍNCRONA (SDH): La SDH define un número de "contenedores",
cada uno se corresponde con una velocidad de la jerarquía plesiócrona (1.5, 2, 6, 34, 45 y
140 Mbit/s). Cada "contenedor" tiene información de control conocida como cabecera de
trayecto añadida a él. La POH permite al operador de red conseguir una monitorización
extremo a extremo. Junto con el container y la cabecera de trayecto se forma un
"contenedor virtual" (VC) en Europa o "tributaria Virtual" (VT) en Norteamérica.
JITTER: Jitter es el ruido de fase con componentes frecuenciales sobre 10 Hz. El ruido de
fase hace más difícil recuperar la temporización transportada por la señal, y hace que la
velocidad de un bit de la señal de entrada varié, modificando el flujo de datos real dentro de
la NE.
JITTER DE FASE: Variaciones abruptas espurias en la línea analógica, generalmente
causada por equipos de comunicaciones y potencia a lo largo de la línea que desplaza la
fase de la señal. Tecnología de conmutación y multiplexión, de alta velocidad, orientada a
conexión que usa celdas de 53 bytes (cabecera de 5 bytes y tributaria de 48 bytes) para
transmitir diferentes tipos de tráfico simultáneo, incluyendo voz, video y datos.
L LAPB: Protocolo de Acceso al Enlace - Canal B. Protocolo estándar para ISDN que define
los datos en los 2 canales de voz ("B") de la señal de 192 kbit/s de ISDN.
LAPD: Protocolo de Acceso al Enlace - Canal D. Protocolo estándar para ISDN que define
la señalización en el canal "D" para la señal de 192 kbit/s de ISDN.
LÍNEA TRONCAL: Circuito telefónico o canal entre dos oficinas centrales o entidades de
conmutación.
MAN: Red de Área Metropolitana. Servicio de red pública para proporcionar facilidades de
LAN sobre áreas extensas.
MODO DE TRANSFERENCIA ASÍNCRONO (ATM): Tecnología de conmutación y
multiplexión, de alta velocidad, orientada a conexión que usa celdas de 53 bytes (cabecera
de 5 bytes y tributaria de 48 bytes) para transmitir diferentes tipos de tráfico simultáneo,
incluyendo voz, video y datos.
MODULACIÓN POR PULSOS CODIFICADOS (PCM): Método de modulación en el cual
las señales son muestreadas y convertidas en palabras digitales que son transmitidas en
serie. La mayoría de los sistemas PCM utilizan o códigos binarios de 7 u 8 bits. Existen, de
todas formas, algunos estándares para la codificación PCM: los más comunes son la ley µ
en Norteamérica y la ley A en Europa (basadas las dos en la conversión logarítmica de la
señal).
MULTIPLEXOR: Dispositivo que permite a dos o más señales ser transmitidas
simultáneamente en una única portadora o canal.
N NODO DE SERVICIO (SN): Función de red inteligente que puede contener bases de datos
especializadas para servicios de llamadas y conmutación (encaminamiento) especializado
para llamadas basadas en información definida por el usuario. Un ejemplo de función SN es
el encaminamiento de un número seleccionado basándose en la localización geográfica del
llamante.
O ODU: Unidad Exterior necesaria para un radio enlace.
OFICINA CENTRAL (CO): Central local de conmutación. El nombre se deriva
históricamente del punto en el que las operadoras realizaban la función de conmutación,
conectando y desconectando llamadas manualmente. Esto evolucionó en el tiempo al primer
conmutador electrónico en 1960 conocido como el N. 1ESS, y desde ese momento hasta
los conmutadores electrónicos actuales basados en TDM.
OFICINA DE CONMUTACIÓN DE TELEFONÍA MOVIL (MTSO): Función de conmutación
local que reside en la oficina del proveedor de servicios celulares e interconecta las líneas de
acceso sin hilos a al red pública conmutada.
