informe enlace final

ENLACE DE MICROONDASPACASMAYO - CAJAMARCA

I. INTRODUCCION

El trabajo que se desarrolla a continuación, diseñando un enlace que une a las ciudades de Pacasmayo y Cajamarca, es desarrollado con la intención de afianzar los conocimientos adquiridos en el curso de microondas y mediante un ejemplo práctico, aprender a manejar nuevas situaciones que se pueden presentar a la hora de realizar un proyecto de esta envergadura, en el cual se deben tener en cuenta un sin fin de variables que sólo salen a la luz a la hora de diseñarlo.

II. OBJETIVOS

Por medio de la práctica, conocer la forma real en la cual se implementa un enlace vía microondas teniendo en cuenta todos los estadios posibles que nos podríamos encontrar en la vida real.

A partir de un mapa real de la zona (carta geográfica) que necesitamos comunicar, dar la mejor ruta y la solución mas adecuada para este fin.

A través de software (google earth), logramos la mayor eficiencia al sistema con los y las condiciones ambientales y espaciales más favorables posible.

Mediante la investigación y desarrollo, teniendo en cuenta la legislación y trámites nacionales, realizar un diseño que cumpla con todas ellas (planes de frecuencia).

Mediante los conocimientos adquiridos, analizar variables que afecten la eficiencia (curvatura de la tierra, zonas de fresnel, altura de torres)

III. MARCO TEORICO

Este proyecto fundamenta el diseño de un radio-enlace de telecomunicaciones digitales en la banda de microondas. El tipo de microondas es terrestre, donde suelen utilizarse antenas parabólicas. Para conexionas a larga distancia, se utilizan conexiones intermedias punto a punto entre antenas parabólicas.

Básicamente un enlace vía microondas consiste en tres componentes fundamentales: El Transmisor, El receptor y El Canal Aéreo. El Transmisor es el responsable de modular una señal digital a la frecuencia utilizada para transmitir, El Canal Aéreo representa un camino abierto entre el transmisor y el receptor, y como es de esperarse el receptor es el encargado de capturar la señal transmitida y llevarla de nuevo a señal digital.

El factor limitante de la propagación de la señal en enlaces microondas es la distancia que se debe cubrir entre el transmisor y el receptor, además esta distancia debe ser libre de obstáculos. Otro aspecto que se debe señalar es que en estos enlaces, el camino entre el receptor y el transmisor debe tener una altura mínima sobre los obstáculos en la vía, para compensar este efecto se utilizan torres para ajustar dichas alturas.

Las microondas denominan así su porción del espectro electromagnético que cubre las frecuencias entre aproximadamente 3 Ghz y 300 Ghz, que corresponde a la longitud de onda en vacío entre 10cm. y 1mm.

IV. DIAGRAMA DEL ENLACE

El siguiente grafico muestra el diagrama del enlace Pacasmayo – Cajamarca, con 4 repetidoras.Si se puede apreciar el terreno es muy montañoso y casi complicado para realizar un enlace, es por ello que en nuestro caso no se puede disminuir la cantidad de repetidoras debido a la dificultad del terreno.Las estaciones repetidoras son:

PACASMAYO CHEPEN CERRO MUTIS - AGUA BLANCA CHETILLA CERCA A LA MUNICIPALIDAD DE CAJAMARCA

V. ANALISIS DEL PERFIL DEL TERRENO

Calculo de Coordenadas. Pacasmayo

Longitud: 79º 33’ 49.07’’ OesteLatitud: 7º 23’ 29.64’’ SurAltitud: 29 msnm.

ChepènLongitud: 79° 25’ 14.78’’ OesteLatitud: 7° 13’30.90’’ SurAltitud: 344 msnm.

Cerro MutisLongitud: 79°3’1’’ OesteLatitud: 11°13’52’’ Sur

Altitud: 4800msnm. Jinterpunta

Longitud: 76°11’22’’ OesteLatitud: 11°22’40’’ SurAltitud: 4800msnm.

