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Zonas de Fresnel

Cálculo de Lfs

Se utiliza para realizar el diseño de cobertura o

alcance del sistema de radiocomunicaciones dado

un cierto valor de disponibilidad o calidad de

servicio.

Para comprobar la existencia de visión directa

entre las antenas:

La atenuación por niebla está gobernada por

las mismas ecuaciones que en el caso de la lluvia.

RADIO ENLACE

• En el caso de enlaces de corto y medio alcance se

puede comprobar la existencia de visión directa

con ayuda de unos prismáticos.

Representa el grado que indica si un sistema está en condiciones de proporcionar el servicio para el que

se ha diseñado.

Línea de vista

El radio F1 en cualquier punto del elipsoide de la

primera zona de Fresnel se calcula con la siguiente fórmula:

Estos sistemas se incluyen dentro de la

categoría de sistemas terrenales con visión directa

(LOS, Line-Of-Sight).

SELECCIÓN DE LOS SITIOS

Si todos los terminales están en Tierra, es un radio enlace terrestre. Se reserva el término satelital para cuando uno de los terminales esta en un satélite.

La utilización de aplicaciones informáticas

de simulación con cartografías digitales del

terreno y de los edificios constituye una

potente herramienta de ayuda en la

planificación.

La atenuación específica debida a la lluvia

puede calcularse a partir de la Recomendación UIT-R 838.

Los radio enlaces, establecen un concepto de comunicación del tipo dúplex, de donde se deben transmitir dos portadoras moduladas: una para la Transmisión y otra para la Recepción.

Los puntos que no están en el eje directo entre A y B también radian potencia hacia B, es decir las ondas

viajan en una zona en forma de elipsoide de revolución. Esta es la Zona de Fresnel.

La teoría de Huygens-Fresnel demuestra que si la

fase es 0º en el trayecto directo, la primera zona

abarca hasta que la fase llegue a 180 º (λ/2), la

segunda zona hasta 360 º (λ), y es un segundo

elipsoide que contiene al primero.

Pérdida en el espacio libre:

La onda de radio pierde potencia incluso en una

línea recta, porque se esparce sobre una mayor

región en el espacio a medida que se aleja del

transmisor.

Para determinar la potencia recibida en un radio

enlace, se consideran las antenas transmisora y

receptora y el espacio que las separa, obteniéndose la ecuación de transmisión de Friis en el espacio libre.

Indisponibilidad de un radio enlace

En el caso de radio enlaces de más de unos

8 km (O LARGO ALCANCE) resulta difícil

realizar este tipo de comprobaciones visualmente,

por lo que se debe acudir a otros métodos.

La solución consiste en conseguir mapas con perfiles

de la zona o utilizar aplicaciones informáticas con

mapas digitales del terreno.

CALCULO DE POTENCIAS:

EFECTO DE LA LLUVIA Y

OTROS AGENTES EXTERNOS

• Determinación de las coordenadas exactas de los extremos del radio enlace (latitud, longitud y

altura sobre el terreno) ayudándose de un receptor

GPS.

Alcance de un radio enlace: Si se incluye en el cálculo la altura de la antena receptora, se obtiene la distancia máxima entre transmisor y receptor, sobre un terreno razonablemente plano.

CÁLCULO DEL PERFIL DEL ENLACE:

Zonas de fresnel y Curvatura de la tierra

Para ello se deben conocer la banda de

frecuencias, las características climáticas de la

zona y las especificaciones técnicas de los

equipos de radio: potencia del transmisor,

ganancia de las antenas, sensibilidad del

receptor, tasa de error, disponibilidad, etc.

Se describe en términos de interrupciones, intervalos de tiempo en que:

Típicamente estos enlaces se

explotan entre los 800 MHz

y 42 GHz.

ESTIMACIÓN DEL PORCENTAJE DE DISPONIBILIDAD

• En el caso de falta de visión directa debido a

algún tipo de obstáculo, resulta necesario

determinar la altura del mástil para evitar la

obstrucción.

Al par de frecuencia asignadas para la transmisión y recepción de las señales, se lo denomina radio canal.

En general, se necesita tener una línea

de vista (óptica), cuya distancia máxima

está limitada por la curvatura de la Tierra. Adicionalmente, es necesario un

“poco de espacio alrededor”, definido

por las Zonas de Fresnel.

Se asume que el trayecto que sigue una

onda de radio se encuentra lleno de

obstáculos, como accidentes

geográficos o construcciones, además

de estar afectado por la curvatura

de la Tierra.

Cualquier interconexión entre equipos de telecomunicaciones efectuados por ondas electromagnéticas, que proporcionan una

capacidad de información, con

características de calidad y disponibilidad determinadas.

Para una frecuencia de 100 GHz, la atenuación en el caso de niebla densa es de tan solo 1 dB/km.

Por lo tanto, en el diseño de radio enlaces con

suficiente margen de señal para evitar la atenuación por lluvia, la niebla no constituirá un factor de limitación.

En la Rec. UIT-R PN.837-1 se proporcionan valores de intensidad de lluvia excedidos durante determinados porcentajes de tiempo y para distintas zonas hidrometeorológicas mundiales.

En la práctica, la distancia máxima va más allá del horizonte óptico, debido a que la refracción en la atmósfera, originada por diferencias de densidades,

tiende a curvar las ondas de radio ligeramente hacia

la Tierra.

Se produce pérdida total o parcial de la señal.

Se produce un ruido o tasa de error excesivo.

Aparece una fuerte discontinuidad o existe gran distorsión de señal.

La pérdida en el espacio libre (Lfs)

mide esta dispersión de la potencia

en un espacio libre sin obstáculos.

Los enlaces se hacen básicamente entre puntos visibles,

es decir, puntos altos de la topografía.

La característica de visibilidad directa o LOS proviene de la dificultad de las señales de radio

de alta frecuencia para propagarse bordeando esquinas o para difractarse en torno a obstáculos.

• Determinación de la orientación del enlace e indicación sobre un mapa de

la zona.

Esto ayudará a la localización de

posibles obstáculos y elementos

significativos sobre el mapa.

Determinar las mejores localizaciones para instalar

las antenas y estimar su alcance o cobertura, así como

los posibles niveles de interferencia que provienen de otros emplazamientos vecinos.

• Una vez asegurada la visión directa, conviene

comprobar que la primera zona de Fresnel se

encuentra libre de obstáculos.

Como regla práctica, sin considerar las ganancias de las antenas, en una WLAN de 2,4 GHz, se pierden 100 dB en el primer kilómetro y se reduce en 6 dB cada vez que se duplica esa distancia. Por tanto, un enlace de 2 km tiene una pérdida de 106 dB, mientras que en 4 km es de 112 dB.

En la práctica, es suficiente mantener despejado sólo el 60% de la primera zona de Fresnel.