trabajo de telefonia rural.docx

TRABAJO DE

TELEFONIA RURAL

UNIVERSIDAD CATÓLICA BOLIVIANA

“SAN PABLO”

LA PAZ - BOLIVIA

Estudiantes:

MARTIN DEHEZA

MANUEL IBIETA

CARLOS ROJAS

RODRIGO URUCHI

Docente:

ING. VICTOR ZALLES

Materia:

SISTEMAS INALÁMBRICOS

Fecha de Entrega:

15/10/2015

LA PAZ – BOLIVIA

Trabajo de telefonía rural

Resumen

El presente trabajo muestra el cálculo de los enlaces para poder brindar el servicio de

telefonía a varias poblaciones rurales, así mismo se realizó el cálculo de trafico estimado

para cada población.

Introducción

En pos de cumplir el derecho al acceso a las telecomunicaciones el siguiente trabajo

plantea el estudio para la realización de un enlace inalámbrico para brindar el servicio de

telefonía a los pueblos rurales de La Paz

Objetivos

General.- Realizar el estudio para la realización de un enlace inalámbrico para brindar el

servicio de telefonía

Especifico.-

Realizar el estudio de tráfico de llamadas

Realizar los cálculos para los enlaces

Marco teórico

Teletráfico

La teoría del teletráfico consiste en la aplicación del cálculo de probabilidades a solucionar

problemas de planificación, prestaciones, operación y mantenimiento de sistemas de

telecomunicaciones. Desde un punto de vista más general, la teoría de teletráfico se

puede considerar como una disciplina de planificación, donde las herramientas (procesos

estocásticos, teoría de colas y simulación numérica) proceden del campo de la

investigación operativa.

El término teletráfico se aplica a cualquier tipo de tráfico de comunicación de datos o

telecomunicaciones. La teoría se suele ilustrar mediante ejemplos de los sistemas de

comunicación de voz o de datos. Sin embargo, las herramientas son independientes de la

tecnología y aplicables a otras materias como el tráfico por carretera, tráfico aéreo, cintas

transportadoras, gestión de almacenes y todo tipo de sistemas donde se producen colas y

esperas. El objetivo de la teoría de teletráfico se puede formular del modo siguiente:

Hacer que el tráfico sea medible en unidades bien definidas, mediante modelos

matemáticos, para que se puedan derivar relaciones entre el grado de servicio y la

capacidad del sistema, de modo que esta teoría sirva de herramienta para planificar

inversiones.

La teoría de teletráfico tiene como tarea diseñar sistemas lo más efectivos posible en

relación a sus costes, con un grado de servicio predefinido, para lo cual hay que conocer

la demanda futura de tráfico y la capacidad de los elementos del sistema. Además, la

ingeniería de teletráfico se debe ocupar de establecer métodos para controlar que el

grado de servicio es conforme a lo deseado, así como determinar cuáles han de ser las

acciones de emergencia cuando el sistema sufre sobrecargas o averias. Para ello hay que

disponer de medios para pronosticar la demanda (por ejemplo, basándose en medidas de

tráfico), métodos para calcular la capacidad de los sistemas, y especificaciones

cuantitativas del grado de servicio deseado.

Al aplicar la teoría se plantean problemas, para los que hay que adoptar decisiones tanto

a corto como a largo plazo.

Por ejemplo, las decisiones a corto plazo pueden tratar sobre el número de canales en un

troncal, el número de operadores en un centro de llamadas, el número de cajas abiertas

en un supermercado, y la asignación de prioridades a tareas en un sistema de

ordenadores. Las decisiones a largo plazo pueden versar, por ejemplo, sobre el desarrollo

y la extensión de las redes de datos y de telecomunicaciones, la prolongación de cables y

sistemas de transmisión, la instalación de una nueva estación base, etc.

Al aplicar la teoría de teletráfico en el diseño de nuevos sistemas se pueden comparar

distintas soluciones, y así se descartan desde un principio las que no fuesen óptimas,

evitando tener que construir prototipos y maquetas.

Comunicación de voz

Erlang

El Erlang es la unidad de medida del tráfico de telecomunicaciones. En sentido estricto un

Erlang representa el uso continuo de un canal de voz; pero en la práctica se emplea para

medir el volumen de tráfico en una hora.

Por ejemplo, si un grupo de personas hacen 30 llamadas en una hora y cada llamada

tiene una duración de 5 minutos, dicho grupo ha tenido un tráfico de 2,5 Erlangs. Esta

cifra resulta de lo siguiente:

Minutos de tráfico en una hora = número de llamadas x duración

Minutos de tráfico en esa hora = 30 x 5

Minutos de tráfico en esa hora = 150

Horas de tráfico por hora = 150 / 60

Horas de tráfico por hora = 2.5

Valor del Tráfico = 2.5 Erlangs

Las medidas de tráfico Erlang sirven para que los diseñadores de redes entiendan bien

las pautas de tráfico que se produce en su red y, en consecuencia, diseñen la topología

adecuada y dimensionen bien los enlaces.

Modelos de tráfico

Hay varios modelos de tráfico que emplean el término Erlang. Son fórmulas que se

emplean para para calcular cuantas líneas de enlace son precisas entre una centralita

telefónica privada y una central pública, o para calcular los enlaces entre centrales

públicas. También se emplea el término Erlang en la teoría de colas para estimar el

número de personas que hay que poner a trabajar en los centros de llamadas. Los

principales modelos de tráficos son los siguientes:

Erlang B

Es el modelo más común se emplea para calcular cuantas líneas son precisas para una

cifra de tráfico (en Erlangs) determinada en la hora cargada. Este modelo supone que las

llamadas bloqueadas se liberan inmediatamente.

Erlang B Extendido

Es similar al anterior, salvo que en este caso tiene en cuenta cual es el porcentaje de

llamadas bloqueadas (que reciben señal de ocupado) y se puede especificar el porcentaje

de reintentos.

Erlang C

Este modelo supone que las llamadas bloqueadas permanecen a la espera hasta que

sean atendidas. Sirve, por ejemplo, para calcular las necesidades de personal de un

centro de llamadas, donde aquellas llamadas que no se pueden atender de inmediato se

ponen en cola.

Modulación QPSK

QPSK (Quadrature Phase-Shift Keying)

Diagrama de constelación para QPSK con código Gray.

Este esquema de modulación es conocido también como Quaternary PSK (PSK

Cuaternaria), Quadriphase PSK (PSK Cuadrafásica) o 4-QAM, pese a las diferencias

existentes entre QAM y QPSK. Esta modulación digital es representada en el diagrama de

constelación por cuatro puntos equidistantes del origen de coordenadas. Con cuatro

fases, QPSK puede codificar dos bits por cada símbolo. La asignación de bits a cada

símbolo suele hacerse mediante el código Gray, que consiste en que, entre dos símbolos

adyacentes, los símbolos solo se diferencian en 1 bit, con lo que se logra minimizar la

tasa de bits erróneos.

El análisis matemático muestra que un sistema QPSK puede usarse tanto para duplicar la

tasa de datos, en comparación con otro BPSK mientras se mantiene el ancho de banda

de la señal o para mantener la tasas de datos de BPSK sin dividir a la mitad el ancho de

banda. En este último caso, la tasa de errores de bit (BER) es exactamente igual para

ambas modulaciones, lo que puede originar confusiones al describirlas y considerarlas.

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:QPSK_Gray_Coded.svg

Respecto a un ancho de banda predeterminado, la ventaja de QPSK sobre BPSK está

que con el primero se transmite el doble de la velocidad de datos en un ancho de banda

determinado en comparación con BPSK, usando la misma tasa de error. Como

contraparte, los transmisores y receptores QPSK son más complicados que los de BPSK,

aunque con las modernas tecnologías electrónicas, el costo es muy moderado.

Como ocurre con BPSK, hay problemas de ambigüedad de fase en el extremo receptor, y

a menudo se utiliza QPSK codificado en forma diferencial en la práctica.

Implementación

La implementación de QPSK es más general que la de BPSK y también indica la

aplicación de modulación PSK de orden superior. Escribiendo la ecuación que representa

al símbolo n-ésimo, , en el diagrama de constelación en términos de las ondas

portadoras en cuadratura se obtiene:

Lo cual proporciona las fases de 45° (π/4 rad), 135° (3π/4 rad), 225° (5π/4 rad) y 315°

(7π/4 rad).