JunínLongitud: 75°55’29’’ OesteLatitud: 11°9’6’’ SurAltitud: 4200msnm.

Cerro ChuchoLongitud: 75°46’31’’ OesteLatitud: 11°22’3’’ Sur

Altitud: 4400msnm.

Cerro AndamarcaLongitud: 75°53’83’’ OesteLati tud: 11°13’76’’ SurAltitud: 3800msnm.

TarmaLongitud: 75°41’42’’ OesteLatitud: 11°24’33’’ SurAltitud: 3200msnm.

Azimut – Elevación

A continuación mostramos cuadros del perfil de terreno de cada enlace con sus respectivos diagramas.

a. Pacasmayo - Chepen

d1(km) d2 (Km) Altitud(m) Curvatura(m) Altitud+ curvatura

Altitud+C+20

0 42,4 184,4 0 184,4 184,4

2,1 40,3 200 8,29 208,29 228,29

4,2 38,2 200 15,72 215,72 235,72

6,3 36,1 400 22,28 422,28 442,28

8,4 34 400 27,98 427,98 447,98

10,5 31,9 400 32,82 432,82 452,82

12,6 29,8 400 36,79 436,79 456,79

14,7 27,7 500 39,9 539,9 559,9

16,8 25,6 600 42,15 642,15 662,15

18,9 23,5 600 43,53 643,53 663,53

21 21,4 600 44,04 644,04 664,04

23,1 19,3 600 43,69 643,69 663,69

25,2 17,2 600 42,47 642,47 662,47

27,3 15,1 800 40,39 840,39 860,39

29,4 13 800 37,45 837,45 857,45

31,5 11 800 33,95 833,95 853,95

33,6 8,9 1000 28,9 1028,9 1048,9

35,7 6,7 1200 23,44 1223,44 1243,44

37,8 4,6 1400 17,04 1417,04 1437,04

39,9 2,5 2000 9,77 2009,77 2029,7742,4 0 2760 0 2760 2780

ENLACE HUARAL - CERRO LOMO LARGO

-100

400

900

1400

1900

2400

2900

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21

Distancia(42,4 km)

Altitud(m)

Alttud+C+20

b. Cerro Lomo Largo – Chaquicocha

d1 d2 (Km) ALTITUD(m) CURVATURA ALTITUD+C ALTITUD+C+20

0 37 2760 0 2760 2780

2 35 1800 6,86 1806,86 1826,86

4 33 2400 12,93 2412,93 2432,93

6 31 1800 18,22 1818,22 1838,22

8 29 1600 22,73 1622,73 1642,73

10 27 1600 26,46 1626,46 1646,46

12 25 2000 26,46 2026,46 2046,46

14 23 2600 29,4 2629,4 2649,4

16 21 2400 31,55 2431,55 2451,5518 19 3000 32,92 3032,92 3052,9220 17 2600 33,51 2633,51 2653,5122 15 2600 33,32 2633,32 2653,3224 13 3000 32,34 3032,34 3052,3426 11 3400 30,57 3430,57 3450,57

28 9 3800 28,02 3828,02 3848,0230 7 4200 24,69 4224,69 4244,6932 5 4200 20,58 4220,58 4240,5834 3 4000 15,68 4015,68 4035,6836 1 4600 3,52 4603,52 4623,5237 0 4800 0 4800 4820

