UNI-FEE Sistemas de Comunicaciones por Microondas 2010-2
CaracterCaracter íísticas de los equipos sticas de los equipos de radio enlaces en microondasde radio enlaces en microondas
CapCapíítulo 4 tulo 4
Ing. Marcial López Tafur [email protected]
2010-2
UNI - Sistemas de MW 2
Enlace de Microondas
UNI - Sistemas de MW 3
Transporte (Backbone):
Topología de anillo
configuración del enlace 1+1 para disponibilidad del salto
Redes tipo malla (mesh)
Transporte (Backbone):Transporte (Backbone):
TopologTopolog íía de anilloa de anillo
configuraciconfiguraci óón del enlace 1+1 n del enlace 1+1 para disponibilidad del saltopara disponibilidad del salto
Redes tipo mallaRedes tipo malla (mesh)(mesh)
STM-1STM-1STM-1STM-1
STM-1STM-1
STM-1STM-1
STM-1 o n x 2MbsSTM-1 o n x 2Mbs
STM-1 o n x 2MbsSTM-1 o n x 2Mbs
Acceso:
“Enlace de última milla”
Interfaz a los usuarios finales (escuelas, órganos del estado,
hospitales)
AccesoAcceso ::
““ Enlace de Enlace de úúltima millaltima milla ””
Interfaz a los usuarios finales Interfaz a los usuarios finales (escuelas, (escuelas, óórganos del estado, rganos del estado,
hospitales)hospitales)
STM-1 o n x 2MbsSTM-1 o n x 2Mbs
Arquitectura de las redes de Transporte/Acceso
UNI - Sistemas de MW 4
Introducción
• Es muy importante conocer como trabajan los sistemas de radio en bandas de microondas.
• Las características de los equipos afectan dramáticamente el rendimiento total de la red,
• Se toma como referencia los estándares UIT-T que definen los límites y los parámetros para los circuitos entres sus extremos.
UNI - Sistemas de MW 5
Trayectoria de transmisión de un circuito de voz
UNI - Sistemas de MW 6
Configuraciones
• Hay tres categorías:– De interior (solo la antena y la Guía de onda
salen)– Dividida (Splitt) parte en el interior se sube en FI
y el resto exterior (en la torre)– Todo externo , suben hacia el los cables que
llevan y traen la data y el cable de energía, todo lo demás es externo
UNI-FEE Sistemas de Comunicaciones por Microondas 2010-2
UNI - Sistemas de MW 7
Equipo µO para interiores (indoor)
UNI - Sistemas de MW 8
Bastidor del radio SDH - NEC 2000S
UNI - Sistemas de MW 9
• Se colocan en bastidores metálicos (racks) de 19 pulgadas (21 en USA) en la sala donde se encuentran los equipos.
• Sale la guía de onda que lo conecta a la antena montada en la torre.
• De construcción modular (para facilitar su mantenimiento)
• Adecuados para TX de alta potencia (rutas largas) y arreglos para ramificación de multi frecuencia
UNI - Sistemas de MW 10
Unidad Dividida (indoor/outdoor)
UNI - Sistemas de MW 11 UNI - Sistemas de MW 12
1+0 polemounting
ODU 1 or 2 FeetIntegrated Antenna
50 OHMCoaxCable
IDU CompactIDU Compact
UNI-FEE Sistemas de Comunicaciones por Microondas 2010-2
UNI - Sistemas de MW 13
ODU - Outdoor Unit
1+1/2+0ODU 1+0
ODU
1+1/2+0IDU
1+0IDU
IDU - Indoor Unit
V/H pol.
Configuraciones básicas
UNI - Sistemas de MW 14
• La banda base modula a nivel de FI (70, 140 y 210 MHz) la cual es enviada mediante cable coaxial de bajo costo a la unidad montada en la torre que consta del up-converter, la unidad amplificadora de potencia y la antena.
• La energía puede ir en cable separado o por el mismo donde va al FI, así como las señales de monitoreo y en algunos casos se cuenta con un intercomunicador entre el ODU y el IDU para el alineamiento del enlace.
• Se minimiza las pérdidas por guía de onda.
UNI - Sistemas de MW 15
Equipo MW para exteriores
UNI - Sistemas de MW 16
• Aplicaciones en topología de red para estaciones base celular.
• Antenas pequeñas, poca potencia
• Para líneas T1 o E1 que son alimentadas directamente al equipo.
