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Tema 5: SISTEMAS DE TRANSMISIÓN
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
Comunicaciones en Audio y
Vídeo
Transmisión por cable y líneas.
Transmisión por guía onda.
Transmisión por fibra óptica.
Transmisión por radioenlaces y satélites.
Espectro.
Guiado:
Tema 5: SISTEMAS DE TRANSMISIÓN
⌧Par trenzado.
⌧Cable coaxial.
⌧Guía onda.
⌧Fibra óptica.
No guiado:
⌧ Antenas.
⌧Infrarrojos.
Curso 2008/2009
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DIAC – EUITT - UPM
5.4. Transmisión por radio
Banda de
frecuencia
Datos analógicos
Nombre
Modulación
Ancho de
banda
Datos digitales
Modulación
Velocidad de
transmisión
Aplicaciones
principales
LF (frecuencia baja)
Normalmente no se usa
ASK, FSK,
MSK
0,1 - 100 bps
Navegación
300-3.000 kHz
MF (frecuencia
media)
AM
4 kHz
ASK, FSK,
MSK
10 - 1.000 bps
Radio AM comercial
3-30 MHz
HF (frecuencia alta)
AM, SSB
4 kHz
ASK, FSK,
MSK
10 - 3.000 bps
Radio de onda corta
30-300 MHz
VHF (frecuencia
muy alta)
AM, SSB,
FM
5 kHz - 5 MHz
FSK, PSK
100 kbps
Televisión VHF, radio
FM comercial
300-3.000 MHz
UHF (frecuencia
Ultra alta)
FM, SSB
20 MHz
PSK
10 Mbps
Televisión UHF,
microondas terrestres
3-30 GHz
SHF (frecuencia
súper alta)
FM
500 MHz
PSK
100 Mbps
Microondas terrestres,
microondas por satélite
EHF (frecuencia
extremadamente alta)
FM
Curso 2008/2009
1 GHz
PSK
DIAC – EUITT - UPM
750 Mbps
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DIAC – EUITT - UPM
5.4. Transmisión por radio
30-300 kKHz
30-300 GHz
Curso 2008/2009
Servicios de
radiocomunicación:
Bandas de radiodifusión y TV
Banda
Fijo.
Móvil.
Radiodifusión.
Organizaciones:
ITU: Unión Internacional de
Telecomunicaciones.
EBU: Unión de
Radiodifusión Europea.
Frecuencias
I
41 – 68 MHz
II
87.5 – 108 MHz
III
162 – 230 MHz
IV
470 – 582 MHz
V
582 – 960 MHz
VI
12 GHz
Enlaces punto a punto
cercanos experimentales
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Curso 2008/2009
DIAC – EUITT - UPM
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1
5.4. Transmisión por radio
Tipos de propagación
5.4. Transmisión por radio
Radiación: flujo de energía saliente de una antena.
Configuraciones:
Onda de superficie: < 3 MHz.
Onda ionosférica: 3 – 30 MHz.
Onda espacial: > 30 MHz troposfera.
Omnidireccional.
⌧Antenas no directivas.
⌧Frecuencias bajas.
Direccional.
Onda directa: visión óptica.
Desvanecimiento:
⌧Antenas directivas: enfrentamiento.
⌧Frecuencias altas.
Rangos de frecuencia:
⌧Onda reflejada: en el suelo.
⌧Ondas de multitrayecto.
⌧Ondas de dispersión troposférica.
30 MHz – 1 GHz: ondas de radio (omnidireccionales).
2 GHz - 40 GHz: microondas (direccionales).
⌧Enlaces punto a punto: microondas terrestres.
⌧Satélites.
3·1011 - 2·1014 Hz: infrarrojos (cobertura local).
Curso 2008/2009
5.4.
DIAC – EUITT - UPM
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Transmisión por radio
Soporte: terrestre
Antena isótropa: antena ficticia que radia igual I en todas las
direcciones.
i (θ , ϕ ) ant
Ganancia directiva o isótropa de una antena:
⌧El vano determina la calidad base del enlace.
⌧Se supone señal inicial sin ruido.
⌧CALIDAD: C/N para analógico y C/N o Pe para digital.
g (θ , ϕ ) =
• Ruido = ruido + interferencias + intermodulación.
• Alcance útil o cobertura:
iiso
Ganancia de potencia: G(θ,φ) = G(θ,φ) - LLT
Potencia radiada:
– Limitado por ruido.
– Limitado por interferencia: relación de protección.
PIRE: potencia isótropa radiada equivalente: PIRE(θ,φ) = PT g(θ,φ)
• Multitrayecto:
⌧Normalmente se usa el valor máximo
– Técnicas de diversidad y ecualización.
Enlace multivano:
PIRE = PT + GT
Polarización: horizontal, vertical, oblicua y circular.
Tipos de antenas:
⌧Analógico: suma de los ruidos, < C/N menor.
⌧Digital: si se regenera la señal en el repetidor.
Lineales: dipolos, yagi, paneles.
Superficiales: bocinas, parábolas.
• La Pe es la mayor de los vanos.