Las ondas portadoras son representadas con las funciones bases siguientes:

Siendo el componente "en-fase" (eje I) de la señal y el componente en

cuadratura. Por tanto, cada uno de los puntos del diagrama de constelación se

representa, sustituyendo a "n" por los cuatro valores que son aceptados, mediante las

coordenadas:

Comparando las funciones de base obtenidas con las de BPSK, se muestra claramente

que QPSK se puede ver como dos señales BPSK independientes. Hay que tener en

cuenta que para los puntos de espacio de señal para BPSK no es necesario dividir el

símbolo (bit) de energía a través de los dos portadores en el esquema mostrado en el

diagrama de constelación BPSK.

Los sistemas QPSK se pueden implementar en diversas formas. Las siguientes gráficas

muestran los principales componentes del transmisor y del receptor:

Modulador QPSK. El flujo binario es dividido dos componentes, denominados

canales I (inphase, en fase) y Q (quadrature, en cuadratura) que modulan

independientemente a dos portadoras ortogonales entre sí. Después, las dos señales se

superponen, y la señal resultante es la señal QPSK. En la figura se muestran dos

codificadores (NRZ Encoder) que se pueden colocar antes de la entrada del flujo de datos

binario, aunque han sido colocados después para ilustrar la diferencia conceptual entre

señales digitales y analógicas involucradas en la modulación digital. La implementación es

semejante al modulador de QAM digital.

Demodulador QPSK. Cada dispositivo de detección usa un valor umbral de referencia

para determinar si se ha detectado un 0 o un 1.

Tasa de error de bit

Aunque QPSK puede ser vista como una modulación cuaternaria, es más fácil de verla

como dos portadoras en cuadratura moduladas de forma independiente. Con esta

interpretación, los bits pares (o impares) se utilizan para modular la componente en fase

de la portadora, mientras que los demás bits se utilizan para modular la componente en

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Transmisor_QPSK_2.png

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Receiver_QPSK.PNG

cuadratura de fase de la portadora. BPSK se utiliza en ambas portadoras y pueden ser

independientemente demoduladas.

Como resultado, la probabilidad de error de bit para QPSK es la misma que para BPSK:

Sin embargo, con el fin de lograr la misma probabilidad de error de bit que tiene BPSK,

QPSK utiliza el doble de la potencia, ya que dos bits se transmiten simultáneamente.

La tasa de error de símbolo está dada por:

.

Si la relación de señal a ruido es alta, como ocurre en los sistemas prácticos QPSK, la

probabilidad de error de símbolo se puede aproximar a:

QPSK en el dominio temporal

Para comprender el funcionamiento de QPSK en el dominio temporal, es necesario

analizar lo que ocurre cuando las portadoras en cuadratura son moduladas con un flujo de

datos que contiene todas las señales posibles. En el diagrama anexo, se pueden observar

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:QPSK_timing_diagram.png

las señales I y Q que se obtienen a la salida de cada modulador y la señal total a la salida

del sumador lineal.

Diagrama temporal para QPSK. Las combinaciones de bits posibles aparecen bajo el eje

del tiempo. Se muestran con las letras I y Q los componentes en cuadratura y fase con

sus asignaciones de bits y, en el fondo, la señal combinada. Obsérvense los cambios

abruptos en fase en determinados momentos.

Estudio de demanda

Guaqui

Según los datos que se pudieron obtener del INE la población de Guaqui cuenta con 1204

habitantes dedicados principalmente a la explotación de minas y canteras y en segundo

puesto la agricultura y ganadería. El grupo ocupacional con mayor porcentaje es ocupado

por la agricultura y ganadería seguido por la industria extractiva construcción y

manufactura cuenta con al menos un establecimiento de salud y un establecimiento

educativo. Tomado en cuenta la recomendación de la UIT para brindar servicio de

telefonía a áreas rurales y las características de la localidad anteriormente mencionadas

se decidió que se instalara 1 línea telefónica cada 200 habitantes ya que el tráfico por

abonado se aproxima a 50 mE.

Batallas

Se encuentra en la provincia los Andes, ubicado a 50Km de la ciudad de La Paz, se halla

a 3985 msnm, cuenta con 2257 habitantes en toda la provincia. Hablan principalmente

español.

Solo el 60.3% tienen acceso a la electricidad.

Está ubicado al sureste del lago Titicaca y se llega aproximadamente en una hora y cuarto

desde la ciudad de La Paz.

Laja

La localidad de Laja se encuentra en la provincia los Andes a 3960 msnm y a 36 Km de la

cuidad de La Paz, carretera al Tiahuanaco, cuenta con una población de 561 habitantes.

Es un centro cultural y arqueológico debido a su historia.

Su actividad primaria es la agricultura y pesca, su clima es frío y las carreteras con las

que cuenta son asfaltadas, además cuenta con servicios básicos de agua y luz. Se llega

en media hora en auto desde la ciudad de La Paz.

Tiahuanaco

Se encuentra a poco más de 70Km de la ciudad de La Paz y casi en la frontera con Perú,

se encuentra a 3825 msnm.

Se dedican principalmente al turismo por su centro arqueológico donde visitan muchos

turistas, cuenta con una pequeña escuela, un centro de salud al igual que varios

hospedajes.

Huarina

Departamento: La Paz Provincia: Omasuyos Municipio: Achacachi

Latitud: -16.2 Longitud: -68.6333

Donde Hurina podría provenir de los siguientes nombres:

WARIIKIÑA = Dormidero de Vicuñas

WARIUMAÑA = Bebedero de Vicuñas

WARI INA = Vicuñas en gran cantidad

El actual nombre es producto de la castellanización que hoy en día es conocida como

"HUARINA"

Huatajata

Huatajata es una población con 77 habitantes, mediante la cual se pudo constatar que

esta localidad se dedica al área agropecuaria, pesca y turismo.

En esta localidad se pudo determinar que se necesita 50mE, para el tráfico de llamadas.

Estudio de tráfico

Población Batallas: 256 hab.

256hab∗1linea200hab

=2 lineas

2 lineas∗50mE=100mE

N ° de lineas2

Población Desaguadero: 663 hab

Nºlineas=663hab .∗1linea200hab .

=3,315≅ 4

trafico=4 lineas∗60mElinea

=240mE

Probabilidadde perdida=1%

Tomando en cuenta el tráfico y la probabilidad de pérdida mediante el uso de las tablas de

Erlang B se calculó el:

Nº decircuitos :3

Población Guaqui: 1024 hab.

Nºlineas=1024 hab.∗1 linea200hab .

=5.12≅ 6

trafico=6 lineas∗50mElinea

=300mE




Nº decircuitos :3

Población Huarina: 1308 hab.

1308hab∗1 linea200hab

=6.54 lineas


N ° de lineas3

Población Huatajata: 77 hab.


=1 lineas

1 linea∗50mE=50mE

N ° de lineas2

Población Laja: 561 hab.

561hab∗1 linea200hab

=3 lineas

3 linea∗50mE=150mE

N ° de lineas2

Población Tihuanacu: 948 hab.


=5 lineas


N ° de lineas3

Población Tiquina: 284 hab

Nºlineas=284hab .∗1 linea200hab .

