Tips para la instalación de radio enlaces de espectro disperso en la banda de frecuencia libre

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:

  1. Alturas de Torres o infraestructura disponible.
  2. Mencionar el incluir todos los obstáculos y sus alturas, incluyendo árboles, edificios, ríos, lagos o cualquier accidente topográfico.
  3. 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).
  4. Incluir ubicación del maestro y locaciones potenciales de repetidores en Google Earth.
  5. 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.

Ponte en contacto con nosotros.

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