OFICINA TANDEM: Conmutador que funciona como puente entre la oficina central local y el
área de transporte de acceso local (LATA).
OPERACIONES, ADMINISTRACIÓN, Y MANTENIMIENTO (OAM): Funciones de Red que
se ocupan de funciones subordinadas a otras como encaminamiento de llamadas y
conmutación, incluyendo la monitorización de fallos y rendimiento (operaciones);
monitorización de utilización (administración); y diagnosis y reparación de fallos de la red
(mantenimiento).
OPERADORA DE INTERCAMBIO: Proveedor de servicio que transporta tráfico de red
entre centrales locales. También se conoce como proveedor de servicio a larga distancia en
Estados Unidos.
OPERADORA LOCAL DE LLAMADAS (LEC): Proveedor de comunicaciones y telefonía
en una región geográfica o una ciudad específica. Es también conocida como compañía
telefónica local.
P PARAMETRO DE CONTROL DE LA UTILIZACIÓN (UPC): Función de vigilancia que
previene la congestión no admitiendo un exceso de tráfico en la red.
PCM: Modulación por Pulsos Codificados. Método para la modulación en la que las señales
son muestreadas y convertidas en palabras digitales que son transmitidas en serie. La
mayoría de sistemas PCM utiliza códigos binarios de 7 u 8 bits. Hay también, algunos
estándares para la codificación PCM: los mas comunes son la ley µ en Norteamérica y la ley
A en Europa (ambas basadas en una conversión logarítmica de la señal).
PDH: Jerarquía digital síncrona. La jerarquía original de multiplexación utilizada en sistemas
T1/E1 y T3/E3 (plesiócrono = casi síncrono). Cuando se múltiplexa mayores velocidades
deben
añadirse bits de sincronización a los canales originales T1/E1. Estos bits son descartados en
la demultiplexación creando un a estructura muy ineficiente e inflexible.
PERIFÉRICO INTELIGENTE (IP): Recurso de computación especializado para
proporcionar servicios a la Red Inteligente (IN). Son ejemplos plataformas de reconocimiento
de voz, sistemas de distribución automática de llamadas para centros de llamadas, y
sistemas de almacenamiento de buzón de voz.
PORTADOR DE BUCLE DIGITAL (DLC): Equipo de la oficina central que permite la
transmisión eficiente de tráfico de voz por interfaces troncales de alta velocidad hacia y
desde el conmutador. El acceso local a la red es por tarjetas de linea en el DLC, que
convierten el tráfico de voz analógico en trafico digital para la transmisión en la red.
PORTADOR DE BUCLE DIGITAL INTEGRADO (IDLC): Equipo de acceso que extiende
los servicios de la Oficina Central; conecta a un anillo SONET en el lado de red mientras
proporciona servicios de telefonía en el lado de abonado (POTS,ISDN, líneas dedicadas,...).
PORTADORA ÓPTICA (OC-N): Unidad Fundamental en la jerarquía SONET (Red Óptica
Síncrona). OC indica una señal óptica; n representa incrementos de 51.84 Mbit/s. Así, OC-1,
-3, y -12 son señales ópticas de 51, 155, y 622 Mbit/s.
POTS: Servicio antiguo telefónico sencillo, refiriéndose al servicio de telefonía analógica, con
un ancho de banda nominal comprendido entre 0 y 3 kHz.
PROCESADOR ADJUNTO (AD): Plataforma de computación añadida a la Oficina Central
de Conmutación para prestación de servicio adicional o mejora en las llamadas más allá de
la plataforma de conmutación estándar.
PUNTO DE ACCESO A LA RED (NAP): Punto abierto en una red de transporte para la
conexión de equipo de control y servicio de otras operadoras y proveedores.
PUNTO DE CONTROL DEL SERVICIO (SCP): Punto de Control de Servicio. Punto central
en una red inteligente para la llamada a la base de datos de control. Un SCP puede contener
una tabla con información para el encaminamiento de llamadas.