=1,42≅ 2

trafico=2lin eas∗60mElinea

=120mE




Nº decircuitos :2

Frecuencias

El Alto – Khakhani: 2392.5 MHz

Khakhani – Japuta: 2600 MHz

Japuta – Desaguadero: 1800 MHz

Poblaciones Khakhani: 883 MHz

Poblaciones Japuta: 445 MHz

Cálculos

Radioenlace Ciudad El Alto-Khakhani

Tabla de alturas para la realización del perfil

El Alto-

Khakha

ni

DIS

TA

NCI

A(K

m)

A

LT

U

R

A(

m)

0

40

00

2,4 40

00

4,5

7

39

80

6,5

29

60

8,5

39

40

10,

4

39

20

13,

5

39

00

15,

54

38

80

17,

22

38

80

17,

5

39

00

19

38

80

20

38

80

29,

59

39

00

22

39

20

23

39

20

24,

57

38

40

27,

25

39

00

29

39

00

29, 39

22 40

33,

54

38

40

37,

56

39

00

39,

5

38

40

42,

58

39

00

43,

57

40

00

44,

25

41

00

44,

5

41

60

45

42

00

Calculo de la zona de Fresnel

F=17.3∗√ d1∗d2f∗D

ENLACES d1 d2 D f F

ALTO - KHAKHANI 5 37,07 42,07 2,3925 23,476328

10 32,07 42,07 2,3925 30,880431

15 27,07 42,07 2,3925

34,747505

4

20 22,07 42,07 2,3925

36,228473

8

Calculo de la distancia real y el azimut

LUGAR LONGITUD LATITUD

EL ALTO 68°9'48'' 16°32'4''

KHAKHANI 68°33'26'' 16°33'16''

∆

DISTANCIA[K

m]

El ALTO -

KHAKHANI

0,3781108029

85 42,07

φ Azimut A (°) Azimut B (°)

92,9759550089268

0 87,024045 267,024045

D=2π 6375360

∗∆

Δ= arc cos( sen a sen b+cos a cos b cos c )a: latitud de Khakhani

b: latitud de El Alto

c: longitud de Khakhani – longitud de El Alto

Onda directa

OD=√D2+(h1−h2 )2

OD=√42.072+ (375−190 )2

OD=189.72

Onda reflejada

¿=√D 2+(h1+h2 )2

¿=√42.072+(375+190 )2

OD=566.56

Δd=¿−OD ≅2h1h2λD

| EEo|=2∗sen∗2 π h1h2

λD

| EEo

|=1.988≅ 2Ya que se acerca a 2 la interferencia es constructiva

Punto de reflexión

d1=D2

+P

P=2√ t∗(cos( α3+240°))

α=arcos( τt √ t )

τ=6.37∗K4

∗D(h2−h1)

t= D2

12+ 8.5∗K

4(h2+h1)

τ=6.37∗4

34

∗42.07∗(190−375 )

τ=−16525.797

t=42.072

12+8.5∗4

34

(190+375)

t=1748.32

α=arcos( −16525.7971748.32√1748.32 )

α=103.065

P=2√1748.32cos( 103.0653+240)

P=6.35

d1=42.072

+6.35=27.385[km ]

Zona de Fresnel

n=h' 1h ' 2 f

75D

h '1=h1−451

d12

K

h '2=h2−451

d22

K

h '1=375−45127.38543

=373.389

h '2=190−45114.68543

=189.136

n=53.55

Angulo de elevación de la Antena

Stgθ=tgβ

Donde:β

θ : Anguloreal

S :Factor de Escalas

β : Angulomedido por el perfil

θ=tarctgtg35120

=0,33 °

α=3,44∗h1−h2D

=3,44∗375−19042.07

=15.13min

α=84,17 min∗1°60min

=0.25 °

Potencia de portadora en el receptor a espacio libre

Co=PT−LST+GT−Lo−LSR+GR

Pérdida de cables de alimentación

LA (Tx )=3.836100 [ dBm ]∗10 [m ]+10 [m ]=0.767

LA ( Rx )=3.836100 [ dBm ]∗10 [m ]+10[m ]=0.767

Pérdida de combinador

LCOM (Tx )=LCOM (Rx )=0.4 [dB ]

Pérdida por el espacio libre

Lo=92.44+20 log (2.3925 )+20 log (42.07 )=132.5[dB]

Pérdida por conectores

Lc (Tx )=Lc ( Rx )=0.05 [dB ]∗2=0.1[dB]

Pérdida total

β

LST=0.767+0.4+0.1=1.267[dB]

LSR=0.767+0.4+0.1=1.267 [dB]

Co=35dBm−1.267+17.7−132.5+17.7−1.267

Co=−64.63

Perdida de desvanecimiento

LD=30 logD+10 log (6∗A∗B∗f )−10 log (1−R )−70

LD=30 log (42.07)+10 log (6∗1∗0.25∗2.3925 )−10 log (1−0.9999 )−70

Tomando los siguientes valores

A=1 Sobre terreno normal

B=0.25 Para áreas normales o tierra adentro

LD=24.27 [dB]

Cmin=Co−LD

Cmin=−88.899

Potencia de ruido

N=−174+10 log (600000)

N=−174+10 log 10=−116.218[dBm ]

Figura de ruido

N F=5

Relación portadora a ruido

Co

N=174+Co−N F−10 logB

Co

N=174−64.63−5−10 log (0.6)=106.58

Cmin

N=174+Cmin−NF−10 logB

Cmin

N=174−92.96−5−10 log 0.6=82.319

C s

N=174+S−N F−10 logB

C s

N=174−93−5−10 log 0.6=78.218

Indisponibilidad de los equipos

I e=MTTR

MTT R+MTBF∗100%

MTTR: 4 horas de viaje al punto de enlace + 4 horas de reparación de fallas 8 aprox.

MTBF: 1 cada tres meses 2160 aprox.

I e=8

8+2160∗100%=3.69∗10−3

Indisponibilidad de desvanecimiento

ID=Po∗10−MU10

Po=KW−1.3 f D3

Po=2.1∗10−5∗26−1.3∗2.3925∗42.073=5.414∗10−2

MU=Co−S=−64.63+93=28.37

ID=5.414∗10−2∗10

−28.3710 =7.87∗10−3%

Indisponibilidad total

I T=1.15698∗10−2%

Disponibilidad

Dp=99.988

Radioenlace Ciudad Khakhani-Japuta


Japuta-Khakhani

DISTANCIA(Km)

ALTURA(m

)

0 4216

0,41 4100

1,39 4000

2,41 4000

3,04 3900

3,34 3820

19,04 3820

19,54 3840

21,18 3860

22,57 3880

23 3900

23,75 4000

24,86 4100

25,77 4200

26,43 4200


F=17.3∗√ d1∗d2f∗D

ENLACES d1 d2 D f F

KHAKHANI -

JAPUTA 5 21,95 26,95 2,6 21,65

10 16,95 26,95 2,6 26,91

15 11,95 26,95 2,6 27,67



JAPUTA 68°39'22,2'' 16°19'53,4''

KHAKHANI 68°33'26'' 16°33'16''

∆

DISTANCIA[K

m]

JAPUTA -

KHAKHANI

0,2423010446

96 26,95


23,0460431026694

0

156,95395689

7 336,953956897

D=2π 6375360

∗∆




Onda directa

OD=√D2+(h1−h2 )2

OD=√26.952+(411−395 )2

OD=31.34

Onda reflejada

¿=√D 2+(h1+h2 )2

¿=√26.952+ (411+395 )2

OD=806.45



λD

| EEo


Punto de reflexión

d1=D2

+P

P=2√ t∗(cos( α3+240°))


τ=6.37∗K4

∗D(h2−h1)

t= D2

12+ 8.5∗K

4(h2+h1)

τ=6.37∗4

34

∗26.95∗(395−411)

τ=−915.58

t=26.952

12+8.5∗4

34

(395+411)

t=2344.19

α=arcos( −915.582344.19√2344.19 )

α=144.77

P=2√2344.19cos( 144.773 +240)P=30.33

d1=26.952

+30.33=43.805[km ]

Zona de Fresnel

n=h' 1h ' 2 f

75D

h '1=h1−451

d12

K

h '2=h2−451

d22

K

h '1=395−45143.80543

=177.42

h '2=411−451

−16.85543

=411.99

n=132




LA (Tx )=4.017100 [ dBm ]∗15 [m ]+10[m]=1.004

LA ( Rx )=4.017100 [ dBm ]∗15 [m ]+10 [m ]=1.004




Lo=92.44+20 log (2.6 )+20 log (26.95 )=129.35 [dB ]


Lc (Tx )=Lc ( Rx )=0.05 [dB ]∗2=0.1[dB]

Pérdida total

LST=1.004+0.4+0.1=1.504[d B ]

LSR=1.004+0.4+0.1=1.504 [dB]

Co=35dBm−1.504+17.7−129.35+17.7−1.504

Co=−61.96



LD=30 log (26.95)+10 log (6∗1∗0.25∗2.6 )−10 log (1−0.9999 )−70




LD=18.83 [dB ]

Cmin=Co−LD

Cmin=−80.786

Potencia de ruido

N=−174+10 log (600000)

N=−174+10 log 10=−116.22

Figura de ruido

N F=5 [dB]


