1 principios de comunicación microondas digital

Upload: ricardocastro

Post on 06-Mar-2016

30 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

lll

TRANSCRIPT

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved

    www.huawei.com

    Internal

    Principios de

    Comunicacin

    Microondas Digital

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved

    Prefacio

    Este curso esta desarrollado para introducirnos en los requerimientos de

    los productos microondas de Huawei Optical Network RTN.

    Este curso informa a los ingenieros de los conceptos bsicos de la

    comunicacin digital microondas, con el cual se fortalecer el camino

    para aprender la serie de productos RTN de microondas.

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved

    Gua de aprendizaje

    La comunicacin microondas esta desarrollada en la teora base del

    campo electromagntico.

    Por lo tanto, antes de aprender ese curso, ustedes deberan haber

    adquirido el siguiente conocimiento.

    Tecnologa bsica de comunicacin de red.

    Teora de campo electromagntico bsica.

    Conceptos SDH.

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 3

    Objetivos

    Luego de este curso, sern capaces de explicar:

    Conceptos y caractersticas de comunicacin digital microondas.

    Funciones y principios de cada componente de la comunicacin digital

    microondas.

    Modos comunes de networking y escenarios de aplicacin de equipos

    microondas .

    Principios de propagacin de comunicacin digital microondas y varios

    tipos de desvanecimiento (fading).

    Tecnologas Anti-fading

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 4

    Contenido

    1. Perspectiva general de comunicacin digital microondas

    2. Equipos de comunicacin digital microondas

    3. Aplicaciones y Networking en la Comunicacin digital Microondas.

    4. Propagacin Microondas y tecnologa Anti-fading

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 5

    Mtodos de transmisin en las redes de

    comunicacin actuales.

    Comunicacin Fibra ptica

    Comunicacin

    Microondas

    Comunicacin satelital

    MUX/DEMUX MUX/DEMUX

    Mic

    row

    ave

    TE

    Mic

    row

    ave

    TE

    Comunicacin Cable Coaxial

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 6

    Comunicacin Microondas vs

    Comunicacin por fibra ptica.

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 7

    Definicin de Microondas

    Microondas

    La microondas es un tipo de onda electromagntica. En un sentido

    general, el rango de frecuencia microonda es desde los 300 MHz

    hasta los 300 Ghz. Pero en la comunicacin microondas, el rango de

    frecuencia es generalmente desde los 3GHz hasta los 30GHz.

    Segn las caractersticas de la propagacin microondas, la microonda

    es considerada como una onda plana.

    La onda plana no tiene componentes longitudinales de campo

    elctrico ni campo magntico a lo largo de la direccin de

    propagacin. Las componentes de campo elctrico y magntico son

    verticales a la direccin de la propagacin. Por lo tanto, es llamada

    onda electromagntica transversal (onda TEM).

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 8

    Desarrollo de la Comunicacin Microondas

    Note:

    Poca Capacidad< 10M

    Media Capacidad: 10M to 100M

    Gran Capacidad: > 100M

    155M

    34/140M

    2/4/6/8M

    480 canales

    de voz

    Sistema de

    Comunicacin

    Microondas

    SDH digital Comunicacin digital

    microondas PDH

    PDH

    Poca y media capacidad de

    sistemas de comunicacin

    digital microondas

    Comunicacin microonda

    analgica

    Capacidad de

    Transmisin bit/s/ch)

    1950s

    1970s

    1980s

    finales 1990s hasta la actualidad

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 9

    Concepto de Comunicacin Digital

    Microondas Comunicacin digital Microondas es un medio que transmite Informacin Digital en

    la atmosfera a travs de microondas o radio-frecuencia (RF).

    La comunicacin Microondas se refiere a la comunicacin que usa microondas

    como portadora.

    La comunicacin digital microondas se refiere a la comunicacin microondas

    que adopta la modulacin digital.

    La seal banda base primero es modulada a una frecuencia intermedia (IF).

    Luego la frecuencia intermedia es convertida a una frecuencia microondas.

    La seal banda base puede tambin ser modulada directamente en una

    frecuencia microondas, pero solo el mtodo de modulacin PSK es aplicable.

    La teora de campo electromagntico es la base sobre la cual la comunicacin

    microondas ha sido desarrollada.

