El propósito de esta guía es establecer los pasos y procedimientos para la implementación e instalación de radio enlaces Ethernet de 900 Mhz de espectro disperso con salto de frecuencia FHSS. Es de gran importancia que todos los aspectos aquí descritos se consideren y cumplan, especialmente cuando el éxito del proyecto depende de que tanto el cliente y proveedor cumplan con ciertas tareas.
Es importante notar que en todo proyecto de radiocomunicación debe existir un estudio de factibilidad el cual involucra planificación, inversión y tiempo. Así como Ingeniería de Desarrollo que garantizará el éxito del proyecto. Por lo tanto, siguiendo a continuación estos 6 pasos se puede asegurar un sistema de comunicación de radios de espectro disperso, robusto y libre de errores.
1.- IDENTIFICACIÓN Y SELECCIÓN DE SITIOS
- Identificar la “línea de vista” entre los sitios a comunicar, existe una regla: “Si no se pueden ver no se pueden comunicar”.
- Seleccionar puntos de fácil acceso para su mantenimiento e instalación.
- Al elegir repetidores, considerar que el ancho de banda de radiocomunicación se reduce a la mitad, sin importar si es uno o más repetidores.
- En general la colocación de antenas en puntos altos es mejor, debido a que podemos abarcar mayor área de cobertura y distancia. Sin embargo debemos considerar lo siguiente:
- Mayor altura de una antena captura mayor ruido de RF en el área.
- Cables largos reducen la señal debido a las pérdidas.
- Considerar el espacio para colocación de antenas y la separación mínima entre ellas de al menos 1 metro.
En enlaces de radio comunicación de espectro dispero por salto de frecuencia (FHSS) existe una regla: “Si no se pueden ver no se pueden comunicar”.
2.- SELECCIÓN DE FRECUENCIA DE OPERACIÓN Y TIPO DE RADIO
Dentro de la gama de radios de XetaWave existen dos tipos de equipos los de frecuencia libre y frecuencia licenciada.
Los radios de frecuencia libre no requieren de licencias o “pago” para su utilización, pues son bandas en frecuencia designadas para aplicaciones industriales, científicas y médicas. Las frecuencias de trabajo para los radios XetaWave son:
- 902 a 928 MHz. Configurable por el usuario
- 928 a 960 Mhz. Configurable por el usuario
- 2450 a 2483.5 MHz. Configurable por el usuario
Consideraciones:
- La frecuencia de 900 MHz típicamente tiene mayor alcance y es más “flexible” que la frecuencia de 2450 MHz.
- 900 MHz es capaz de atravesar mejor los obstáculos que hay en el camino (árboles).
- En áreas donde la banda de 900 MHz es muy congestionada, la banda de 2.4 GHz puede ser una mejor opción [previo estudio y análisis de espectro radioeléctrico en el área].
Para los equipos de banda licenciada se debe contar con permiso de la autoridades de comunicación de cada país y pagar una licencia para el uso de la banda de frecuencia en el espectro radioeléctrico en un tiempo definido, sumado a ello existen reglas y restricciones para alturas, antenas y potencia utilizada.
Una vez definida la frecuencia de operación es necesario Seleccionar el tipo de Radio, de acuerdo a la siguiente lista:
- Ancho de banda efectivo de transmisión.
- Distancia máxima de enlace.
- Tipo de modulación.
- Tipo de comunicación: Serial, Ethernet o ambas.
- Protocolos de comunicación soportados.
- Protocolos de seguridad.
- Voltaje de operación.
- Potencia de transmisión.
- Consumo eléctrico.
- Temperatura de operación.
- Tipo de gabinete y montaje.
- Tipo de aprobación UL.
3.- ESTUDIO DE TERRENO (PATHLOSS)
El estudio de terreno (Pathloss) o estudio de línea de vista es un término comúnmente utilizado en las comunicaciones inalámbricas, y tiene la finalidad de “simular” la propagación de la señal. Considerando las pérdidas debido a efectos tales como: refracción, difracción, reflexión y absorción en el espacio libre.
De especial énfasis en la pérdidas por:
- Contornos del terreno urbano.
- Follaje, vegetación.
- Medio de propagación (aire seco o húmedo).
- Distancia entre transmisor y receptor.
- Altura y ubicación de las antenas.
Para llevar a cabo este paso, es necesario proporcionar la siguiente información:
- Alturas de Torres o infraestructura disponible.