Co


Co

N=174−61.96−5−10 log (0.6)=109.25

Cmin


Cmin

N=174−80.786−5−10 log (0.6)=80.43

C s


C s

N=174−93−5−10 log (0.6)=78.22


I e=MTTR

MTTR+MTBF∗100%



I e=10

10+2160∗100%=0.46


ID=Po∗10−MU10

Po=KW−1.3 f D3

Po=2.1∗10−526−1.3∗2.6∗26.953=1.5467∗10−2

MU=Co−S=−61.96+93=31.04

ID=1.5467∗10−2∗10

−31.0410 =1.217∗10−3%


I T=0.46121%

Disponibilidad

Dp=99.5388%

Radioenlace Ciudad Khakhani-Guaqui


khakhani-

Guaqui

DISTA

NCIA(K

ALT

URA(

m) m)

0 3840

0,136 3820

1,69 3820

3,45 3840

5,5 3860

5,7 3860

7,68 3840

9,44 3840

13,81 3860

14,04 3880

14,36 3880

14,93 3860

15,22 3860

16,73 3860

16,95 3860

20,31 3860

20,56 3880

20,68 3900

20,75 3900

20,91 3860

21,73 3890

23,09 3860

23,63 3860

25,04 3840

26,04 3860

26,73 3860

27,68 3880

27,95 3900

28,71 4000

29,27 4100

29,77 4200


F=17.3∗√ d1∗d2f∗D

ENLACES d1 d2 D f F

KHAKHANI -

GUAQUI 5 25,2 30,2 0,883 37,61

9 21,2 30,2 0,883 46,28

13 17,2 30,2 0,883 50,10



GUAQUI 68°50'12,6'' 16°35'52,2''

KHAKHANI 68°33'26'' 16°33'16''

∆ DISTANCIA[Km]

GUAQUI -

KHAKHANI

0,27148057211

4 30,2


99,15055201319380 80,849448 260,849448

D=2π 6375360

∗∆




Onda directa

OD=√D2+(h1−h2 )2

OD=√30.22+ (395−40 )2

OD=356.28

Onda reflejada

¿=√D 2+(h1+h2 )2

¿=√30.22+(395+20 )2

OD=436.05



λD

| EEo


Punto de reflexión

d1=D2

+P

P=2√ t∗(cos( α3+240°))


τ=6.37∗K4

∗D(h2−h1)

t= D2

12+ 8.5∗K

4(h2+h1)

τ=6.37∗4

34

∗30.2∗(40−395 )

τ=−22764.26

t=30.22

12+8.5∗ 4

34

(40+395)

t=1308.5

α=arcos( −22764.261308.5√1308.5 )

α=118.75

P=2√1308.5cos( 118.753 +240)P=12.04

d1=30.22

+12.04=27.14[km ]

Zona de Fresnel

n=h' 1h ' 2 f

75D

h '1=h1−451

d12

K

h '2=h2−451

d22

K

h '1=395−45127.1443

=393.4

h '2=40−4513.0643

=39.82

n=17.98




LA (Tx )=0.17 [ dBm ]∗15 [m ]+10 [m ]=4.25

LA ( Rx )=0.17[ dBm ]∗20 [m ]+10[m ]=5.1




Lo=92.44+20 log (0.883 )+20 log (30.2 )=132.11 [dB ]


Lc (Tx )=Lc ( Rx )=0.25 [dB ]∗2=0.5[dB]

Pérdida total

LST=4.25+0.4+0.5=5.15[dB]

LSR=5.1+0.4+0.5=6 [dB]

Co=35dBm−5.15+14.15−132.11+17−6

Co=−68.81



LD=30 log (30.2)+10 log (6∗1∗0.25∗0.883 )−10 log (1−0.9999 )−70




LD=15.62[dB]

Cmin=Co−LD

Cmin=−84.43

Potencia de ruido

N=−174+10 logB

N=−174+10 log (600000 )=−116.22

Figura de ruido

N F=10 logF

N F=5 [dB]


Co


Co

N=174−68.81−5−10 log (0.6)=102.4

Cmin


Cmin

N=174−84.43−5−10 log (0.6)=86.79

C s


C s

N=174−93+5−10 log (0.6)=78.21


I e=MTTR

MTTR+MTBF∗100%



I e=8

8+2160∗100%=3.69∗10−3


ID=Po∗10−MU10

Po=KW−1.3 f D3

Po=2.1∗10−526−1.3∗0.883∗30.23=7.39∗10−3

MU=Co−S=−68.81+93=24.19

ID=7.39∗10−3∗10

−24.1910 =2.81∗10−3%


I T=6.5∗10−3%

Disponibilidad

Dp=99.99 .3

Radio enlace cerro Khakhani-Laja


khakhani-laja

DISTANCIA(Km) ALTURA(m)

0 4200

0,5 4180

0,9 4100

1,5 4000

2,25 3900

3,75 3840

6,5 3840

7 3880

7,75 3840

11 3840

16,4 3840

17,25 3860

19,5 3840

20 3860


F=17.3∗√ d1∗d2f∗D

ENLACES d1 d2 D f F

KHAKHANI -LAJA 3 17 20 0,883 29.4

6 14 20 0,883 37.7

9 11 20 0,883 41.0



LAJA 68°22'48,6'' 16°32'7,2''

KHAKHANI 68°33'26'' 16°33'16''

∆

DISTANCIA[K

m]

LAJA -

KHAKHANI

0,1707974761

00 19


96,3988833825642

0 83,60111662 263,6011166

D=2π 6375360

∗∆

∆=acos (cos (a )∗cos (b )∗cos (c )+sen (a )∗sen (b ))

a: latitud de Khakhani

b: latitud de Laja

c: longitud de Khakhani – Longitud de Laja

Onda directa

OD=√D2+(h1−h2 )2

OD=√192+(375−40 )2

OD=335,54

Onda reflejada

¿=√D 2+(h1+h2 )2

¿=√192+ (375+40 )2

OD=415,43



λD

| EEo


Punto de reflexión

d1=D2

+P

P=2√ t∗(cos( α3+240°))


τ=6.37∗K4

∗D(h2−h1)

t= D2

12+ 8.5∗K

4(h2+h1)

τ=6.37∗4

34

∗19∗(40−375 )

τ=−13515.0

t=192

12+8.5∗4

34

(40+375)

t=1205.92

α=arcos( −13515.01205.92√1205.92 )

α=108.8280578

P=2√1205.92cos( 108.82805783+240)

P=7.59

d1=192

+7.59=17.09 [km ]

Zona de Fresnel

n=h' 1h ' 2 f

75D

h '1=h1−451

d12

K

h '2=h2−451

d22

K

h '1=375−45117.0943

=357.82

h '2=40−4511.5143

=39.86

n=9



Pérdida de cables:

Se usa el cable LMR 400

LA (Tx )=8.9 [ dB100m ]∗26 [m ]=2.3dB

LA ( Rx )=8.9[ dB100m ]∗31 [m ]=2.76dB




Lo=92.44+20 log (0.883 )+20 log (19 )=116.9 [dB]

Pérdida por conectores (TC-400-NMC)

Lc (Tx )=Lc ( Rx )=0.1 [dB ]∗√( f [GHz ])∗2=0.19[dB]

Pérdida total

LST=2.3+0.5+0.19=2.99 [dB ]

LSR=2.76+0.5+0.19=3.45 [dB ]

Co=30dBm−3.45+12−116.9+12−2.99

Co=−69.34 dBm

GS=99.34 dB






LD=9.6 [dB]

Cmin=Co−LD

Cmin=−78.94dBm

Potencia de ruido con 600KHz (ancho de banda del ruido)

N=−174+10 log (600000)

N=−174+10 log 10=−116.218[dBm ]

Figura de ruido

N F=5


Co


Co

N=174−69.34−5−10 log (0.6)=101.88

Cmin


Cmin

N=174−78.94−5−10 log 0.6=92.28

C s


C s

N=174−93−5−10 log 0.6=78.218


I e=MTTR

MTTR+MTBF∗100%

MTTR: 1 hora de viaje al punto de enlace + 4 horas de reparación de fallas 5 horas.


