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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
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18
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hc1
a\
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\\
\
\
\
\ \ \
\\
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 ^ !
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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$)
n = Periodo considerado (2,5 años).
Cuadro 2.3-- Demanda de tráfico en 1-975
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15
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E: Entrante
S: Saliente
T: Total
A: Automático
S: Semiautomático
M: Manual
Cuadro 2,.- Proyección de tráfico para 1.97?
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E: Entrante
S: Saliente
A: Automático
S: Semiautoraático
T; Total
!: Manual
- 51 -
Los resultados se muestran en el cuadro 2.¿f.
2.1Y2.2.- PROYECCIÓN DE TRAFICO PARA LOS PERÍODOS 1.978 -
1-983 y 1.983 - 1.98?. - -
La planificación del tráfico de larga distancia hacia el ñor
te del país para los periodos mencionados, se lo ha realiza-
do considerando que en Enero de 1,978 entrará en servicio la
central interurbana desbarra. Esto implica un cambio en la-
forma general de lared, asi el cuadro H.¿f, muestra la situa-
ción a Diciembre de 1.977 Y el cuadro 2.5, indica la forma -
de la red a la misma fecha pero con el funcionamiento de la-
ce n-t ral de Ibarra.
La proyección del tráfico y el dimensionámiento de los cir -
cuitos se ha realizado tomando como base la planificación -
hecha hasta Diciembre de 1.977? aplicando la fórmula 2.6 y -
tomando un porcentaje de carecimiento del 20% para dichos pe-
riodos.
Además se ha realizado la siguiente consideración especial:
para Ibarra - Quito, se han sumado las contribuciones de to-
das las localidades que están conectadas a la central inter-
urbana de Ibarra y que cursarán parte de su tráfico a través
de la misma, utilizando los siguientes porcentajes:
Cuadro 2,5-- Proyección de tráfico para.1;$
RELACIÓN
Ibarra
Tulcán
I"barra
S. Gabriel
Ibarra
Otavalo
Ibarra
.Atuntaq ui
Ibarra
El Ángel
Ibarra
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Ecuador
Colombia
SITUACIÓN A DICIEMBRE DE 1.982
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Demanda (Erlangs )
(Diciembre 1.97?)
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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
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3,1
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1,55
58,71
12,07
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Tráfico Proyecta
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1,92
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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
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E: Entrante
S: Saliente
T: Total
A:
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Cuadro 2.6.- Proyección de tráfico para 1.98?
RELACIÓN
I"barra
Tulcán
I"barra
S. Gabriel
Ibarra
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Ibarra
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Ibarra
El Ángel
- :
Ibarra
Quito
Ecuador
Colombia
SITUACIÓN A DICIEMBRE DE 1.98?
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A A A A A A A
Demanda ( Er langs )
(Diciembre 1.982)
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Tráfico Proyecta
do (Erlangs)
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Número de
Circuitos
E 69 1?
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E: Entrante
S: Saliente
T: Total
A: Automático
S: Semiautomatico
M; Manual
f.:.
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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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. - 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.
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0,9
0,8
OJ
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0,51
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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-
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- 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
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Aguacoeficiente 'de.reflexión
1,0
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pérdidasdB
0
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CampoHúmedo
coeíicienHi d-$reflexión
0,8
0,8
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pe'rdidasdB :
2
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Planicie
coeíicieaterr dereflexlo'n
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pe'rdidasd B
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" z " 6
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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.
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LO
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Fil tros y circulado-res
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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
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B)
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Ruido de Inter-
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500pW (63dB)
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250p
W
(66d
B)
Distorsión de
Fase rectangu-<
lar (Retardo)
250pW (66dB)
Distorsión de
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Distorsión de
orden
69dB (125pW)
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pW)
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(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.
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- 101 -
"Cuadro ¿f.3,- Ganancia de las antenas.
DETALLE
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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
,0
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,1
,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
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,06
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0,7í
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,00
,21
4,0
,00
- 102 -
Cuadro ¿f.¿f.- Calidad de transmisión,
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W• g
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DE
PE
ND
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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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- 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
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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
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-20
-71
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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
CARACTERÍSTICAS DE RUIDO
S/N^-D
[dB]
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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
CARACTERÍSTICAS DE RUIDO
S/N+D
[dB]
80
vn/ u
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53¿f 78,0
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-6 - 4 - 2 O t2 -i- 4' + 6 +8Nivel relativo
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ig. 5-8.- CERRO TROYA-CERRO BLANCO
C A R A C T E R Í S T I C A S IF IF
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
CARACTERÍSTICAS DE RUIDO
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
CARACTERÍSTICAS DE RUIDO
-6 -4 -2 0 + 2 +4 %6 +8Nivel Relativo [dB]
- 129 -
*Fig 5.12.- SAN JUAN-CERRO TROYA
C A R A C T E R Í S T I C A S IF IF
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
CARACTERÍSTICAS DE RUIDO
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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
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-20
-21
S/N+D[dB]
70
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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
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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