PLANIFICACIÓN DE SISTEML DAE MICROONDAS DEL I E REGIÓ T …

P L A N I F I C A C I Ó N D E L S I S T E M A D E

M I C R O O N D A S DEL I E T E L R E G I Ó N 1

Z O N A N O R T E

Tesis previa a la ob-tención del titulo deIngeniero en la espe-cialización de Elec -trónica y Telecomuni-caciones de la Escue-la Politécnica Nacio-nal.

LUIS EDUARDO PROAÑO ARMENDARIS

Quito, Octubre de 1.977

Certifico que este trabajoha sido realizado por el -señor Luis Proaño.

lva .EspinosaCTOR DE TESIS

Quito, Octubre de 1.977

A mas padresa mi esposaa mi hijo

A G R A D E C T M I E N" T O

Al Ing. Luis Silva,' quien dirigió el presen

te trabajo de tesis y lo impulsó de una ma-

ñera decidida.

A mis compañeros y amigos del IETEL, quie -

nes aportaron con sus ideas para la realiza.

ciÓn de este trabajo.

A -lo-S profesores de la Escuela Politécnica-

que en una forma u otra contribuyeron en mi

formación académica.

El presente trabajo de tesis, está encaminado a la planifica-

ción del sistema de telecomunicaciones con la región norte

del país y la República de Colombia, para lo cual fue necesa-

rio dar algunos conceptos y criterios generales de propaga -

ción, realizar el estudio de tráfico presente y futuro de ca-

da una de las ciudades y luego verificar la calidad de trans-

misión mediante las medidas realizadas en el sistema troncal.

A continuación, se da la descripción de cada uno de los capí-

tulos:

CAPITULO PRIMEJRO

En este capitulo se ha tratado de. resumir los conceptos gene-

rales de propagación relacionados con el cálculo de radio-re-

levos. Se ha creído también conveniente describir las diferen

tes clases de ruido que se encuentran en un sistema de micro-

ondas y transcribir las recomendaciones de calidad de transmi

sión dadas por el CG1R para este tipo de circuitos.

CAPITULO SEGUNDO '..

Partiendo de los datos proporcionados por el Departamento de-

Planificación de la Gerencia General del IETEL, sobre el trá-

fico de las ciudades a las que se quiere servir con esta red,

se ha elaborado la demanda y proyección de circuitos telefóni

eos necesarios hasta el año de 1.987-

Parte de este capitulo, incluye criterios de orden práctico -

que se deben seguir para la ubicación de las estaciones repe-

tidoras y por último se da la descripción de las estaciones -

que se han seleccionado para ser utilizadas en este proyecto.

CAPITULO TERCERO.

En este capitulo se-realizan los perfiles y cálculos para los

tramos: San Juan - Cerro Blanco y Cerro Blanco - Cerro Troya,

determinándose la altura y ganancia de las antenas para obte-

ner un enlace óptimo,. además se analiza la claridad del tra -

yecto y la onda reflejada. Se elabora el estudio de la cali -

dad de transmisión, calculándose el ruido previsto y comparan

dolo con las recomendaciones del CCIR.

CAPITULO CUARTO.. . ;

Se dedica este capitulo a los .cálculos de los sistemas de de-

rivación de -banda ancha, -los mismos que son: Cerro Blanco-Aza

ya (Ibarra), Cerro Troya-Tanques de Agua (Tulcán) y Cerro Trp_

- III - -

ya-Cruz de Amarillo (Colombia);

También se realizan los perfiles y se comprueba la visibili -

dad "para las derivaciones de banda estrecha, ~las que son: Ce-

rro Blanco-Otavalo, Cerro Blanco-Átiúntaqu¿, Cerro Blanco-El -

Ángel y Cerro Troya-San Gabriel.

Se há~elaborado la distribución de la banda base para dos ti-

pos de enrutamiento, por Quito y por Ibarra, determinándose -

la necesidad de equipo múltiplex para las distintas ciudades-

y estaciones*

CAPITULO QUINTO.

Se presentan las mediciones efectuadas para cada tramo y para

la red troncal, las que son:

- Características IF-IF

- Características BB-BB.

- Respuesta de frecuencia.

- Características de ruido.

Por intermedio de las mismas, se puede apreciar los resulta -

dos obtenidos del diseño de la red y el comportamiento de los

equipos.

D- I C E

CAPITULO PRIMERO . ... Página

GENERALIDADES .Y . . . 1

1,1.- Propagación 1

1,2.- Propagación en el rango de UHF y microondas ... 8

1,3»- Ruido en un sistema de microondas Zl\.

l*¿f«- Recomendaciones sobre calidad de transmisión .. 32

CAPITULO SEGUNDO

DEMANDA Y PROYECCIÓN DE TRAFICO DE LAS POBLACIONES. ES

TUDIO DE LA RED TRONCAL . . 40

2.1.- Estudio y determinación del número de canales t£

le fónicos por población y posibilidad de expan -

sión _ *..»*..* : ¿fO

2.2.- Méjfcojio teórico para la ubicación de las repetid£

ras 5¿f

2.3-- Descripción de la ruta y sus repetidoras 61

CAPITULO TERCERO _ . : Página

CAPITULO CUARTO

6¿f

3-1-- Cálculos que se refieren a la propagación .... 6¿f

3-2.- Requerimientos de la potencia de los transmiso-

res y- determinación de la ganancia de las ante-

nas 80

3-3-- Cálculo de la calidad de transmisión en la red

troncal

ENLACES SECUNDARIOS Y EQUIPOS TERMINALES 92

¿f.l.- Cálculos para los enlaces secundarios de banda- 92

ancha

¿í-.H.- Cálculos de los enlaces secundarios de banda e_s

trecha 103

¿f-3-- Equipos terminales para la .red de telecomunica^;-

ciones norte 108

' CAPITULO QUINTO- " ; ' _ ; ; ; • Página

MEDIDAS .EN EL SISTEMA TRONCAL. CONCLUSIONES Y RECOMEN

DACIONES ; . 11 ¿f

5«1«- Medidas en el sistema, troncal de microondas .. 11/f

.2.- Conclusiones y racomendaciones 133

CAPITULO PRIMERO

GENERALIDADES.

1.1.- PROPAGACIÓN.

A modo de introducción, se dará una rápida mira'da a los dife_

rentes conceptos generales de propagación, con el objeto de-

tener en mente la base teórica para el cálculo de los enla -

ce's. '•. .__.

1.1.1.- FACTORES QUE INFLUYEN EN LA PROPAGACIÓN.

La forma mediante la cual la energía electromagnética alcan-

za un punto receptor lejano, depende de muchos factores, en-

tre los que se deben mencionar; principalmente:

a.- La frecuencia de la onda emitida.

b«- La longitud del enlace. : p -

c.- El perfil existente entre el receptor y el transmisor,

d*- Las características del terreno, en cuanto se refiere a-

conductividad y permitívidad.

e,- La polarización de la onda. -

f.- El estado de la troposfera, en los enlaces dentro del -

rango de frecuencias... VHF, UHF y microondas (que es el

que mas interesa).

g-.- El estado de la- ionosfera en los enlaces de ondas cortas

y HF.

Se debe anotar, que no todos los puntos'anteriormente cita -

dos, influyen- en igual magnitud, "dependiendo ésta del enlace

específico.

1.1.2.- Jí'ORMAS DE PROPAGACIÓN'DE" LAS ONDAS-ELECTROMAGNÉTICAS.

Se iniciará el tema, considerando un enlace en el que el ex-

tremo receptor está en.línea de vista con el transmisor. Si-

las alturas de las antenas no;son excesivas, respecto a algu

ñas longitu-des de onda, la fracción de energía emitida que -

es captada por el receptor, puede atribuirse a una onda que-

viaja en forma directa (no perturbada por la presencia de la

tierra), a una onda proveniente dé la reflexión con la super-

ficie terrestre y a una onda que podemos identificar como

una perturbación superficial, tal como se indica en la fig.-

1.1.

antenqtransmisora

antenareceptora

Jj'ig. 1.1.- Componentes del campo electromagnético recibido

en visibilidad.

3 -

Si las antenas están a baja altura relativa e incluso en con

tacto con la tierra, el campo electromagnético directo se a-

nula con el reflejado y sólo queda presente el campo electro

magnético superficial. Este es el caso de los enlaces de on-

da larga, en donde la antena transmisora está en uno o va

rios mástiles radiantes en contacto con el suelo.

El campo superficial depende principalmente de la frecuencia,

de las características del terreno, de la distancia y de la-

polarización de la onda. De una manera general, la atenúa

ción que sufre esta onda crece al aumentar la frecuencia.

Al aumentar la frecuencia y al elevar la altura relativa dé-

las antenas, existirán los campos anteriormente nombrados y_

el campo resultante dependerá de la magnitud y fase de las -

componentes. El cálculo en este caso es largo y tedioso y ge_

neralmente no se lo realiza, ya que las frecuencias a las

que esto ocurre, se utilizan enlaces en donde la energía

llega al receptor mediante una reflexión en la atmósíe^a.

Si se continúa elevando la frecuencia, manteniendo los extre_

mos transmisor y receptor en visibilidad, el campo superfi -

cial se atenúa de tal modo que prácticamente desaparece y Sj5

lo .queda la resultante del campo directo con el reflejado.

Este es el caso de los enlaces VHF, UHF y microondas.

_ LL „

Además, a frecuencias superiores a 30 MHz., se debe añadir

otro fenómeno que es la refracción que sufren las ondas

al propagarse por la troposfera» Esta refracción se debe a

que la atmósfera que nos rodea no es homogénea, en el sen-

tido de tener un índice de refracción constante. La varia-

ciÓn de este índice hace que la onda vaya atravesando conis

tantemente zonas con índice diferente, lo que introduce re

fracciones sucesivas. El resultado final es un haz con tra

yectoria curva. . .

Normalmente existe una disminución del índice de re frac

ción al aumentar la altura, con lo que la curvatura de la-

onda es hacia abajo, con el consiguiente aumento de la dig

táñela de visibilidad."En este caso ya no se puede hablar-

de un horizonte geométrico, definido por el radio real dé-

la tierra y la altura de las antenas, sino de un horizonte

radioeléctrico definido por la gradiente del índice de re-

fracción y la altura de las mismas. .

Si consideramos que la gradiente es constante, basta con -

modificar el radio de la tierra, para transformar la tra -

yectoria curvilínea en una trayectoria recta, es decir en-

una propagación en atmósfera con índice constante.

Al aumentar la frecuencia y llegar al rango de microondas.

_ 5 -

se debe tomar en cuenta la absorción introducida por el oxí-

geno y el vapor de agua preserites.-en la atmósfera. Esta ab -

sorción no es constante, pero existen rangos en que la ate-

nuación es sumamente elevada. ^Además las lluvias y las nebli

ñas, también producen absorcione's y éstas aumentan mientras- /'

más alta sea la frecuencia. t ,

En microondas es. posible utilizar antenas con gran directivi

dad, con las que se puede obtener condiciones de propagación

parecidas a las que existen en el espacio libre, en este ca-

so sólo existiría una onda directa, lo que permite además re_

ducir enormemente las potencias de transmisión. *

Cuando se trabaja con frecuencias elevadas VHF y UHF, al ¿e_s

plazar el extremo receptor mas allá del horizonte radioeléc-

trico, no habrá energía directa ni reflejada que alcance ai-

receptor. Tampoco se puede pensar en energía proveniente dé-

las reflexiones de la ionosfera, ya que a estas frecuencias,

las capas ionosféricas son permeables, sin embargo, puede- re_

cibirse un cierto campo a tales distancias, esto se debe a -

la difracción de la energía, electromagnética en la atmósfera.

La atenuación es bastante grande, pero con una potencia de e_

misión adecuada es posible establecer enlaces permanentes.

Existe otro fenómeno importante, es aquel que se refiere a -

' _ ; . " . . " - 6 - - . - -

la difracción que hay "cuando una colina o montaña sobresale

netamente al perfil terrestre :y se interpone entre ambos ex

tremos del enlace.

S¿ .se mantiene fija una frecuencia .de. trabajo y se aleja el

receptor, el campo varia, como lo demuestra la fig. 1.2.

visibilidad difracción dispersi

campo en elespacio li bre

!' " " distancia

J&'ig* 1.2.- Variación relativa'del campo recibido, en función

de la distancia.

En" primer lugar se mantiene una zona de visibilidad que se-

caracteriza por una interacción entre el campo directo y el

reflejado, luego una zona de difracción caracterizada por -

_ 7 -

una constante.y.rápida disminución del campo. A una distan -

cia no determinada, el campo recibido es mayor al previsto -

por la teoría de la difracción, esto se debe a que comienza-

a ser preponderante un nuevo mecanismo de propagación al que

se denomina "Dispersión Troposférica". El campo recibido por

difracción o dispersión coexisten, pero a una determinada

distancia, uno es mas predominante que otro.

discontinuidad ~\/.,.que dispersa^ ^f-~[denejzgítí"

energía-dispersadadirección R

J?'ig. 1.3-- Enlace por dispersión troposférica.

J¿1 fenómeno de dispersión, se debe a las irregularidades pre_

sentes en la atmósfera, la misma que en estado turbulento

contiene pequeños volúmenes de aire, que presentan.disconti-

nuidades con respecto a la variación media del índice de re-

fracción del aire. Cuando la energía electromagnética incide

sobre estas irregularidades, ella sufre una verdadera dispar

sión en todas las direcciones,; entonces una pequeña fracción

puede alcanzar al- receptor lejano..(Fig. 1.3).

A lo largo del trayecto una onda puede sufrir dipersiones, _.

pero la que prácticamente interesa es'aquella que ocurre en_

el volumen común, formado por los conos directivos de las an

tenas, como lo demuestra la figura anterior.

1.2.- PROPAGACIÓN EN EL RANGO DE UHF Y MIMOONDAS.

Como se dijo en la sección anterior, a frecuencias altas, la

energía electromagnética recibida, tiene su mayor componente

en la onda espacial, o sea-aquel rayo que viaja directamente

de la antena transmisora a la receptora y el rayo que es re-

flejado en la superficie de la tierra o algún otro objeto.

En este rango de frecuencias, la propagación es semejante a-

la del espacio libre, por lo que se hace necesario describir

lo que esto significa.

l.a.l.- ESPACIO LIBRE.

El espacio libre se describe como el medio de transmisión en

el cual la energía electromagnética viaja en linea recta,

- 9. - -

por ejemplo el vacio o una atmósfera ideal suficientemente a

lejada de todo objeto que pueda tener efecto sobre la onda.

En esta consideración^ solamente la_onda directa propagada -

desde una.antena .de transmisión es efectiva en la de recep -

ción. La intensidad de campó "presente en cualquier punto de-

dicho espacio, Qs llamada "intensidad de carneo de espacio li

bre", ésta depende solamente de la distancia a la cual se en

cuentra la antena de recepción y se define como:

GtGrAPt-1.1 (1)

En¡ donde:

Pr = Potencia de recepción (watts).

Pt .= Potencia de transmisión (watts).

Orr = Ganancia de la antena de recepción.

Gt = Ganancia de la antena de transmisión.

d-=s Distancia entre transmisor y receptor (mts.).

X = Longitud de onda (mts.).

1.2.1.1.- ATENUACIÓN DEL ESPACIO" LIBRE.