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 10

    Seleccin de la Banda de Frecuencias

    Microondas y Configuracin del canal RF

    (1) Bandas de frecuencia generalmente usadas en transmisin digital microondas:

    7G/8G/11G/13G/15G/18G/23G/26G/32G/38G (definido por ITU-R recomendaciones)

    8 5 4 3 2 10 20 1 30 40 50

    1.5 GHz 2.5 GHz

    Larga

    distancia en

    red troncal

    2/8/34

    Mbit/s

    11 GHz

    GHz

    34/140/155

    Mbit/s

    2/8/34/140/155 Mbit/s

    3.3 GHz

    Red Regional

    Red regional, red local y limite

    de red

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 11

    En cada banda de frecuencia, los rangos de sub-banda de frecuencia, espaciamiento

    de transmisin/recepcin (T/R spacing), y espaciamiento de canal estn definidos.

    f0 (frecuencia central)

    Rango de Frecuencia

    Espaciamiento

    de canal

    f1 f2 fn f1

    f2 fn

    Espaciamiento

    canal

    T/R spacing T/R spacing

    Banda de Frecuencia

    Low

    Banda de frecuencia

    High

    Espaciamiento

    de proteccin

    T/R spacing

    Canal adyacente

    Seleccin de la Banda de Frecuencias

    Microondas y Configuracin del canal RF

    (2)

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 12

    f0 (7575M)

    Rango Frecuencia(7425M7725M)

    28M

    f1=7442 f5 f1=7596 f2

    f5

    T/R spacing: 154M

    f2=7470

    7G Frequency

    Range

    F0 (MHz) T/R Spacing

    (MHz)

    Channel Spacing

    (MHz)

    Primary and Non-

    primary Stations

    74257725 7575 154 28

    Fn=f0-161+28n,

    Fn=f0- 7+28n,

    (n: 15)

    7575 161 7

    71107750 7275 196 28

    7597 196 28

    72507550 7400 161 3.5

    Seleccin de la Banda de Frecuencias

    Microondas y Configuracin del canal RF

    (3)

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 13

    Modulacin en la Comunicacin Digital

    Microondas (1)

    La seal banda base digital, es la seal digital no modulada. La banda base no

    puede ser directamente transmitida sobre los canales de radio microondas y deben

    ser convertidas en seales portadoras para transmisin microondas.

    Seal digital

    banda base Seal IF

    Ba

    se

    ban

    d s

    ign

    al ra

    te

    Cha

    nn

    el b

    an

    dw

    idth

    Modulacin

    Transmisin

    seal servicio

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 14

    Modulacin en la Comunicacin Digital

    Microondas (2)

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 15

    Microwave Frame Structure (1)

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 16

    Microwave Frame Structure (2)

    RFCOH se multiplexa en los datos de STM-1 y un bloque de multitrama se forma.

    Cada multitrama tiene seis filas y cada fila tiene 3564 bits. Una multitrama est

    compuesto de dos marcos bsicos. Cada marco bsico tiene 1776 bits. Los

    restantes 12 bits se utilizan para alineacin de trama (FS).

    Multiframe 3564 bits

    Sub-trama 2

    1776 bits (148 unidades)

    FS

    6

    bits

    Sub-trama 1

    1776 bits148 unidades

    FS

    6

    bits

    6 bits

    C1 I I C1 I I C1 I I C1 I I

    C2 I I b I I I I I I I I

    I I I I I I I I I I I I

    I I I I I I I I I I I I

    I I I I I I I I I I I I

    I I I I I I I I I I I I

    C1 I I C1 I I C1 I I C1 I I

    C2 I I b I I a I I I I I

    I I I I I I I I I I I I

    I I I I I I I I I I I I

    I I I I I I I I I I I I

    I I I I I I I I I I I I

    12 bits (the 1st word) 12 bits (the 148th word)

    I: STM-1 information bit

    C1/C2: Two-level correction coding monitoring bits

    FS: Frame synchronization

    a/b: Other complementary overheads

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 17

    Contenido

    1. Perspectiva general de comunicacin digital microondas

    2. Equipos de comunicacin digital microondas

    3. Aplicaciones y Networking en la Comunicacin digital Microondas.

    4. Propagacin Microondas y tecnologa Anti-fading

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 18

    Categorizacin de Equipos Microondas

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 19

    Equipo Microondas Trunk

    Elevado costo, gran

    capacidad de transmisin,

    performance mas estable,

    aplicable hacia grandes

    trayectos y transmisin

    troncal.