• Ejemplo: sí hay un requerimiento para extender un circuito E1 a otra localización, sólo se requiere un cable multipar para transportar las señales de tráfico, alarma, administración y energía
UNI - Sistemas de MW 17
Diagrama de bloques
Antena Tx
DownConvert
E1E1E1EOWData
Demodula-ción a
banda base
Demultiplexa-ción a
tributarios y servicios
MUX PCM
MULDEM
Entradas multiplexadas
yservicios añadidos
MODEM
Modulación usando FSK
o QAM
TANSCEIVER
Up-converta RF
Trayecto
Antena Rx
UNI - Sistemas de MW 18
• La información (voz o data) es alimentado al multiplexor primario donde se convierte en una señal digital de 64 Kbps y multiplexado dentro de una señal E1 (ó T1).
• Esta señal es convertida a la capacidad final de transmisión (E3, STMP-1, etc.) en un multiplexor secundario.
• La señal de banda base modula a la portadora y se alimenta a la antena para transmitirla.
• En la recepción es el proceso inverso.
UNI-FEE Sistemas de Comunicaciones por Microondas 2010-2
UNI - Sistemas de MW 19
El multiplexor primario
• Muestreo
• Cuantización
• Compansión• Codificación
• Multiplexación de tiempo
• Equipo Multiplexor primario
UNI - Sistemas de MW 20
Señal muestreadora Señal muestreadora
UNI - Sistemas de MW 21
Curva de Compansión Ley A
Ley A128
112
96
80
64
48
32
16Amplitud de entrada
0 32 64 128 256 512 1024 2046
Niveles de Cuantización
UNI - Sistemas de MW 22
Signo Intervalo Valor
0 1 2 3 4 5 6 7
Bits Codificados
Código de bits de ley A de la curva de compansión
UNI - Sistemas de MW 23
Multiplexación de tiempo• El proceso final es cronometrar de manera
múltiple las señales de una trama.1 1
125 µs8000
Tf
= = =
• La duración de cada pulso es 3.9 µs, por lo tanto es posible transmitir muestras de otros canales en el intervalo de tiempo entre varias muestra
UNI - Sistemas de MW 24
• Se pueden transmitir hasta 32 muestras (125/3.9) que pueden ser intercaladas en ese tiempo.
• E0 ó T0 (DS-0) igual a 64 Kbps• Una trama con 32 intervalos tiene un bit rate de
2048 Kbps, solo 30 están disponibles, el intervalo 0 es usado para sincronización de la trama y el 16 para señalización, esta señal es conocida como E1, en USA se emplea el T1 equivalente a 1.544 Mbps (DS-1 ó Digital Signalnivel 1
UNI-FEE Sistemas de Comunicaciones por Microondas 2010-2
UNI - Sistemas de MW 25
Muldem ( MultiplexingSecundario y Servicio)
• Multiplexación y Demultiplexación
• Canales de Cabecera – Canales de Datos y Supervisión – Engineering Order Wire– Corrección de error en adelanto (Forward Error
Correction – FEC–) – Canales Laterales (Wayside)
• Filtro de banda base
UNI - Sistemas de MW 26
Diagrama de Bloques de la sección Muldem de un Sistema de Radio
UNI - Sistemas de MW 27
Curva típica del FEC mostrando mejora en el sistema
8 7 6 5 4 3 2 1 0
Sin FEC
Con FEC
Mejora en la sensibilidad (dB)
1.00E-01
1.00E-02
1.00E-03
1.00E-04
1.00E-05
1.00E-06
1.00E-07
1.00E-08
1.00E-09
1.00E-10
BER
UNI - Sistemas de MW 28
Paso de banda típico de un pulso con forma de onda tipo Nyquist
UNI - Sistemas de MW 29
Diagrama de Bloques de la sección Muldem de un Sistema de Radio
Formador de Banda Base Modem
ModemDATA I/F
FEC
EOW
2048 Kbps
Inserción / extracción
de bitsRX
TX
8448 KbpsMUX /
DEMUX
(E1)E1E1E1
Señal que va a ser agregada
UNI - Sistemas de MW 30
MULDEM = Multiplexor/Demultiplexor
• Tipos de Modulación– FSK (BPSK, QPSK, 8PSK)– QAM (16, 64, 128, 256, nQAM)
• Ejemplo: El SDH usa 128QAM lo que permite ajustar un bit rate de 155 Mbps en un ancho de banda de 28 MHz
• Demodulación: según el modulador, emplean ecualización adaptiva.
