Antenas y lineas para radio y televisión

Enviado por Programa Chuletas y clasificado en Informática y Telecomunicaciones

Escrito el en español con un tamaño de 9,4 KB

 

¿Qué se necesita para un enlace de larga distancia?


Alineación de Antenas.

La banda de 5 GHz.
Tiempos de Propagación.

Conclusiones:


Mejorar el Presupuesto de Potencia
Modificar los parámetros afectados por el tiempo de propagación
Modificar el método de acceso al medio.

¿Cómo mejorar el presupuesto de potencia?


Aumentar la potencia de transmisión
Aumentar la ganancia de las antenas.
Disminuir las pérdidas en los cables de antena.

Mejorar la sensibilidad del receptor.

Alineación de antenas Consideraciones Básicas:


Cuando podemos ver el otro extremo del enlace.
Cuando NO podemos ver el otro extremo del enlace.
Kit de alineación de bajo costo.
Para alinear las antenas se requieren dos equipos de trabajo, uno en cada extremo del enlace y dotados de algún medio de comunicación (como teléfono celular o radio).

Herramientas:


Radio de dos vías o teléfono celular.
Notebook dotado de software que permita medir la intensidad de la señal recibida.
Radios WiFi que se van a utilizar en el enlace con sus cables y antenas.

Network Stumbler:


es un programa para medir la potencia de la señal recibida.

Prismáticos:


Instrumento para medir el ángulo de elevación.
En caso de que la instalación se deba realizar a cierta altura, arnés y correa de seguridad para sujetarse a la torre o mástil.
Casco de seguridad, guantes y lentes oscuros.
Antes de ir al campo, es imprescindible configurar los dos extremos del enlace y comprobar que se comunican exitosamente.
Probar el software que utilizaremos para medir la intensidad de la señal recibida.
Verificar que se pueden transferir archivos desde una máquina conectada en un extremo a la conectada en el otro.
Verificar que llevamos todos los conectores (comprobar el género), cables, antenas y elementos de sujeción.
Instalar las antenas en sus estructuras de soporte en ambos extremos.
Alinearlas visualmente y luego conectarlas a sus respectivos radios.
Una vez que se reciba la señal en el otro extremo, optimizar la alineación rotando horizontalmente la antena transmisora lentamente mientras se mide la señal recibida.

Procedimiento (


Optimización de la alineación trabajando un extremo a la vez):
Dejando fija la antena en el punto A, rotar lentamente la antena en el punto B, primero en una dirección y luego en otra, observando la intensidad de la señal recibida.
Cuando se alcance el máximo, fijar la antena en B.
Repetir el procedimiento dejando ahora la antena B fija y rotando la antena A hasta obtener un máximo. Ajustar la tuerca de sujeción de la antena A.
Una vez que la antena transmisora esté correctamente  alineada, la dejamos fija.
Procedemos a repetir el procedimiento con la antena receptora.

Falso Máximo:


Algunas antenas tienen lóbulos laterales significativos que nos pueden inducir a error.
Para asegurarnos de que efectivamente estamos alineando con el lóbulo principal, efectuaremos un barrido muy amplio que intersecte varios lóbulos.
Comparar también la intensidad de la señal recibida con la predicha  por los cálculos.

Azimut:


Es la posición del plato en plano horizontal con respecto del norte. Se mide en grados. 

Elevación:


Es la inclinación en la que llega el haz de señal hasta la parábola. Se mide en grados.

Cuando NO podemos ver el otro extremo del enlace:


Además de lo anterior, necesitaremos:
Brújula o un teodolito de los utilizados por los topógrafos.
Dispositivo GPS.
El software Radio Mobile o equivalente.
Recordar que los mapas indican siempre el rumbo geográfico o verdadero, pero en el campo, para alinear la antena, se tendrá que utilizar el rumbo magnético.

La declinación varía con el lugar y con el tiempo


Los GPS indican tanto el rumbo magnético como el rumbo geográfico.
Los mejores mapas  con elevaciones o curvas de nivel.
El programa Google Earth permite calcular el rumbo entre los extremos y ver muchos detalles topográficos.
Utilizar un generador de señales en un extremo y un analizador de espectros en el otro. El generador de señales produce un tono dentro de la banda de interés que será detectado por el analizador de espectros en el otro extremo. Se alinean las antenas hasta maximizar la señal recibida.