    Procesamiento de seal

    RF, IF, y unidades MUX /

    DEMUX son totalmente

    interior. Solo la antena

    esta fuera.

    Equipo Microondas SDH

    BRU: Branch RF Unit

    MSTU: Unidad de

    Transmisin de seal

    principal (trans-receptor,

    modem, interfaz elctrica

    SDH, hitless switching)

    SCSU: Supervisin,

    Control y unidad de

    Switching.

    BBIU: Unidad de interfaz

    banda base (opcin)

    (interfaz ptico STM-1,

    interfaz C4 PDH)

    P

    M1

    M2

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 20

    Equipo microondas totalmente externo

    (All Outdoor)

    Toda la unidad esta

    fuera.

    La instalacin es

    sencilla.

    El cuarto del equipo

    no es necesario.

    Equipo microonda All outdoor

    Unidad de

    procesamiento y

    seal banda base IF

    Cable IF

    Unidad procesamiento

    RF

    Cable de poder y Servicio

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 21

    Equipo Microondas Combinado (Split-

    Mount) (1)

    La unidad RF es una unidad externa

    (ODU). La IF, seal de procesamiento,

    y unidades MUX/DEMUX estn

    integradas en la unidad interna (IDU).

    La ODU y la IDU son conectadas a

    travs de un cable IF.

    La ODU puede ser directamente

    montada sobre la antena o conectada

    a la antena a travs de una gua de

    onda corta.

    Aunque la capacidad es menor que

    los equipos trunk, debido a su fcil

    instalacin y mantenimiento, rpida

    construccin de red, es el mtodo

    largamente mas usado.

    Equipo microondas Split-

    mount

    Antenna

    ODU

    (Outdoor Unit))

    IF cable

    IDU

    (Indoor Unit)

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 22

    Equipo Microondas Combinado (Split-

    Mount) (2)

    Funciones de unidad

    Antena: Dirige la seal RF transmitida por las ODUs e incrementa la

    ganancia de seal.

    ODU: Procesamiento RF, conversin de seales IF/RF.

    Cable IF: Transmisin de seal IF, administracin de seal y energa de

    la ODU.

    IDU: ejecuta el acceso, despacho, multiplexacin / demultiplexacin y

    modulacin/demodulacin de servicios.

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 23

    Equipo Microondas Split-Mount

    Instalacin

    antenna (montaje separado)

    ODU IF cable

    Montaje Separado

    Soft waveguide

    IDU IF port

    antenna (montaje directo)

    ODU

    IDU

    Montaje Directo

    IF cable

    IF port

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 24

    Antenas Microondas (1)

    Antenas son usadas para enviar y recibir las seal microondas.

    Las antenas parablica y Cassegrainian son dos tipos de antenas microondas.

    Los dimetros de antenas microondas incluyen: 0.3m, 0.6m, 1.2m, 1.8m,2.0m, 2.4m, 3.0m,

    3.2m etc.

    Antena Parablica Antena Cassegrainian

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 25

    Diferentes canales de frecuencia en una misma banda de frecuencia

    pueden compartir una antena.

    Antenas Microondas (2)

    Tx

    Rx

    Tx

    Rx

    Canal Canal

    1

    1

    n

    n

    1

    1

    n

    n

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 26

    Ajuste de Antena (1)

    Vista Lateral Lbulo Lateral

    Lbulo principal ngulo Half-Power Lbulo posterior

    Vista superior

    Lbulo principal

    Lbulo Lateral

    ngulo Half-Power. Lbulo posterior

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 27

    Durante el ajuste de antena, cambiar la direccin

    verticalmente u horizontalmente. Mientras tanto, usar un

    multmetro para medir el RSSI en el receptor. Usualmente,

    el voltaje ser visualizado como la figura del lado derecho.

    El punto mas alto del voltaje indica la posicin del lbulo

    principal en la direccin vertical u horizontal. Un ajuste

    large-scope es innecesario. Realizar un ajuste fino sobre la

    antena hasta el punto pico del voltaje.

    Cuando las antenas estn pobremente alineadas, un

    mnimo voltaje ser detectado en una de las direcciones.

    En este caso, realizar un ajuste sobre la antena en los 2

    terminales, para que las antenas estn correctamente

    alineadas.

    Las antenas en los 2 terminales que estn bien

    alineadas presentan un pequeo aumento. Aunque 12 dB

    se pierda, interferencia de reflexin ser evitada.

