31 - TEORÍA e EXERCICIOS - Elementos de instalacións de radio

Volver ao curso


Contidos:



Torres de radiocomunicacións

As torres tipo celosía (armaduras metálicas) se deseñan tratando de aproveitar ó máximo o espazo. Se están en zonas de tráfico aéreo, deben estar pintadas de branco e vermello aeronáutico (7 franxas, base e punta de vermello). Tamén contarán con balizas luminosas.

Hai dous tipos de torres:

Distribución típica dunha torre multiservizo:

Emplazamento en Tiobre, Betanzos con dúas estacións: á esquerda, un gapfiller de TDT con enlaces a outras estacións. Á dereita, unha BTS de telefonía móbil.

Outra BTS de telefonía móbil en Mesón do Vento. Repara no radioenlace (apunta a outra BTS), o pararraios, e os dous arrays. O de arriba sectorial e o de abaixo de dipolos:

Estación BTS en Ferrol con pararraios, dous monopolos, arrays de distintas frecuencias e estándares, e radioenlaces:


Medidas de prevención de riscos laborais

As medidas de prevención colectivas se deben antepoñer ás individuais (arneses…). Cando as colectivas sexan insuficientes (neste caso o son), se pasa ás individuais:

Mira este vídeo de traballadores subindo a unha torre de telecomunicacións.



Redes e topoloxías de estacións de radio

Nunha rede xerárquica se adoitan empregar topoloxías de estrela estendida, malla parcial, ou malla. Neste tipo de redes se recoñecen as seguintes áreas:

Usamos os exemplos de rede móbil por ser a rede WAN máis estendida de conmutación de paquetes, pero esta clasificación e as seguintes deste tema valen tamén para Wi-Fi MAN, LMDS/WiMAX, TDT...

Compoñentes dun backhaul de rede:

Como ves, só no backhaul pode haber ata tres liñas de transmisión: a que ven do backbone e a que comunica modulador e antena, que pode ter dúas etapas a frecuencias distintas (FI e frecuencia de emisión).

No ámbito doméstico, esta modalidade se utiliza en TV satélite. Dentro da antena parabólica, o cabezal do LNB contén unha pequena guía de onda que leva o sinal a un downconverter que baixa a frecuencia de 10-12 GHz a 1-2 GHz (frecuencia intermedia, FI). A frecuencia intermedia se transporta por cable coaxial. Se tentásemos transportar os sinais de 10-12 GHz por cable coaxial de ICT, se perderían ós poucos metros.

Exemplo de backhaul: routerboard (router que comunica coa rede dunha empresa mediante par trenzado), tarxeta de rede Wi-Fi miniPCI (radio que conecta co router via miniPCI), antena monopolo type N (conecta coa radio mediante un latiguillo (pigtail) de u.Fl macho a N femia)

Temos dúas ubicacións posibles:

E tres topoloxías de backhaul:

Esquema físico dos distintos backhaul (All-outdoor aparece con cable de par trenzado (cat6), pero se tende a usar fibra óptica):


All-Indoor

A radio, e o router están contidos nun rack tipicamente nun entorno controlado na instalación ou nunha caseta. A antena se monta no exterior (torre ou tellado). Unha guía de onda (algunhas veces tamén se usa cable coaxial) conecta a radio interna coa antena externa. Como a guía de onda perde moito, recoméndase proximidade á antena.

Úsase para equipos de potencia (IP ou TDM). Exemplo: Un radar militar, que no foco non leva LNB senón que directamente conecta con guía de onda.


Split-Mount

O modem e os interfaces se montan dentro (acceso fácil) mentres que a radio e a waveguide se poñen onde a antena (minimizando a atenuación). A IDU se conecta á ODU mediante cable coaxial a FI.

Exemplo: Unha parabólica de uso doméstico, que converte a banda Ku a FI no LNB.


All-Outdoor

A radio, interfaces e modem instálanse no exterior xunto á antena. A comunicación co backbone adoita ser mediante fibra óptica (nada de limitacións de frecuencia). Require caixa estanca e equipamentos que soporten condicións extremas.