Una antena isotrópica en el espacio libre, teóricamente irra

dia campo electromagnético en todas las direcciones esta on-

da se esparce en forma esférica y toma el nombre de onda es-

férica. La energía no es disipada sino esparcida en un área-

- -- - 10 -

grande, asi .pues, aunque no ha^y pérdida de .energía, la canti.

dad de ésta por metro cuadrado de frente de onda es disminuí

da. A la relación entre la energía transmitida y la recibida

se le da el nombre., de atenuación en el espacio libre y viene

dada por la siguiente fórmula obtenida de la anterior:

pt ,¿ftfd,2- -1 - ; . . " -

Pr "v A ' GtGr

La atenuación del espacio libre .(AEL.) , es decir la fórmula

anterior dada en decibeles es:

A T?T - «AEL = 10

la expresión anterior se da en la siguiente fórmula;

AEL = 32.4 + 20 log.d + 20 logi. f - Gt - Gr 1.2

En donde: Gt 5r Gr son las ganancias relativas de las antenas

de transmisión y recepción en decibeles, d está en kilóme

tros y f en MHz..

1.2.2.- PRINCIPIÓLE HUYGENS Y ZONAS " DE FRESNEL.

El concepto de zonas Fresnel es muy utilizado en propagación,i

en donde el despeje u obstrucción de las mismas tiene un e -

fecto critico. En la fig. l.¿f): se representa una antena de -

transmisión de radio (T), emitiendo energía, la que viaja al

----- 11 - -- •

exterior con un frente de. onda, .expandido* El principió de

Huygens dice que cada elementó de este primario frente de

onda actúa comq_ una nueva fuente de radiación enviando ha

cia el exterior un secundario ¡frente de onda, asi P1 y P",

etc.

Las radiaciones de todos .los elementos de la onda origi -

nal, se suman para formar un nuevo frente de onda, esta -

configuración se_.repite indefinidamente, por lo tanto la-

intensidad en el receptor (R), es la suma vectorial de

una infinidad de ondas pequeñas.

Uesde P', solamente parte_delinuevo frente de onda alcan-

zará al receptor,, dependiendo : de la distancia a la antena

y del ángulor9.- - ¡

P

frente de onda,"\o

rente de ondaexpandido

i''ig. l.¿f.- Ilustración del principio de Huygens.

Para el camino mas corto entre T y R, 0 tomará el valor de -

180°, pero para cualquier otro 0 estará entre 0° y 180°.

Para un punto tal como-P, el coseno de tí, es una medida del

factor oblicuidad, el cual define la magnitud de las compo-

nentes que alcanzan al receptor.

Analizando el puntó P1, es evidente que la energía que lie-

ga a través de este camino, lo hará retardada con respecto-

a la que viaja por P; si la trayectoria via P' excede en me_

dia longitud de onda a la de P5 las señales llegarán defasa

das 180° y se cancelarán. Si la longitud de la trayectoria-

indirecta es incrementada en media longitud de onda más, la

señal se sumará en fase a la onda directa. La longitud de -

la vía indirecta se puede incrementar indefinidamente, por-

lo tanto las señales se cancelarán o sumarán con la onda di

recta.

La fig.1.5, es otra vista de la misma trayectoria de radio,

las lineas entrecortadas representan el frente de onda ex -

pandido_desde T3 el punto P1 , se define por todas las tra -

yectorias indirectas que exceden a la directa en media lon-

gitud de onda. Si se imagina que P' se mueve en el exterior

del circulo, éste definirá todas las posibles trayectorias-

igual 'a : d + -V2, asi este circulo es llamado la primera -;.

zona de Fresnel, cuyo radio está dado por:

Fl = 1.3 (2)

En donde:

•A. - Longitud de onda.-

di - Distancia desde T hasta la proyección de P.

d2 = Distancia desde R hasta la proyección de P.

d = Distancia entre'T y E.

Longitud de lostrayectos:

12 zona; d + A/2

T- zona-d-+2A/2-

N- zona d

longitud *del trayecto

directo: d1 +d2

Fig. 1.5«- Sección transversal de la trayectoria de radio,

La segunda zona de Fresnel está definida como aquella cuyas

posibles trayectorias indirectas son igual a d +22/2. y cuyo

radio es:

F2 s V~Z" Fl- - •

Similarmente el radio de la tercera zona de -Fresnel es >/3Fl-"

y asi sucesivamente.

Si se define" completamente el.contorno de las zonas de Fres-

nel, el resultado es un elipsoide" "de revolución, el área de-

cada anillo anular es aproximadamente igual al adyacente,

por lo tanto la energía transmitida a través de cada uno, es

aproximadamente igual. Las contribuciones de la intensidad-;

de campo en el receptor, son proporcionales al área de cada-

zona, a su factor de oblicuidad e inversamente proporcional-

a la distancia de la trayectoria. Como se dijo anteriormente _,

las áreas de cada zona son cercanamente iguales, por lo tan-

to las contribuciones en R desde dos zonas adyacentes tende-

rán a cancelarse debido al estado del retardo de fase, sin -

embargo considerando el factor de oblicuidad, las contribu -

cienes de las zonas mas alejadas"serán progresivamente más -

pequeñas.

1.a.3-- ÍNDICE DE REFRACCIÓN DEL "AIRE.

Un parámetro importante utilizado en propagación es el índi-

ce de refracción del aire. La atmósfera inmediatamente sobre

la superficie terrestre, recibe el nombre de Troposfera, su -

- - - - - - - - 1 5 -

altura var£a en la esfera terrestre asi: 6 kilómetros en los

j 11 en latitudes templadas y 18 en el ecuador.

plano perpendicularal trayecto TR.

segundazona

primerazona

Fig. 1.6.- Representacion.de las zonas Fresnel en tres dimen_

siones.

Se caracteriza porque su temperatura es inversamente propor-

cional a la altura, se la puede considerar como un dieléctri

co puro con una permeabilidad magnética igual a la del vacio

ido} su índice de refracción se expresa como:

esta cantidad es muy cercana a la unidad^ por lo que se aco_§

- . _ _ _ . . - - 1 6 -

tumbra usar el "coíndice de refracción", definido por:

N = (m - 1) 106 ]

El índice de refracción depende de muchos factores metereoló

gicos y para -las • ondas radio-eléctricas puede expresarse con

bastante aproximación:

(P + 4.810 f)

En donde :

p = Presión en mili "bares."

e = Tensión del vapor de agua en milibares.

T = Temperatura absoluta en K° .

La humedad del aire también puede expresarse en distinta for

ma asi: "humedad especifica" (s), que es la relación entre -

el peso del vapor de agua contenido en un volumen de atmósfe_

ra y el peso del mismo volumen conteniendo aire seco. Se pu£

de de finir :

es ~ b¿¿ — J_ • /P

Reemplazando la fórmula 1.7 en la 1.65 tendremos:

- 1? -

N = p (- Zi . . + 600 —•) 1.8

1.2.3.1.- GRADIENTE DEL"ÍNDICE DE/REFRACCIÓN DEL AIRE- i

Debido a- que la presión, la temperatura y la humedad varían

con la altura, el índice del aire también varia, pudiéndose

obtener la derivada de" la expresión anterior, es decir, "la

gradiente del índice de refracción del aire11, la cual es un

parámetro importante en propagación.

En general sé tiene que:

d N _ j * [ d p c í W _ d T ¿N dsdh ~ Jp - dh cíf dh _~7s dh

de la fórmula 1.8, se puede obtener:

cÍN _ 77.6 600 _s_ _JP ~ 'I1 T

cÍN n 77*6 . 1.300 1•— — — K + •" T T

cÍN 6 0 0 _ P ^T

Para las capas bajas de la troposfera, en donde se obtienen

- -18 -

valores de -P, T y s, puede escribirse con suficiente preci

sión:

dh - w'- dh - dh ' < dh .

El CCIR ha definido una atmósfera de referencia y es aquella

en la cual el índice de refracción varia exponencxalmente de

la forma;

N = 289 e-0'1

En donde: h es la altura sobre el nivel del mar en kilóme

tros. En las capas bajas, h es aproximadamente igual a O y -

la gradiente puede considerarse lineal e igual a; dW/dh =

- 39 unidades N/Kra. si este valor fuese constante con la al-

tura, se tendría la "atmósfera normal o standard".

1.2.4-- RADIO EQUIVALENTE DE LA ESFERA TERRESTRE.

Con la ayuda del radio equivalente, se puede analizar cómoda

mente un enlace troposférico, el cual toma en cuenta el efec_

to de la refracción producida por una atmósfera standard.

f!

Por medio de la ley modificada de Snell, se puede escribir -

entre los puntos A y B de la fig. 1-7) lo siguiente:

_- -19 -

h) cos<j>2-= TJO Ro 1.11 (6)

Si la atmósfera se considera lineal se tiene

*]= ^o + gil 1.12

En donde: . -

g = -TT- (gradiente)

Reemplazando:

'Cn* Sh) (Ro + n cosía) = ^ o Ro cos^l

h 1Ro cos92 • =

(T)D

Fig. I.?-- Representación de la ley de Snell.

- HO -;

Si la atmósfera fuese homogénea y constante, la refracción

que allí se produciría estarla definida por la ecuación:

= cosipl

Comparando estas dos últimas ecuaciones, deducimos que se-

puede transformar la propagación real en una atmósfera con

gradiente constante, en una propagación recta con atmósfe-

ra constante al reemplazar el radio real por uno ficticio-

o equivalente definido por:

Re Ro

En la atmósfera normal puede escribirse

1 + Bog

Re = RoE

Siendo :

1K = 1 + Rog

Si la atmósfera es normal

„ ?o i n ~ Ns ~ dh " ^ ' x'u Kilómetro

K toma el valor: 4/3-

1.2.5-- REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN. -

Estudiando los cambios que ocurren en un frente de onda cuan

do la misma viaja en un medio de. determinada densidad, es p£

sible predecir los efectos que ocurrirán en el momento en -

que la onda _encuentra un medio de diferente densidad en el -

que se puede reflejar o refractar y ceder energía.

El coeficiente de reflexión, se define como la relación en -

tre la energía reflejada que sale por segundo de una superfi

cié reflectora por la energía que incide en la misma unidad-

de tiempo; si los dos valores son los mismos, la superficie-

es un perfecto reflector, en cambio si es menor, parte de la

energía será disipada por la superficie y parte pasará como-

un rayo re fraetado.

1.2.5.1-- REFLEXIÓN EN LA SUPERFICIE TERRESTRE EN EL RANGO

DE MICROONDAS.

Como se anotó anteriormente, la energía que viaja dentro de-

— 22 — -. - . . -

la trayectoria de la primera zona-de Fresnal, llega al recep

tor en oposición de fase respecto a la que va por la trayec-

toria directa, pero si el rayo choca con la superficie te

rrestre, llegará al receptor en fase y se sumará con la onda

directa.

Esto se puede explicar y determinar" con la adaptación del

principio de Huygens, como se demuestra en la fig. 1.8.

Si se tiene una onda electromagnética que choca en algún-pun

to entre la antena receptora y la transmisora, se observa un

frente :de onda A1 B tocando la superficie de la tierra en la

que no puede penetrar; si ésta' no e-stuviese presente la onda

deberla avanzar sin cambiar de dirección, como se ilustra en

la linea ACB; CB representa- el;frente de onda incidente y AC

la onda re fie jada". - .

Fig. 1.8.- Giro de fase debido a reflexión,

;,__..- 23 -

El ángulo de incidencia y el de reflexión son iguales y-resi-

den en el mismo plano, de lo que se. deduce que el rayo gira -

180° en el punto de reflexión.

1.2.6."- EFECTO"DEL. DESPEJE DE TRAYECTO -EN" UNA TRANSMISIÓN DE

RADIO. - — - - - - - - -

La fig. Í.9j representa la variación de nivel de señal como -

una función del despeje para tres tipos de trayectorias de -

radio. Las zonas de JTresnel son trazadas como la relación del

actual despeje del trayecto F 'y-el radio de la primera zona -

J?'resnel. Los tipos de terreno son: tierra plana, superficie -

esférica lisa y "filo de cuchillo". En la práctica no todos -

los trayectos serán iguales a éstos, p'ero se encontrarán en_ -

tre ellos:

¿/sup. es-férica lisa

-20

0,5 O 1,0 2,0 F/F1

Fig. 1.9-- Efecto de la claridad del trayecto.

1.3-- RUIDO EN UN SISTEMA DE MICROONDAS

Se darán conceptos breves de las diferentes clases de ruido

q.ue se encuentran en un sistema de microondas, para realizar -

en lo posterior los análisis de calidad de transmisión en el -

proyecto. -

Además se utilizará el concepto de banda base, como aquella sjí

nal que se obtiene a partir de un equipo múltiplex por divi

sión de frecuencia (FDM), es decir la señal de 60 KHz hasta

4.028 KHz en el caso de 960 canales y de 6o KHz hasta 1.364 -

KHz en el caso de 300 canales.

Dos tipos de ruido se producen en una banda base: uno de espe£

tro discreto y otro de espectro continuo.

El ruido de "espectro discreto, se presenta como pulsaciones en

una frecuencia de banda base particular, éste es causado por -

interferencias de otras fuentes de microondas y/o por produc -

tos de intermodulación, debido a una gran variedad de distor -

siones.

El ruido de espectro continuo, se divide en tres categorías:

ruido .térmico, de intermodulación y de interferencia.

Toda relación señal a ruido, se discutirá en esta sección co -

- 25' -" '

mo "un valor no ponderado. La potencia de ruido sofométricamen-

te ponderado en un canal telefónico es 2,5 ¿B menos que la

potencáa de ruido no ponderado.

1.3-1-- RUIDO TÉRMICO.

La relación señal a ruido (S/N) a la frecuencia de banda base-

(f), depende de la desviación del. .tono de prueba por la señal-

del canal de mensaje (So), ancho de isanda del canal de mensaje

(B), potencia recibida (Pr) y figura de ruido del receptor (F),

se expresa de la siguiente manera en decibeles;

O - 1 ^ - 1 Jrr /oO\¿-Y= 10 log FKTB (-J-)

En donde:

K = Constante de Boltzmann (1,38 x 10 ^ joules/K°)

T = Temperatura absoluta en K°.

1.3-2.- HUIDO DE INTERMODULACIÓN.

El ruido de intermodulación se atribuye a las características-

incompletas del medio de transmisión. En canales de mensaje

FDM, este ruido es producido mutuamente por productos co_mbina-

dos de componentes de frecuencia diferente. /s'•-• "

El ruido de intermodulación se clasifica de acuerdo a las cau-

- 26 -

sas de distorsión en:

a.- Huido de intermodulación debido a distorsión no-lineal.

La no-linealidad no se encuentra solamente en las característi

cas del voltaje de entrada vs. salida de un amplificador de

banda base, sino también en las características de la señal de

voltaje de banda base vs. la desviación de frecuencia en un m_o

dulador o demodulador.

b.- Ruido de intermodulación debido a distorsión de fase.

£sta distorsión se produce por las características de fase del

equipo por donde atraviesa una señal modulada en frecuencia.

lun general, las características de fase en sistemas de transmi

sión FM no se miden directamente:, sino mediante el .tiempo de -

retardo de grupo o las características de retardo de la envol-

vente, las cuales expresan el tiempo de transmisión de grupo -

alrededor de la frecuencia portadora.

c.- Ruido de intermodulación debido a distorsión de amplitud.

juste ruido se presenta debido a la distorsión de amplitud en -

las características de amplitud vs. frecuencia del equipo por-

donde pasa las señal FM.

d*- Ruido de intermodulación debido a distorsión por eco.