c. Chaquicocha – Jinterpunta

d1 d2 (Km ) ALTITUD(m) CURVATURA ALTITUD+C ALTITUD+C+200 30 4800 0 4800 4820

1,5 28,5 4700 4,18 4704,18 4724,18

3 27 4600 7,93 4607,93 4627,93

4,5 25,5 4600 11,24 4611,24 4631,24

6 24 4600 14,11 4614,11 4634,11

7,5 22,5 4600 16,53 4616,53 4636,53

9 21 4600 18,52 4618,52 4638,52

10,5 19,5 4600 20,06 4620,06 4640,06

12 18 4600 21,16 4621,16 4641,16

13,5 16,5 4600 21,82 4621,82 4641,82

15 15 4600 22,05 4622,05 4642,05

16,5 13,5 4600 21,82 4621,82 4641,82

18 12 4600 21,16 4621,16 4641,16

19,5 10,5 4600 20,06 4620,06 4640,06

21 9 4600 18,52 4618,52 4638,52

22,5 7,5 4600 16,53 4616,53 4636,53

24 6 4600 14,11 4614,11 4634,11

25,5 4,5 4600 11,24 4611,24 4631,24

27 3 4600 7,93 4607,93 4627,93

28,5 1,5 4600 4,18 4604,18 4624,18

30 0 4800 0 4800 4820

CHAQUICOCHA - JINTERPUNTA GRANDE 30 km.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

D2 ( Km )ALTITUD(m)ALTITUD+C+20

d. Jinterpunta – Junín

d1 d2 ( Km ) ALTITUD(m) CURVATURA ALTITUD+C ALTITUD+C+20

0 41,2 4800 0 4800 4800

2 39,2 4400 7,68 4407,68 4427,68

4 37,2 4600 14,58 4614,58 4634,58

6 35,2 4400 20,69 4420,69 4440,69

8 33,2 4400 26,02 4426,02 4446,02

10 31,2 4400 30,77 4430,77 4450,77

12 29,2 4200 34,33 4234,33 4254,33

14 27,2 4200 27,31 4227,31 4247,31

16 25,2 4200 39,51 4239,51 4259,51

18 23,2 4000 4,22 4004,22 4024,22

20 21,2 4200 41,55 4241,55 4261,55

22 19,2 4200 41,39 4241,39 4261,3924 17,2 4200 40,45 4240,45 4260,4526 15,2 4200 38,72 4238,72 4258,7228 13,2 4200 36,22 4236,22 4256,22

30 11,2 4200 32,92 4232,92 4252,9232 9,2 4200 28,85 4228,85 4248,8534 7,2 4200 23,99 4223,99 4243,9936 5,2 4200 18,34 4218,34 4238,3438 3,2 4200 11,91 4211,91 4231,9140 1,2 4200 4,7 4204,7 4224,742 0 4200 0 4200 4220

JINTERPUNTA GRANDE (HUECGANA) - JUNIN41,2 km

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Distancia(km)

D2 ( Km )ALTITUD(m)ALTITUD+C+20

e. Junín – Cerro Chucho

D1 ( Km )

D2 ( Km ) ALTITUD(m) CURVATURA ALTITUD+C ALTITUD+C+20

0 19 4200 0 4200 4200

1 18 4200 1,76 4201,76 4221,76

2 17 4200 3,33 4203,33 4223,33

3 16 4200 4,7 4204,7 4224,7

4 15 4200 5,88 4205,88 4225,88

5 14 4200 6,86 4206,86 4226,86

6 13 4200 7,64 4207,64 4227,64

7 12 4200 8,23 4208,23 4228,23

8 11 4200 8,64 4208,64 4228,64

9 10 4200 8,82 4208,82 4228,82

10 9 4200 8,82 4208,82 4228,8211 8 4200 8,62 4208,62 4228,6212 7 4200 8,23 4208,23 4228,2313 6 4200 7,64 4207,64 4227,6414 5 4200 6,82 4206,82 4226,8215 4 4200 5,88 4205,88 4225,8816 3 4200 4,7 4204,7 4224,717 2 4200 3,33 4203,33 4223,3318 1 4200 1,76 4201,76 4221,76

19 0 4400 0 4400 4420

f. Cerro Chucho – Cerro Andamarca

D1 ( Km)