I e=5

5+2160∗100%=0.231

Probabilidad de servicio estimado 99.769%


ID=Po∗10−MU10

Po=KW−1.3 f D3

Po=2.1∗10−526−1.3∗0.883∗193=1.84∗10−3


I T=0.427%

Disponibilidad

Dp=99.573%

Radioenlace cerro Khakhani-Tihuanaku


kakani-tiwanacu


0 4200

0,25 4100

0,75 4000

1,2 4020

1,35 4000

2,1 3900

3,35 3885

5,95 3840

8,95 3840

10,8 3840

19 3840


F=17.3∗√ d1∗d2f∗D

ENLACES d1 d2 D f F

KHAKHANI -

TIHUANAKU 4 15 19 0,883 32.72

8 11 19 0,883 39.62

10 9 19 0,883 40.07


D=2π 6375360

∗∆

∆=acos (cos (a )∗cos (b )∗cos (c )+sen (a )∗sen (b ))

a: latitud de Khakhani

b: latitud de TIHUANAKU

c: longitud de Khakhani – Longitud de Laja

Onda directa

OD=√D2+(h1−h2 )2

OD=√192+(375−20 )2

OD=355.23

Onda reflejada

¿=√D 2+(h1+h2 )2

¿=√192+ (375+20 )2

OD=395.21



λD

| EEo

|=1.45La interferencia es constructiva

Punto de reflexión

d1=D2

+P

P=2√ t∗(cos( α3+240°))


τ=6.37∗K4

∗D(h2−h1)

t= D2

12+ 8.5∗K

4(h2+h1)

τ=6.37∗4

34

∗12.87∗(20−375 )

τ=−9701.2

t=12.872

12+8.5∗4

34

(20+375)

t=1132.97

α=arcos( −9701.21132.97√1132.97 )

α=104.74

P=2√1132.97cos ( 104.743 +240)P=5.76

d1=12.872

+5.76=12.2[km]

Zona de Fresnel

n=h' 1h ' 2 f

75D

h '1=h1−451

d12

K

h '2=h2−451

d22

K

h '1=375−45112.243

=366.24

h '2=40−4510.6743

=39.97

n=13.4




LA (Tx )=8.9 [ dB100m ]∗26 [m ]=2.3dB

LA ( Rx )=8.9[ dB100m ]∗31 [m ]=2.76dB




Lo=92.44+20 log (0.883 )+20 log (12.87 )=113.55 [dB]


Lc (Tx )=Lc ( Rx )=0.1 [dB ]∗√ (0.883 )∗2=0.19 [dB ]

Pérdida total

LST=2.3+0.5+0.19=2.99 [dB ]

LSR=2.76+0.5+0.19=3.45[dB ]

Co=30dBm−2.99+12−113.55+12−3.45

Co=−65.99


LD=30 logD+10 log (6∗A∗B∗f [G Hz])−10 log (1−R )−70




LD=4.5[dB]

Cmin=Co−LD

Cmin=−70.49

Potencia de ruido

N=−174+10 log (600000)

N=−174+10 log 10=−116.218[dBm ]

Figura de ruido

N F=5


Co


Co

N=174−65.99−5−10 log (0.6)=105.23

Cmin


Cmin

N=174−70.49−5−10 log 0.6=100.73

C s


C s

N=174−93−5−10 log 0.6=78.218


I e=MTTR

MTTR+MTBF∗100%

MTTR: 1 hora y 30 minutos de viaje al punto de enlace + 4 horas de reparación de fallas

4.5 aprox.


I e=4.5

4.5+2160∗100%=0.208


ID=Po∗10−MU10

Po=KW−1.3 f D3

Po=2.1∗10−526−1.3∗0.883∗12.873=5.72∗10−4


I T=0.287%

Disponibilidad

Dp=99.713%

Radio enlace cerro Japuta-Batallas


japuta-Batallas


0 4216

1,45 4000

1,65 3900

1,8 3820

3 3820

3,05 3840

3,18 3820

8,55 3810

9,1 3860

9,5 3840

10,1 3840

10,25 3860

10,55 3860

10,65 3840

11,25 3820

14,95 3840


F=17.3∗√ d1∗d2f∗D

ENLACES d1 d2 D f F

Japuta - Batallas 2 12.95 14.95 0,445 34,13

4 10.95 14.95 0,445 44,39

7 7.95 14.95 0,445 50,03



Japuta 68°39'22,2'' 16°19'53,4''

Batallas 68°31'46,2'' 16°17'43,8''

∆

DISTANCIA[K

m]

Japuta - Batallas

0,1267853458

05 14,11


106,477968774207

00 73,52203123 253,5220312

D=2π 6375360

∗∆

∆=cos (a )∗cos (b )∗cos ( c )+sen (a )∗sen (b )∗sen (c )

a: latitud de Japuta

b: latitud de Batallas

c: longitud de Japuta – Longitud de Batallas

Onda directa

OD=√D2+(h1−h2 )2

OD=√14.112+(426−50 )2

OD=376,26

Onda reflejada

¿=√D 2+(h1+h2 )2

¿=√14.112+(426+50 )2

OD=476,21



λD

| EEo

|=0.98

Punto de reflexión

d1=D2

+P

P=2√ t∗(cos( α3+240°))

α=arcos ( τt √ t )

τ=6.37∗K4

∗D(h2−h1)

t= D2

12+ 8.5∗K

4(h2+h1)

τ=6.37∗4

34

∗14.11∗(50−421 )

τ=−11115.25

t=14.112

12+8.5∗4

34

(50+421)

t=1335.68

α=arcos( −11115.251335.68√1335.68 )

α=103.16

P=2√1335.68cos( 103.163 +240)P=5.6

d1=14.112

+5.6=12.65[km ]

Zona de Fresnel

n=h' 1h ' 2 f

75D

h '1=h1−451

d12

K

h '2=h2−451

d22

K

h '1=426−45112.6543

=416.6

h '2=50−4511.4643

=49.87

n=8.7




LA (Tx )=8.9 [ dB100m ]∗31 [m ]=2.76

LA ( Rx )=8.9[ dB100m ]∗31 [m ]=2.76




Lo=92.44+20 log (0.445 )+20 log (14.11)=108,4 [dB]


Lc (Tx )=Lc ( Rx )=0.1 [dB ]∗√ (0.445 )∗2=0.13 [dB ]

Pérdida total

LST=2.76+0.5+0.13=3.4 [dB]

LSR=2.76+0.5+0.14=3.4 [dB]

Co=30dBm−3.4+12−108,4+10−3.4

Co=−63.2






LD=2.73 [dB ]

Cmin=Co−LD

Cmin=−65.93

Potencia de ruido

N=−174+10 log (600000)

N=−174+10 log 10=−116.218[dBm ]

Figura de ruido

N F=5


Co


Co

N=174−63.02−5−10 log (0.6)=108.2

Cmin


Cmin

N=174−65.93−5−10 log 0.6=105.29

C s


C s

N=174−93−5−10 log 0.6=78.218


I e=MTTR

MTTR+MTBF∗100%

MTTR: 1.3 horas de viaje al punto de enlace + 4 horas de reparación de fallas 5.3


I e=5.3

5.3+2160∗100%=0.245


ID=Po∗10−MU10

Po=KW−1.3 f D3

Po=2.1∗10−526−1.3∗0.445∗14.113=3.81∗10−4


I T=0.364%

Disponibilidad

Dp=99.636%

Radioenlace Japuta Huarina

japuta-huarina


0 4216

0,3 4100

0,75 4000

1 3960

1,15 4000

1,25 4020

1,5 3900

1,7 3820

(lago) 1,7 3810

18,25 3820

Calculo de la zona de fresnel

F=17.3∗√ d1∗d2f∗D

ENLACES d1[Km] d2[Km] D[Km] f[GHz] F[m]

JAPUTA - HUARINA 5 12,22 17,22 0,445 48,85

10 7,22 17,22 0,445 53,10

15 2,22 17,22 0,445 36,06

Onda directa

OD=√D2+(h1−h2 )2

OD=√17.222+ (411−20 )2

OD=391.38

Onda reflejada

¿=√D 2+(h1+h2 )2

¿=√17.222+(411+20 )2

¿=431.34



λD

| EEo

|=1.56≅ 2

Ya que se acerca a 3 la interferencia es constructiva

Punto de reflexión

d1=D2

+P

P=2√ t∗(cos( α3+240°))


τ=6.37∗K4

∗D(h2−h1)

t= D2

12+ 8.5∗K

4(h2+h1)

τ=6.37∗4

34

∗17.22∗(20−411 )

τ=−14296.44

t=17.222

12+8.5∗ 4

34

(411+20)

t=1245.88

α=arcos( −14296.441245.88√1245.88 )

α=108.97

P=2√1245.88cos( 108.973 +240)P=7.775

d1=17.222

+7.775=16.385[km ]

Zona de Fresnel

n=h' 1h ' 2 f

75D

h '1=h1−451

d12

K

h '2=h2−451

d22

K

h '1=411−45116.3852

43

=395.21

h '2=20−4510.8352

43

=19.95

n=2.71


Stgθ=tgβ

Donde:β

θ : Anguloreal


β

4216m

3820m


θ=tarctgtg 45120

=0,48 °

α=3,44∗h1−h2D

=3,44∗411−2017,22

=78,11min

α=78,11 min∗1°60min

=1,30 °

Si:

α=3,44∗h1−h2D

=3,44∗4216−38204

=340,56 min∗1°60min

=5,67 °

CALCULOS DE RADIOENLACE.