PUNTO DE SERVICIO DE CONMUTACIÓN (SSP): Término de red inteligente para los
conmutadores de clase 4/5. Los SSP tienen un interfaz abierto a la entrada para
señalización de conmutación, control y rechazo.
PUNTO DE TRANSFERENCIA DE SEÑAL (STP): Función en la red inteligente que actúa
como un punto de transmisión para el procesado de llamadas y señalización. Proporciona
encaminamiento alternativo para una llamada y admisión eficiente entre elementos de red.
R RECEPTOR TRANSMISOR UNIVERSAL ASÍNCRONO (UART): Protocolo serie de datos
que transfiere datos en velocidades (BAUD) establecidas. Estas velocidades están basadas
en transiciones de datos en intervalos de tiempo establecidos; no se transmite temporización
entre el transmisor y el receptor.
RED TELEFÓNICA CONMUTADA PÚBLICA (PSTN): Red de área extendida (WAN) que
está disponible para todos los usuarios de una región. Opuesta a redes privadas que son
posesión de empresas o abonados individuales. En algunas partes del mundo, la PSTN es
administrada por entidades gubernamentales, mientras en otras lo están por empresas de
utilidad pública. La PSTN está evolucionando en estos momentos hacia la red conmutada
global (PSN) para transportar no sólo tráfico de voz, sino también, tráfico de video y datos.
RED INTELIGENTE (IN): Red Pública Conmutada Avanzada capaz de proporcionar
conmutación, encaminamiento, y control mediante plataformas de computación distribuida y
puntos de control. La IN permite una rápida integración de nuevos servicios en la red y
ofrece los mismos servicios en una amplia región de servicio.
Red óptica síncrona (SONET): Conjunto de estándares ANSI para la jerarquía digital
síncrona para redes de fibra óptica. Utiliza el STS-1 (51.84 Mbps) como bloque constituyente
básico para la multiplexación y transmisión de voz, video y datos.
RELLENADO DE BITS: Inserción de bits adicionales en un flujo de datos Plesiócrono para
compensar diferencias en las velocidades nominales de transmisión.
REPETIDOR: Amplificador y equipo asociado utilizado en un circuito telefónico para
procesar la señal y retransmitirla.
S SAR: Capa de segmentación y reensamblado: Convierte las PDUs a las longitudes y
formatos apropiados para poder transportar señales en la tributaria de celdas ATM.
SCP: Punto de Control de Servicio. Punto central en una red inteligente para la llamada a la
base de datos de control. Un SCP puede contener una tabla con información para el
encaminamiento de llamadas.
SDH: Jerarquía digital síncrona. La SDH define un número de "contenedores", cada uno se
corresponde con una velocidad de la jerarquía plesiócrona (1.5, 2, 6, 34, 45 y 140 Mbit/s).
Cada "contenedor" tiene información de control conocida como cabecera de trayecto
añadida a él. La POH permite al operador de red conseguir una monitorización extremo a
extremo. Junto con el container y la cabecera de trayecto se forma un "contenedor virtual"
(VC) en Europa o "tributaria Virtual" (VT) en Norteamérica.
SDLC: Control de datos del enlace síncrono. Protocolo software para la capa 2 del modelo
OSI de comunicaciones. Está basado en una trama HDLC con una dirección de ocho bits.
Como su nombre implica, es un protocolo síncrono lo que supone la transmisión de la señal
de reloj con los datos.
SERVICIOS PERSONALES DE COMUNICACIÓN (PCS): Se refieren al mercado
emergente de comunicaciones si hilos que están personalizados con servicios
seleccionados individualmente. Las redes PCS sin hilos utilizan señales de radio como el
punto de acceso a la red; además utiliza la red pública conmutada para el encaminamiento
de llamadas hacia o desde el abonado sin hilos al otro lado.