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DIAC – EUITT - UPM
5.4. Transmisión por radio
Antenas
Enlace monovano:
Curso 2008/2009
Curso 2008/2009
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Curso 2008/2009
DIAC – EUITT - UPM
g parabola = η
π 2D2
λ2
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2
5.4. Transmisión por radio
Enlace radioeléctrico
5.4.
Satélites geoestacionarios: altitud satélite = 35786 km (H-R).
Enlace ascendente:
AEL: atenuación de enlace libre.
⎛ 4πd ⎞
a EL = ⎜
⎟
⎝ λ ⎠
De tierra a satélite.
Se supone señal emitida sin ruido.
Cambio de frecuencia (TRANSPONDEDOR).
2
AEL = 32.4 + 20 lg d (km) + 20 lg f ( MHz )
Aumento con la lluvia f > 10 GHz.
Enlace descendente: crítico.
PR = PT + GT – AEL + GR = PIRE – AEL + GR
Otras atenuaciones según el medio (f): ATROPO.
De satélite a tierra.
Potencia de transmisión limitada: TWT.
Se supone señal sin ruido y luego se suma el ruido del ascendente.
Estación terrena: gran sensibilidad y bajo Fn.
Configuración:
C
= PIRE − AEL + GR − 10 lg(k (t ant + te )B )
N
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5.4.
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Punto a punto.
Difusión.
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Transmisión por radio
Enlaces Satélites
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Transmisión por radio
Enlaces Satélites
Señales utilizadas:
Radio órbita geoestacionaria: H = 42164 km.
Radio de la tierra: R = 6378 km.
Distancia real desde estación terrena:
Analógica: FM (S/N = C/N + I + p).
⌧Preacentuación.
Digital: QPSK.
Frecuencias: 1 - 20 GHz.
d ( km) = R 2 ( km) + H 2 ( km) − 2 RH cos G
6/4 GHz (canal ascendente/canal descendente), 14/11 GHz.
BW típico 27 - 33 - 36 MHz.
cos G = cos(latitud estación) cos(longitud relativa satélite − estación)
Ecuación enlace:
C/N(dB) = PIRE(dBW) – AEL – AAT + GR – 10 lg (k(tant+tsist)B)
Ecuación enlace total:
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5.4.
Posición y distancia al satélite:
• AAT: 1 dB por lluvia
Transmisión por radio
Enlaces Satélites
Usos:
−1
−1
−1
(C / N )TOTAL
= (C / N )ASC + (C / N )DES
Difusión de TV y contribución de TV.
Redes telefónicas larga distancia.
Redes privadas: VSAT (Very Small Aperture Terminal).
Accesos múltiples: AFDM, ATDM, otras.
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3
5.4. Transmisión por radio
Enlace radioeléctrico
5.4. Transmisión por radio
Enlace radioeléctrico
Modelo de propagación:
Zonas de Fresnel: atenuación por obstrucción:
Modelo de rayo rectilíneo:
⌧El rayo de propagación se curva por el índice de refracción.
⌧Depende de la climatología.
⌧Curvatura tierra mayor que la real = cada cota aumenta.
Despejamiento
rn = nλ
d
d ·d
Δh = 1 2
2 RK
d1
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d2
Diferencia de caminos nλ/2: inversión de fase o no.
Visibilidad directa si no existe ningún obstáculo dentro de la
primera elipse de Fresnel.
• R = 6378 km, radio de la tierra.
• K = 4/3, parámetro dependiente de la atmósfera típico.
⌧Horizonte radioeléctrico:
d1 ·d 2
d
D(km) = 3.6 K ·hantena (m)
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5.4. Transmisión por radio
Enlace radioeléctrico:¿Atropos?
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5.4. Transmisión por radio
Enlace radioeléctrico
Diversidad:
Se usa si hay cancelación por rebote.
En frecuencia: dos canales para cada sentido de
transmisión.
En espacio: dos antenas separadas.
Se selecciona la mejor señal de las recibidas.
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5.4. Transmisión por radio
Microondas terrestres
5.4. Transmisión por radio
Microondas terrestres
Señales utilizadas:
Parabólicas enfrentadas (visión directa) y
elevadas.
Analógica: FM.
⌧Preacentuación.
d max = 2·3.6 Kh
Digital: M-QAM y M-PSK.
d: distancia entre antenas.
⌧h: altura antena.
⌧K = 4/3: factor de corrección refracción por curvatura de la
tierra.
Banda (GHz)
Ancho de banda
(MHz)
Velocidad de
transmisión
(Mbps)
12
2
7
• P.e. h = 100 m la d = 82 km.
6
30
90
Más versátil que el medio guiado.
Menos repetidores.
11
40
135
18
220
274
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• BW típico de 27 MHz.
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Ejercicio
h1
h
h2
c(0)
c(d1)
c(d)
d1
Datos:
h1 = 150 m, c(0) = 550 m
h2 = 10 m, c(d) = 700 m
d1 = 20 km, c(d1) = 680 m
d = 38 km
f = 6125 MHz
¿cuál es el despejamiento?
d2
d
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