All-outdoor estase estendendo cada vez máis debido ó descenso de potencia nos equipamentos de radio, facilidade de despliegue (excepto polas alturas) e é a opción máis ecolóxica. Exemplos: enlaces VSAT, WiMax e IP (redes de datos).


Alimentación DC en exteriores

Cando se usa all-outdoor con conexión ethernet, o estándar PoE permite mandar alimentación e fíos no mesmo cable.

A fibra permite maior velocidade, pero require un cable de alimentación aparte.

Xenial artigo sobre o estándar PoE - IEE 802.3af and IEE 802.3at

Un pouco de vocabulario:

Exercicio (NON ENTREGAR): Temos un nodo central dunha rede PtMP formado por un router neutro MikroTik OmniTIK U-5HnD. Este equipamento consume 9,12W. Aliméntase mediante PoE pasivo (midspan) e fonte de 24Vdc e 1A. O switch conta con 5 bocas (1, 2, 3, 4, 5). A primeira utilízase para entrada PoE.

Como algúns dos clientes están moi lonxe, a radio integrada neste router resulta insuficiente. Así é que decidimos usar unha das bocas do switch para conectar outro router, esta vez altamente directivo. O modelo escollido é o Ubiquiti Nanobridge M5.

  1. O as bocas 2, 3, 4, 5 poden redirixir a alimentación da boca número 1 (endspan). Poderemos alimentar a Nanobridge dende a primeira fonte? Cal será o número máximo de Nanobridges que podemos conectar?
  2. Debuxa o diagrama de conexionado cunha soa fonte de alimentación (1 Nanobridge).
  3. Debuxa o diagrama de conexionado con dúas fontes de alimentación (3 ou 4 Nanobridges).
  4. Cantos routers directivos poderemos conectar cunha fonte de 24Vx1,5A? Ollo, quizais queiras revisar o artigo do principio.


Avarías

Coa electrónica actual, non se trata de pasar horas con osciloscopio e lupa tentando atopar o compoñente que falla na placa, senón de identificar que equipamento falla e substituílo por inmediatamente por completo.

Na maioría das instalacións de radio se require unha dispoñibilidade próxima ó 100% do tempo, así que todos os compoñentes deberán ter un reposto listo para entrar en funcionamento.



Alimentación eléctrica

Esquema simplificado (os cadros eléctricos de protección se omitiron):

A alimentación segue o seguinte orde xerárquico:

  1. En condicións de correcto funcionamento da rede eléctrica, a instalación se alimentará a baixa tensión trifásica. Existen centros moi grandes que contan con centro de transformación propio para alta e media tensión, como a estación de Mesón do Vento (A Coruña). Tamén poden ter varias acometidas de reserva.
  2. Cando se produce un corte na alimentación da rede, se volve inestable, ou se prevén problemas (por picos e baixadas de tensión, caída de algunha fase ou total, previsión de tormenta…) entran en funcionamento un ou varios grupos electróxenos (xeradores diésel) que funcionarán como alimentación auxiliar.
  3. A conmutación entre os dous sistemas de alimentación se realiza mediante un PLC (autómata programable), que debe estar respaldado por un SAI/UPS (Sistema de alimentación ininterrumpida, uninterrupted power supply). Trátase dun conxunto de baterías que xeran unha tensión continua necesaria para manter viva a instalación mentres se conmuta entre alimentación a baixa tensión e o grupo electróxeno. O grupo require que se quenten as resistencias de caldeo antes de acender. O SAI tamén se pode utilizar como último recurso para manter a instalación en caso de fallo total, pero a súa autonomía adoita ser duns 20 minutos.
  4. A rede eléctrica suministra corrente alterna (AC) (230 Vrms en monofásica e 400 Vrms en trifásica).
  5. O grupo electróxeno funciona cun motor conectado a un alternador que xera AC (un alternador é o contrario dun motor).
  6. O SAI son baterías normais, e as baterías sempre xeran DC, aínda que os equipamentos comerciais levan incluido un inversor que xa convirte a AC.