DATOS:

POBLACIÓN A: C. JAPUTA

Latitud (SUR)=16∘19´ 53.4´ ´

Longitud (OESTE)=68∘39´ 22.2´´

Elevaciondel sitio=4216 [m .s .n .m.]

POBLACIÓN B: HUARINA

Latitud (SUR)=16∘11´12´ ´

Longitud (OESTE)=68∘35´57 ´ ´

Elevaciondel sitio=3820[m.s .n .m .]

Cálculos necesarios para el radioenlace.

Azimut.

θ=arc cos ( sinb−sinacos∆sin∆ cos a )=113.38°

AZA=1800−θ=66.62 °

AZB=3600−θ=246.62°

Frecuencia de operación:

f=0.445 [GHz ]=445 [MHz ]

Distancia de salto.

D=2π Ro360 º

Δ=17.22 Km

Δ= arc cos( sen a sen b+cos a cos b cos c )Dónde:

D = Distancia del salto del radioenlace

Ro = Radio de la tierra , 6375 Km

Δ=Arco del círculo máximo

a= Latitud del punto A

b = Latitud del punto B

Longitud de línea de transmisión (Tx):

LTx=h+5[m ]

LTxA=15 [m ] LTx=20 [m]

Pérdida de línea de Tx por metro.

LTx=1[m]=0.089 [dB]

Perdida de línea de Tx:

La=lTx=1 [m ]∗LTx

La A=0,089∗15+5=6.335 [dB] LaB=0,089∗20+5=6.78[dB]

Pérdida de combinador:

LCOMTx=LCOMRx=0.5[dB]

Pérdida en conectores:

LcTx=LcRx=0.002[dB]

Perdida en el espacio libre:

LO=¿ Pérdida de espacio libre entre antenas isotrópicas, dB. Si se considera la

frecuencia de operación en MHz y la distancia en Km, la perdida de espacio libre se

representa como:

LO(dB)=32.44+20logf ( MHz )+20 logD (Km)

Si la frecuencia de operación está en GHz y la distancia en Km, la relación de la perdida

de espacio libre estará dada como:

LO(dB)=92.44+20 logf (GHz )+20 logD(Km)

Lo=32.44+20 log (900 )+20 log (17.22 )=110.12[dB]

Pérdida total del trayecto:

LCOM=¿ Pérdida total del filtro y combinador, dB. Cuando la salida de los transmisores y la

entrada de los receptores están acopladas a una única antena a través de una línea de

transmisión o guía de onda, el valor de esta pérdida es una característica técnica de los

equipos de radio que se utilizan para el diseño del enlace

LSt= Pérdida de todo el sistema de transmisión, dB. Su valor depende de todas las

perdidas en el transmisor.

LSr=¿ Pérdida de todo el sistema de recepción, dB. Su valor depende de todas las

perdidas en el receptor.

LTotal=Lst+Lcom+Lsr+Lo=123.74 [dB]

Altura de antena:

hA=15 [m ] hB=20 [m]

Ganancia de antena:

GA=12[dBi] GB=13 [dBi ]

Ganancia total:

GT ,GR=25[dB ]

Ganancia del sistema, potencia de recepción a espacio libre y pérdida por

desvanecimiento.

Dónde:

GS=¿ Ganancia del sistema o pérdida neta del trayecto, dB

PT=¿ Potencia efectiva suministrada por el transmisor, dBm

C0=¿Potencia de portadora a la entrada del receptor considerando la perdida de espacio

libre, dB

Ganancia del sistema:

GSistema=Lst+Lsr+Lo−Gtx−Grx=99.24 [dB]

Potencia de transmisión.

PT=36[dBm ]

Potencia de recepción de espacio libre:

Como la potencia de portadora a la entrada del receptor se está calculando tomando en

cuenta solo la atenuación producida por el espacio libre, esta se representa

matemáticamente como:

C0=PT−LO−LCOM−LA−LC+GT+GRF+GR=−63.24dBm

Probabilidad de servicio estimado:

PSE=99.99%

Atenuación por desvanecimiento

LD=30 log10 D+10 log10 (6∗A∗B∗F )−10 log10 (1−R )−70=11.35 dB

D =17.22 [Km]

f = 0.9 [GHz]

R = 0,9999 de confiabilidad.

A = 4 sobre agua o en un terreno muy parejo

B = 0,25 para áreas normales y tierras distantes de costas

Potencia mínima de portadora en el Rx.

Cmin=C0−LD=−74.59[dBm]

Ancho de banda de ruido.

BW N=0.600 [GHz ]

Figura de ruido:

N F (dB )=5[dB]

Sensibilidad o umbral del receptor:

MU A=MU B=−85[dBm ]

Potencia de ruido.

N (dBm )=−174+10 log (BW N )=−116.22[dBm ]

Portadora espacio libre a ruido.

CO

N=CO−N F−N=16.21 [dB ]

Portadora mínima a ruido.

Cmin

N=174+Cmin−NF−10 logB=4.86(dB)

Portadora sensibilidad a ruido

CS

N=CS−N F−N=−3.78 [dB ]

Margen de umbral.

MU=CO−S=21.75[dB]

Probabilidad total del servicio.

PS=1−P ( D )=99.9999%


I e=MTTR

MTTR+MTDF∗100%

MTTR: 4 horas de reparación de fallas 8 aprox.

MTDF: 1 cada 4 meses 2880 aprox.

I e=3

3+2880∗100%=0.10405827


Tenemos varias posibilidades por elegir que K tomaremos:

K= 4.1¿10−5 Clima de alta humedad y lluvia

K= 3.1¿10−5 Clima montañoso y subtropical

K= 2.1¿10−5 Clima templada de región Interior

K= 1¿10−5 Clima montañoso y seco

3mts <= W >= 42mts Rugosidad del terreno

ID=Po∗10−MU10

Po=KW−1.3 f D3

Po=2.1∗10−526−1.3∗0.9∗17.223∗10

−30.7510 ∗100%=4.61∗10−3

INDISPONIBILIDAD TOTAL

I T=0.1501%

DISPONIBILIDAD

Dp=99.85

Radioenlace Japuta Huatajata

japuta-huatajata


0 4216

0,1 4200

0,3 4100

0,65 4000

1 3900

2 3820

2,05 3810

15,75 3810

16,7 3820


F=17.3∗√ d1∗d2f∗D


JAPUTA - HUARINA 5 10,57 15,57 0,445 47,78

10 5,57 15,57 0,445 49,05

15 0,57 15,57 0,445 19,21

Onda directa

OD=√D2+(h1−h2 )2

OD=√15.572+(411−30 )2

OD=381.31

Onda reflejada

¿=√D 2+(h1+h2 )2

¿=√15.572+ (411+30 )2

¿=441.27



λD

| EEo

|=0.18≅ 1

Ya que es impar la interferencia es constructiva

Punto de reflexión

d1=D2

+P

P=2√ t∗(cos( α3+240°))


τ=6.37∗K4

∗D(h2−h1)

t= D2

12+ 8.5∗K

4(h2+h1)

τ=6.37∗4

34

∗15.57∗(30−411)

τ=−12595.97

t=15.572

12+8.5∗4

34

(411+30)

t=1269.70

α=arcos( −12595.971269.70√1269.70 )

α=106.16

P=2√1269.70cos( 106.163 +240)P=6.69

d1=15.572

+6.69=14.475 [km ]

Zona de Fresnel

n=h' 1h ' 2 f

75D

h '1=h1−451

d12

K

h '2=h2−451

d22

K

h '1=411−45114.4752

43

=398.67

h '2=20−4511.0952

43

=19.92

n=3,24


Stgθ=tgβ

4216m

3820m

Donde:β

θ : Anguloreal



θ=tarctgtg50120

=0,56 °

α=3,44∗h1−h2D

=3,44∗411−3015,57

=84,17min

α=84,17 min∗1°60min

=1,40 °

Si:

α=3,44∗h1−h2D

=3,44∗4216−38204

=340,56min∗1 °60min

=5,67 °

CALCULOS DE RADIOENLACE.