    Ajuste de Antena (2)

    Posicin lbulo

    lateral

    AGC

    Voltage

    detection point

    VAGC

    Posicin lbulo

    principal

    Angle

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 28

    Ajuste de Antena (3)

    Se muestran los casos que se pueden

    presentar durante el ajuste de antena, 2

    posibles errores son mostrados. Una

    antena es alineada hacia otra antena a

    travs del lbulo lateral, como resultado,

    el RSSI no cumple los requerimientos.

    Correcto Error Error

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 29

    Equipo Microonda Split-Mount ODU (1)

    ODU system architecture Uplink IF/RF conversion

    Frequency

    mixingSideband

    filtering

    Power

    amplification

    RF

    attenuation

    ATPCPower

    detection

    RF loop

    Local

    oscillation

    (Tx)

    Local

    oscillation

    (Rx)

    Frequency

    mixingFiltering

    Low-noise

    amplification

    Bandpass

    filtering

    Alarm and control

    Downlink RF/IF conversion

    Supervi

    sion and

    control

    signal

    IF

    amplificat

    ion

    IF

    amplification

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 30

    Especificacin de transmisor

    Potencia de salida

    La potencia en el puerto de salida del transmisor, generalmente est entre 15 a 30

    dBm.

    Estabilidad local de frecuencia

    Si la frecuencia de trabajo en los transmisores es inestable, la demodulacin

    efectiva de la seal de radio se decrementar y el BER se incrementara.

    Equipo Microonda Split-Mount ODU (2)

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 31

    Equipo Microonda Split-Mount ODU (3)

    Especificacin del receptor

    Banda de frecuencia de trabajo

    La recepcin trabaja junto con los transmisores. La frecuencia de

    recepcin sobre la estacin local es la frecuencia de transmisin del

    mismo canal en la estacin opuesta.

    Ruido

    La figura de ruido del receptor digital microondas es de 2.5 dB hasta 5

    dB.

    Potencia de recepcin

    La potencia en la recepcin normalmente esta entre -35 a -45 dBm.

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 32

    Pasa-banda

    Para suprimir efectivamente la interferencia y lograr la mejor calidad de transmisin, deben

    ser elegidos apropiadamente las caractersticas de pasa-banda y amplitud de frecuencia.

    La caracterstica del filtro pasa-banda en el receptor depende del filtro IF.

    selectividad

    La habilidad del receptor de suprimir varias interferencias fuera del pasa-banda,

    especialmente la interferencia proveniente de canales adyacentes, ruido y la interferencia

    entre seales de transmisin y recepcin.

    Rango de control de ganancia automtica (AGC)

    Control automtico de ganancia en el receptor. Con esta funcin, las seales de entrada RF

    cambia a cierto rango y el nivel de la seal IF permanece sin cambios.

    Equipo Microonda Split-Mount ODU (4)

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 33

    Equipo Microondas Split-Mount ODU

    (5)

    La especificacin de la ODU esta relacionado a

    la radio frecuencia. Como una ODU no puede

    cubrir totalmente una banda de frecuencia,

    usualmente, la banda de frecuencia ser dividido

    en varias sub-bandas y cada sub-banda

    corresponde a una ODU.

    Diferentes espaciamientos T/R corresponden a

    diferentes ODUs.

    Estaciones primaria y no-primaria, tienen

    diferentes ODUs.

    Tipos de ODUs = Numero

    de banda de frecuencia x

    numero de espaciamiento

    T/R x Numero de sub-

    bandas x 2

    f0(7575M)

    Rango de frecuencia(7425M7725M)

    Subbanda A

    7442

    T/R spacing: 154M

    7498

    Subbanda B Subbanda C Subbanda A Subbanda B Subbanda C

    Estacin no-primaria Estacin Primaria

    ODUs son de

    varios tipos y

    pequeos

    volmenes.