Para el estudio de la distorsión por eco, es práctico dividir-

lo en dos grupos de acuerdo a sia £iempo de retardo:

- a? -

d.l.- El eco de retardo-: corto, que es causado por reflexión en

una gula de onda pequeña o en aparatos de longitud equivalente

y en¡ la transmisión de muí ti trayectos atmosféricos.

La distorsión de e o corto debe ser tratada como una distor

sión de retardo, debido a que la distorsión de amplitud no al-

canza una proporción considerable en la mayoría de los casos -

reales.

d.2.- La distorsión por eco de retardo largo, la cual es la mas

importante en la práctica, ésta se produce en un alimentador _

largo para antena o en cualquier reflexión en la tierra.

HU

*3ft

~O QC, , OD

^ -3¿Cn¿'+

- 1"o J¿-4. "30

^y ?ñQ

LO 9 £iü ¿ o

9A

2?

?n

18

"1ÍR

hc1

a\

\V

\\

\

\

\

\ \ \

\\

N

^

_

-

—-

So: 200 KHzrms

r: coeficientede reflexión

a:800 canales

b:960 canales

c :1200 canal es

10 20 30 50 70 100 200

Fig. 1.10.- S/D debido a distorsión por eco.

500 1000tiempo de retardo [ns]

- - -28 -

El ruido de intermodulacion "debido a distorsión por eco se cal.

cula'mediante la fig. 1.10, la cual es'obténida mediante desa-

rrollos teóricos. - . . .

1.3-3-- BUIDO DE INTERFERENCIA.

Para facilitar el análisis, se supone un sistema de radio-rele

vos empleando dos frecuencias para una red de mensaje doble

(dos vías) y con antenas separadas para transmisión y recep

c-ión. _ .__ . . . . : : ' .

(c)N ^ !

A

/y"fl N

C\ f2 DU VB

r^^2 'í iV }f ¡J c

^Di <K (

Ti í2^ ñU\J' /

-''^(d)

D f1

* 1.11.- Interferencia en el mismo sistema de radio-relevos,

Las literales de la figura anterior, definen las siguientes -

clases de interferencias:

_ 29 - - ~ '

a = Sobre-alcance. •- ..... - - ••- •--

b = Acoplamiento. "frente atrás" de la antena de transmisión.

c = Acoplamiento . "frente atrás" de la antena de recepción.

d = Acoplamiento "frente lado" de la antena de transmisión en

la ruta de derivación. - ..

e = Acoplamiento "frente lado" de la~ aiitena^de recepción en -

la ruta de derivación. * ..... : : ."."

Además existe la_ interferencia entre sistemas paralelos, cuan

do se tiene a una misma ruta dos o mas circuitos trabajando -

en frecuencias adyacentes, • en este- caso se tendría básicamen-

te las" mismas clases "de interferencia enunciadas anteriormen-

te. -

Otra clase, de interferencia es aquella que se produce en la -

misma estación, debido a radiación de microonda espuria de -

transmisores u ociladores locales .al mezclador de recepción, -

a través del bastidor o bandeja, filtros de derivación, guias

de onda, etc.

1.3.3.1.- CALCULO DEL RUIDO DE INTERFERENCIA DE ESPECTRO

CRETO.

Suponiendo que una onda indeseada existe dentro del rango - B-

de la frecuencia portadora, un tono pulsante será producido en

- 30 -

el canal de mensaje, cuya frecuencia será igual a fu - fe,

La relación señal a ruido está dada por la ecuación:

S_I[dB]

_U[dB]

20 log (fu ->/2~ So 1.15 (8)

En donde;

D = Nivel de señal deseada.

U = Nivel de señal no deseada.-

fu = Frecuencia de la onda continua no deseada,

fe = Frecuencia de la onda continua deseada.

So = Desviación del tono de prueba en rms.

1.3.3.2.- CALCULO DEL RUIDO DE INTERFERENCIA DE ESPECTRO CONTI

NUO,

En un sistema con índice de modulación pequeño, la relación s£

nal a interferencia (S/I) en un mismo sistema (diferencia de _

40r

36-

"O 32

s28Q 24

207

Z

¿^desviación de fre -cuencia efectiva enrms

k: f /B

f: frecuencia debanda base

B; máxima frecuen -cía de banda base

0,1

Fig. 1.12.- Factor de reducción de interferencia vs. desvia

.ción de frecuencia efectiva.

frecuencia igual a algunos cientos de K H z ) , se aproxima suman-

~do-l6 dB a la relación de señal""' desea:da*_ a indeseada (D/U).

Para el cálculo se utiliza la relación entre S/I y D/U dado en

la figura an te r ior . .__

— con pre-enfasi-s

— s m pre-eniasis

10 15 20 25 30diferencia de frecuencia [MHz]

Fig 1.13.- Jt'actor de reducción de interferencia vs. diferencia

de frecuencia entre portadoras.

En el caso en que el valor fu - fe no es pequeño, el valor de-

transferencia para la reducción3 se tomará de la fig. 1.13-

1.3.¿f.- RUIDO DE DISTORSIÓN DE PROPAGACIÓN.

En* un trayecto de radio donde la onda reflejada no puede ser

eliminada, el fenómeno de propagación de muítitrayectos apare-

- 32 -

ce, éste no solamente causa desvanecimiento debido a la varia-

ción de la gradiente del índice de refracción, sino un ruido -

de distorsión por eco, el cual es llamado ruido de distorsión-

por propagación.

El valor de ruido de distorsión por propagación puede ser esti

mado de la misma manera que le ruido de distorsión por eco cor

to, el valor de ruido en el peor canal telefónico (S/I), se da

por la siguiente expresión:

Y = Tf +TJ 1-16 (9)

En donde:

D/U = Delación de potencias entre la señal directa d£

seada y la señal reflejada no deseada en dB.

S/D = Este parámetro se lo obtiene a partir de la fi-

gura 1.1/fj al sustituir la diferencia de traye_c

to de las dos ondas, o el tiempo de retardo dé-

la onda reflejada.

l.¿f.- RECOMENDACIONES SOBRE CALIDAD DE TRANSMISIÓN.

l .Af. l . - CIRCUITO DE REFERENCIA HIPOTÉTICO.

En el estudio de ruido y otras características de las redes de

larga distancia, es inconveniente tomar de referencia sistemas

reales los cuales varían uno a o;tro" eri" longitud y composición,

asi pues, el CCITT (Comité Consultivo de Telefonía y Telegra -

fia) y el CCIR (Comité Consultivo internacional de Radio), han

establecido circuitos de referencia para guiar el diseño y

construcción de equipos y sistemas. Ellos son de longitud defi

nada y comprenden un cierto número de equipos intermedios y -

terminales, los que han sido escogidos para representar a los

circuitos reales.

De acuerdo a la recomendación 392 del CCIR, un circuito de re-

ferencia para telefonía, sobre sistemas 'de radio relevos en 11

nea de vista, usando FDM (muítiplex por división de frecuencia)

con capacidad de más de 60 canales telefónicos por canal de ra

dio frecuencia es de 2.500 kilómetros de largo e incluye:

3 juegos de moduladores de canal. -

6 juegos de moduladores de grupo.

9 juegos de moduladores de supergrupo.

Debe entenderse que los juegos de moduladores comprenden un rno

dulador y un demodulador. Además este circuito incluye 9 jue -

gos de moduladores de radio, lo cual divide al circuito en 9 -

secciones homogéneas de igual ^.ongitud como en la fig. 1.15.

1. .3.- RUIDO EN UN CIRCUITO HIPOTÉTICO DE REFERENCIA.

La potencia de ruido permitido -en un circuito de referencia es

el objetivo de diseño."

FDM- > 60 CANALES -

2500 Km

840 -Km-

8 4 0 K m

-840 Km-

-2SO Km —

s-eección homogénea

<modulador de radio

> demodulador de radio.-[}- modulador de supergrupo

Fig. 1.15.- Circuito de referencia hipotético.

La potencia de ruido referida al.punto .de nivel relativo cero-

en cualquier canal telefónico en.el circuito hipotético de re-

ferencia, no debe exceder de los valores expuestos abajo, los-

cuales se han escogido tomando en consideración del desvaneci-

miento (recomendación del CCIE 393-1)•

a.- 7«500 de potencia media sofométricamente ponderado en cual

quier hora.

b.- 7-500 pW de potencia media sofométricamente ponderado so -

bre un minuto para más del 2U% de cualquier mes.

c.- ¿i-7-500 pW de potencia media sofométricamente ponderado so-

_ : . " " - .35.- .

"bre un minuto para más del 0,1% de cualquier mes.

d.- 1'000.000 pW no ponderado (con un tiempo de integración de

5 milisegundos) para más del 0,01% de- cualquier mes.

l.¿f.3.- KUIDO EN UN-CIRCUITO REAL.

Como los circuitos reales difieren muchas veces de la composi-

ción del circuito de referencia hipotético, los objetivos para

la planificación se dan en forma..Deparada, Asi la fecomenda

ción 395-1 dice:

'La potencia de ruido sofométricamente ponderado, en el punto -

de nivel relativo cero en un canal telefónico de longitud L, -

donde L está entre 50 y 2.500 Km. en una "banda "base FDM, no d_e

bería ser excedida de":

Para 50 Km ¿L í8¿fO Km

- 3L pW/Km -f 200 pW de potencia media en cualquier hora.

- JL pW/Km + 20 pW de potencia media en un minuto para más del

20% de cualquier mes.

- ¿t?.500 pW de potencia media en un minuto para mas de

(280/2.500) x 0,1% de cualquier mes, cuando L e s -menor que

280 Km o más que (L/2.500) x 0,1% de cualquier mes cuando L es

"mayor que 280 Km.

Para 8¿fO K m < L ^ 1 . 6 ? 0 Km.

- 3L pW/Km + ¿fOO pW de potencia..media en cualquier hora.

- 3L pW/Km + ¿fOO pW de potencia inedia en un minuto para más -

- - - 36 -

del 20% de cualquier mes.

- 47-500 pW de potencia media en : un minuto"para más de _

(L/2.500) x 0,1% de cualquier mes.

Para 1.670 Km £L = 2. 500 TKm._

- JL/'pW/Km + 600 pW de potencia media en cualquier hora.

- 3L pW/Km + 600 pW de potencia media en un minuto para más

del 20% de cualquier mes.

-. 47.500 pW de potencia en un minuto para más de (L/H.500) x _

o,l% de cualquier mes.

l . / f . / t . - RUIDO BAJO CONDICIONES DE SEVERO DESVANECIMIENTO.

Bajo esta condición, la distribución de probabilidad acumulati-

va de la señal recibida en un trayecto de radio, luego de re -

sultados de. muchas pruebas, puede ser aproximado por la fórmu-

la de fiayleight. Esto es que durante un severo desvanecimiento,

la probabilidad de que el nivel de señal recibida sea mas bajo

que cierto valor X, está dada por X/Xo o que la probabilidad -?

de ruido excediendo cierto valor:N, viene dado por No/N ; en -

donde Xo y No son el nivel de señal y potencia de ruido en. el-

éspacio libre respectivamente. Asi por ejemplo; la probabili --

dad de un desvanecimiento de ¿fO -dB, es aproximadamente 0,01% y

de 50 dB es 0,001%.

Por otro lado, la probabilidad de que ocurra un desvanecimien-

to Rayleight para un periodo de tiempo largo (P) , está dada por

la siguiente -fórmula -experimental, la que ha sido derivada del-

análisis de varias pruebas de propagación en Japón y que puede-

servir de valor gula para otras regiones:

P = "Qíf/A)1'2.*3'5 rU7~" ... 1.16 (10)

E n donde : - - - - - - ^ - - -

Q "= 2,1 x 10 (sobre montañas)

= 5,1 x 10" (sobre planicies)

-8 - / •= 1.9 x 10 1/h "(sobre el mar)--. - - - - - 0.05 - - -----

"" f = frecuencia de radio (GHz)

d = distancia del tramo (Km) -

. . _. E = altura^ promedio del .trayecto, (m)

Para un sistema de radio relevos que constituye parte de un cir

cuito telefónico internaciona!3 la recomendación 393-1 del CCIR

dice: "La potencia de ruido no deberla exceder de l 'OOO.OOO pW-

(con un tiempo de integración de ^>ms) para mas del 0.01% de -

cualquier tiempo". Por lo tanto .la probabilidad de estallido de

ruido (Pi), que está definida como la_ probabilidad de tiempo

excediendo l 'OOO.OOO pW en cada salto viene dada por:

Pi -^ l 'OOO.OOO 1.17(11)

En donde:

- 38 -

<j"= Margen de seguridad.

= 1, cuando las pérdidas por reflexión son menores-

que 10 dB.

= 2, cuando las pérdidas por reflexión son mayores-

que 10 dB.

No = Potencia de ruido térmico,

P = Probabilidad de que ocurra desvanecimiento de

Rayleigh.

Debido a que la probabilidad de ruido por desvanecimiento de

derivación corta, es la suma de la de cada tramo., la probabá/i

lidad de ruido excediendo de l 'OOO.OOO pW es:

L x 0.01% 1.18 (12)2.500

Donde L es la longitud total del sistema planificado en kilo

metros.

Tomando en cuenta el mejoramiento por conmutación del canal-

principal al de protección, debido a ruido, la probabilidad-

de ruido por desvanecimiento T!, puede ser reducido por el -

factor de mejoramiento I.

T' =- T 1.19 (13)

- - - - - - 39; -

I es estimado de 3 a 5 dependiendo del coeficiente de correla-

cáón de frecuencia entre los dos canales de RF.

CAPITULO SEGUNDO

DEMANDA Y PROYECCIÓN DE TRAFICO DE LAS POBLACIONES. ESTUDIO

DE LA RED TRONCAL.

2.1.- ESTUDIO Y DETERMINACIÓN DEL NUMERO DE CANALES TELEFO -

NICOS POR POBLACIÓN Y POSIBILIDADES DE EXPANSIÓN.

2.1.1.- TEAFICO INTERURBANO DE LA ZONA NORTE DEL PAÍS.

A la fecha de realizado el estudio, no existían medidores de

tráfico, por medio de los cuales se puede obtener la lectura

directamente en erlangs.

Por lo que se procedióla calcular la densidad de tráfico de-

larga distancia, hacia la región norte del país de las dos -

ciudades que tienen tráfico automático (Tulcán e Ibarra), me

diante fotografías tomadas a los medidores de congestión en-

un periodo de diez días laborables y con intervalos de una -

hora* Los días tomados para la muestra fueron los comprendi-

dos entre el 16 y 20 y el 23 y 2? de Junio de 1.975, las ho-

ras de medición fueron de 9 a. m. a 12 m. y de 3 P« m« a 6 -

p. m.

Una vez tabulados los datos que se muestran en los cuadros -

21Í y 2.2, se ha observado: que existen algunos valores que -

Cuadro 2.1.- Medidas de congestión para Tulcán.

^Bía^*

LUNES -16-VI-75

MAREES17-VI-75

MIÉRCOLES18-VI-75

pDBVES19-VI-75

VIERNES20-VI-75

LUNES23-VI-75

MARTES24-VI-75

MIÉRCOLES'25 1-75

JUEVB3

"26-VI-75

VIERNES

27-VI-75

TOTAL

TOTAL SINEXTREMOS

9 a»ra.