UNI-FEE Sistemas de Comunicaciones por Microondas 2010-2
UNI - Sistemas de MW 31
00 01• •
10 11• •
Diagrama de Constelación QAM
UNI - Sistemas de MW 32
0000 0001 0010 0011• • • •
0100 0101 0110 0111• • • •
1000 1001 1010 1011• • • •
1100 1101 1110 1111• • • •
Diagrama de constelación de 16QAM
UNI - Sistemas de MW 33
Constelación 64QAM
UNI - Sistemas de MW 34
UNI - Sistemas de MW 35
Modulacion de bits en nPSK• El tipo de modulación de fase dependerá del área
de aplicación, (QPSK, 8PSK, 16APSK o 32APSK). • Para la modulación de cada bloque de información
se debe obtener una secuencia de entrada y una secuencia de salida
• Obteniendo como resultado una forma vectorial compleja (I,Q) donde I es el componente en fase y Q la cuadratura; el equivalente en formato ρ exp(jφ) donde ρ es el módulo del vector y φ su fase .
UNI - Sistemas de MW 36
Modulación de bits en QPSK
UNI-FEE Sistemas de Comunicaciones por Microondas 2010-2
UNI - Sistemas de MW 37
Modulación de bits en 8PSK
UNI - Sistemas de MW 38
Modulación de bits en 16APSK
UNI - Sistemas de MW 39
Modulación de bits en 32APSK
UNI - Sistemas de MW 40
Diagrama de Bloques de la sección MODEM de un sistema
de radio
UNI - Sistemas de MW 41 UNI - Sistemas de MW 42
Diagrama de Bloques de un Transceiver Básico
• Transmisor
• Receptor
• Ambos son sintetizados, el TX usan VCO y circuitos de AGC, en el RX se baja la RF a una FI antes de la demodulación del circuito de AGC se toma lectura para el nivel de señal recibida.
UNI-FEE Sistemas de Comunicaciones por Microondas 2010-2
UNI - Sistemas de MW 43 UNI - Sistemas de MW 44
Circuladores y Filtros
• La misma antena es usada para TX y RX.
• Se emplean circuladores y filtros (duplexores)
• Es importante entender el nivel de pérdidas por la ramificación e incluirlos en los cálculos.
• No será posible predecir exactamente el nivel de recepción esperada sí las pérdidas por ramificación no se incluyen.
UNI - Sistemas de MW 45
Configuración 1+ 0 (Con duplexor en ramificación)
UNI - Sistemas de MW 46
Diagrama de Bloques de ramificación HSB
UNI - Sistemas de MW 47
Diagrama de Bloques de ramificación FD
(Diversidad de Frecuencia)
UNI - Sistemas de MW 48
Diagrama de bloques de ramificación
UNI-FEE Sistemas de Comunicaciones por Microondas 2010-2
UNI - Sistemas de MW 49
Diagrama de Bloques de ramificación SD
UNI - Sistemas de MW 50
UNI - Sistemas de MW 51 UNI - Sistemas de MW 52
UNI - Sistemas de MW 53 UNI - Sistemas de MW 54
UNI-FEE Sistemas de Comunicaciones por Microondas 2010-2
UNI - Sistemas de MW 55 UNI - Sistemas de MW 56
UNI - Sistemas de MW 57
Diagrama de bloques de diversidad de híbridos con tres antenas
UNI - Sistemas de MW 58
Diagrama de bloques de diversidad de híbridos con tres antenas
UNI - Sistemas de MW 59
Diagrama de bloques de diversidad de Espacio con cuatro receptores
UNI - Sistemas de MW 60
Diagrama de bloques de diversidad de Espacio con cuatro receptores
UNI-FEE Sistemas de Comunicaciones por Microondas 2010-2
UNI - Sistemas de MW 61
Operación del control automático de potencia (ATPC)
EXTRACTOR RFCOH
-Velocidad de seguimiento 100 db/seg-RANGO DINAMICO DEL FET AMP -13 A +2 db REGULADO POR VOLTAJE PRODUCIDO POR EL FET PS.-DE ACUERDO A LA SEÑAL DE CONTROL RECIBIDA, EL ATPC MANTIENE CONSTANTE ,INCREMENTA O DISMINUYE LA POTENCIA DE TX EN PASOS DE 1dB DE ACUERDO AL NIVEL DE RX EN EL OTRO EXTREMO.