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 34

    Equipo Microondas Split-Mount IDU

    Cab

    le in

    terfa

    ce

    From/to ODU

    Tx IF

    Rx IF

    Modulat

    ion

    Demod

    ulation

    Microwave

    frame

    multiplexing

    Microwave

    frame

    demultiplexing

    Cross-

    conne

    ction

    Tributary

    unit

    Line unit

    IF unit

    Service

    channel

    Service

    channel

    DC/DC conversion

    Supervision and control

    O&M

    interface

    Power

    interface

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 35

    Contenido

    1. Perspectiva general de comunicacin digital microondas

    2. Equipos de comunicacin digital microondas

    3. Aplicaciones y Networking en la Comunicacin digital Microondas.

    4. Propagacin Microondas y tecnologa Anti-fading

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 36

    Modos Comunes de Networking en

    Microondas Digital

    Red Anillo Red cadena

    Red Add/Drop

    Red Hub

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 37

    Tipos de Estaciones en Microondas

    Digital

    Estacin

    Terminal

    Estacin

    Terminal

    Estacin

    Terminal Estacin

    Pivotal

    Estacin

    Add/Drop

    relay

    Estacin

    Relay

    Las estaciones de microondas digital, son clasificadas en estacin Pivotal, estacin de retransmisin add/drop, estacin retransmisin y estacin terminal.

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 38

    Tipos de Estaciones Relay

    Estacin Relay

    Antena Back-to-back Reflector Plano

    Activo

    Pasivo

    Repetidor Regenerativo Repetidor IF Repetidor RF

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 39

    Estacin radio frecuencia Relay

    Una radio repetidora activa bidireccional sin sistema de cambio de frecuencia.

    La estacin relay RF amplifica directamente le seal de radio sobre la radio

    frecuencia.

    Estacin Regeneradora Relay

    Un repetidor de alta-frecuencia de gran performance. La estacin

    regeneradora relay es usada para extender la distancia de transmisin del

    sistema de comunicacin microondas, o para desviar la direccin de transmisin

    de la seal para evitar obstrucciones y asegurar que la calidad de la seal no se

    degrade. Luego de completar la regeneracin y amplificacin, la seal recibida

    es enviada.

    Estacin Relay Activa

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 40

    Reflector Parablico en estacin relay pasiva

    El reflector parablico pasivo en la estacin relay esta compuesto de

    dos antenas parablicas conectadas por una gua de onda blanda en una

    configuracin back to back.

    Las dos estaciones parablicas siempre usan un gran dimetro de

    antenas.

    EL terminal mas cercano debe tener menor a 5km.

    Estacin Relay Pasiva

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 41

    Estacin Relay Pasiva (Fotos)

    Estacin Relay Pasiva

    (reflector plano)

    Estacin relay Pasiva

    (reflector parablico)

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 42

    Application of Digital Microwave

    Complementary

    networks to optical

    networks (access the

    services from the last

    1 km)

    BTS backhaul

    transmission

    Redundancy backup

    of important links

    VIP customer

    access

    Emergency

    communications

    (conventions, activities,

    danger elimination,

    disaster relief, etc.)

    Special transmission

    conditions (rivers, lakes,

    islands, etc.)

    Microwave

    application

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 43

    Contenido

    1. Perspectiva general de comunicacin digital microondas

    2. Equipos de comunicacin digital microondas

    3. Aplicaciones y Networking en la Comunicacin digital Microondas.

    4. Propagacin Microondas y tecnologa Anti-fading

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 44

    Contenido

    1. Propagacin Microondas y tecnologa Anti-fading

    4.1 Factores que afectan la propagacin de la onda electrnica

    4.2 Tipos de perdida en propagacin microondas

    4.3 Tecnologas anti-cadas para microondas digital

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 45

    Zona Fresnel y Radio de Fresnel

    Zona Fresnel: La suma de la distancia de P a T y la distancia de P a R cumple

    con la frmula, TP+PR-TR= n/2 (n=1,2,3, ). La regin elptica rodeada por el

    rastro de P se llama la zona de Fresnel.

    Parmetros importantes en

    Propagacin Microondas (1)

    ROT

    P

    F1

    d2d1

    Radio de Fresnel: La distancia vertical desde P a la lnea de TR en la zona de

    Fresnel. El primer radio dela zona de Fresnel est representada por F1(n=1).

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 46

    Formula del primer radio de la zona Fresnel:

    Parmetros importantes en

    Propagacin Microondas (2)

    La primera zona de Fresnel es la regin donde la energa de transmisin de

    microondas es la mas concentrada. La obstruccin en la zona de Fresnel debe ser

    tan pequeo como sea posible. Con el aumento de los nmeros de zona de

    Fresnel en serie, la intensidad de campo del punto de recepcin reduce como por

    serie aritmtica.

