Mapa Sistemas Inalámbricos PMP (Punto Multipunto)

Sistema LMDS para la distribución de TV satélite y servicios de banda ancha:

Red de fibra óptica
de Iberdrola utilizada
por algunos operadores
de sistemas LMDS

Sistema híbrido radio-fibra para distribución de servicios P-MP:

Alternativa a las redes de cable para la distribución de servicios digitales
bidireccionales.

Ancho de banda comparable a las redes de cable, lo que permite acceso a
Internet de alta velocidad y servicios multimedia.

Requieren licencia por uso del espectro, generalmente
en la banda de frecuencias milimétricas y con un alto
coste.

WLL (Wireless Local Loop)
MMDS (Multichannel Multipoint Distribution System)
LMDS (Local Multipoint Distribution System)
MVDS (Multipoint Video Distribution System)
WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access)

DESPLIEGUE:

Mayor rapidez de despliegue que las soluciones
cableadas (HFC/CATV, ADSL).

INSTALACIÓN:

Menores costes de instalación.

Implantación progresiva.

Antenas y torres de dimensiones reducidas.

CAPACIDAD

- El ancho de banda disponible permite tasas de
transmisión elevadas para gran número de usuarios.

FLEXIBILIDAD:

Utilizando antenas sectoriales es posible extender los servicios proporcionados
tanto a usuarios residenciales como a empresas.

La estructura celular permite cubrir adecuadamente las nuevas necesidades de
ancho de banda: Escalabilidad.

GRANDES EMPRESAS:

Soluciones basadas en enlaces punto a punto

PYMES:

Reducción de costes

Flexibilidad

SOHO (“Small Office Home Office”):

- Parques empresariales o viviendas plurifamiliares

Zonas de difícil alcance de la fibra óptica

- Modelo de tráfico de carácter esporádico

RESIDENCIAL / RURAL:

Sector histórico

Cartera de servicios adaptada al perfil residencial

Existe gran competencia con otro tipo de soluciones
de banda ancha como ADSL

Sistema LMDS/MVDS:

Distribución de vídeo y de datos punto a multipunto

Sistema digital bidireccional

Canal de difusión + canal interactivo

Bandas de frecuencia: dependen del país (en general, en torno a 28 ó 40 GHz)

Frecuencias inferiores a 10 GHz: DVB-C con modulación 64-QAM

Frecuencias superiores a 10 GHz: DVB-S con modulación QPSK

• Estándar EN 300 748 del ETSI (mismo IRD de satélite pero a distinta frecuencia)

Especificación MPT1560 del Reino Unido:

24 canales de 39 MHz (55 Mbit/s) por celda en la banda de 42 GHz con 4 frec./pol.

Cobertura con celdas de radios del orden de 1 a 4 km

Acceso dedicado FDMA/QAM o acceso compartido TDMA/QPSK

Proyectos europeos: CRABS y CABSINET, programa ACTS

Demostración de transmisión COFDM (compatible con TDT) en proyecto CABSINET

Proyecto BRAN: HIPERACCESS, HIPERLINK

Estándar IEEE 802.16: WiMAX, WirelessHUMAN

Estándares ETSI-BRAN:

• Reserva de canales FDD/TDD y acceso múltiple TDMA

Terminales H-FDD optimizados para tráfico ATM e IP

Cooperación con IEEE-SA (WG 802.16) para armonizar estándares

Bandas de frecuencia:

2 a 11 GHz (estándar HIPERMAN basado en OFDM)

40,5 a 43,5 GHz y 31,8 a 33,4 GHz (estándar HIPERACCESS)

Otras: 27,5 a 29,5 GHz y 24,5 a 26,5 GHz (estándar HIPERACCESS)

Modulaciones 4, 16 y 64-QAM con canales de 28 MHz (HIPERACCESS)

Funcionamiento a 25 Mbit/s con alcances de 5 km aprox. (HIPERACCESS)

Acceso inalámbrico P-MP a redes privadas y operadores públicos

Estándar WiMAX (IEEE 802.16):