DATOS:

POBLACIÓN A: C. JAPUTA

Latitud (SUR)=16∘19´ 53.4´ ´

β

Longitud (OESTE)=68∘39´ 22.2´´

Elevaciondel sitio=4216 [m .s .n .m.]

POBLACIÓN B: HUATAJATA

Latitud (SUR)=16∘12´ 0´ ´

Longitud (OESTE)=68∘42´ 22.2´ ´

Elevaciondel sitio=3820[m.s .n .m .]

Cálculos necesarios para el radioenlace.

Azimut.

θ=arc cos ( sinb−sinacos∆sin∆ cos a )=20.05 °

AZA=1800−θ=159.95 °

AZB=3600−θ=339.95 °

Frecuencia de operación:

f=0.445 [GHz ]=445 [MHz ]

Distancia de salto.

D=2π Ro360 º

Δ=15.57 Km

Δ= arc cos( sen a sen b+cos a cos b cos c )Dónde:

D = Distancia del salto del radioenlace

Ro = Radio de la tierra , 6375 Km

Δ=Arco del círculo máximo

a= Latitud del punto A

b = Latitud del punto B

Longitud de línea de transmisión (Tx):

LTx=h+5[m ]

LTxA=15 [m ] LTx=20 [m]

Pérdida de línea de Tx por metro.

LTx=1[m]=0.089 [dB]

Perdida de línea de Tx:

La=lTx=1 [m ]∗LTx

La A=0,089∗15+5=6.335 [dB] LaB=0,089∗20+5=6.78[dB]

Pérdida de combinador:

LCOM Tx=LCOM Rx=0.5[dB ]

Pérdida en conectores:

LcTx=LcRx=0.002[dB]

Perdida en el espacio libre:

LO=¿ Pérdida de espacio libre entre antenas isotrópicas, dB. Si se considera la

frecuencia de operación en MHz y la distancia en Km, la perdida de espacio libre se

representa como:

LO(dB)=32.44+20logf ( MHz )+20 logD (Km)

Si la frecuencia de operación está en GHz y la distancia en Km, la relación de la perdida

de espacio libre estará dada como:

LO(dB)=92.44+20 logf (GHz )+20 logD(Km)

Lo=32.44+20 log (900 )+20 log (17.22 )=109.25[dB]

Pérdida total del trayecto:

LCOM=¿ Pérdida total del filtro y combinador, dB. Cuando la salida de los transmisores y la

entrada de los receptores están acopladas a una única antena a través de una línea de

transmisión o guía de onda, el valor de esta pérdida es una característica técnica de los

equipos de radio que se utilizan para el diseño del enlace

LSt= Pérdida de todo el sistema de transmisión, dB. Su valor depende de todas las

perdidas en el transmisor.

LSr=¿ Pérdida de todo el sistema de recepción, dB. Su valor depende de todas las

perdidas en el receptor.

LTotal=Lst+Lcom+Lsr+Lo=138.43[dB ]

Altura de antena:

hA=15 [m ] hB=20 [m]

Ganancia de antena:

GA=12[dBi] GB=13 [dBi ]

Ganancia total:

GT ,GR=25[dB ]

GANANCIA DEL SISTEMA, POTENCIA DE RECEPCIÓN A ESPACIO LIBRE Y

PÉRDIDA POR DESVANECIMIENTO.

Dónde:

GS=¿ Ganancia del sistema o pérdida neta del trayecto, dB

PT=¿ Potencia efectiva suministrada por el transmisor, dBm

C0=¿Potencia de portadora a la entrada del receptor considerando la perdida de espacio

libre, dB

Ganancia del sistema:

GSistema=Lst+Lsr+Lo−Gtx−Grx=98.37 [dB]

Potencia de transmisión.

PT=36[dBm ]

Potencia de recepción de espacio libre:

Como la potencia de portadora a la entrada del receptor se está calculando tomando en

cuenta solo la atenuación producida por el espacio libre, esta se representa

matemáticamente como:

C0=PT−LO−LCOM−LA−LC+GT+GRF+GR=−62.37dBm

Probabilidad de servicio estimado:

PSE=99.99%

Atenuación por desvanecimiento

LD=30 log10 D+10 log10 (6∗A∗B∗F )−10 log10 (1−R )−70=4.0131dB

D =15.57 [Km]

f = 0.9 [GHz]

R = 0,9999 de confiabilidad.

A = 4 sobre agua o en un terreno muy parejo

B = 0,25 para áreas normales y tierras distantes de costas

Potencia mínima de portadora en el Rx.

Cmin=C0−LD=−66.38[dBm ]

Ancho de banda de ruido.

BW N=0.60 [GHz ]

Figura de ruido:

N F (dB )=5[dB]

Sensibilidad o umbral del receptor:

MU A=MU B=−85[dBm ]

Potencia de ruido.

N (dBm )=−174+10 log (BW N )=−84.45[dBm ]

Portadora espacio libre a ruido.

CO

N=CO−N F−N=17.08 [dB]

Portadora mínima a ruido.

Cmin

N=174+Cmin−NF−10 l ogB=13.07 (dB)

Portadora sensibilidad a ruido

CS

N=CS−N F−N=−3.78 [dB ]

Margen de umbral.

MU=CO−S=22.63[dB]

Probabilidad total del servicio.

PS=1−P ( D )=99.9999%


I e=MTTR

MTTR+MTDF∗100%

MTTR: 4 horas de reparación de fallas 8 aprox.

MTDF: 1 cada 4 meses 2880 aprox.

I e=4

4+2880∗100%=0.138696


Tenemos varias posibilidades por elegir que K tomaremos:

K= 4.1¿10−5 Clima de alta humedad y lluvia

K= 3.1¿10−5 Clima montañoso y subtropical

K= 2.1¿10−5 Clima templada de región Interior

K= 1¿10−5 Clima montañoso y seco

3mts <= W >= 42mts Rugosidad del terreno

ID=Po∗10−MU10

Po=KW−1.3 f D3

Po=2.1∗10−53−1.3∗0.9∗15.573∗10

−30.7510 ∗100%=0.01140197

INDISPONIBILIDAD TOTAL

I T=0.15%

DISPONIBILIDAD

Dp=99.85

Radioenlace Japuta - Tiquina


Japuta-Tiquina

DISTANCIA(Km)

ALTURA(m

)

0 4216

1 4100

1,9 4000

2,45 3900

2,9 3860

3 3900

3,1 3880

3,25 3900

3,65 3860

3,95 3900

4,5 3820

4,65 3810

26,25 3810

27,15 3900

Cálculo de la 1° zona de Fresnel

F=17.3∗√ d1∗d2f∗D


JAPUTA-TIQUINA 5 22,15 27,15 0,445 52,38

10 17,15 27,15 0,445 65,18

15 12,15 27,15 0,445 67,2



JAPUTA 68°39'22,2'' 16°19'53,4''

TIQUINA 68°51'25'' 16°12'49''

∆

DISTANCIA[K

m]

JAPUTA-TIQUINA

0,2259300248

26 25,19


58,5159514680735

0 301,484049 121,484049

D=2π 6375360

∗∆=25,19

∆=arccos(Sen (a )+Sen (b )+cos (a )+cos (b )+cos(c))

a: latitud de Tiquina

b: latitud de Japuta

c: longitud de Tiquina – longitud de Japuta

Onda directa

OD=√D2+(h1−h2 )2

OD=√25,192+(421−90 )2

OD=331,96

Onda reflejada

¿=√D 2+(h1+h2 )2

¿=√25,192+ (421+90 )2

OD=511,62

Δd=¿+OD≅2h1h2λD


λD

| EEo


Punto de reflexión

d1=D2

+P

Debido a que la altura del transmisor es mayor que la altura de receptor, utilizamos la

expresión con signo positivo.