- Mencionar el incluir todos los obstáculos y sus alturas, incluyendo árboles, edificios, ríos, lagos o cualquier accidente topográfico.
- Proporcionar para cada punto de enlace las coordenadas cartográficas. Utilizando el formato GG.dddd o GG MM SS.ssss (Ej. 98 65 23.5666 ó 98.656566665).
- Incluir ubicación del maestro y locaciones potenciales de repetidores en Google Earth.
- Incluir memoria fotográfica, dibujos, mapas, etc. de cada uno de los puntos a enlazar.
4.- SELECCIÓN DE ANTENAS, CABLES Y ACCESORIOS
Una gran parte de los problemas de comunicación se da por la elección de los elementos de radiación y amplificación del sistema de comunicación con son: antenas, cables y accesorios.
El área de Ingeniería del Grupo Ampere, se compromete a la elección adecuada de estos elementos considerando los siguiente:
Para la antena:
- Tipo.
- Patrón de radiación.
- Ganancia.
- Directividad.
- Polarización Horizontal o Vertical.
- Tipo de conector.
Para los Cables:
- Longitud.
- Tipo y pérdidas.
- Jumpers (cable entre el radio y el protector contra descargas eléctricas) .
Para el Protector contra descargas eléctricas:
- Frecuencia de operación.
- Tipo de conector.
- Respuesta.
Es necesario que el cliente considere que una mala elección de estos equipos pueden provocar un mal diseño de red, o bien problemas futuros en los enlaces de comunicación.
El estudio de terreno y diseño de la red es proporciona las características técnicas de sus antenas, cables y accesorios.
5.- DISEÑO DE RED Y TOPOLOGÍA DE COMUNICACIÓN
Los cuatro primeros pasos son necesarios para elaborar el Diseño de la Red y la topología de comunicación, sin ellos es imposible diseñar una red de comunicación y por lo tanto garantizar el éxito del proyecto.
Este paso consiste en entregar al cliente, lo siguiente:
- Diagrama de flujo con la representación gráfica de la red.
- Selección de topología de comunicación:
- Enlace punto a punto.
- Enlace punto a multipunto.
- Enlace Back to Back (espalda con espalda, utilizado para mantener el ancho de banda del sistema).
- Guía de referencia de configuración de cada uno de los radios con lo parámetros más importantes.
- Software de configuración y reporte en ToolSuite.
- Archivos de configuración en PDF o Excel.
- Radios configurados y probados en laboratorio.
6.- OPERACIÓN, FILTRADO Y SEGURIDAD DE LA RED
El siguiente paso sólo aplica para radios con puerto Ethernet debido a que por sus características de operación y funcionalidad se utilizan dentro de redes LAN. Es importante hacer notar que los radios XetaWave se comportan como un “puente” (Bridge) transmitiendo todo lo que se conecta o llega al puerto Ethernet al espectro radio eléctrico (vía radiofrecuencia, RF).
Esta característica se debe considerar debido a que el principal problema las redes de radios IP o Ethernet, es el causado por el tráfico o Broadcast de datos que circulan en la red LAN y se “envían” al canal de comunicación de Xetawave, ocasionado que se presenten problemas de comunicación o enlace debido a su ancho de banda limitado, perdiendo inmediatamente o paulatinamente a los esclavos que conforman la red.
Es importante considerar lo siguiente:
- Los radios deben tener contar con una dirección IP única e irrepetible.
- Los radios deben contar con un segmento de IP’s dedicado y único. Se recomienda que esté fuera de cualquier otro segmento en la red.
- Conocer las direcciones IP y MAC Address de los Routers, Switches o equipos que controlan la red.
Nota: Se recomienda utilizar el programa Wireshark http://www.wireshark.org/ que es un analizador de redes gratuito. Se debe correr en el nodo o punto de conexión donde se encuentra el radio al que se encuentra conectado. Con esta herramienta se visualizara el tráfico de la red y mostrará todas aquellas direcciones IP’s que no correspondan a la red de telecontrol. Así como paquetes en Broadcast.
Conclusión
En Ampere proveemos soluciones tecnológicas para lograr enlaces de radio comunicación estables y escalables.
Podemos ayudarte desde la obtención de financiamiento, hasta guiarte en los pasos para la adquisición de equipo de telemetría, instalación y puesta en marcha de tu proyecto.
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