• Acceso de banda ancha a frecuencias de 2 a 11 GHz (802.16a)

• Funcionamiento a 70 Mbit/s con alcances de hasta 50 km (WAN)

• Plataforma MAC común y flexible que soporta múltiples capas físicas: OFDM

Sistema MMDS:

Típico en Estados Unidos

Cable inalámbrico (“wireless cable”)

Bandas de frecuencia:

2,150 a 2,162 GHz

2,500 a 2,686 GHz

Cobertura del tamaño de una ciudad:

radio de celda de 50 a 70 km

Capacidad: 31 canales de 6 MHz

• Equipos de compresión digital (bajo coste):

Multiplican la capacidad hasta 155 canales

Sistemas de acceso compartido:

Transmisión bidireccional de los datos

Bajada en 64-QAM (30 Mbit/s por canal)

Retorno en QPSK

Subtema

Voz/datos

Acceso a interne

Aplicaciones RDSI

Difusión de televisión

Vídeo bajo demanda

Videoconferencia

Teletrabajo

E-commerce

Formación a distancia

Telemedicina

Interconexión de LANs

Interconexión de VPNs

Conceptos básicos, específicos de los sistemas de radiocomunicación:

Concepto de balance de potencia.

Concepto de ruido.

Concepto de interferencia.

Concepto de propagación.

Conceptos básicos, multidisciplinares en los sistemas de radiocomunicación:

Concepto de acceso múltiple.

Concepto de modulación.

Concepto de tráfico.

A pesar de ser el balance de potencia de un enlace radio un concepto muy simple, se hace necesaria una introducción al mismo, por lo habitual de su presentación y lo necesario de su conocimiento. El balance de potencia recoge los factores de ganancia y pérdida en un enlace radio cualquiera, fijo o móvil, confrontándolos con las necesidades de señal recibida en el extremo distante, para poder así evaluar la cantidad de señal electromagnética recibida y, por tanto, la calidad de la comunicación en sí misma. Es decir, de una manera sencilla (si operamos en decibelios, utilizaremos sumas y restas) y nada relacionada en su operativa con los conceptos más complejos del electromagnetismo, relacionaremos los elementos transmisores con los receptores,

Parámetros de la interfaz radio

Caracterización de una antena

Antenas receptoras

Caracterización de un enlace y balance de potencia

De hecho, es habitual en algunos sistemas considerar una expresión combinada de ruido e interferencia. Por tanto, se puede considerar que el ruido, desde el punto de vista de las comunicaciones, es toda perturbación que sufre la señal deseada en su forma de onda en el tiempo, así como cualquier otra señal no deseada que acompañe a la señal de interés, y que por estar en su misma banda frecuencial y con niveles perceptibles perturba su correcta recepción. De esta manera, se aprecia cómo el ruido incluye un conjunto amplio de perturbaciones, que dado el alcance del texto que nos ocupa únicamente trataremos de forma limitada. Estudiaremos en este apartado todo aquel ruido diferente del fenómeno de la distorsión , la intermodulación y la diafonía , que en muchos casos podrían ser considerados internos a los propios sistemas.

Clasificacion del Ruido

Ruido impulsivo, de carácter aleatorio en su aparición, con impulsos de corta duración y amplitud variable. Su contribución es fundamentalmente importante en los sistemas digitales.

Ejemplos típicos son el encendido y apagado de motores, los interruptores, etc. Algunas referencias denominan a este ruido, ruido artificial.

Ruido de cuantificación, producido en sistemas digitales, allá donde exista conversión del mundo analógico al digital, por el cual se produce un error controlado en la conversión de las magnitudes analógicas de valor dado a las magnitudes digitales, discretas por su propia naturaleza limitada en cuanto a su representación de valores reales en base a bits en un número finito.

Ruido térmico, que no es otra cosa que la perturbación natural que aparece en los materiales conductores por agitación térmica de sus electrones. Todo cuerpo con temperatura mayor que 0º K genera ruido, y éste es directamente proporcional a la temperatura a la que esté sometido.