4147410 a.m.

¡42834

1360

49719

11 a.m.

45713

2879

50302

583

58930

12 m.

4621+6i

533

53896

3594

59796

866

626SO

3 "&«ni*

[j.6203

487

55243

1377

60224

1+28S

63223

573

79675

4 P*m.

48S.P

176

560144

771

60659

435

63234

11

79787

112

81829

5 p.ro.

48140

1261

56835

791

60934

275

63597

363

79792

5

81972

143

83154

6 p.m.

49183

1043

57208

373

61134

200

6^080

483

80118

326

82009

37

83304

150

86509

58235

1027

61223

89

6í|229

li|9

80320

202

82017

17

83745!

44i

86678

169

8888o

61549

326

64302

73

801+10

90

82271

254

: 83955

210

86806

128

89313

433

92476

64732

430

80681

271

821+42

171

aiiiai^229

86986

180

89348

35

92476

0i

i|3>9

2051

80970

289

82502

60

81+677

493

87226

240

90191

843

92497

21

7579

1090

82626

124

85714

1107

87449

223

90376185

92587

90i

4374

2047

86623

583

87776

327

90l|48

72

93489902

1

3998i

1938

88319

543

9081+9

401

93702

213

2578

1132

91364

>594243

541

4503

2002

94425

182

5018

261+2

Cuadro 2.2.- Medidas d« congestión para Ibarra.

^^-^HoraDía^^\S

16-VI-75

MARTES17-VI-75

MIÉRCOLES18-VI-75

JUEVES

19-VI-75

VIERNES

20-VI-75

LUNES23-VI-75

MARTES

2+-VI-75

MIÉRCOLES

25-VI-75

JUEVES26-VI-75

VIERNES

26-VI-75

TOTAL

TOTAL SIN. EXTREMOS

9 a*m.

16086

10 a.ra

1691*5

859

21923

,11 a.m

19602

2657

22133

210

26896

12 a.m

196Í9

97

234-63

1330

27930

103¿+

31821

3 p.ra.

19944

245

2l|113

650

281+72

5U2

3250Í|

683

39152

4 p.m.

20188

244

24608

495

28920

W3'

33325

821

l+ooi+5

893

l4Í|266

5 P-m.

20406

218

25424

816

29188

268

34795

1Í4-70

l|0272

227

ítóio

%

l46ll£

6 p. m.

20633

227

25696

272

29%4

308

35325

530

40Í|48

176

w¿135

¡4618

1|2

ij.8308

25696

0

29844

348

35867

542

41528

1080

1(14468

23

46307

123

U8383

75

1+9867

30074

230

36034

16?

41928

400

44864

396

46345

38

l|8Sl|l

158

50097

230

52^9

36266

232

42202

274

44867

3

47003

658

4855o

9

5028)0,

113

521A

15

4085

2101

42256

344

45273

406

470141

38

48677

127

50459

-2I|_9

52597

133

6239

2016

45354

81

47412

371

48775

98

50780

321

52690

93

3253

1101

47714

302

48853

78

50816

36

52805

ii5

4235

2255

48934

81

50883

67

53157

352

2837

3440

50915

32

53613

456

2657

1650

53627

14

1543

883

se consideran prácticamente imposibles de presentarse en cori

diciones normales de funcionamiento del sistema, presumiendo^

se que se tratan de valores ocasionados por alguna -falla,

puesto que por tratarse de este tipo de mediciones, realiza-

das por primera vez, se ha omitido un control estricto de

las fallas en el período de la muestra.

Por esta razón, como un método tentativo, se ha procedido a-

eliminar de las dos muestras tomadas, los dos valores supe -

riores y los dos inferiores, quedando en consecuencia seis -

valores situados entre los extremos, de los cuales se ha to-

mado el promedio, para una vez transformado en horas, apli -

car la fórmula B de Erlangs cuya expresión es la siguiente:

Yn

P = - - h 2.1 (13)Y Yz Y

1 +T+ír ..... -niEn donde :

P = Probabilidad de pérdida (. en este caso el valor

de los congestionadores expresado en horas).

Y; = Tráfico en erlangs.

n = Numero de circuí tos en uso.

Por facilidades de cálculo se utiliza la fig. 2.13 obtenida-

/ 21 nip=PROBABILlDAD DE PERDIDAy = TRAFICO [Erlangs] n=Ni DE CIRCUITOS

' 00001 0001 0,01 0.05 0,1 0,2 0,3 0,£ 0,5 0.6 0,7 0,8 0.9 0,95 0,98 0,99 0,9960,999 0,9999

P

Fig. 2.1.-

da la fórmula 2.1.

De esta manera se ha obtenido el tráfico aproximado y consid£

rando que para el servicio automático el CCITT recomienda co-

mo aceptable una pérdida del 1%, se ha calculado también los-

circuitos necesarios para cursar el tráfico calculado. Se ha-

considerado que debido a la importancia de estas ciudades, el

tráfico saliente será el 55% y el entrante

Para estimar la densidad de tráfico de las ciudades de Otava-

lo j San Gabriel , Atuntaqui y El Ángel, además de la República

de Colombia que tienen un tráfico semiautomático y manual se-

na recurrido a las matrices de tráfico elaboradas en base a -

las informaciones proporcionadas por cada una de las oficinas

las que contienen minutos tasables por mes.

En este caso, para calcular el tráfico en erlangs se utiliza-

la siguiente expresión;

En donde:

The = Tráfico en la hora cargada (erlangs).

fe = Factor de concentración,

fo = Factor de ocupación.

di = Días laborables por mes.

Mt = Minutos tasables por mes.

Hay que tomar en cuenta que el tráfico de tasación (Tt) no -

expresa el tráfico real y efectivo (Te), que es aquel que in

dica el tiempo requerido por el usuario para realizar su co-

municación e incluye; el tiempo que el operador necesita pa-

ra ponerse en contacto con la persona solicitada por él, el-

tiempo de conversación del usuario con el solicitado y el

tiempo de desconexión del circuito. Indudablemente Te será -

mayor que Tt y existe una relación práctica entre las dos y_

es el factor de operación (fo), definido por:

Tefo =

Tt 2.3 (15)

y cuyo valor recomendado por el CCITT para el tipo de comuni

cación manual es 1,5.

Con el objeto de aplicar la fórmula 2.2 es necesario tomar -

en cuenta el factor de concentración (fe), que es la relación

del volumen del tráfico entre la hora cargada (The) y el to -

tal del tráfico efectivo en el dia (Te), este valor fluctúa-

- V? -

entre 1/6 y 1/8; para el presente caso se ha tomado 1/6, en

consideración a que el tráfico telefónico es cursado única-

mente en el día.

Thefe = -

Te

2.1.1.1.- DEMANDA ACTUAL DE TRAFICO.

para obtener la demanda actual de tráfico se ha considerado

que un mejoramiento del servicio y un aumento adecuado de _

circuitos puede conducir a un incremento de tráfico, pudien

do ser éste mucho mayor en las localidades que sólo cuentan

con un servicio manual y semiautomático que de aquellas que

ya disponen de~un servicio-automático. Bajo este supuesto -

se ha creído acertado considerar que un incremento de tráfi.

co en un 30% para las localidades con servicio automático y

el 100% para las localidades con servicio manual y semiautc)

mático.(factor de salto brusco). _ .

La demanda actual de tráfico se -ha calculado utilizando la-

siguiente expresión:

D = K x To Z. 5 (16)

En donde:

D = Demanda actual.

K = Factor de salto brusco*

To = Tráfico ofrecido.

Los resultados obtenidos se indican en el cuadro 2.3*

2.1.2.- PROYECCIÓN DE TRAFICO PARA EL FUTURO.

2.1.2.1.- PROYECCIÓN DE TRAFICO AL 31 DE DICIEMBRE DE 1-977-

El tráfico proyectado ha sido calculado asumiendo un porcen-

taje de incremento anual del 20% a partir de Junio de 1.975?

ya que el 15% asumido para el plan quinquenal ha resultado -

en general bajo. Para el cálculo se ha empleado la siguiente

expresión:

Tp = D x :(1 + r)n 2.6 (17)

En donde: • - - . . .

Tp = Tráfico proyectado,

D = Demanda de tráfico (hasta el 30 de Junio de

1.975.

r = Porcentaje de crecimiento (20$)

n = Periodo considerado (2,5 años).

Cuadro 2.3-- Demanda de tráfico en 1-975

RE

LA

CIÓ

N

Qto

-Tu

lcán

Qto

-S

Gab

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Qto

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0,65

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2

0,33

0,33

2,6?

S

7,30

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0,33

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4

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0,66

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T

17

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6

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cu

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Cir

cu

ito

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rio

s

E 1? 18 8

S 15 15 7

T 32 3 33 5 2 2

15

-p- 1

E: Entrante

S: Saliente

T: Total

A: Automático

S: Semiautomático

M: Manual

Cuadro 2,.- Proyección de tráfico para 1.97?

REL

AC

IÓN

Qto

-Tu

lcán

Qto

-S

Gab

riel

Qto

-I"b

arra

Qto

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Qto

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0,9

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ci-

mie

nto

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15 20

20

20

20

20 30

w o iC < 2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

Trá

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o

Pro

yecta

do

(Erl

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E 13

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1,535

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3

3,5

0,77

0,77

6,1?

S

11,1

2

1,55

13,3

6

3,5 0,77

0,77

5,90

T 2^,5

0

3,1

29,6

9

? 1,55

1,55

1 5 1 3 5 5 3

Núm

ero

deC

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ito

s

E 22 26 12

S

19 23 11

T 1U

5 ij. 9 9 3 3 23

IVJ1

E: Entrante

S: Saliente

A: Automático

S: Semiautoraático

T; Total

!: Manual

- 51 -

Los resultados se muestran en el cuadro 2.¿f.

2.1Y2.2.- PROYECCIÓN DE TRAFICO PARA LOS PERÍODOS 1.978 -

1-983 y 1.983 - 1.98?. - -

La planificación del tráfico de larga distancia hacia el ñor

te del país para los periodos mencionados, se lo ha realiza-

do considerando que en Enero de 1,978 entrará en servicio la

central interurbana desbarra. Esto implica un cambio en la-

forma general de lared, asi el cuadro H.¿f, muestra la situa-

ción a Diciembre de 1.977 Y el cuadro 2.5, indica la forma -

de la red a la misma fecha pero con el funcionamiento de la-

ce n-t ral de Ibarra.

La proyección del tráfico y el dimensionámiento de los cir -

cuitos se ha realizado tomando como base la planificación -

hecha hasta Diciembre de 1.977? aplicando la fórmula 2.6 y -

tomando un porcentaje de carecimiento del 20% para dichos pe-

riodos.

Además se ha realizado la siguiente consideración especial:

para Ibarra - Quito, se han sumado las contribuciones de to-

das las localidades que están conectadas a la central inter-

urbana de Ibarra y que cursarán parte de su tráfico a través

de la misma, utilizando los siguientes porcentajes:

Cuadro 2,5-- Proyección de tráfico para.1;$

RELACIÓN

Ibarra

Tulcán

I"barra

S. Gabriel

Ibarra

Otavalo

Ibarra

.Atuntaq ui

Ibarra

El Ángel

Ibarra

Quitor

Ecuador

Colombia

SITUACIÓN A DICIEMBRE DE 1.982

g'c

0) TD

PM -H

O ü

A S A ,S S A A

Demanda (Erlangs )

(Diciembre 1.97?)

E '

13,60

1,55

3,5

0,77

0,77

30,99

6,17

S

11,12

1/55

3,5

0,77

0,77

27,72

5,90

T 24- ,80

3,1

7 1,55

1,55

58,71

12,07

Cre

ci-

mie

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- %

15 20 20 20 20 15 20

co o tr" < 5 5 5

: 5 A,

5 5 5

Tráfico Proyecta

do (Erlangs)

E

27,35

3,86

8,71

1,92

1,92

77,11

15,35

S

22,37

3,86

8,71

1,92

1,92

68,98

líf,68

T

^9,72

7,72

17,

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3,8¿J-

171

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13

1 3 ' 1 3 3 1 1

Número de

Circuitos

E 38 8 16 6 6 76 2

S 33 8 16 6 6 69 23

T 71 16 32 12 12 13 7

I ro

E: Entrante

S: Saliente

T: Total

A:

Au

tom

áti

co

S:

Sem

iaut

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ico

M:

Man

ual

Cuadro 2.6.- Proyección de tráfico para 1.98?

RELACIÓN

I"barra

Tulcán

I"barra

S. Gabriel

Ibarra

Ot avalo

Ibarra

A t untaa u i

Ibarra

El Ángel

- :

Ibarra

Quito

Ecuador

Colombia

SITUACIÓN A DICIEMBRE DE 1.98?

di fc C

Q) 'O

P4 -H

O Ü

A A A A A A A

Demanda ( Er langs )

(Diciembre 1.982)

EI

27,35

3,86

8,?1

Ir 92

1,92

77,11

15,35

S

22,3?

3,86

8,71

1,92

1,92

68,98

14-, 68

T 68,4-3

7,72

17,^-2

3,84

3,8¿f

ü:?l,50

30,03

Cre

ci-

mie

nto

(%)

15 20 20 20 20

12 20

0} o iC < 5. 5 5 5 5 5 5

Tráfico Proyecta

do (Erlangs)

E

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9,60

21,67

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4-, 78

L3589

38, 2C

S

14-, 99

9,60

21,67

^,78

4-, ?8

12157

3653

T

100

19,20

4-3,35

9,56

, 9,56

2574-6

7,73

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i-d

as(

^)

1 1 1 1 ,

1

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1

Número de

Circuitos

E 69 1?

' 31 11 11 1-55 51

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5? 1? 31 11 11 14-0 4-9

T

126 34-

62 22 22 299

100

1 VJ1

E: Entrante

S: Saliente

T: Total

A: Automático

S: Semiautomatico

M; Manual

f.:.

'

Tulcán; el .9¿f% ¿e su tráfico pasa a Quito.

San Gabriel: el 60% de su tráfico pasa a Quito

El Ángel: el 60% de su tráfico pasa a Quito,

Otavalo: .el ¿5% de , tráfico pasa a Quito.

Atuntaqui: el 1+5% de su tráfico pasa a Quito.

3. 1.3-- SISTEMA DE TRANSMISIÓN A USARSE.

Una vez conocida la necesidad de tráfico presente y futura,

aunque de una -manera aproximada, se decide utilizar un sis-

tema de "banda ancha en la frecuencia de microondas (6.770 -

MHz, de frecuencia -central) para la red troncal y para las -

derivaciones secundarias mayores de 120 canales telefóni

eos; el sistema a usarse es el denominado 2 + 1, es decir,

un canal de RF para telefonía, otro para televisión y uno -

de protección para- cualquiera de los dos, pero con priori -

dad para telefonía.

Los demás enlaces.se los hará mediante sistemas- de "baja

pacidad en la banda de frecuencias de UHF.

2.2.- MÉTODO TEÓRICO PARA LA UBICACIÓN DE LAS REPETIDORAS.

El factor principal para la selección de los lugares donde-

se ubicarán las repetidoras, es obtener la información geo-

gráfica necesaria para facilitar la planificación del sistema.

Se deben tomar en cuenta los siguientes" factores:

- La calidad de transmisión deberá ser satisfactoria.

- La instalación y el.costo de operación deberán ser mínimas.