TX
ATPC
MOD
D
TX
5 BITS DE CONTROL TXALM
DEM
ATPC
RFCOH INS
ACL
DEMMOD
ACL AL
LCT
AL
LCT
RX
RX
NIVELRX
D
F ASINC ALM
F ASINC ALM
SEÑAL DE CONTROL REMOTO ATPC SE ENVIA DESDE EL LCT A TRAVEZ DEL ACL
UNI - Sistemas de MW 62
Estación Terminal Back to back Configuración 1+1
A PROVINCIAS
TX
DEM
DEM
TX MOD
RX
MOD
RX
TX
DEM
DEM
TX
RX RX
BASTIDOR BBASTIDOR A
WAY SIDE
WAY SIDE
4 * 2 MB/S
140/150
140/150 140/150
140/150 MOD
MOD
A LIMA
UNI - Sistemas de MW 63
Configuración del Sistema de Protección 1+1
TX SWMOD TX
DEM RXDIST SW
SYNCSW
INTERFACE 140/150
REGULAR 1
SW PROT
SYNCSW
INTERFACE 140/150
PROTECCION
MOD TX
DEM RX
TR_DIST
PERDIDA DE SINCRONISMO
ALTA TASA DE ERRORES
SW PROT
CONTROL RESPUESTA DE CONTROL
INFORME DE SINCRONIZACION
CONTROL DE CONMUTACION
LAS SEÑALES DE CONMUTACION VIAJAN POR LA TRAMA DE RADIO (RFCOH) INSERTADOS Y DERIVADOS EN EL MOD Y DEM RESPECTIVAMENTE
UNI - Sistemas de MW 64
Estación Terminal Terminal Configuración 3+1
TX SW MOD TX
DEM RXDIST SW
PROCESADORADE SWITCHING
SYNCSW
INTERFACE 140/150
REGULAR 1
SYNCSW
INTERFACE 140/150
REGULAR 2
SYNCSW
INTERFACE 140/150
REGULAR 3
SYNCSW
INTERFACE 140/150
PROTECCION
MOD TX
DEM RX
MOD TX
DEM RX
MOD TX
DEM RX
TR_DIST
UNI - Sistemas de MW 65
Estación Repetidora No Regenerativa
RX
TXRX
TX
RX
TX RX
TX
I . F.
I . F.
I . F.
I . F.
UNI - Sistemas de MW 66
Estación Repetidora Regenerativa Configuración 1+1
RX
TX
TX
TX RX
RX
BASTIDOR A
8 *19.44 MB/S
RX
CONNCARD
CONNCARD
MODCONNCARD
CONNCARD
TX
A LIMA
BASTIDOR B
8 *19.44 MB/S
E1 DCCrF1 B1
OH INTFC
OH INTFC
MOD DEM
DEMMOD
MOD
DEM
DEM
E1 DCCrF1 B1
UNI-FEE Sistemas de Comunicaciones por Microondas 2010-2
UNI - Sistemas de MW 67
RX
TX
TX
TX RX
RX
BASTIDOR A
8 *19.44 MB/S
RX
CONNCARD
CONNCARD
DEM MODCONNCARD
CONNCARD
TX
A LIMA
BASTIDOR B
8 *19.44 MB/S
DEM
4 *2 MB/SWAY SIDE
4 *2 MB/SWAY SIDE
MOD DEM
DEMMOD
MOD
Estación Repetidora Regenerativa Configuración 1+1
UNI - Sistemas de MW 68
Sistemas antireflectivos
• Se refiere a la técnica de arreglos de antenas para reducir los efectos del desvanecimiento por multi-trayectos.
• Si dos antenas idénticas son usadas en la cual uno (o ambos) son sitios de recepción y transmisión, ellos pueden ser arreglados tal que el patrón de radiación resultante tenga un nulo en la dirección del punto de reflexión.
• Además, este arreglo de antenas da una ganancia extra de 3dB hacia los rayos directos.
UNI - Sistemas de MW 69 UNI - Sistemas de MW 70
Limitaciones de sistema antireflectivo
• Cambios en el factor k cambiarán el ángulo entre el rayo directo y reflejado.
• Puede haber movimiento de la antena debido al viento.
• Los cambios de temperatura afectan la longitud de los alimentadores.
• no deben ser usados para valores bajos de α
UNI - Sistemas de MW 71
Sistema de Energía Eléctrica
• Rango de Voltaje de Entrada
• Consumo de Potencia
• Compatibilidad Electromagnética• Certificación de los Equipos
• Sistema de tierra
• Sistema de energía de emergencia
• Sistema de protección eléctrica
UNI - Sistemas de MW 72
Muchas gracias por su atención
UNI FIEE Lima Perú
Top Related