    )()(

    )()(32.17 211

    kmdGHzf

    kmdkmdF

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 47

    Parmetros importantes en

    Propagacin Microondas (2)

    Clearance

    A lo largo del camino de propagacin de microondas, la obstruccin por parte de los

    edificios y rboles, y los picos de las montaas a veces es inevitable. Si la altura del

    obstculo entra en la primera zona de Fresnel, una prdida adicional podra ser

    causada. Como resultado, el nivel recibido se disminuye y la calidad de transmisin se

    ve afectado. El clearance se utiliza para evitar el caso descrito anteriormente.

    La distancia vertical desde el obstculo a la lnea segmento AB se llama distancia del

    obstculo en el camino. Por conveniencia, la distancia hc vertical desde el obstculo a

    la superficie del suelo se utiliza para representar el clearance.

    A

    Bh1

    h2

    dd1 d2

    hphc

    hs

    M F

    h3

    h4

    h5

    h6

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 48

    Factores que afectan la Propagacin

    de las Ondas Elctricas Terrestres

    La onda reflejada desde la superficie del suelo es el principal factor que afecta el nivel

    recibido.

    La superficie lisa del suelo o el agua puede reflejar la parte de la energa de la seal transmitida

    por la antena a la antena de recepcin y causar interferencia a la onda principal (onda

    directa). La suma vectorial de la onda reflejada y la onda principal podran aumentar o disminuir la

    onda compuesta. Como resultado, la transmisin se vuelve inestable. Por lo tanto, al hacer el

    diseo enlace de microondas, se deben evitar las ondas reflejadas tanto como sea posible. Si la

    reflexin es inevitable, hacer uso de las subidas y bajadas del terreno para bloquear las ondas

    reflejadas.

    Lnea Recta

    Reflexin

    Linea Recta

    Reflexin

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 49

    Las diferentes condiciones de reflexin de diferentes terrenos tienen diferentes

    efectos en la propagacin de ondas elctricas. Los terrenos se clasifican en los

    siguientes cuatro tipos:

    Tipo A: montaas (o ciudades con gran densidad de edificios)

    Tipo B: colinas (superficie de tierra medianamente ondulada)

    Tipo C: llanos

    Tipo D: gran superficie de agua

    El coeficiente de reflexin de las montaas es el ms pequeo, y por tanto el terreno

    montaoso es el ms adecuado para la transmisin de microondas. El terreno colina

    es menos adecuado. En el diseo de circuitos, tratar de evitar el piso llano as como

    la superficie del agua.

    Factores que afectan la Propagacin de

    las Ondas Elctricas Terrestres

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 50

    Contenido

    1. Propagacin Microondas y tecnologa Anti-fading

    4.1 Factores que afectan la propagacin de la onda electrnica

    4.2 Tipos de perdida en propagacin microondas

    4.3 Tecnologas anti-cadas para microondas digital

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 51

    Desvanecimiento en la Propagacin

    Microondas

    Fading

    mechanism

    Absorption fading

    Rain fading

    Scintillation fading

    K-type fading

    Duct type fading

    Fading time Received

    level

    Influence of

    fading on signal

    Fast fading

    Slow fading

    Up fading

    Down fading

    Flat fading

    Frequency selective fading

    Free space propagation fading

    Desvanecimiento: La variacin aleatoria del nivel recibido. La variacin es irregular y las razones para estos son varias.

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 52

    Prdida de Transmisin en Espacio

    Libre Prdida en espacio libre : A = 92.4 + 20 log d + 20 log f (d: km, f: GHz). Si d o f se

    duplica, la prdida aumentar en 6 dB.

    Power level

    PTX = Transmit power

    G = Antenna gain

    A0 = Free space loss

    M = Fading margin

    PTX

    Distance

    GTX GRX

    PRX

    A0

    M Receiving threshold

    G

    d

    G

    f

    PRX = Receive power

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 53

    Absorcin de Desvanecimiento

    Las molculas de todas las sustancias estn compuestas de partculas cargadas.

    Estas partculas tienen sus propias frecuencias resonantes electromagnticos.

    Cuando las frecuencias de microondas de estas sustancias estn cerca de las

    frecuencias de sus resonancia, se produce la absorcin de resonancia para el enlace

    microondas

    Estadsticas muestran que la absorcin de la frecuencia de microondas inferior al

    12 GHz es menor que 0,1 dB / km. En comparacin con la prdida de espacio libre, la

    prdida de absorcin puede ser ignorada.

    Atmosphere absorption curve (dB/km)

    1GHz 7.5GHz 12GHz 23GHz 60GHz 0.01dB

    10dB

    1dB

    0.1dB

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 54

    Para frecuencias inferiores a 10 GHz, prdida de la lluvia puede ser ignorada.