Caracterización matemática del ruido térmico

Al ruido térmico se le suele denominar también ruido blanco, en tanto que en la gama de frecuencias considerada de interés en los sistemas que estudiaremos presenta una densidad espectral uniforme o constante.

Interferencia electromagnética

En los análisis realizados hasta ahora hemos supuesto enlaces y en general sistemas, aislados unos de otros. Es decir, no hemos considerado la existencia de múltiples de estas instancias alrededor de los elementos concretos bajo estudio. Por si esto fuera poco, los repetidores están ubicados en puntos privilegiados para la transmisión, pero también para la recepción, con lo que captan muchas de las señales que otros elementos del entorno envían en el marco del funcionamiento en sus sistemas. En este mismo entorno, se denomina compatibilidad electromagnética al conjunto de actuaciones destinadas a controlar la presencia de interferencias electromagnéticas.

Así pues, un ejemplo claro de los efectos negativos de la interferencia electromagnética es una situación potencialmente peligrosa generada por el denominado funcionamiento dúplex. Si las frecuencias de los equipos son similares, la señal que se introduce en el receptor es muy superior a la del equipo colateral, que sería su originador de señal deseada y que de hecho no podrá ser recibido adecuadamente.

El modelo que nos ocupa es absolutamente teórico y uno de los que justifican las primeras aproximaciones utilizadas en la propagación de señales electromagnéticas. Este modelo es aplicable para distancias inferiores a 20 km, donde se puede despreciar la curvatura terrestre. En el desarrollo del modelo se considera en el camino entre el transmisor y el receptor un rayo incidente directo (RD) y uno reflejado (RR), de acuerdo con la teoría óptica e intuitiva más básica.

En concreto, este modelo utiliza lo que se denomina polígono funicular, donde lo que se considera para evaluar el trayecto completo son los subvanos conformados por el emisor, el receptor y cada uno de los obstáculos del terreno. Estos subvanos están formados por una línea «tensa» entre los picos que se configuran en cada subvano como los equivalentes a los transmisores y receptores en cada uno. Este método de cálculo no suele resultar muy práctico en tanto que los vanos de este tipo suelen ser directamente subestimados en el caso de radioenlaces fijos, tratando de buscar otras alternativas de comunicación.

Se considerará la existencia de un obstáculo incluso en el caso en que el haz en línea recta entre transmisor y receptor no toque al obstáculo. Para ello, consideraremos como referencia los elipsoides de Fresnel de acuerdo con la teoría electromagnética, donde si existe un despejamiento en la parte inferior del haz menor del 60 por 100 del primer radio de Fresnel, consideraremos que existe obstrucción. Se efectuará el cálculo de la pérdida por difracción según lo indicado en la recomendación UIT-R P.526, que distingue los casos de obstáculo agudo y obstáculo redondeado.

Obstáculo en arista aguda

Obstáculo redondeado

Dos obstáculos aislados del terreno

Método EMP

Método Wilkerson

Método Epstein-Peterson

La existencia de elementos que interfieren en la trayectoria de propagación de la señal radioeléctrica en el camino entre el transmisor y el receptor implica que no toda la señal emitida alcanzará su destino. En concreto, se producirá el fenómeno de la difracción en estos obstáculos, y por consiguiente se producirá una pérdida de señal asociada a lo que denominaremos pérdida por difracción en obstáculos. El obstáculo se idealizará para su tratamiento matemático, y se considerarán dos modelos:

Modelo de arista aguda o filo de cuchillo.

Modelo de arista gruesa o redondeada.

El terreno circundante, o cuando menos el terreno existente entre emisor y receptor, condiciona la señal recibida, es decir, la atenuación existente en el trayecto. A pesar de que todos estos aspectos serán tratados con detalle en el capítulo dedicado a los radioenlaces fijos, es conveniente adelantar una serie de aspectos básicos del concepto, pues nos serán de ayuda en el resto del desarrollo.