SISTEMA DE SEÑALIZACIÓN #7 (CCS7 OR SS7): Protocolo estándar internacional
definido para la señalización abierta en la red digital pública conmutada. Esta basada en un
canal de 64 kbps que permite a la transferencia de información, el control de llamadas, base
de datos, tarifa, y funciones de mantenimiento.
SONET: Red Óptica Síncrona. Conjunto de estándares ANSI para la jerarquía digital
síncrona para redes de fibra óptica. Utiliza el STS-1 (51.84 Mbps) como bloque constituyente
básico para la multiplexación y transmisión de voz, video y datos.
SSP: Término de red inteligente para los conmutadores de clase 4/5. Los SSP tienen un
interfaz abierto a la entrada para señalización de conmutación, control y rechazo.
STM: Módulo de transporte síncrono. El STM-1 es el bloque constitutivo básico en las redes
síncronas Europeas correspondiéndose con una velocidad de los datos de 155.52 Mbit/s.
STP: Función en la red inteligente que actúa como un punto de transmisión para el
procesado de llamadas y señalización. Proporciona encaminamiento alternativo para una
llamada y admisión eficiente entre elementos de red.
STS: Señal de transporte Síncrono. Es el primer bloque constituyente en las redes síncronas
Norteamericanas, correspondiéndose con una velocidad de los datos de 51.84 Mbps.
T
T1 (DS1) Enlace de datos más común en redes de comunicaciones en Estados Unidos. Es
más conocido como portador de 24 canales de voz de 64 kbps y información de cabecera, o
1.544 Mbit/s.
T3 (DS3) Servició de transmisión digital Norteamericano que contiene 28 circuitos T1, con
una velocidad básica de 44.736 Mbit/s.
TRAMA: Grupo de bits enviados en serie sobre un canal de comunicaciones. Unidad lógica
de transmisión enviada entre entidades en la capa de datos que contiene su propia
información de control para direccionamiento y control de errores.
TMN: Red administración de Telecomunicaciones. Se han desarrollado normas para
proporcionar un interfaz común para cada tipo de sistema de transmisión.
TRAYECTO VIRTUAL: Grupo de circuitos virtuales que pueden ser conmutados como una
entidad simple a un destino común
TRIBUTARIA: Señal de velocidad más baja de entrada a un multiplexor para la combinación
(multiplexación) con otras señales de baja velocidad para formar un agregado de mayor
velocidad.
U UNIDAD ADMINISTRATIVA (AU): La unidad administrativa es la entidad que contiene el
contenedor de alto nivel en el esquema de multiplexación SDH. Así, la AU-4 en la
arquitectura de multiplexación de la ETSI contiene el VC-4, o el AU-3 contiene el VC-3 o
STS-1 en la arquitectura de multiplexación ANSI. La unidad administrativa se compone por
el VC mismo más un putero, que permite la identificación del inicio del VC en el flujo de bits
de la SDH.
UNIDAD CENTRAL DE PROCESO (CPU): Unidad principal de proceso en un conmutador
o microprocesador. Tributaria virtual. Señal de más baja velocidad que entra en un
multiplexor para su combinación multiplexado con otras señales de menor velocidad para
formar una señal agregada de mayor velocidad. Ver SDH.
UNIDAD DE DATOS DE PROTOCOLO (PDU): Unidad discreta de información (como un
paquete o una trama) en el formato apropiado para ser segmentado y encapsulado en una
celda ATM.
UNION INTERNACIONAL DE TELECOMUNICACIONES (ITU): Organización
normalizadora antes conocida como CCITT que hace recomendaciones para operadores de
telecomunicaciones y fabricantes de equipos. Un punto clave es la inter-operatibilidad entre
equipos y servicios entre operadores y fabricantes
V VC: Contenedor virtual. La SDH define un número de "contenedores". En contenedor y la
cabecera de trayecto forman un "contenedor virtual" (VC) en Europa o "tributaria virtual" (VT)
en Norteamérica (ref: CCITT G.709).