    Slo unos pocos dB pueden ser aadidos para compensar.

    Para frecuencias superiores a 10 GHz, el espaciamiento de repetidor est

    afectado principalmente por la prdida de la lluvia. Por ejemplo, para la frecuencia

    de 13 GHz o superior, una precipitacin de 100 mm / h causa una prdida

    de 5 dB/km. Por lo tanto, para 13 GHz y 15 GHz, la distancia mxima es de

    aproximadamente 10 km. Para la frecuencia de 20 GHz y superior, la distancia est

    limitada en pocos kilmetros debido al desvanecimiento por lluvia.

    Bandas de alta frecuencia puede utilizarse para la transmisin. Cuanto mayor sea

    la banda de frecuencia, ms grave ser el desvanecimiento por lluvia.

    Desvanecimiento por Lluvia

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 55

    Refraccin atmosfrica

    Como resultado de refraccin atmsfera, el camino de propagacin de microondas

    est doblado. Se considera que la onda electromagntica se propaga a lo largo de una

    lnea recta por encima de la tierra con un radio equivalente de la tierra de = KR (R:

    radio real de la tierra)

    El valor promedio medido K es aproximadamente 4/3. Sin embargo, el valor de K de

    una seccin especfica se relaciona con los fenmenos meteorolgicos de la seccin. El

    valor K puede cambiar dentro de un intervalo relativamente grande. Esto puede afectar

    a la lnea de visin de propagacin.

    Re

    Re R

    Desvanecimiento por factor K (1)

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 56

    Propagacin Microondas

    k > 1: Positive refraction

    k = 1: No refraction

    k < 1: Negative refraction

    Desvanecimiento por factor K (2)

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 57

    Los caminos de recepcin incluyen rutas directas y otras rutas reflejadas.

    El desvanecimiento multitrayecto es causado por la interferencia de seales

    de distintas rutas de propagacin.

    Desvanecimiento Multitrayecto (1)

    Ground surface

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 58

    Desvanecimiento multitrayecto es un tipo de desvanecimiento interferencia causada

    por la transmisin mltiple. Desvanecimiento multitrayecto es causada por la

    interferencia mutua entre la onda directa y la onda reflejada (o de onda difractada en

    algunas condiciones) con diferentes fases.

    Desvanecimiento multitrayecto se hace ms grave cuando la onda pasa la

    superficie del agua o la superficie de la tierra suave. Por lo tanto, al disear la

    ruta, tratar de evitar que el agua suave y la superficie del suelo. Cuando estos

    terrenos son inevitables, utilizar las tecnologas de antenas de alta y baja para que

    el punto de reflexin ms cerca de un extremo a fin de reducir el impacto de la onda

    reflejada, o usar las antenas de alta y baja y la tecnologa espacial de la diversidad

    o las antenas que estn en contra ondas reflejadas para superar desvanecimiento

    multitrayecto.

    Desvanecimiento Multitrayecto (2)

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 59

    The higher the frequency is and the longer the hop distance is, the more

    severe the fading is.

    Fading is more severe at night than in the daylight, in summer than in

    winter. In the daylight, sunshine is good for air convection. In summer,

    weather changes frequently.

    In sunny days without wind, atmosphere is non-uniform and atmosphere

    subdivision easily forms and hardly clears. Multipath transmission often

    occurs in such conditions.

    Fading is more severe along water route than land route, because both the

    reflection coefficient of water surface and the atmosphere refraction

    coefficient above water surface are bigger.

    Fading is more severe along plain route than mountain route, because

    atmosphere subdivision often occurs over plain and the ground reflection

    factor of the plain is bigger.

    Rain and fog weather causes much influence on high-frequency microwave.

    Summary

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 60

    Contenido

    1. Propagacin Microondas y tecnologa Anti-fading

    4.1 Factores que afectan la propagacin de la onda electrnica

    4.2 Tipos de perdida en propagacin microondas

    4.3 Tecnologas anti-cadas para microondas digital

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 61

    Tecnologa Anti-Desvanecimiento para

    Sistemas Microondas Digitales (1)

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 62

    Espectro de seal

    Desv. Multi-camino Ecualizacin

    en frecuencia Espectro luego

    de Ecualizacin

    Ecualizacin Adaptativa en Tiempo

    Tecnologa Anti-Desvanecimiento para

    Sistemas Microondas Digitales (2)

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 63

    Ecualizacin Adaptativa en Tiempo

    La ecualizacin en el dominio del tiempo contrarresta la interferencia

    entre smbolos.