D2 ( Km ) ALTITUD(m) CURVATURA ALTITUD+C ALTITUD+C+20

0 20 4400 0 4400 4420

2 18 4000 3,52 4003,52 4023,52

4 16 3800 6,27 3806,27 3826,27

6 14 3800 8,23 3808,23 3828,23

8 12 3800 9,4 3809,4 3829,4

10 10 4000 9,8 4009,8 4029,8

12 8 4000 9,4 4009,4 4029,4

14 6 3800 8,23 3808,23 3828,23

16 4 3800 6,27 3806,27 3826,27

18 2 3800 3,52 3803,52 3823,52

20 0 3800 0,8 3800,8 3820,8

g. Cerro Andamarca – Tarma

D1 (Km) D2 ( Km ) ALTITUD(m) CURVATURA ALTITUD+C

ALTITUD+C+20

0 4 3800 0 3800 3820

2 2 3200 0,39 3200,39 3220,39

4 0 3200 0 3200 3220

Calculo de Altura de Torres

Ecuación del Enlace:

ha: Altura de la antena en la primera torre.Ha: Altura sobre el nivel de mar de la primera estación.H: Altura del obstáculo mas alto según el estudio detallado del perfil del terreno.Hb: Altura sobre el nivel del mar de la segunda estación.hb: Altura de la antena en la segunda torre.d1 y d2: distancias al obstáculo más alto en kilómetros.C: curvatura o protuberancia del terreno en el punto del obstáculo mas alto.D: Despojamiento debido al fenómeno de difracción.

Ecuación para el cálculo de la altura de las antenas:

hb = d2/d1(C + H +D –Ha – ha) + C + H + D – Hb

Para el cálculo de la altura de antenas consideramos el enlace despejado. Según el efecto de refracción, determinamos el valor estándar para el coeficiente de curvatura de la tierra K de acuerdo con la zona geográfica y altura del enlace.Calculamos el obstáculo más evidente para cada enlace y según el efecto de la difracción hallamos el radio de la primera zona de fresnel (F1) en el obstáculo más evidente.Criterios para determinar la altura de antenas: Consideramos el enlace despejado y solo tenemos en cuenta la atenuación en el espacio libre. El criterio que aplicamos es tomar el peor valor de altura, para nuestro caso asumimos K = 0.8 y D/F1 = 0.6.

Ecuaciones para el cálculo del Despejamiento:

F1 = 550(N*d1*d2/(f*(d1 + d2)))^1/2D = 0.6 * F1

A continuación se muestran los resultados del cálculo de altura de las antenas y torres para cada estación.

ESTACIONALTURA DE ANTENA 1

ALTURA DE ANTENA 2 ALTURA DE TORRE

DISTANCIA DE PARARAYO

Huaral - 10 mts. 15 mts. 3 mts.

Cerro lomo Largo 10 mts. 17 mts. 22 mts. 3 mts.

Chaquicocha 10 mts. 17 mts. 22 mts. 3 mts.

Jinterpunta 20 mts. 30 mts. 35 mts. 3 mts.

Junín 52 mts 30 mts. 57 mts. 3 mts.

Cerro Chucho 10 mts. 20 mts. 25 mts. 3 mts.

Cerro Andamarca 40 mts. 20 mts. 45 mts. 3 mts.

Tarma 10 mts - 15 mts. 3 mts.

VI. EQUIPOS Y ANTENAS

Para nuestro enlace necesitamos modulación 16 - QAM para un enlace 2E1. Debido a esta necesidad se decidió por los siguientes equipos.

1. Transmisor y Receptor:

Características del Equipo:

2. Antena Parabólica:

3. Conectores y Guías de Onda:

Usamos la siguiente guía de onda EW77, porque trabaja dentro de las frecuencias que usamos (6.1 – 8.5 GHz) con una atenuación de 6.26dB por cada 100 mts.

VII. CALCULO DE POTENCIA DE RECEPCION Y MARGEN DE DESVANECIMIENTO.

A fin de asegurar coherencia en la realización de nuestro enlace organizamos un plan a 4 frecuencias con el fin de evitar interferencia de la transmisión sobre la recepción en una misma estación.