- Facilidad para la construcción y mantenimiento.

Sin embargo, los principios de calidad de transmisión y costo

son contradictorios, por lo que se deberá hacer un ajuste en-

tre ellos para obtener un resultado óptimo.

El procedimiento que debe seguirse en la selección de los lu-

gares es el siguiente:

2.H.I.- ESTUDIO DE LOS PROYECTOS DE RUTA EN EL MAPA.

Con un mapa que puede ser de escala 1:1000.000 o 1:200.000, -

con lineas de nivel de 500 a 100 metros, se realizarán los

siguientes trabajos preliminares:

a.- Localización de estaciones terminales.

b.~ Ubicación y frecuencias de otras rutas existentes o plani

ficadas para el futuro, cercanas a la ruta en estudio,

c.- Ubicación de estaciones terrenas cercanas.

d.- Ubicación de estaciones de radar y aeropuertos.

".--": • -- 56 -

e.- Dirección con respecto a satélites"estacionarios.

A continuación/ utilizando mapas de escala 1:50.000 o 1:10.000

con lineas de contorno de ¿fO a 10 metros, se ubicarán las rep£

tidorasr en lo "posible tomando la longitud, de. cada enlace den-

tro de los 0 kilómetros.

Se- examinará mediante gráficos y cálculos lo siguiente:

a.- Trazado del "perfil del trayecto.

~b.~ Asegurar que la primera zona_de fresnel esté libre de obs-

trucciones. . . . . " • ' . - - - .

c*- Cálculo de los ángulos entre los diferentes tramos de la -

ruta. __

d.- Localizar los puntos de reflexión/ condición geográfica y-

coeficiente de reflexión. - - . '

2.2.2.- ESTUDIO DE LA CALIDAD DE TRANSMISIÓN.

Basándose en el estudio anterior y tomando como referencia los

parámetros del equipo a instalarse, se analizarán los siguien-

tes puntos:

a.- Ruido térmico.

b.- Ruido de interferencia debido al mismo sistema y a otros,

c.- Probabilidad de ruido en condiciones de desvanecimiento.

d.- Ruido de distorsión por propagación.

_ 57 - -

2.2.3-- INSPECCIÓN DE LOS LUGARES.

Con el objeto de confirmar las predicciones hechas en la tep_

ría y evaluar "las condiciones que presentan las diferentes -

rutas, se debe ¡inspeccionar personalmente los lugares pro

puestos, de preferencia Aquellos que presentan mayores venta

jas. Se debe observar y considerar lo siguiente:

- Las condiciones del lugar:

a.- Características geográficas reales.

b._~ índice de vegetación. . _

c.- Facilidad en cuanto a su adquisición.

d.- Superficie plana útil del lugar y restricciones para la-

construcción.

- Camino de acceso:

a.- Situación del camino de acceso y necesidades de repara -

ción.

b.- Necesidad de una nueva ruta de acceso y anteproyecto dé-

la misma.

- Energía eléctrica comercial:

a.- Su potencia, voltaje y frecuencia.

b.- Estabilidad de voltaje y estadística de fallas.

.. ¿ - 58 -

c.- Lugar /para la conexión exclusiva y proyecto de ruta.

- Local y torre:

a.- Si existe local, ubicar el espacio necesario para la ins_

talación de los equipos, sino hay, construir una caseta-

apropiada. _ _ . _ , _ .

b.- Resistencia de la torre existente o instalación de una -

nueva,

c.- Facilidad de obtención y transporte de materiales, asi -

como también posibilidad^" de empleo de mano de obra local.

- Condiciones de propagación de radio:

a.- Realización de pruebas de espejo o globo para confirmar-

la linea de vista.

b.- Obstrucción y/o reflexión en obstáculos existentes cer -

canos.

c.- Estimación del despeje de trayecto en el punto más alto-

del tramo.

Por último se debe realizar, una guis de información para ca

da repetidora, la misma que contenga: los mapas de la ruta _;-

de acceso, tiempos desde un carretero principal y centro de-

mantenimiento mas cercanos y características metereológicas-

de la zona.

- 59 -

2.2./J..- PRUEBAS DE PROPAGACIÓN DE RADIO.

Las pruebas de propagación se realizan en trayectos de radio

especialesj para los que, las características de-propagación

no pueden ser predichas de las anteriores informaciones. Es-

tas deberán abandonarse si se encuentra otra-ruta que cumpla

con los requisitos. . ..

Los factores que se analizan en estas pruebas son:

a.- Probabilidad de qué ocurra desvanecimiento.

Esta prueba se la realiza en un trayecto largo y a baja altu

ra, sobre una superficie plana o sobre el mar. Como método -

general de prueba, :se lleva dudante algunos días un registro

continuo de potencia recibida, mediante un transmisor de mi-

croondas y un medidor de intensidad de campo.

b.- Medidas del coeficiente de reflexión efectivo.

Cuando la predicción del coeficiente .de reflexión efectivo -

es dificultosa mediante procedimientos teóricos, se deben

realizar medidas de la potencia recibida variando la altura-

de las antenas.

c.- Interferencia de radio.

- 60 -

Si existen disturbios desde estaciones de radar u otras fuen

tes de microondas que no pueden ser previstas exactamente, -

se medirá su potencia-mediante un medidor de intensidad de -

campo.

2.a. .- DECISIÓN DE LA RUTA DEFINITIVA.

Entre las diferentes alternativas halladas, la ruta de micro_

ondas óptima a construirse se selecciona a base de precisas-

informaciones obtenidas de la inspección de los lugares, com

paraciÓn de la calidad de transmisión, fácil mantenimiento y

costrucción y principalmente de una comparación económica

que tiene en cuenta los siguientes aspectos:

- Numero de estaciones repetidoras.

- Altura de las torres.

- Longitud de los caminos de acceso proyectados.

- Longitud de la linea de energía eléctrica exclusiva.

Como se describió anteriormente, el trabajo de la selección-

de los lugares para las repetidoras contienen numerosos fac-

tores complicados, que pueden dar lugar a cometer errores, -

por lo tanto un amplio conocimiento y experiencia en el dis_e_

ño de radio relevos, es fundamental para llegar a mejores re

sulJLados.

61 -

3. 3*- DESCRIPCIÓN DE LA RUTA Y SUS REPETIDORAS.

Para el norte del País, a partir del Nudo de Mojanda, el Ins

tituto Geográfico Militar no ha editado cartas topográficas-

con la precisión requerida, para efectuar este tipo de estu-

dios. Existen unas cartas editadas en el año 1.936 en escala

1:25-000, las cuales cubren el norte de la provincia de Pi -

chincha y parte de la provincia de Imbabura.

En los últimos años utilizando la técnica de la aereofotogi^a

metrla, se han editado cartas en la escala 1:50.000, las cua

les cubren una parte del territorio en lo que a este proyec-

to se refiere, comprendido entre Quito y el Nudo de Mojanda.

Las cartas a las que se hace referencia llevan los siguien -

tes nombres: .Quito, Nono, Calacali, El Quinche y Mojanda.

El Instituto Geográfico Militar ha editado además un grupo -

de tres mapas, que se refieren a la integración fronteriza -

con Colombia. El mapa Nfil, contiene la información necesaria

en lo que se refiere a este proyecto, su e-scala es de: : .-

1:25.000 con curvas de nivel cada 200 metros, pero adolece -

de precisión.

Toda esta información, pese a ser incompleta e inexacta ha -

permitido determinar que la ruta troncal que comprenden las-

- 62 -

estaciones de Quito Centro, San Juan, Cerro Blanco y Cerro -

Troya en el Ecuador y Cruz de Amarillo en Colombia asegura -

los siguientes requerimientos, los cuales son indispensables

para una red troncal de microondas:

a.- Perfecta linea de vista entre estaciones, lo cual se._ ha-

comprobado dibujando los perfiles de la ruta, asi como efec-

tuando observaciones con instrumentos.

b.- Pese a que el trayecto entre Cerro Blanco y Troya es muy

largo (90 kilómetros), la ubicación de estas estaciones re -

sulta ser muy conveniente, pues* proporciona facilidades pa-

ra la implementación de enlaces secundarios hacia las locali

dades que se quiere servir con la red.

c.- Facilidad de acceso, ya -que en el caso de Cerro Blanco y

Cerro Troya existia la infraestructura necesaria de los camrL

nos y las casejtas pertenecientes al sistema que en la actua-

lidad está sirviendo al norte;del pais.

d.- Entre Quito Centro y San Juan existe la canalización pa-

ra el tendido del cable"coaxial que servirá para transmitir-

la banda base desde el multiplex ubicado en Quito Centro,

hasta el radio instalado en San Juan.

- - 63 - :

La ubicación y la altura de las estaciones, se muestran en -

el cuadro 2.7- '. - ~. .-- - : -~-

La ruta principal y los enlaces secundarios quedarán confor-

mados como se muetra en la fig. 2.2.

ESTACIÓN

Qto . Centro

San Juan

Cerro Blanco

Cerro Troya

- LATITUD

S 00° 11'

s 00° 13'

" N 00d 11'

N 00° ¿f5'

LONGITUD

W 18° 31'

W 78° 31'

W 78° 20 '_

W 77° ¿f2'

ALTURA ~

2.900

3.000

. 3:;575

3É515

Cuadro 2.7-- Ubicación y altura de las estaciones.

Oíavalo

XTu lean

S. Juan1

I I— —z^-I barra

ocqj = r

U

o

—ne _gCD

ü

EAngel Atuntaqui

Fig. 2.2.- Conformación de la Red Norte.

S. Gabriel

CAPITULO TERCERO - - -. •

CALCULO DE LOS.ENLACES TRONCALES.

3-1.- CÁLCULOS QUE SE REFIEREN A LA'PROPAGACIÓN.

Los puntos a tratarse en esta sección, están relacionados

con las condiciones 'geográficas y metereológicas de los tra-

yectos por donde se propagarán las ondas electromagnéticas y

son los siguientes: . .

3.1.1.™ TRAZADO DEL. PERFIL Y Z.ONAS FRESNEL.

Los datos para la elaboración de los-perfiles, entre San

Juan-Cerro Blanco y Cerro Blanco-Troya, se obtuvieron de los

mapas editados por el Instituto Geográfico Militar, escala -

1:50.000 con curvas de nivel cada ¿j.0 metros, las cuales son:

Quito, Nono, Calacali,, El Quinche y Mojanda y el mapa de In-

tegración Fronteriza N^ 1, de escala 1:250.000 y con curvas-

de nivel cada 200 rae tros.

Para el cálculo de las zonas de Fresnel se aplicó la fórmula

1.3 tomando como frecuencia central 6.770 MHz. Los gráficos-

son mostrados en las figuras: 3.1, 3-2, 3.3 y 3.4.

3.1.2.- CALCULO DE LAS ALTURAS DE LAS ANTENAS.

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nahe

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••

. - 69 -

Algunos desvanecimientos se producen, cuando los extremos de

un enlace pierden su visibilidad, provocados por conidiciones

de infrarefracción, éste problema_ se protege mediante la de-

terminación de una altura adecuada de las antenas.

No existiendo ningún método ri:guroso que permita determinar-

ese valor, se propondrá las dos reglas siguientes:

PRIMERA.--La altura de las antenas, debe ser al menos igual-

a la altura "necesaria para que la recta que une las dos ante_

ñas sea tangente al perfil terrestre, trazado con el radio e_

quivalente mínimo de la tierra. KL radio equivalente mlnimo-

de la tierra "es aquel que es excedido durante más del 99,99%

del tiempo:(mostrado en el gráfico 3-5)-

Con las condiciones dadas por la primera regla, naturalmente

queda oculta la mitad de la primera zona de Fresnel, pero la

experiencia muestra que es suficiente esa altura, ya que ai-

re tornar el radio equivalente a su valor normal dado por

K = 4/3) quedará despejada parte o toda la primera zona de -

Fresnel.

Sin embargo en enlaces cortos3 en donde la distancia entre -

la recta de unión de las antenas y el suelo varia poco en -

función de los cambios de radio equivalente, una parte del -

• - - - - 7 0 -

primer elipsoide de Fresnel quedaría oculto permanentemente,

al cumplir con la visibilidad radio-eléctrica para el radio-

equivalente mínimo, lo. mismo ocurriría en enlaces largos de-

bido a los obstáculos cercanos, a las estaciones.

IKJ

1,0

0,9

0,8

OJ

0,6

0,51

• ~

- , - - - .

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-

--•

^^

^-^^

-

^^,~~-~ -— r- -

0 2 0 - 3 0 40 50 60 70 80 90100 d[Kr

Fig. 3-5-- Valor mínimo del coeficiente "K" (clima templado).

Con el objeto de que el nivel medio recibido no sea inferior

al del espacio libre, excepto en un pequeño porcentaje de -

tiempo, deberá respetarse la segunda regla:

SEGUNDA*- La altura de las antenas debe ser la necesaria pa-

ra que asegure el completo despeje del primer elipsoide de -

•c.

- 71' -

Fresnel para un perfil _ dibujado .con K = ¿f/3- Este valor ha si

do elegido porque .es excedido durante- un porcentaje de tiempo

suficiente (en los enlaces se puede encontrar K = ¿f/3 durante

el 80 o 90% del tiempo). Por otra parte se sabe que el nivel-

recibido no es inferior al del espacio libre, mientras estén-

despejados aproximadamente los 6/10 del primer elipsoide de -

Fresnel.. . - . . - . - - -

.Al despejarse totalmente la primera zona de fresnel, no ha -

brá atenuación debido a la ocultación parcial del haz, excep-

to durante menos del 10% del tiempo, esta atenuación estará -

limitada, ya que de acuerdo a la primera regla, la recta de -

unión de las antenas no toca el suelo, durante más del

99,99% del tiempo.

Luego de enunciadas las reglas, se ha recurrido a los perfi -

les de los trayectos y se ha tomado en consideración el obst'á

culo de mayor altura, los cálculos se los ha realizado para -

las tres diferentes constantes de refracción, las mismas que-

son: K = ¿f/33 K para el radio equivalente mínimo y K =¿2/3.

Puesto que en el país no existen estudios para obtener el ra-

dio equivalente mínimo de la- tierra, se ha asumido que las ru.

tas están ubicadas en clima templado, y se ha utilizado la -

fig. 3-5. ;

- 72. -

3.1.2.1.- CALCULO BE LAS ALTURAS ..DE LAS ANTENAS PARA EL TRA-

MO SAN JUAN"- CERRO "'BLANCO.

Considerando, que la estación de San Juan está ubicada en la-

zona urbana de Quito"y "que a su alrededor no existen cons

trucciones que sobrepasen los 10 metros, se cree que la to -

rre existente (30 metros), es útil al proyecto, por consi

guiente, para este primer tramo de propagación, se tomará la

altura de la antena de San Juan como fija.

Fig. 3.6.- Parámetros para el cálculo de las alturas de las

antenas.

Para el cálculo de las alturas de las antenas se aplicarán -

- 72T-

las siguientes fórmulas, según lo enunciado en las dos re

glas anteriores.