Na instalación de radio hai equipamentos que funcionan con AC e outros moitos que funcionan con DC (12, 24 ou 48 Vdc), así que a instalación terá unha serie de equipamentos de potencia para adaptar cada tensión de entrada a todas as posibles tensións de saída posibles. Equipos electrónicos de potencia:


Proteccións eléctricas


Posta a terra de equipamentos e liñas

Elementos:


Práctica: medición de resistencia de terra

Explicacións para o telurómetro Promax PE-331 na Wiki de Daniel Ríos.


Práctica: posta a terra de cableado coaxial

Explicacións para Sureground Grounding Kits na Wiki de Daniel Ríos.



Exercicios

  1. Calcula a autonomía en días para un grupo electróxeno que consume 60l/h se o depósito conta con 12000 litros.
  2. Nunha instalación de radio moi pequena temos os seguintes equipamentos:

    Debuxa un esquema de conexionado de alimentación para

  3. CANCELADO
  4. Visita o mapa da rede Guifinet (ligazón). A Guifinet é unha rede IP para o acceso a internet via Wi-Fi. Como é unha rede de datos (Tx/Rx), a comunicación é dúplex (as redes DVB son símplex). Faremos a seguinte equivalencia entre nodos Guifinet e centros de TDT:

    Analiza a zona de Sarria e di cantos nodos e supernodos hai conectados (non poñas os desconectados) e en que estado se atopan. Podes acompañalo dun pequeno esquema cos nomes dos lugares.

  5. Se desexamos planificar unha torre de radiocomunicacións para radio FM, TDT, telefonía móbil de 4G/LTE de 800MHz, 3G de 900MHz, 3G de 2100MHz e 2G a 1800MHz, cal sería a orde correcta das antenas, de arriba a abaixo?
  6. Observa as seguintes imaxes e deseña unha instalación all-outdoor:

    Á esquerda: router Mikrotik Groove A-52HPn (pensado para funcionar de ODU all-outdoor). Centro e dereita: Placas Mikrotik RouterBoard en montaxe all-outdoor (non se ve a antena)

    O orzamento debe incluir polo menos:

    Realiza un debuxo no que se expliquen todos os elementos e conexións. Mira este vídeo para axudarte. Basta con ver os dous primeiros minutos, pero o seguinte tamén será útil nos próximos temas.

    Na foto: Instalación all-outdoor. A tablet é o equipamento de cliente, a placa é o backhaul e o backbone se atopa cara o lado dereito:

  7. Visita a web Infoantenas do Ministerio de Enerxía (alternativa: http://antenasgsm.com). Busca unha poboación pequena no mapa (<15000 habitantes) que teña núcleo urbán. Atopa os emprazamentos BTS/enodeB que radian ese núcleo urbán. Ollo: Só os tres primeiros niveis de zoom amosan as BTS no mapa. Facendo clic nunha estación podes ver o seu operador. Despois, en “detalle ver”, podes ver as frecuencias de uso e as densidades de potencia.

    Saca unha imaxe global da vila marcando nela as BTS. Indica para cada unha:


 Bibliografía e ligazóns de interese

Para saber máis: temas 7 e 8 de “Sistemas de Radiocomunicaciones” – Ramón Ramírez Luz (Paraninfo)


Creado para G1701016 – “Radiocomunicacións prácticas” e actualizado para G1801013 por Daniel Ríos Suárez

Licenciado baixo a Licenza Creative Commons Recoñecemento Compartir igual 4.0

Este curso virtual elaborouse para ser impartido no plan anual de formación do profesorado de FP da Consellería de Cultura, Educación e Ordenación Universitaria, Xunta de Galicia

Quedan fora desta licenza os textos, imaxes, recursos... que manteñen a súa propia licenza, sinalada en cada caso.

Úsanse imaxes e recursos de producción propia, que se publican no Dominio público ou con licenza CC BY-SA, outras de dominio público, con licenza creative commons, GNU... tomados prefentemente de bancos de recursos educativos abertos. Tamén se empregan ---acolléndose ao "Dereito de cita" --- imaxes, e recursos diversos de diferentes páxinas web, e se enlaza a súa licenza ao pé dos propios recursos ou na páxina coa atribución da propiedade intelectual dos ODE empregados, dereitos reservados que manteñen integramente. Se detecta algunha imaxe, recurso... con dereitos reservados, agradecemos nos informe para retirala.


Volver al curso