F1 = 7.3 GHz a 7.42 GHz fi=7ghzF1 = (7.3 GHz + 7.42 GHz)/2F1 = 7.36 GHz

F2 = 7.5 GHz a 7.62 GHzF2 = (7.5 GHz + 7.62 GHz)/2F2 = 7.56 GHz

F3 = 7.76 GHz a 7.88 GHz F3 = (7.76 GHz + 7.88 GHz)/2F3= 7.82 GHz

F4 = 7.96 GHz a 8.08 GHz F4 = (7.96 GHz + 8.08 GHz)/2F4= 8.02 GHz

6.1 Calculo de la atenuación en el espacio Libre.

El equipo y la antena escogida para la realización es los siguientes cálculos tiene las siguientes características:

Ptx (equipo)= 24.5/+21 dBm; en modulación 16QAM. Pu (10-3) = -97dBm; para enlace 2E1 en modulación 4/16QAM. Guias de onda (atenuación) = 6.26 dB por cada 100m.

HUARAL – CERRO LOMO LARGO

F1

F4F2

F3

F1 = 7.36 GHzF2 = 7.56 GHzD = 42.4Km.AEL│ dB = 92.5dB + 20log*(7.36*42.4) = 142.385 dB.

CERRO LOMO LARGO – CHAQUICOCHA

F3 = 7.82 GHzF4= 8.02 GHzD = 37KmAEL│ dB = 92.5dB + 20log*(7.82*37) = 141.73 dB.

CHAQUICOCHA – JINTERPUNTA

F1 = 7.36 GHzF2 = 7.56 GHzD = 30KmAEL│ dB = 92.5dB + 20log*(7.36*30) = 139.38 dB.

JINTERPUNTA – JUNIN

F3 = 7.82 GHzF4 = 8.02 GHzD = 41.2KmAEL│ dB = 92.5dB + 20log*(7.82*41.2) = 142.66 dB.JUNIN – CERRO CHUCHO


CERRO CHUCHO – CERRO ANDAMARCA


CERRO ANDAMARCA – TARMA


6.2 Calculo de la Potencia de recepción

HUARAL – CERRO LOMO LARGO

PRx│ dB = 24.5 dBm – 2 dB – 1.0016 dBi + 41 dBi – 142.385 dB + 41 dBi – 2 dB – 1.0016 dB – 2 dB.PRx│ dB = -43.89 dBm

CERRO LOMO LARGO – CHAQUICOCHA

PRx│ dB = 24.5 dBm – 2 dB – 1.45 dBi + 41 dBi – 141.73 dB + 41 dBi – 2 dB – 1.0016 dB – 2 dB.

PRx│ dB = -43.68 dB.

CHAQUICOCHA – JINTERPUNTA


PRx│ dB = -41.96 dBm

JINTERPUNTA – JUNIN



JUNIN – CERRO CHUCHO



CERRO CHUCHO – CERRO ANDAMARCA(repetidora pasiva)

PRx│ dB = 24.5 dBm – 2 dB – 1.63 dBi + 41 dBi – 136.38 dB + 41 dBi – 2 dB



PRx│ dB = -35.51 dBm – 121.88 dB – 41 dB + 41 dB – 2 dB + 41 dBi – 2 dB – 1.0016 dB.


CERRO CHUCHO – CERRO ANDAMARCA(repetidora activa)PRx│ dB = 24.5 dBm – 2 dB – 1.63 dBi + 41 dBi – 136.38 dB + 41 dBi – 2 dB –

2.88 dB – 2 dB.PRx│ dB = -40.36 dBm


PRx│ dB = 24.5 dBm – 2 dB – 1.63 dBi + 41 dBi – 121.88 dB + 41 dBi – 2 dB –

1.0016 dB – 2 dB.PRx│ dB = -24.01 dB.

6.3 Calculo del Margen de desvanecimiento

HUARAL – CERRO LOMO LARGO.

FM3│ dB = -43.89 dBm – (-97dBm)FM3│ dB = 53.11 dB.

CERRO LOMO LARGO – CHAQUICOCHA.