(K= V3) (ho + hs) -- hl

. ^ / r r • \ d L. d2 ,- . . d d2 -2 o rn Q\2 (K= muí) = hs - hl + 2 K(min)a 3-3 (18)

,-,/T, ^ / - r \ " > d / i 2 , , d2 , n , d d 2 ^ _ ,H2 (K= 2/3) = -áT (hs + 3 ho) - -s hl + 2 K(2/3)a 3-3

En donde:

h2 = Altura de la antena deseada.

d = Distancia entre las estaciones,

di = Distancia del obstáculo más alto a la primera

estación.

d2 = Distancia del obstáculo más alto a la segunda

estación,

ho = Radio de la primera zona de Fresnel en el obs

táculo.

a = Kadio de la.tierra (6-370 Km),

hs = Altura del obstáculo.

Los datos obtenidos de los perfiles terrestres son los si «o

- 74 -

guientes:

hs = 2.920 m.

di = 11 Km.

d2 = 39,2 Km.

d = 50,2 jun.

Los cálculos se hacen con una frecuencia central de 6-770

MHz.j obteniéndose los siguientes resultados:

h2 (K = V3) = 2.786 m.

h2 (K = Min.) = 2-774 m.

h2 (K 2/3) = 2.872 m.

Se concluye pues, rigiéndose a las dos reglas anteriormente-

citadas, que la estación de Cerro Blanco deberá ser más alta

que 2.872 metros sobre el nivel del mar para una condición -

dada por K = H/3* Como la estación de Cerro Blanco está a

una altura de 3*575 metros, la que cumple con los requisitos

necesarios, se recomienda una altura de 15 metros, conside -

rando vegetación a lo largo del trayecto, asi como obstácu -

los cercanos a la estación.

3.1.2.2.- CÁLCULOS DJD LAS ALTURAS DE LAS ANTENAS PARA fcL

TRAMO CERRO BLANCO - TSOYA.

JL)e igual manera que para el trayecto anterior se obtuvo los-

- 75 -

siguientes datos:

d = 93,13 Km. -

dl= 65,75 Km.

d2 = 27,38 Km.

hs= 3-300 m

y se llegó a los siguientes resultados:

ha (K = V3) = 3-177

h2 (K = Min.) = 3*392

h2 (K = 2/3) = 3.313

Por iguales consideraciones que para el primer trayecto, se -

recomienda una altura de torre en Cerro Troya de por lo menos

15 metros^de altura.

3-1.3-- CLARIDAD DEL TRAYECTO.

Es necesario comprobar que la primera zona de Fresnel esté

completamente libre en el punto del obstáculo más alto, para-

una atmósfera normal dada por K = 4/3 y por lo menos las 2/3-

de la misma para una condición severa de atmósfera dada po -

K = 2/3. .

Asi pueSj se calcula he (definido en la fig» 3 * 7 ) ? mediante -

la fórmula:

he = hl - -T— (hl - h2) -. - ——.- hsCL ¿jv a

CÍ9)

h1

hs

d2.

h2

Fig. 3*7»- Claridad del trayecto.

Y se calcula la primera zona de Fresnel aplicando la fórmula-

1.3 y luego se verifica la claridad del trayecto restando e_s-

tos dos parámetros. Los resultados calculados para los tramos

se muestran en el cuadro 3» 1 •

3.1.¿f.- REFLEXIÓN EN LA SUPERFICIE DE LA TIERRA.

Con el objeto de evitar un desvanecimiento severo por varia-

ción del radio equivalente de la tierra o distorsión de pro-

pagación, el trayecto de radio•debe ser seleccionado de tal-

manera que la onda reflejada principal sea atenuada tanto

como sea posible. Para examinar el efecto de la reflexión,y-

ON

DA

RE

FL

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DA

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D |— O o p H O

c £ í» H O H H-

O,

CD H d- o rl- o o p a pj CD Hj

H CD

- 78 -

es3 ¿esencial confirmar la condición geográfica del punto de

reflexión y determinar si la onda reflejada puede ser elimi

nada o no por algún obstáculo.

El punto de reflexión se calcula mediante la Fig. 3-8,

lando previamente los parámetros c y m aplicando las siguien

tes fórmulas, en las que h, d y a están en metros:

hl - h2 -, c , on ,c = 3'5 (20)

m = i, K a (hl + h3) 3-6 ( 21 )

Luego, llevando estos coeficientes a la Fig. 3.8 se obtiene-

el parámetro b y se calcula las distancias al punto de refle^

xión di y d£, por las siguientes" fórmulas:

di =--(l + fe) 3-7 ( 22)

d2 =-|-(l - b) o d2 ;= d - di

La onda reflejada aparece más: o menos atenuada con respecto-

de la onda incidente, dependiendo de la naturaleza de la su-

perficie reflectante. El cuadro 3»2 muestra valores emplri -

eos del coeficiente de reflexión para algunos tipos de terr£

- 79

iFig 38.~ Gráfico para el calculo del punto de re f lex ión ,

O 0,1 0,2 0;3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

coef ic ien te m

/ - 80 -

no y la atenuación que experimenta la onda reflejada con re_s

pecto a la incidente.F

recu

encb

[GH

z]

2

' ~ k '

6

11

Aguacoeficiente 'de.reflexión

1,0

1,0

1,0

1,0

pérdidasdB

0

0

0

0

CampoHúmedo

coeíicienHi d-$reflexión

0,8

0,8

0,8

0,8

pe'rdidasdB :

2

2

2

2 '.

Planicie

coeíicieaterr dereflexlo'n

0,6

"0,5

0,5

0,4

pe'rdidasd B

¿f

" z " 6

6

. -8

Ciudad, Mon-taña, Bosquecoeficieate .4ereflexión

0S3

0,2

0,2

0,16

pérdidasd B

10

l¿f

l¿f

16

Cuadro 3-2.- Coeficiente de reflexión y pérdidas.

Además la atenuación de la onda reflejada es dependiente dé-

la directividad de la antena, del ángulo incluido entre la oñ

da directa y la onda reflejada y los obstáculos que interfi£

ren con la propagación de la onda reflejada.

En este proyecto se hacen los cálculos para analizar las in-

fluencias que la reflexión puede tener en los trayectos de -

radio, en el cuadro 3-1 3 Pero se concluye que, debido a la

naturaleza accidentada del terreno existen montañas que eli-

minan la reflexión.

3.2.- KEQTORIMIKNTOS HE LA POTENCIA DE LOS TRANSMISORES Y DE

- 81 -

TERMINACIÓN DE LA GANANCIA DE • LAS ANTENAS.

La potencia nominal de los -transmisores está dada por el fa-

bricante y es igual a 27,7 dB , por lo que se determinará tí-

nicamente las ganancias de las antenas.

Las antenas a usarse son de. tipo parabólico y se escogerá su

radio de acuerdo a los tamaños;standard proporcionados por -

la compañía suministradora,., la: forma en que se procedió es -

la siguiente:. . ..

En primer lugar se ha calculado las pérdidas totales de cada

tramo las que comprenden:

- pérdidas en el espacio libre.

- Pérdidas en guia de onda.

- Pérdidas en filtros y circuladores.

laiego tomando en cuenta la potencia de los transmisores y po_

tencias máxima y standard de recepción, se ha escogido el

diámetro de cada una de las antenas, las mismas que cumplen-

con los requisitos de ganancia para asegurar un enlace ópti-

mo.

Los cálculos realizados se presentan en el cuadro 3«3j ProcM

diéndose de la forma mencionada anteriormente.

- 82 -

Cuadro 3-3-- Cálculo de la ganancia de las antenas.

DETALLE " ^^ — __

LO

ooirÜJcu

JU

ouoQ.t/1

ÜJ

o"O

5ccuE

3

Distancia

20 log d

20 log 4n/A

Tota l

Guía de Longitud

°nda 'Pérdida

Fil tros y circulado-res

Otras

Total .

Pérdidas totales

Potencia del transmisorQ

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LO

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X

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Ganancia requerida

Potenc ia de recepción

Ganancia requerí da

Ti po

Gananc ia"

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dB

dB

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dB

dB

dB

dB

dB

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dB

dBrr

dB

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dB

Observac iones

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50,20

; - 34,01

109,06

. 143,07

40 25

: 1,2 . 0,75

: -3_ "0,6

• 5,55

i 148,62

27-, 8

: 35,0 .: 85,82

: 25,0

; 95,82

3,3r.2,V

44,3 41,6

- -

93,13

39,38

109,06

148,44

25 25

0,75 0,75

3

0,6

5,io

153,54

27,8

35,0

90,74

25,0

100,74

4,0 4,0

46,5 "46,5 -

- - 83 -

3.3-- CÁLCULOS JDE~LA^CALIDAD DE : TRANSMISIÓN DE LA RED TRON -

CAL NORTE.

Una red telefónica deberá estar constituida de tal manera que

brinde una"buena calidad de conversación entre los usuarios,-

esto es que el ruido en un canal telefónico sea menor que lo-

recomendado por- el .C_CÍTT. .Para la estimación de ruido en este

proyecto, se hará el cálculo para el ruido previsto en el sis

tema y se lo comparará con los objetivos de diseño dados por-

las recomendaciones del CCIR,

3.3-1.- OBJETIVOS DE LA POTENCIA Y PROBABILIDAD DE HUIDO.

El objetivo de diseño, como se lo mencionó en el primer capi-

tulo, es 3 pW por kilómetro más 200 pW (figura ponderada) re-

comendado por el CCIR. Puesto que la longitud total entre San

Juan y Cerro Troya es de I¿f3s33 Kilómetros, el objetivo de

ruido ponderado es: . :

3 pW/Km x 1^3,33 Kjn = -^29,99 p t f : -+ 200 pW = 629,99 pW

debido a que el ruido en un sistema de transmisión se calcula

en potencia de ruido no ponderado, se toma en cuenta el fac -

tor de ponderación que es 2,5 dB(l,78), el objetivo de ruido-

no ponderado es: ;

629,99 pW x 1,78 = 1121 -,38 pW :

- 84.-

El objetivo de ruido por desvanecimiento se basa en la reco-

mendación G 222 del CCIR, mencionada anteriormente y que di-

ce: "el ruido medio no ponderado sobre 5 ms no debe exceder-

6 -sde 10 pW durante más de 0,001% (10 ^) de cualquier mes", por

lo tanto el o.bjetivo de probabilidad de ruido por desvaneci-

miento para una longitud L es:

Pi = x 10 3 - 573,32 x 10 :9

3.3.2.- RUIDO TOTAL PREVISTO EN EL SISTEMA SAN JUAN - CERRO

TROYA. ;

La estimación de ruido total previsto, será dividido en rui-

do constante y dependiente. El ruido constante consta de

ruido térmico en el modulador y demodulador, ruido de distojr

sión por intermodulación, de interferencia debido a eco de -

linea larga, etc. El ruido dependiente está compuesto de rui

do térmico, por interferencia y distorsión de propagación.

3-3.2.1.- RUIDO CONSTANTE-

El ruido constante se basa en la figura de ruido indicada en

el cuadro 3-4- Teniendo en cuenta que una via de la ruta Qui

to (San Juan) y Troya contiene dos pares de transmisores-re-

ceptores y dos pares de moduladores-demoduladores, se proce-

de de la siguiente manera:

Ruido Térmico

500pW (63dB)

Ruido de ínter-

modulación

500pW

Una seccio'n de

Banda Base

(280Km),

(potencia no

ponderada)

[Mod

y

Dem

od

FM 3

0pW

(7

5,2

08

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d

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F ¿

i-25p

W

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B)

[Eq

uip

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ux

ilia

r ^5

pW

(?3

,5d

B)

Ruido de Inter-

ferencia

500pW (63dB)

Distorsión de

Fas

e •

250p

W

(66d

B)

Distorsión de

Fase rectangu-<

lar (Retardo)

250pW (66dB)

Distorsión de

ord

en,

69dB

(1

25pV

O

Distorsión de

orden

69dB (125pW)

Distorsión de 2-

Dis

tors

ión

de

Am

pli

tud

69

,9d

B

(103

pW)

1 Repetidor o

un Mod y Demod

(ll,3pW)

Epo. Auxiliar

176,

5dB

(2

2,6p

W)

Dis

tors

ión

no

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Dem

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(23p

W)l

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Mod

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(IpW

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Mod

y Demod

lineal 84dB

?N (4£"

x¿ '

'1 Repetidor o

Mod y Demod

Dis

tors

ion

de

Am

pli

tud

70

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B

(81p

W)

Distorsión

8Í dB

'*,

orden(125pW)

Distorsión deJ3"

Interferencia

mismo Sistema

<¡

(65,6dB)

(13,9pW)

Epo, Auxiliar

(25,8pW)

CO \J1

1 Repetidor o

un Mod y Demod

88dB

(1

'

*orden

69dB (125pW)

Epo, Auxiliar

82dB (6,l6pW)

Eco del Alimentador 126pW (6gdB)

"Frente Atrás" 125pW (69dB)

"Sobre Alcance" 6pW (82,2dB)

Distorsión de Transmisión !8pW (77,5dB)

\a de otras

Sistemas en la misma

"banda de frecuencias

225pW

Fig.

3•**••- Asignación de ruido en el Sistema para sección de seis tramos (280Km).

- • - . - _ - - 8-6 -

a.- .Ruido --Térmico. - - '-

2 x (modulador y demodulador FM) + equipo auxiliar =

30 pW x 2 .-r 45 PW = 105 p*V

b.- Ruido de interferencia debido al eco del alimentador.

Como 126 pW "se estiman para seis secciones de radio en el cir

cuito de referencia, el ruido en este sistema de dos seccio -

nes es: . : . ....

126 pW x 2 = 426

c-.~ Ruido de distorsión por ántermódülación.

Puesto que el ruido de distorsión de segundo orden se suma en

potencias y el ruido de distorsión de tercer orden en volta -

jes, se hace el cálculo de la siguiente manera;

c.l.- Distorsión de" fase: ' - - : - ' -

- de segundo orden.

11,3 x Zf = ¿1-5,2 pW

45,2 4- 22,6 = 6?,8 pw

45,2 + 6?58 = 113 PW

. . - - . - . 8 7 - .

- de tercer orden.

(\/i x 4 + \/¿f) - =-. 36 p w . • - • - _ . . _

( 736 + /~4) = 64 PW. : . - _ _ , . . .

c.2.- Distorsión de.fa.se rectangular (distorsión de retardo).

- d e segundo orden.

13,9 x 4 + 21,8"='77,4 pw.

- de tercer. orden.-.-T- - - - - - -

'(Vi,54 x ¿f + /67I6)2 = '55344 pw.

El ruido de intermodulación total es: . ¡ "

113 pw. + 64 pw. + 77,4 pw. + 55,44 pw,-" = 309,84 pw.

El ruido constante total es igual a:

105 pw. + 42 pw. *- 309,84 pw. = 486,84 pw.

3.3-2.2.- CALCULO DEL RUIDO DEPENDIENTE.

a.- Ruido Térmico.

Para la obtención del ruido térmico dependiente, aplicamos la

fórmula 1.14 y se resumen los .resultados en el cuadro 3*5 en-

el cual la constante de traslación está dada por los parame -

tros del equipo y es igual:

Constante de traslación = ^ '-, _. (-3—)

En¡ donde:

so = Desviación del tono de prueba = 200 KHz ( rms) .

f = Máxima frecuencia de banda-base = 4-028 KHz.

T = Temperatura absoluta = 300°K

~2.~*>K = Constante de Boltzmann = 1.38 x 10 ^ joules/K°

F = Figura de ruido del receptor = 7 dB.

b.- Ruido de interferencia.

para nuestro caso, debido a que se escogió un plan de cuatro

frecuencias (cada frecuencia se repite cada dos tramos) y al

no existir otros sistemas trabajando en frecuencias cercanasj

no existe ruido de interferencia, sin embargo se considerará

cierta cantidad como margen de seguridad para el futuro.

En el cuadro 3-3j se tiene un ruido por interferencia de o -

tras rutas de 225 pW para un sistema de seis secciones, como

el tramo en estudio tiene dos secciones, .el ruido por inter-

ferencia es:

225 x 2 = 75 pW6

c.- Ruido por distorsión de propagación.

Este ruido se produce cuando la reflexión no puede ser elimi-

nada, por lo tanto en nuestro sistema no existe, porque la on

da reflejada es anulada, debido a la configuración geográfi --

89 -

Cuadro 3*5-- Huido térmico.

D E T A L L E ^ " ^ ^___

ÜJcrOQ'

ZiooexLOLÜ

Distancia

20 logd

20 log 4-n/x

Pe ' rd ida_

A jus te de la po tenc iadel transmisor

croai—LÜ

LU1—2:

~ , , LongitudGuia de a

onda D ' A- A 'Perd id a .

Pérdidas de filtros, -c i rcüladores y otras

Total

Tipo

Ganancia

Potencia de transrnision

Potencia de recepción""

Observaciones

oO"

crÜJ

o"O.

IDcr

Constante de. traslación

- S / N _

N

Valor suplementario

RUIDO TÉRMICO T O T A L

Km

dB

dB

dB

dB

m

dB

dB

dB

m

dB

dEm

dBn

-

dB

dB

pW

dB

pW

S.JUAN C.BLANCO

50,20

34,01

109,06

1.43,07

;

; 40 25

a. 2 0.75

~ "•" 3 5 6

: 5,55

3,3 2,/r .

44,3 41,6

27,8

J"' 34,87

-

108,44 -

73,57

43,9

93,

C. TROYA

13

39,38

109,

148,

06

44

25

0.75

3,

5,

4,0

46,5

27

32

25

0.75

6

10.

4,0

46,5

,8

,74

- 108

75

26

,44

,70

,9

..i 4dB (mejora de énfasis)- 4dB (por desvanecimiento) =0

70., 80

- 90 -

ca accidentada del terreno.

3.3.3.- CALCULO DE LA PROBABILIDAD DE RUIDO POR SEVERO DESVA

NECIMIENTO.

La probabilidad de ruido por desvanecimiento, que exceda de-

10 pW (Pi)5 depende de la probabilidad del desvanecimiento-

de Rayleigh (P) y del ruido térmico en cada tramo del siste-

ma (No), como se puede observar en la fórmula 1.17 del capi-

tulo primero.

Para elaborar el cuadro 3-6, en el que se dan los resultados

y se los compara con el objetivo calculado anteriormente, se

ha procedido de la siguiente manera:

Se calcula P de la fórmula 1.16, .luego se aplica la' fórmula-

1.17 para obtener Pi y se incluye el factor de 1/5 de mejora

por conmutación del canal de RF, debido a comparación de rui

do en los dos canales (principal y protección).

3.3-^- COMPARACIÓN DEL RUIDO PREVISTO Y LA RECOMENDACIÓN.

Como punto final se ha elaborado el cuadro 3-7 en el cual se

suman los diferentes ruidos obtenidos y se los compara con -

la recomendación, para decidir si el sistema debe ser cons -

truido. Como se puede observar en dicho cuadro, la calidad -

de transmisión prevista es satisfactoria.

- 91 -

Cuadro 3.6*- Probabilidad de severo desvanecimiento.

^^^—— __ ESTACIÓNDETALLE ^

Trayecto

Distancia

Ruido Térmico

Probabilidad deRayleigh (P)

Probabilidadde severo des

vane cimiento•

Sinme n oía

Cíonmejora

Objetivo

Km

Km

PW

ao4

ao8

-8

aó8

Observaciones

S Juan C Blanco

Mo-n^t.añü

50,43,

35,

31,

6,

20

90

38

06

21

Troya

Montaña

93,

26,

307,

13

90

70

165, ,54

33,

57,

11

Total

143,33

70,80 '

196,60

39,32

33

'Aceptable

Cuadro 3*?.- Calidad de transmisión.

DETALLE

RuidoConstante

RuidoDependiente

Térmico

Ruido de interferencia del- alimentador

Ruido de in termo dula ción

Ruido Térmico

Ruido de interferencia

Ruido de distorsión dePropagación

Ruido Total

Objetivo

pW

pW

pW

pW

pW

pW

pW

pW

Observaciones i

; VALOR

105,00

42,00

309,84

70,80

75,00

602,68

1121,38

. Aceptable

CAPITULO CUARTO ..... - - - - -

ENLACES SECUNDARIOS Y EQUIPOS TERMINALES

¿f.l.- CÁLCULOS PARA LOS ENLACES 'SECUNDARIOS DE BANDA ANCHA.

Como se determinó en el capitulo segundo", sección 2.1, las po-

blaciones cuya demanda de tráfico requiere de 120 canales tele

fónicos o más, se .enlazarán con sistemas de banda ancha, en -

las frecuencias de microondas, por consiguiente I barra. Tul can

y la República de Colombia por intermedio de su repetidora en-

Cruz de Amarillo, estarán dotadas de dichos sistemas.

Las estaciones que permiten enlazar Cerro Blanco e I barra. Ce-

rro Troya y Tulcán, están localizados, en. los lugares denomina-

dos Azaya y Tanques de Agua respectivamente, desde donde se •-

tenderá el cable coaxial para transportar la banda base hasta-

el sitio donde se instalarán los equipos múltiplex.

La ubicación y altura de estos lugares se indica en el cuadro-

Los cálculos realizados en estas derivaciones secundarias son-

lo.s mismos que los de la ruta troncal., p.ero debido a que ya se

ha explicado en el capítulo anterior los procedimientos segui-

dos., se transcribirán rápidamente los puntos tratados y los -

- 93

cálculos hechos se los resumirán en cuadros,

ESTAUION

AZAYA .

T. DE AGUA

C. AMARILLO

LATITUD

. NL00°T21 '

N 00° ¿f9'

N 03:° 12'

LONGITUD

W 78° 10'

W 77° '42'

W 77° :13'

ALTURA (m)

2.255.

3.000

3.200

Cuadro 4*1•- Localización de las repetidoras.

- Perfiles y zonas de Fresnel. :

Los datos se han obtenido del mapa de Integración Fronteriza

con Colombia N2 1 y las zonas de. Fresnel se han calculado a-

plicando la fórmula 1.3, con una frecuencia central de 6.77

MHz. Los resultados se indican en las figs. ¿f.l, ¿f.2, ¿f.3.

- Altura de las antenas y claridad del trayecto.

Las alturas de las antenas se capicularon aplicando las fórnrn

las; 3-1? 3«2 y 3-3- La claridad del trayecto se calculó res-

tando he, definida de la ecuación 3-A-j de la magnitud de la~

primera zona de Fresnel en dicho punto.

Los cálculos se los resumen en etL cuadro ¿f.2.

- Ganancias de las antenas.

f: "T

* .

3

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I62

ONota: Linea de puntos perfil apr9xi-

. mado (territorio de Colombia)

An

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O

H O O

- 101 -

"Cuadro ¿f.3,- Ganancia de las antenas.

DETALLE

co

QM

O

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L

IBR

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LIM

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TA

DO

R

TRAMO"^—-

Distancia

20 log d

20 log ¿fTTA

Total

Guíade

onda

Longitud

pérdida

Filtros ycirculadores

Otras

Total

Pérdidas totales

Potencia de transmisión

tí

ra

Máx

ima

An

ten

a

Potencia de recepción.

Ganancia requerida

Potencia de recepción

Ganancia requerida

Tipo

Ganancia

Km

dB

dB

dB

m

dB

dB

dB

dB

dB

<£m

dBm

dB

dBm

dB

m

dB

Observaciones

C. BLANCOAZAYA

31

29, 83

109,06

138,

250,75

3

0

5

89

25

0,75

,0

,6

,1

143,99

27

-35

81

25

91

2,4

83

,8

,0

,19

,00

,19

2,4

,20

C. TRO YA: -T. DE AGUA

7

16,

109

125

25

0,75

3

0

5

131

27

-35

68

25

í?8

1,2

69

90

,06

,96

25

0,75

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,05

,8

,0

,26

,00

,26

1,2

,60

C. TROYAC AMARILLO

62

35

109

144

25

0,75

3

0

5

150

27

-35

8>7

25

-'97

4,0

93

,85

,06

,91

25

0,7í

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,6

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,00

,21

4,0

,00

- 102 -

Cuadro ¿f.¿f.- Calidad de transmisión,

" ~~~ • — -__ TRAMODETALLE — --__

W• g

<EHco¡2;oo

DE

PE

ND

IEN

TE

Ruido térmico

Ruido de interferen-cia del alimentador

Ruido deim termo dulación

Ruido térmico

Rui do deinterferencia

Ruido por distorsiónde propagación

Ruido total

Objetivo

pW

pW

pW

pW

pW

pW

pW

pW

Observaciones

Probabilidad de desvane^cimiento "Rayleigh :

Probabilidad de severo jdesvanecimiento ¡

Objetivo

10

10

10

Observaciones

C. BlancoAzaya

75

21

167,26

28,5

291,76

521, 5¿f

Aceptable

6, 43

3,60

12, ¿fO

Aceptable

C. TroyaT. de Agua

75

21

167,26

33>2

2965¿f6

393,38

Aceptable

0,035

0,023

2,80

Aceptable

C. TroyaC. Amarillo

75

21

167,26

11,9

275,15

687,07

Aceptable

73

17,37

2¿f380

Aceptable

- 103 -

Como se procedió para los enlaces troncales, se calculó las ate

nuaciones respectivas para cada tramo y luego se determinó la -

dimensión de las antenas, como se indica en el cuadro ¿f.3-

- Estudio de la calidad de transmisión.

Recurriendo a los parámetros del cuadro 3-^fj 9.ue especifica los

valores de ruido para una sección de radio-relevos de seis tra-

mos, se ha elaborado el cuadro ¿f. 4, en el cual se hace una com-

paración entre los objetivos de ruido recomendados y el ruido -

calculado en cada tramo.

¿f.H.- CÁLCULOS DE LOS ENLACES"SECUNDARIOS DE BANDA ESTRECHA.

Las -ciudades de Otavalo, San Gabriel, El Ángel y Atuntaqui se -

enlazarán a la ruta troncal mediante sistemas de menor capaci -

dad, utilizando equipos de radio en la banda de frecuencia UHF-

(frecuencia central de 450 MHz).:

Se ha comprobado la visibilidad entre la estación repetidora Ce_

rro Blanco y las ciudades "de Otavalo, Atuntaqui y El Ángel y

desde Cerro Troya hacia San Gabriel. Los perfiles se obtuvie

ron del mapa de Integración Fronteriza Na 1 y^se muestran en

las figuras: ¿f-^, ^-5? 4-6, ¿f-7* Como se puede observar en es -

tas figuras, existe una perfecta claridad del trayecto, pero

considerando obstáculos cercanos ;propios de la urbe, se reco

o § 8 8 - 8 o 8 8V.

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m

1 Q

O

- 108 -

mienda una altura de mástil de 10 m. en dichas ciudades.

Debido a que los equipos de radio que se deben instalar en es-

tas localidades se definirán luego de realizadas las pruebas -

de aceptación del sistema troncal, con el fin de re-ubicar los

equipos que han estado sirviendo a otras ciudades y tomando en

cuenta que para sistemas de baja capacidad el ruido introduci-

do por el equipo mismo es pequeño, no se realizará un estudio-

detallado de la calidad de transmisión como se lo ha hecho pa-

ra los otros sistemas.

¿f.3.~ EQUIPOS TERMINALES PARA LA RED DE TELECOMUNICACIONES

NORTE.

Con referencia al equipo de transmisión, se entiende como equi

po terminal aquel que se encuentra al principio y al final de-

una sección de conmutación, independientemente del tramo en el

sistema de comunicaciones.

En el presente trabajo, se entenderá como equipo terminal de -

transmisión al conjunto de dispositivos que hacia un lado se -

conectan con las facilidades de conmutación (centrales interur_

bañas) o con las mesas de operador, en el caso de operación ma

nual y el equipo de radio.

Puesto que la definición está basada únicamente en la disposi-

- 109 -

ción relativa de "ciertos equipos,- en la configuración general-

del sistema de comunicaciones, es verdad que un mismo disposi-

tivo puede ser terminal o de derivación, por lo que se conside_

rara al equipo múltiplez de las repetidoras en esta sección.

Por lo enunciado anteriormente y: en el caso más-general, un -.-.-

sistema de transmisión tendrá la;configuración mostrada a con-

tinuación:

MUX

E

L

CC E

L

-

M

D

.--

-

•-

T

R

£ \

T

M

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D

R

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R

T

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M

E

L

CC E

L

M1 1

X

MUX: Multiplex

E L: Equipo de linea

M; Modulador

D: Dernodulador

C C; "C a b I e coaxial

T: Transmisor

R: Receptor

Fig. A--8.- Configuración general ! de una red de comunicaciones,

4.3-1-- CABLE COAXIAL Y EQUIPO DJS LINEA.

Se utilizará cable coaxial con capacidad para transportar 960-

- 110 -

canales "telefónicos, para unir San Juan con "Quitó Centro y Aza

ya con Ibarra, es además necesario equipos de linea en cada -

una de las estaciones, para compensar la atenuación.no-lineal -

que la frecuencia de" "banda base (;60-¿f.OH8 KHz) sufre a lo lar-

go del cable coaxial. ;

De igual manera,, para unir. Tanques de Agua y Tulcán:se necesi-

ta cable coaxial con capacidad de 300 canales .telefónicos y e-

quipo de linea en ambas estaciones, por la misma razón expresa

da anteriormente'.

¿f.3-2-- EQUIPO MULTIPLEX. •' '

Como ya se dijo en el estudio de tráfico, habrán dos configura

ciones para la red norte, una a Diciembre de 1.977 7 otra cuan

do entre en funcionamiento la central interurbana de Ibarra.

Para la conformación de la red inmediata, se ha elaborado el -

diagrama de la fig- ¿f-9? ®n el q.ue se observa que el tráfico -

de cada una de las ciudades es enrutado a través de Quito, ade_

más se puede dar cuenta de los.equipos múltiplex necesarios en

cada una de las repetidoras y en cada población, los que esta-

rán equipados parcialmente, incrementándose el número de cir -

cultos telefónicos de acuerdo alias necesidades y según lo pía

ni-ficado en el estudio de tráfico.

- 111. -

EB las repetidoras Cerro Blanco y Cerro Troya, se prevee la -

calda e inserción de circuitos telefónicos a nivel de audio,-

con el propósito de poder servir a pequeñas poblaciones con -

sistemas monocanales en la banda de VHF.

Para la fecha en la cual se enrute el tráfico de la zona nor-

te por Ibarra, se ha elaborado la fig. ¿f«10, en la que se pue

de notar las variaciones necesarias en las repetidoras para -

el funcionamiento de este equipo de enrutamiento, asi como la

implementación en el equipo multiplex en la ciudad de Ibarra.

CAPITULO QUINTO

MEDIDAS EN EL SISTEMA TRONCAL. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5-1.- MEDIDAS EN EL SISTEMA TRONCAL DE MICROONDAS.

Luego de concluida la instalación de los equipos para la re -

gión norte del pais, se realizaron las pruebas de aceptación-

correspondientes en los meses de Mayo y Junio de 1.977.

Las medidas realizadas y los equipos necesarios para cada una

de ellas son las siguientes:

- Potencia de transmisión y recepción

Medidor de Potencia tipo ¿f32A, jnarca Hewlett Packard.

Los resultados se indican en el cuadro 5-1

Cuadro 5*1*- Medidas de potencia en las estaciones.

ESTACIÓN

POTENCIAS JUAN C. BLANCO C TROYA

TRANSMISIÓN +dBm 30,30 29,60 29,80

RECEPCIÓN -dBm 33,00 33,50 35,00

- 115 -

- Características IF-IF. ;

Para la estación transmisora el Analizador de Enlaces para Mi.

croondas (transmisor), tipo 3710A, 3716A marca Hewlett

Packard; i

Señal de entrada; 70 MHz -f BARBADO (- 7 MHz)

Nivel de entrada: +5,2 dBm/75¿l'. :

Para la estación receptora el Analizador de Enlaces de Micros

ondas (receptor), tipo 3702B, 3705A, marca Hewlett Packard:

Señal de medida: Respuesta de Amplitud (70 MHz - 7 MHz)

Retardo de Grupo (70 MHz - 7MHz)

- Características BB-BB* '••

Para la estación transmisora el ¡ Analizador de Enlaces para M:L

croondas (transmisor), tipo 3710A, 3716A marca Hewlett

Packard:

Señal de entrada: BB (250 KHz) 4- BARRIDO (í 7MHz)

Nivel de entrada: -45 dBm/j75 l •

Para la estación receptora el Analizador de Enlaces de Micro-

ondas (receptor), tipo 3702B, 3705A, marca Hewlett Packard:

Señal de medida: Linealidad (70;MHz - 7 MHz) :

Retardo dé Grupo (70 MHz ~ 7 MHz);

- Respuesta de frecuencia. '•• \a la estación transmisora el '. Generador de Nivel; tipo PS-60

marca Wandel u Goltermann:

- 116 -

Señal de entrada: 0,6 - 0,1 - 0;5 - 1 - -3 - ¿t-,028 ;(MHz,) -

Nivel de entrada: -¿f5 dBm/75-CL

Para la estación receptora_el_ Medidor Selectivo de Nivel tipo

SPM-60, marca Wandél u Goltermann:

Señal de medida: 0,06 - 0,1 - Q j 5 - 1 - 3 - ¿f,028 (MHz)

- Características "de ruido.

Para la estación transmisora el Generador de Ruido Blanco ti-

po RS-50j marca Wandél u Goltermann:

Señal de entrada: Ruido Blanco (60 - ¿í'.ÍOO KHz)

Nivel de entrada: -30,2 [-1+5 + =(-15 * lOlog 960)] - 8 dB

Para la estación receptora el Receptor de Ruido Blanco tipo -

RE-^0, marca _Wandel u Goltermann:

Señal de medida: Ruido Blanco (filtros: 70, 534a 2../K38 y

3.886

Con el fin de exponer el procedimiento de medición de una ma-

nera clara , se ha elaborado el diagrama de "bloque s de la re d-

troncal en la fig. 5-lj indicándose con literales los puntos-

de medida.

En el cuadro 5.2 se demuestran los puntos de medida y las fi-

guras que corresponden a las pruebas realizidas en: cada una -

de las estaciones.

Fig

. 5.

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Cuadro 5-2.- Puntos-:de medida y figuras correspondientes a cada estación

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- 119 -

Fig. 5.2.- CERRO BLANCO-SAN JUAN :

C A R A C T E R Í S T I C A S I F I F

60 70

C A R A C T E R Í S T I C A S BB BB

x\0

70

RESPUESTA DE FRECUENCIA

80

80

Amplitud 1 dB/div

Retardo: 1 ns/dívde grupo

Linealidad 1%/div

Retard ode grupo

1ns/d¡v

La e m r

-20

-71

-

0,06 0,1 0,5 :3 4,028[MH-z]

120 -

Fig. 5-3*- CERRO BLANCO SAN JUAN

CARACTERÍSTICAS DE RUIDO

S/N*D

[dB]

Mda. Ch ( K H z ) S/N (dB)

70 : ?¿f, 5

53^1 77,0

2.4-38 75,5

3-886 75,7,

-6 -4 -2 O +2 +4 +6 +;8Nivel relativo

olB]

- 121 -

Eig. 5.4.- CERRO TROYA-SAN JUAN

C A R A C T E R Í S T I C A S 1F IF

60 70

C A R A C T E R Í S T I C A S BB BB

[dBm]-19

-20

A m p l i t u d IdB/div

Retardo 1 ns/divde grupo

80

Linealidad 3°/0/div

Reta rdo 3ns /d ivde grupo

80

-210,06 3 4,028[MHz]

- 122 -

Fig. 5.5-- CERRO TROYA-SAN JUAN


S/N^-D

[dB]

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Mda* Ch (KHz) S/N (dB)

?o 75,0

53^ 76 f o

2.^38 ?3,5

3.886* 73,5

-6 - 4 - 2 - 0 +2 +4 +$ +8Nivel relativo [dB]

- 123 -

Fig. 5-6.- SAN JUAN-CERRO BLANCO

C A R A C T E R Í S T I C A S IF IF

60 70

C A R A C T E R I S T I CAS BB BB

60 70

RESPUESTA DE FRECUENCIA[dBml-19

-20

-21

Amplitud O/BdB/div

Retardo Ins/divde grupo

80

Linealidad 1°/0/div

Retardo 1ns/divde grupo

80

0,06 0,1 0,5 1 3 4.028LMHZ]

Fig. 5.7'- SAN JUAN-CERRO BLANCO


S/N+D

[dB]

80

vn/ u

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Mda. :CH (KHz) S/N (dB)

70 76,0

53¿f 78,0

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^ ñRi^ 9ñ <J) é OOO f O , jp

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-6 - 4 - 2 O t2 -i- 4' + 6 +8Nivel relativo

- las -

ig. 5-8.- CERRO TROYA-CERRO BLANCO


60 70

CARTER1STICAS BB BB

Amplitud 0,3 dB/div

Retardo Ins/divde grupo

80

Unealidad 1 ip/5 /div

Retardode grupo

1 ns /div

6*0 70

A RESPUESTA DE FRECUENCIA

80

[dBrrrí'9

0,06 0,1 0,5 1 • 3 4,028 [MHz]

- 136 -

FIg. 5-9-- CERRO TROYA-CERRO BLANCO


Mda. CH ( K H z ) S/N (dB)

70 76,5

53^ 78,0

2.k38 ?6,0

3.886 -77 ,8

-8 -6 -4 -2- O +2 -h4 +6 +8Nivel RelativcídB]

r- 12? -

Fig. 5-10.- CERRO BLANCO-CERRO TROYA

CARACTERÍSTICAS FF IF

60 70

CARACTERÍST ICAS BB BB

60 70

A RESPUESTA DE FRECUENCIA[dBmp'9

320-

Amplitud 1 dB/div

Retardode grupo

1 ns/div

80

Lineal! dad 1 °/0 /div

Retardode grupo

1 ns/dív

0,0 & 0,1 0,5 3 4,028[MHz]

- íes -

Fig. 5.H.- CERRO BLANCO-CERRO TROYA


-6 -4 -2 0 + 2 +4 %6 +8Nivel Relativo [dB]

- 129 -

*Fig 5.12.- SAN JUAN-CERRO TROYA


60 70

C A R E R I S T I C A S BB BB

60 70

RESPUESTA DE FRECUENCIA[dBm]19

Amplitud IdB/div

Retardo 3ns/d¡vde grupo

80

Linealidad 3%/div

Retardo 3ns/divde grupo

80

0,1 0,5 3 4,028 [MHz]

- 130 -

Fig. 5-13-- SAN JUAN-CERRO TROYA


S/NO

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70 75,0

53^ 77,0

2.^38 75,0

3.886 75 ,0

-6 -4 -2 O +2 +4- -1-6 +8Nivel Relativo

- 131 -

Fig. 5,14.- QUITO CENTRO-CERRO TROYA

(.vj LJ i n j i *J

-20

-21

S/N+D[dB]

70

60

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-^

0,06 0,1 0,5 1

CARACTERÍSTICAS DE RUIDO:

70 KHz .534 KHz &2.438 KHz x3.886 KHz o

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3 4p28 [MHz]

Mda. CH(KHz) S/N(dB)

70 72,5

534 75,5

2.438 73,5

3-886 73,0

-6 "A -2 O -2 -4 +6 +8 r H R 1Nivel R-elativo L a b J

- 132 -

Fig. 5.15.- CERRO TROYA-QUITO CENTRO

RESPUESTA DE FRECUENCIAf i i j - i y

-20

-21

S/NK3[dB]

80

70

60

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^^^___

Op6 0,1 0,5 1

CARACTERÍSTICAS DE RUIDO70 KHz .53*1- KHz A2.¿K38 KHz x3.886 KHz 0

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.3 4,028 [MHz]

Mda. CH(KHz) S/N(dB)

70 72,0

53^ 75,0

3.886 73,5

-6 -4 -2 O *2 + 4 - -v6 t-8 [delNIVEL RELATIVO1 J

- 133 -

5-2.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

En este trabajo de tesis se ha expuesto la metodología para-

el diseño de un sistema de microondas. Se puede considerar -

que la presentación ordenada que se hace de fundamentos teó-

ricos y de criterios de orden práctico dispersos en muchos -

libros, al ser aplicados a un caso especifico, adquieren mu-

cha utilidad, pues su sentido se hace más evidente y se pue-

de utilizar en diseños posteriores.

En la parte de propagación, que tiene un tratamiento de cál-

culo "bastante tradicional, con el objeto de tomar en cuenta-

el hecho de que el índice de refracción de la atmósfera es -

variante con el tiempo, se ha utilizado el concepto de Radio

Equivalente mínimo de la tierra, definición de carácter esta

distico que asegura la visibilidad entre antenas, durante el

99,993? del tiempo*

Conviene señalar sin embargo, que la propagación de señales-

radioeleetricas en nuestro país, se hace en condiciones que-

aún no han sido investigadas. Tiene algo de ficticio, por e-

jemplo, el considerar un factor de propagación de K = 4/3> -

definido Jara una atmósfera normal con gradiente del indice-

de refracción constante, que por definición es sólo válido -

hasta los 300 metros de altura sobre el nivel del mar, cuan-

do en nuestros sistemas se tienen enlaces entre estaciones re_

petidoras ubicadas a más de-3»500 metros de_altura.

Se ha experimentado en'este trabajo, que _el comportamiento de

propagación en un tramo de dimensión más allá del recomendado

(90 Km), tiene una conducta aceptable, lo que se debe a la na

turaleza del terreno y a condiciones metereológicas de la zo-

na. '•'• . . , . . - .

Por otra parte, en "el" Ecuador existe otro tipo de enlace: Sie

rra-Costa, el que implica severas variaciones en el índice de

refracción y para los que el procedimiento de cálculo de ra -

dio enlaces, en mi opinión estarla sustentado sobre bases no-

muy reales.

La mayor parte de criterios, son el resultado de estudios y -

experiencias en países de clima templado, pero no se tienen -

investigaciones completas para "casos similares al de nuestro-

país, que está ubicado en la zona ecuatorial.

Aunque este trabajo se lo ha realizado con parámetros para -

trayectos en zona templada, serla recomendable que. se empren-

diera un estudio de las condiciones de propagación en nuestro

medio que, como ya se dijo, presenta características muy esp£

ciales. :

- 135 - i

Jül diseño óptimo de comunicaciones, de"be tomar en cuenta la -

influencia del ruido en todas las formas que éste se presente,

la- naturaleza aleatoria del mismo conlleva muchas dificulta -

des en su análisis, no obstante en la planificación de la red

se ha considerado los tipos más' importantes de ruido en un

sistema. Wo se ha puesto énfasis en un estudio detallado so -

bre el origen y la naturaleza de cada uno de ellos, pues este

trabajo tendria una extensión fuera de los alcances propues -

tos, aparte de que ello significarla desviarse del tema cen -

tral.

Por ultimo, al realizar las medidas en las diferentes esta

ciones, se puede observar de una manera objetiva las metas

fijadas en cuanto se refiere a diseño de la red y comporta -

miento del equipo, a más de familiarizarse con el manejo de -

los aparatos de medida, cuya utilización eficiente requiere -

de entrenamiento y experiencia.

Ks recomendable, la planificación adecuada de los sistemas -

de Telecomunicaciones, para lo cual se deben realizar estu -

dios de tráfico y aplicar métodos sistematizados de diseño, -

además hacer el mantenimiento periódico de los mismos, para -

evitar deterioros en la calidad de transmisión.

B I B L I O G R A F Í A

H. Brodhage Se W. Hormuth

PLANNING AND ENGINEERING OF RADIO RELAY LINKS (SIEMENS)

Robert F. Wiiite '' "; :

ENGINEERING CONSIBERATIONS FOR MICROWAVE COMMUNICATIONS

SYSTEMS (LENKURT) -

Florio Fabbri ;

FUNDAMENTAL DATA AND GRITERÍA FOR MICROWAVE RADIO LINK

MSI3N (TELETTRA) :

The International Telecommunication Union

PROPAGATION

Appendix to Section B.IV.3 °f the Handbook: Kconomic

and technical aspects of the cholee óf transmission

systems

Shigeru Yonezawa ;

MICROWAVE COMMUNICATION (NTT)

System Design and .blew Equipment :

Kenneth L. Dumas Se Leo G. Sands: " '.

MICROWAVE 'SYSTEMS PLANNING " : - !

Kanti Hore

CURSO DE PROPAGACIÓN -

Folleto, Escuela Politécnica Nacional

Rene Vidal Giraldino & "Javier Serrat B.

CURSO DE PROPAGACIÓN Y CALCULO :DE RADIO ENLACES ;

Folleto, Universidad de Chilei r "

Heinrich Kuxrst

INTRODUCCIÓN A LA PLANIFICACIÓN DE ENLACES DE MICROONDAS

Folleto de la U.I.T. :

R E F E R E N C I A S

Kenneth L. Dumas & Leo G. Sands

MICROWAVE SYSTEMS PLANNIWG

1 Pag. 9

The International Telecommunication Union

PROPAGATION ; :

2 . Pag. 11

- 3 .'. 12

i* k • > • 1/f

Heinrich Kunst

INTRODUCCIÓN A LA PLANIFICACIÓN DE ENLACES DE MI ;

CROONDAS

5 - Pag. 2?

Kene Vidal Giraldino & Javier Serrat B.

CURSO DE PROPAGACIÓN Y CALCULO DK RADIO ENLACES ;

6 : Pag. 69

ühigeru Yonez-awa

MICROWAVE COMMUNICATION (NTT)

7 - Pag. 31

8 ... ... . ...........;;...... 39

9 . - . • 1WL

10 -. - . . - . 83

11 .. 8¿f

12 J. 8¿f

19 - - * • 7^

30 v . a . 75

31 > - - - - 75

22 75

CCITT . : . ;

LIBRO VERDE TOMO 2A . ;

13

l¿f

15 .: E500

16 E502

17

PLANIFICACIÓN DE SISTEML DAE MICROONDAS DEL I E REGIÓ T …

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Transcript of PLANIFICACIÓN DE SISTEML DAE MICROONDAS DEL I E REGIÓ T …