P=2√ t∗(cos( α3+240°))


τ=6.37∗K4

∗D(h2−h1)

t= D2

12+ 8.5∗K

4(h2+h1)

Reemplazando:

τ=6.37∗4

34

∗25,19∗(90−421 )

τ=−17704,1198

t=25,192

12+8.5∗4

34

(90+421)

t=1500,71

α=arcos( −17704,11981500,71√1500,71 )

α=107,73

P=2√1500,71cos( 107,733 +240)P=7,98

d1=25,192

+7,98=20,572 [km ]

Zona de Fresnel

n=h' 1h ' 2 f

75D

h '1=h1−451

d12

K

h '2=h2−451

d22

K

Reemplazando valores:

h '1=421−45120,5722

43

=396,104

h '2=90−4514,6172

43

=88,746

n=8,28

Debido a que la zona de Fresnel donde se produce la reflexión es la zona 8, no nos afecta

ya que es una zona mayor a la 6°.




LA (Tx )=8,9 [ dB100m ]∗(15+2 ) [m ]=1,513dB

LA ( Rx )=8,9[ dB100m ]∗(0+2) [m ]=0,178


LCOM (Tx )=LCOM (Rx )=0,5 [dB ]


Lo=32.44+20 log (445 )+20 log (25,19 )=113,43 [dB]


Lc (Tx )=Lc ( Rx )=0,134 [dB ]∗2=0,133 [dB ]

Pérdida total

LST=0.5+0.133+1,513=2,146 [dB]

LSR=0,5+0,133+0,178=0,811 [dB]

Co=33dBm−2,146+12,15−113,43+12,15−0,811

Co=−59,09d Bm



LD=30 log (25,19)+10 log (6∗1∗0,25∗0,445 )−10 log (1−0.9999 )−70




LD=10,28 [dB ]

Cmin=Co−LD

Cmin=−69,37dBm

Potencia de ruido

N=−174+10 logB

N=−174+10 log (600∗103 )=−116,22dBm

Figura de ruido

NF=5dB


Co


Co

N=174−59,09−5−10 log (600∗103 )=52,13dB

Relación Portadora mínima a ruido

Cmin


Cmin

N=174−69,37−5−10 log (600∗103 )=41,85dB

Relación portadora sensibilidad a ruido

C s


C s

N=174−93−5−10 log (600∗103 )=18,22dB


I e=MTTR

MTTR+MTBF∗100%



I e=8

8+2160∗100%=3.69∗10−3


ID=Po∗10−MU10

Po=KW−1.3 f D3

Po=2.1∗10−526−1.3∗3.55∗42.073=8.03∗10−2


I T=0.084%

Disponibilidad

Dp=99.916

Radioenlace Japuta - Desaguadero


Desaguadero - Japuta


0 3940

0,09 3940

0,18 3900

0,35 3840

0,53 3820

42,78 3820

42,88 3840

43,14 3860

43,28 3900

43,42 3940

43,6 3960

43,73 3960

44 3960

44,14 3940

44,26 3940

44,33 3980

44,42 4000

44,64 4100

44,88 4160

45,1 4216


F=17.3∗√ d1∗d2f∗D

ENLACES d1 (Km) d2 (Km) D (Km) f (GHz) F (m)

Desaguadero -

Japuta

5 40,1 45,1 1,8 27,19

10 35,1 45,1 1,8 35,97

15 30,1 45,1 1,8 40,80

20 25,1 45,1 1,8 43,02

25 20,1 45,1 1,8 43,04



JAPUTA 68°39'22,2'' 16°19'53,4''

DESAGUADERO 69°1'29'' 16°33'38''

∆

DISTANCIA[K

m]

DESAGUADERO -

JAPUTA

0,42120308454

244,87


122,89035425045000 57,1096457 237,109646

D=2π 6375360

∗∆=44,87Km

∆=cos (a )∗cos (b )∗cos ( c )+sen (a )∗sen (b )∗sen (c )

a: latitud de Desaguadero

b: latitud de Japuta

c: longitud de Desaguadero – longitud de Japuta

Onda directa

OD=√D2+(h1−h2 )2

OD=√44,872+ (130−410 )2

OD=283,57

Onda reflejada

¿=√D 2+(h1+h2 )2

¿=√44,872+(130+410 )2

OD=541,86

Δd=¿+OD≅2h1h2λD


λD

| EEo

|=1,99≅ 2Ya que se acerca a 2 la interferencia es constructiva

Punto de reflexión

d1=D2

+P

P=2√ t∗(cos( α3+240°))


τ=6.37∗K4

∗D(h2−h1)

t= D2

12+ 8.5∗K

4(h2+h1)

τ=6.37∗4

34

∗44,87∗(410−130 )

τ=26676,71

t=44,872

12+8.5∗4

34

(410+130)

t=1697,78

α=arcos( 26676,711697,78√1697,78 )α=67,58

P=2√1697,78cos( 67,583 +240)P=−10,71

d1=44,872

−10,71=11,72 [km]

Zona de Fresnel

n=h' 1h ' 2 f

75D

h '1=h1−451

d12

K

h '2=h2−451

d22

K

h '1=130−45111,7243

=121,92

h '2=410−45133,1543

=345,35

n=22,52

Debido a que la zona de Fresnel donde se produce la reflexión es la zona 22,52, no nos

afecta ya que es una zona mayor a la 6°.




LA (Tx )=18,6 [ dB100m ]∗(10+2 ) [m ]=2,232dB

LA ( Rx )=18,6[ dB100m ]∗(14+2 ) [m ]=2,97dB


LCOM (Tx )=LCOM (Rx )=0,5 [dB ]


Lo=92.44+20 log (1,8 )+20 log (44,87 )=130,58[dB]


Lc (Tx )=Lc ( Rx )=0,134 [dB ]∗2=0,268 [dB ]

Pérdida total

LST=0,5+0,268+2,232=3,09[dB ]

LSR=0,5+0,268+2,976=3,744 [dB]

Co=35dBm−3,09+17−130,58+17−3,744

Co=−68,33






LD=23,87 [dB]

Cmin=Co−LD

Cmin=−92,2

Potencia de ruido

N=174+10 lo gB

N=−174+10 log (3,5∗106 )=−108,56

Figura de ruido

N F=10 logF

N F=10 logX=5


Co


Co

N=174−68,33−5−10 log (3,5∗106 )=35,23dB

Relación Portadora mínima a ruido

Cmin


Cmin

N=174−92,20−5−10 log (3,5∗106 )=11,36dB

Relación Portadora Sensibilidad a ruido

C s


C s

N=174−93−5−10 log (3,5∗106 )=10,56 dB


I e=MTTR

MTTR+MTBF∗100%



I e=10

10+2160∗100%=0.46


ID=Po∗10−MU10

Po=KW−1.3 f D3

Po=2.1∗10−526−1.3∗3.65∗26.953=2.17∗10−2


I T=0.4817%

Disponibilidad

Dp=99.52

Conclusión

Al realizar el trabajo se llegó a las siguientes conclusiones

Se debe hacer un estudio adecuado a las poblaciones para realizar un cálculo más

exacto del tráfico y para esto se debe visitar las poblaciones

Para la realización del enlace es necesario visitar los cerros donde se colocaron

las antenas para conocer las características del terreno y tener las coordenadas

más exactas.

Los equipos cuentan con muchos mecanismos para garantizar la disponibilidad del

enlace como la diversidad de espacio.

No existen complicaciones en el momento de realizar el enlace ya que la potencia

de recepción a espacio libre se encuentra entre el 60% y 50% de la sensibilidad.

La probabilidad de servicio es mayor a 99.85%, eso quiere decir que la

probabilidad del enlace falle es muy baja.

Gracias a que estamos trabajando en una frecuencia de 0.445 GHz, nuestro

enlace no sufrirá perdidas ni por lluvias, ni por gases.

No existen complicaciones en el momento de realizar el enlace ya que la potencia

de recepción a espacio libre se encuentra entre el 60% y 50% de la sensibilidad.

La probabilidad de servicio es mayor a 99.85%, eso quiere decir que la

probabilidad del enlace falle es muy baja.

Gracias a que estamos trabajando en una frecuencia de 0.445 GHz, nuestro

enlace no sufrirá perdidas ni por lluvias, ni por gases.

Recomendación

Para que el trabajo tenga mayor profundidad se necesitaría realizar los siguientes

estudios:

Puesta a tierra

Estudio de costos

Equipos de energía

Bibliografia

Commscope.com

Kathrein-scala.com

Datasheet4u.com

Timesmicrowave.com

Tecplan.cl

Zdacomm.com

Erlang.com

Syscom.mx

New-tronics.com

trabajo de telefonia rural.docx

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