CHAQUICOCHA – JINTERPUNTA.


JINTERPUNTA – JUNIN.


JUNIN – CERRO CHUCHO.


CERRO CHUCHO – CERRO ANDAMARCA.


CERRO ANDAMARCA – TARMA.


VIII. PRESUPUESTO TENTATIVO

Costo final de las Torres más accesorios para cada estación.

Costo final de Antenas.

ESTACION TIPO GANANCIA DIAMETROCOSTO POR

UNIDADCOSTO TOTAL DE LAS

ANTENASHuaral UHX6 - 77 - B3A 41 dBi 1,8 mts. $ 6,000,00 $ 6,000,00Cerro Lomo Largo UHX6 - 77 - B3A 41 dBi 1,8 mts. $ 6,000,00 $ 12,000,00Chaquicocha UHX6 - 77 - B3A 41 dBi 1,8 mts. $ 6,000,00 $ 12,000,00Jinterpunta UHX6 - 77 - B3A 41 dBi 1,8 mts. $ 6,000,00 $ 12,000,00Junín UHX6 - 77 - B3A 41 dBi 1,8 mts. $ 6,000,00 $ 12,000,00Cerro Chucho UHX6 - 77 - B3A 41 dBi 1,8 mts. $ 6,000,00 $ 12,000,00Cerro Andamarca UHX6 - 77 - B3A 41 dBi 1,8 mts. $ 6,000,00 $ 12,000,00Tarma UHX6 - 77 - B3A 41 dBi 1,8 mts. $ 6,000,00 $ 6,000,00

COSTO TOTAL $ 84,000.00

Costo final de Equipos.

ESTACION TIPO COSTOHuaral Alcatel 9400 UX $ 4,000.00Cerro Lomo Largo Alcatel 9400 UX $ 4,000.00Chaquicocha Alcatel 9400 UX $ 4,000.00Jinterpunta Alcatel 9400 UX $ 4,000.00Junín Alcatel 9400 UX $ 4,000.00Cerro Chucho Alcatel 9400 UX $ 4,000.00Cerro Andamarca Alcatel 9400 UX $ 4,000.00Tarma Alcatel 9400 UX $ 4,000.00

$32,000.00

ESTACION TORRES Y ACCESORIOS

ALTURA COSTO

Huaral 15 mts. $ 6,738,7

Cerro Lomo Largo 22 mts. $ 9,883,43

Chaquicocha 22 mts. $ 9,883,43

Jinterpunta 35 mts. $ 15,723,63

Junín 57 mts. $ 25,607,06

Cerro Chucho 25 mts. $ 11,231,17

Cerro Andamarca 45 mts. $ 20,216,1

Tarma 15 mts. $ 6,738,7

COSTO TOTAL $ 106,022,22

COSTO TOTAL

IX. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Para un diseño de microondas se necesita hacer un estudio detallado del perfil del terreno de las aéreas geográficas consideradas para el Enlace, y tener un buen análisis sobre el perfil.

Con este trabajo hemos aprendido a realizar de forma real un enlace de microondas digital.

Se recomienda tener en cuenta los factores que intervienen e interfieren en un enlace como son los hidrometeoros, atenuación en el espacio libre y otros factores.

También recomendamos que la separación entre dos antenas en una misma torre sea como mínima 6 metros, y la distancia de separación entre la antena más alta y el pararrayo debe ser de 3 metros.

Otra recomendación seria considerar como distancia mínima entre las puestas a tierra del pararrayo y la estación debe ser de 6 mts.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

FACULTAD DE CIENCIAS

ESCULEA DE ING. ELECTRONICA Y TELECOMUNICACIONES

CURSO : Microondas.

TEMA : Enlace de Microondas Pacasmayo - Cajamarca.

DOCENTE : Ing. Carlos Enrique Arellano Ramírez.

INTEGRANTES : Delacruz Calle Boris. Juarez Renteria Cristh. Marigorda Castro Javier

Piura, Mayo del 2010

informe enlace final

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