WiSpy: (Fabricado por Metageek)


Dispositivo USB de bajo costo.
Soldándole un “pigtail” permite conectarlo a una antena externa y junto con una notebook y el correspondiente software permite emular un analizador de espectro.


Tiempos de propagación


El mecanismo de acceso al medio de 802.11 se basa en que cada paquete enviado debe recibir un  acuse de recibo o ACK.
Los tiempos previstos para recibir el ACK son insuficientes para enlaces de larga distancia, por lo que se pueden emplear tres soluciones:

Usar el modo ad hoc, en el cual no se espera ACK.
Aumentar el tiempo de espera por el ACK.
Modificar el mecanismo de acceso al medio, instruyendo al transmisor que no espera un ACK.
OpenWRT, entre otros, es un ejemplo desarrollado por la comunidad de software libre, que permite aumentar el tiempo de espera por los ACK y hacerlo adecuado para enlaces de larga distancia.
La solución propuesta por el grupo TIER consiste en modificar el mecanismo de acceso al medio, sustituyendo CSMA/CA (Carrier Sense Múltiple Access/ Collision Avoidance) por TDMA (Time División Múltiple Access), el método clásico utilizado en los sistemas de microondas tradicionales.
La posibilidad de utilizar este mismo método, pero en dispositivos de uso masivo y por ende bajo costo, abre nuevas perspectivas en la utilización de enlaces WiFi a largas distancias.
El rendimiento es esencialmente independiente de la distancia.

Los cambios propuestos por el grupo TIER incluyen:


1) Modificaciones al driver 'madwifi' para Atheros con la finalidad de desactivar los ACK y el mecanismo de detección de portadora.
2) Implementación de un nuevo mecanismo de enrutamiento tanto en el kernel como a nivel de usuario, para crear interfaces virtuales y capturar paquetes. Se utiliza un mecanismo de ventana deslizable para confirmar la recepción de grupos de paquetes en lugar de esperar un ACK por cada paquete transmitido. Se implementa TDMA, esencialmente introduciendo un nuevo mecanismo de sincronización.
3) Instrumentación de un sistema selectivo de recuperación de pérdidas usando FEC (Forward Error Correction) para minimizar los errores de transmisión.
Banda de 5 GHz:
El tamaño de la zona de Fresnel es menor a 5 GHz por lo que podrá usar mástiles más bajos sobre la misma trayectoria.
Las pérdidas en los cables de antena son mayores a 5 GHz. Manténgalos lo más corto posible. La absorción en árboles y la debida a la lluvia también es mayor en esta banda.

Banda de 5 GHz:


El tamaño de la zona de Fresnel es menor a 5 GHz por lo que podrá usar mástiles más bajos sobre la misma trayectoria.
Las pérdidas en los cables de antena son mayores a 5 GHz. Manténgalos lo más corto posible. La absorción en árboles y la debida a la lluvia también es mayor en esta banda.

Los principales aspectos que se deben recordar son:


WiFi es una solución efectiva para enlaces a larga distancia si no hay problemas de interferencia.
Es imprescindible que haya línea de vista y despeje de al menos el 60% de la primera zona de Fresnel para garantizar la calidad del enlace.
Cuando no vemos el otro extremos debemos usar instrumentos para alinear correctamente las antenas.
Los más importantes son: brújula, generador de señales y analizador de espectros. Existen versiones de bajo costo.
A distancias grandes es necesario modificar el tiempo de espera para los acuses de recibo.
La modificación propuesta por el grupo TIER de la Universidad de Berkeley permite mantener el rendimiento (velocidad neta de transmisión) aún a distancias muy grandes

Adaptadores y Pigtails :


Los adaptadores (transiciones) y pigtails se usan para interconectar diferentes clases de cables y dispositivos.
Un pigtail es un cable flexible que se usa para reducir el esfuerzo mecánico que un cable rígido impondría en un conector pequeño como los que se usan en la mayoría de los radios.
Hay muchas clases de adaptadores y pigtails.
Se usan para efectuar la transición entre diferentes tipos de conectores con diferentes tamaños, tipo de rosca, género, etc.

Pero en lugar de utilizar adaptadores, es mejor adquirir cables comercializados ya con las terminaciones adecuadas para nuestro propósito. Esto ayuda a evitar un posible punto de falla y la atenuación introducida por el adaptador.

Entradas relacionadas: