Radiocomunicaciones 9.1 Cable coaxial (3) Cuando hay ... · localización mundial por medio de...

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Radiocomunicaciones

•Cuando hay perturbaciones eléctricas alrededor del coaxial, son atrapadas, y se evita posibles interferencias.

•Uno de los aspectos mas importantes del coaxial es su Ancho de Banda y su resistencia (o impedancia); estas funciones dependen del grosor del conductor central, además; si varía la malla de cobre, varía la impedancia.

•El Ancho de Banda del cable coaxial está en el orden de los 500 Mhz, que lo hace ideal para transmisión de radiofrecuencias y televisión por cable.

•Los más comunes son: RG-8 A/U, RG-58 A/U (Radiofrecuencias VHF y UHF) RG-59 A/U (CCTV y TV)

9.1 Cable coaxial (3)

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Puede deberse a la radiación, calentamiento de los conductores y calentamiento del dieléctrico

9.1 Cable coaxial

Pérdidas o Atenuaciones

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Pérdidas o Atenuaciones y Ganancia o Amplificación

•Es una unidad de medida relativa.

•En audiofrecuencias el cambio de 1 decibel (dB) es apenas perceptible, (si tenemos suerte).

•Si se tiene dos valores de potencia diferentes: P1 y P2, y se desea saber cual es el cambio de una con respecto a la otra, se utiliza la siguiente fórmula :

dB = 10 log P2 / P1 (si lo que se comparan son potencias) ó

dB = 20 log V2 / V1 (si lo que se comparan son voltajes)

El DECIBEL (dB)

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Pérdidas o Atenuaciones y Ganancia o Amplificación

Por ejemplo :

Si V2 es el voltaje de salida de un amplificador y V1 es el voltaje de entrada, entonces la ganancia de voltaje seráV2/V1.Ahora si esta ganancia fuera de 50, esto es que V2 es 50 veces mayor que V1, significa que la ganancia es :

20 log V2/V1, o sea

20 log 50 = 33.97 dB

El DECIBEL (dB)

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Amplificación o Ganancia. El decibel dB

10 log (veces)= dB

(veces) ��Cantidad de veces que se necesita amplificar por la antena la Potencia de Salida del equipo transmisor. Se expresa en dB (decibeles)

Ganancia Antena Transmisor Salida por Antena

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9.1 Cable coaxial (4)

Pérdidas o Atenuaciones

El decibel dBPara expresar la ganancia en decibeles sólo es necesario sumar las respectivas ganancias expresadas de esta manera.

¿Porqué utilizar este sistema?

La razón es muy simple, cuando hay sistemas con ganancias y/o pérdidas (ganancias negativas), es mucho más fácil que estas se sumen y, así obtener la ganancia final.

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9.- Líneas de Transmisión

9.2 Fibra Optica

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¿Qué es la Fibra Óptica?

Son filamentos de vidrio (compuestos de cristales naturales) o plástico (cristales artificiales), del espesor de un pelo (entre 10 y 300 micrones). Llevan mensajes en forma de haces de luz que realmente pasan a través de ellos de un extremo a otro, donde quiera que el filamento vaya (incluyendo curvas y esquinas) sin interrupción. Las fibras ópticas pueden ahora usarse como los alambres de cobre convencionales, tanto en pequeños ambientes autónomos (tales como sistemas de procesamiento de datos de aviones), como en grandes redes geográficas (como los sistemas de largas líneas urbanas mantenidos por compañías telefónicas).

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¿Cómo Funciona la Fibra Óptica?

•En un sistema de transmisión por fibra óptica existe un transmisor que se encarga de transformar las ondas electromagnéticas en energía óptica o luminosa. Es el componente activo de este proceso.

• Una vez transmitida la señal luminosa por las minúsculas fibras ópticas, en otro extremo del circuito se encuentra un tercer componente que se le denomina detector óptico o receptor, cuya misión consiste en transformar la señal luminosa en energía electromagnética, similar a la señal original.

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10.- Equipos de radiocomunicaciones

10.1.- Configuraciones de Estaciones Bases y Móviles

10.2.- Energía de respaldo

10.2.1.- Grupo Electrógeno

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10.2.1.- Grupo Electrógeno

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10.2.2.- UPS (1)UPS: Abreviatura de Uninterrupted Power Supply, (Fuente de Energía Ininterrumpible). Se usa para alimentar equipos electrónicos o eléctricos, que si se detienen o se altera su funcionamiento por falla en la alimentación eléctrica, resulta costoso, por la pérdida de información o en daños en sus componentes.

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10.2.2.- UPS (2) Sus componentes

•Un rectificador que rectifica la corriente alterna de entrada (220 Vca), convirtiéndola en continua (12 Vcc), proveyendo corriente continua a un,

•Cargador de batería(s).Desde éste se alimenta un...

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10.2.2.- UPS (2) Sus componentes

•Inversor que la convierte nuevamente de continua (12 Vcc) en alterna (220 Vca).

•Un conmutador (By-Pass) de 2 posiciones que permite conectar la salida con la entrada del UPS (By Pass) o con la salida del inversor.

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10.2.2.- UPS (2)•Luego de haberse descargado la batería, se recarga generalmente entre 8 a 10 horas, por lo que la capacidad del cargador debe ser proporcional al tamaño de la batería necesaria.

•La capacidad de una batería, que se expresa en (Amperes/Hora) ó A/H, depende del tiempo (autonomía) durante el cual debe entregar energía.

•Su capacidad de potencia depende del consumo total de los equipos a alimentar.

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Sistema de Localización y Navegación por Satélite

Si nos remontamos cinco siglos atrás, época en que los navegantes Cristóbal Colón, Marco Polo y otros se destacan por sus grandes travesías alrededor del mundo, se puede observar que la importancia de contar con estos mecanismos de localización y navegación era vital.

Más aún, tampoco se contaba con mapas muy exactos y la única forma de navegación (orientación) eran los astros (navegación astral).

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•El descubrimiento de la electricidad (pararrayos) en 1752 por Benjamín Franklin marcó un acontecimiento muy importante para la humanidad y principalmente para las comunicaciones;

•Posteriormente el descubrimiento de las ondas electromagnéticas por Heinrich Rudolp Hertz en 1888, ayudó en gran medida a la transmisión de información a grandes distancias sin la necesidad de cables.

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Después surgen los primeros intentos por buscar un mecanismo de localización por medio de ondas electromagnéticas, basándose en el principio básico de calcular distancias en base al tiempo de travesía de la señal y la velocidad de la luz, basándose en antenas transmisoras de corto alcance.

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En los 70’s el Departamento de Defensa de Estados Unidos comenzó a diseñar un nuevo proyecto de localización mundial por medio de tecnología satelital.

En 1978 se lanza el primero de un total de 24 satélites de órbita media (MEO) de la constelación llamada NAVSTAR GPS.

La idea era tener a estos satélites geoestacionarios como puntos de referencia para calcular posiciones – latitud,longitud y altitud. Aunque al principio este sistema fue sólo para propósitos de estrategia militar, posteriormente esta tecnología se brindó a la población civil en forma gratuita, pero con algunas “limitantes” – la aproximación.

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El Sistema de Posicionamiento Global GPS (siglas en inglés Global Positioning System), es un método de posicionamiento y navegación basado en las señales transmitidas por la constelación de satélites NAVSTAR (siglas en inglés de Navigation Satellite Timing And Ranking), que son recibidas por receptores portátiles en Tierra.

¿ Qué es GPS ?

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Con esta información, los receptores calculan la posición geográfica del punto de observación. El GPS fue desarrollado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos con el objetivo de mejorar la exactitud para la navegación terrestre, marina y aérea, y de esta manera proveer posicionamiento geográfico preciso en cualquier parte del mundo a usuarios en Tierra, por medio del uso de receptores portátiles. De esta manera, el 22 de febrero de 1978 se puso en órbita el primero de los satélites NAVSTAR, fecha que marcó un nuevo hito en la historia de la navegación y geodesia en todo el mundo�

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Actualmente la precisión de un levantamiento GPS estácifrada en el rango de los 3 – 10 metros en tiempo real, esto es en el momento de la observación, sin embargo, la exactitud puede mejorar por medio de una técnica llamada corrección diferencial.

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Cada satélite transmite su posición y el tiempo exacto cada 1000 veces por segundo a la tierra, donde – en cada milisegundo- un receptor computarizado puede calcular a qué distancia se encuentra de un satélite en particular que esté a la vista, multiplicándolo por la velocidad de la luz.

¿ Cómo funciona ?

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La señal electromagnética viaja a la velocidad de la luz (300.000 km/s) y es la clave para entender el funcionamiento del GPS.Determinando cuanto tiempo (Dt) toma a la señal viajar desde el satélite al receptor, puede calcularse la distancia (d) que existe entre ambos. La posición del receptor en un sistema cartesiano X,Y podría calcularse por intersección cuando se tengan calculadas las distancias precisas hacia por lo menos tres satélites de posición conocida.

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Características de NAVSTAR GPS

Cualquier sistema satelital como NAVSTAR estáconstituido por tres subsistemas:

• Subsistema satelitario,• Subsistema de control y• Subsistema del usuario.

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El subsistema satelitario NAVSTAR GPS está constituido por 24 satéliteslocalizados a 20,200 kms de la superficie terrestre. Existe la constelación NAVSTAR GPS de USA y la constelación de satélites GLONASS(Global Navigation Satellite System) del Gobierno Ruso. Estos dos sistemas son similares en operación y en características de los satélites. Estos satélites, son los que emiten constantemente las señales hacia los receptores GPS, cubriendo todo el globo terrestre.

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El subsistema de control (1) consiste de cinco estaciones de monitoreo localizadas en Hawaii, Kwajalein, Isla Ascensión, Diego García y Colorado Springs; tres estaciones terrenas en Isla Ascencion, Diego Garcia y Kwajalein, y una Estación Maestra de Control (MCS) localizada en la base aérea de Falcón Colorado, la cual mantiene los satélites en posición orbital y su respectiva regulación de tiempo de cada satélite.

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El subsistema de control (2)Las estaciones de monitoreo rastrean todos los satélites que se encuentran a la vista, acumulando la información monitoreada. Esta información es procesada para determinar las órbitas de los satélites y para actualizar cada mensaje de navegación de cada satélite. Una vez actualizada esta información es transmitida a cada satélite desde las estaciones terrestres.

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El subsistema del usuario (3)Consiste de receptores GPS que proporcionan casi instantáneamente la posición, altitud, velocidad y tiempo preciso al usuario desde cualquier parte del mundo las 24 horas del día.

Estos receptores calculan la posición por medio de señales simultáneas desde tres o más satélites que estén a la vista del receptor GPS.

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Existen dos niveles de servicio, el primero conocido como Servicio Estándar de Localización (SPS, Standard Positioning Service), servicio de determinación de la posición y tiempo que está disponible a todos los usuarios, las veinticuatro horas del día y sin cargo directo. Intencionalmente la defensa americana introduce un errorpara que la exactitud de este servicio no sea muy bueno. SPS provee una probabilidad de error predecible de 100 mts horizontalmente y de 156 mts verticalmente y con 340 nanosegundos en tiempo.

Tipos de servicios de NAVSTAR GPS

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Por otro lado el Servicio Preciso de Localización (PPS, Precise Positioning Service), servicio de determinación de la posición y tiempo con alta precisión utilizado para usos militares y otros usos del Gobierno de los Estados Unidos. Para usos civiles, pueden ser considerados solicitando un permiso especial. Este servicio provee una precisión predecible de 22 mts horizontalmente y 27.7 mts verticalmente y 200 nanosegundos en tiempo. Este servicio no estádisponible a los usuarios civiles, ya que los mensajes están encriptados.

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Para optimizar la precisión del GPS, se desarrolló una técnica conocida como GPS Diferencial (DGPS). La precisión en GPS va a depender de varios factores: el primero, son las señales que emiten los satélites dirigidas al usuario civil, vienen con un errorimplícito conocido como disponibilidad selectiva. Otro factor es la desviación de los relojes; los relojes que traen internamente los receptores GPS no son atómicos como los que poseen los satélites. El costo de estos relojes es de varios miles de dólares.

¿ Que es DGPS ?

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Se pueden clasificar en cinco categorías:

•Localización : Localización de vehículos (robos y ubicación vehículos de emergencia, grupos de rescate),

•Navegación : De aviones y barcos,

•Rastreo : De vehículos, aves migratorias, animales, etc.

Aplicaciones Civiles

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•Cartografía : Determinación de posición de bosques, ríos, alturas de montañas, delimitación de zonas,

•Tiempo exacto : Para sincronizar señales satelitales de TV, programar sistemas de aviones y de lanzamiento de satélites

Aplicaciones Civiles

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Son bastas, fue el principal motivo por lo que GPS se concibió. En la guerra del golfo pérsico conocida como latormenta del desierto, fue la prueba de fuego para los sistemas de localización satelital. El sistema GPS se utilizó en la milicia para determinar la distribución adecuada de tropas en tierra, aviones, barcos, submarinos, tanques, etc., también para guiar misiles para la destrucción de objetivos.

Aplicaciones de tipo militar

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Descripción del SistemaEl vehículo lleva un receptor GPS y un equipo transceptor de radio.En la Estación Base, se tiene antena receptora de las comunicaciones, que incluye la información de posiciones del vehículo contactado. Esa señal, pasa por un MODEM que convierte la información en datos que el computador procesa, de modo que esas posiciones (Latitud y Longitud), se convierten en un punto ubicado en el mapa del sector de desplazamiento o ubicación.

LOCALIZACION DE VEHICULOS

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Por esta razón, se requiere de un software que procese esa información para sacar datos que indican normalmente trayectoria, velocidad, detenciones, salidas de ruta preestablecidas, etc.

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También es posible, en vez de un transceptor de radio utilizar un módulo celular cuando se requiere controlar áreas muy amplias que obligarían a una red de radio consecuente con esa área a cubrir.

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El programa Galileo pretende romper la dependencia que tiene Europa de los satélites norteamericanos en navegación terrestre y desarrollar su propio sistema GPS. Es un proyecto cofinanciado por la ESA (Agencia Espacial Europea) y la UE (Unión Europea) en el que también participa España.

Programa Galileo

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•Galileo se basará en 30 satélites situados en órbita a 24.000 km. de altitud que cubrirá la totalidad del globo terrestre con una red de estaciones de control en tierra. •Se pretende que GPS sea compatible con Galileo para abrir nuevas puertas a los consumidores y nuevas posibilidades de explotación del sistema.

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