    Tecnologa Anti-Desvanecimiento para

    Sistemas Microondas Digitales (3)

    Before

    T T T

    After

    C-n C0 Cn

    Ts -Ts -2Ts Ts -Ts -2Ts

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 64

    Control Automtico de Potencia de Transmisin (ATPC)

    Bajo condiciones normales de propagacin, la potencia de salida del transmisor es

    siempre a un nivel inferior, por ejemplo, 10 a 15 dB inferior al nivel normal.

    Cuando se produce desvanecimiento de propagacin y el receptor detecta que el

    desvanecimiento de propagacin es menor que el mnimo nivel especificado

    por recibido ATPC, la RFCOH se utiliza para permitir que el transmisor eleve la

    potencia de transmisin.

    Principio de trabajo del ATPC

    Tecnologa Anti-Desvanecimiento para

    Sistemas Microondas Digitales (4)

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 65

    Tecnologa Anti-Desvanecimiento para

    Sistemas Microondas Digitales (5)

    Cancelacin de interferencia con

    polarizacin-cruzada (XPIC)

    Frequency configuration of U6 GHz frequency band (ITU-R F.384-5)

    30MHz 80MHz

    60MHz

    340 MHz

    1 2 3 4 5 6

    7 8

    680MHz

    V (H)

    H (V)

    1 2 3 4 5 6 7 8

    30MHz

    80MHz

    60MHz

    340MHz

    680 MHz

    1 2 3 4 5 6

    7 8 V (H)

    H (V)

    1X 2X 3X 4X 5X 6X 7X

    8X

    1 2 3 4 5 6 7 8

    1X 2X 3X' 4X 5X 6X 7X 8X

    Dire

    cci

    n

    de

    cam

    po

    el

    ctric

    o Polarizacin Horizontal

    Polarizacin Vertical

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 66

    Tecnologa Anti-Desvanecimiento para

    Sistemas Microondas Digitales (6) Diversidad en Recepcin

    Por la diversidad, dos o mas caminos de transmisin se utilizan para transmitir la misma

    informacin y las seales del receptor se seleccionan para reducir el efecto de

    desvanecimiento.

    La diversidad tiene los siguientes tipos, la diversidad del espacio, la diversidad de frecuencia,

    la diversidad de polarizacin, el ngulo y la diversidad.

    La diversidad espacial y la diversidad de frecuencia se utiliza con ms frecuencia. La

    diversidad espacial es econmica y tiene un buen efecto. La diversidad de frecuencia a menudo

    se aplica a los sistemas multi-canal, ya que requiere un gran ancho de banda. Generalmente,

    el sistema que tiene un canal de espera est configurado con una diversidad de frecuencias.

    Frequency diversity (FD)

    Space diversity (SD)

    H f1

    f2

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 67

    Diversidad en Frecuencias

    Ventajas: El efecto es evidente. Slo una antena se requiere.

    Desventajas: El tasa de utilizacin de bandas de frecuencia es baja.

    f1

    f2

    Tecnologa Anti-Desvanecimiento para

    Sistemas Microondas Digitales (7)

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 68

    Tecnologa Anti-Desvanecimiento para

    Sistemas Microondas Digitales (8)

    Diversidad de Espacio.

    Ventajas: Permite ahorrar recursos en frecuencia.

    Desventajas: pero el sistema es mas complejo al requerir dos o mas conjuntos

    de antena y feeder.

    f1

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 69

    Otros mtodos: Antenas altas y bajas, bloquean la onda reflejada por algn

    terreno u obstculo.

    Tecnologa Anti-Desvanecimiento para

    Sistemas Microondas Digitales (9)

  • HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 70

    Mtodos de Proteccin de Equipo

    Microondas Digital

    Con un acoplador hbrido aadido entre

    dos ODUs y la antena, el 1 +1 HSB puede ser

    realizado en la configuracin de una antena.

    Adems, la tecnologa FD puede ser adoptada.

    Con HSB 1+1 tambin puede realizarse

    en la configuracin de dos antenas. En

    este caso, las tecnologas FD y SD

    pueden ambos ser adoptado, lo que

    mejora la disponibilidad del sistema.

    Acoplador Hibrido

  • www.huawei.com

    Thank You