CAPÍTULO 3. DISEÑO DE LAS REDES WRAN
3.2 Cálculos para la implementación de la red
3.2.3 Ubicación de la estación base
Para la ubicación de la estación base se tiene en cuenta que la misma debe colocarse de forma tal que le proporcione cobertura a todo el ambiente universitario. Gracias a que la norma posee un área de cobertura de hasta 100 km no existe problema alguno debido a que la extensión de la universidad es de unos pocos km. Otro de los aspectos que se consideran es que el lugar debe tener un suelo firme que permita la instalación de mástiles, también debe tener un clima tranquilo, así como una vía de acceso a una distancia relativamente cerca que le permita su instalación y posterior operación técnica. Además debe estar ubicada cerca de instalaciones de energía eléctrica para su alimentación y no tener alrededor fuentes de interferencias radioeléctricas. Teniendo en cuenta todas
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estas consideraciones se propone que la BS debe estar colocada en la zona del SEDER. En la siguiente figura se muestra la ubicación de la misma.Figura 3.2: Ubicación de la BS.
3.2.4 Límite de cobertura de la estación base
Para el análisis de cobertura de la estación base se utilizó el software Radio Mobile en su versión 9.6.5 con el objetivo de obtener una representación del alcance de esta. Este software permite además ver las características que presenta el enlace entre la BS y cualquiera de los dispositivos CPE de la red, para determinar si existe línea de vista entre ellos. Pero en nuestro caso esto no es necesario debido a que el estándar no necesita de línea de vista entre las antenas del transmisor y receptor. Para obtener la cobertura se necesita inicialmente crear la red en estudio, cargar las coordenadas del mapa de la UCLV y ubicar en este la BS y los CPEs de la red; en este caso solo se representaron 6 CPE como ejemplo de los 25 que conforman la red. Luego se procede a introducir los parámetros de propagación de la red, como se muestra en la figura 3.3 se utilizan las frecuencias declaradas en el subepígrafe 3.2.2 y los demás parámetros se toman por defecto.
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Figura 3.3: Parámetros de propagación de la red.Después de esta etapa se definen los sistemas que componen la red, como BS y dispositivos CPE, para cada uno de los cuales se especifica la potencia de transmisión, la sensibilidad de recepción y ganancia de la antena. Estos elementos deben ser tomados de las hojas de especificaciones de los equipos que soportan el estándar IEEE 802.22. Debido a que hasta el momento de la realización de este trabajo no existe aún equipamiento en el mercado que soporte esta tecnología entonces los parámetros antes mencionados se toman de los establecidos por la norma. La antena que se emplea es una entena omnidireccional y a una altura de 5 m sobre el suelo. En la tabla 3.2 se muestran estos datos. Los demás valores se dejan por defecto. Ver figura 3.4 y 3.5.
Tabla 3.2: Parámetros establecidos.
Parámetros BS CPE
Potencia de Tx 4 W 4 W
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Mhz Mhz
Tipo de Antena Omnidireccional Omnidireccional
Ganancia de la Antena 0 dbi 12dbi
Altura de la Antena 5 m 5 m
Figura 3.4: Definición de la BS como sistema.
En esta figura y en la 3.5 se definen la BS y los CPEs como los sistemas que componen la red incorporando los datos que se establecen en la tabla 3.2.
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Figura 3.5: Definición de los CPE como sistema.Posteriormente se asocian las unidades a la red y esta queda de la siguiente manera:
Figura 3.6: Red diseñada.
En esta figura solo se muestran 6 de los 25 CPEs que se utilizan en la red con el objetivo de mostrar solo aquellos puntos que se encuentran más alejados de la BS, logrando que la imagen tenga una mejor visibilidad en cuanto a la localización
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de los mismos. Además se pueden mostrar de una manera más clara los enlaces entre la BS y cada uno de los CPEs.Para verificar el alcance en cuanto a cobertura que brinda la red diseñada en la UCLV, se utiliza un mapa de elevaciones en el que se introducen las coordenadas geográficas de las localidades que se desean mostrar. En este caso se muestra la ubicación de la UCLV, de Santa Clara y algunos municipios que se encuentran a su alrededor con el propósito de comprobar el área de cobertura que cubre la BS ubicada en el SEDER de la UCLV. Ver figura 3.7.
Figura 3.7: Ubicación de la UCLV y de algunas localidades.
Una vez que se crea la red y el mapa de elevaciones con los lugares que se desean mostrar; se puede obtener la representación de la cobertura utilizando para esto la opción Cobertura de radio/Polar simple. El programa convierte el mapa de trabajo a escala de grises para mejorar la visualización de los resultados y representa en color amarillo los niveles de señal en cada punto. Ver figura 3.8.
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Figura 3.8: Representación de la cobertura de la BS.La zona coloreada de amarillo constituye el área de cobertura que la BS es capaz de cubrir. De esta forma se observa que no se limita solo a la UCVL sino que llega a los diferentes municipios mostrados, los cuales se encuentran a no más de 35 km de distancia de la UCLV. Por lo que desde cualquiera de estos lugares nos podemos conectar a la red utilizando un CPE que nos permita comunicarnos con la estación base ubicada en la UCLV. De aquí que se puede dar cobertura a las diferentes sedes universitarias que se encuentran en estos lugares.
Si se emplean para el diseño de la red frecuencias superiores a las que se utilizaron se puede reducir el área de cobertura que brinda la estación base.
En la siguiente figura se muestra la distancia entre dos de los municipios y la BS situada en la universidad.
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Figura 3.9: Distancia entre la BS y dos de los municipios mostrados.Otra forma de representar la cobertura es en forma de arcoíris; como lo dice la palabra se utilizan varios colores en función del nivel de señal recibido en la cuadrícula, de acuerdo con una escala de colores que se muestra en la figura 3.10.
Figura 3.10: Escala de colores.
Esta escala de colores está en función de la mínima sensibilidad de recepción de los CPEs de la red.
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En la figura 3.11 se muestra la cobertura que brinda la BS, los colores representan el nivel de señal que llega con respecto a la mínima sensibilidad de recepción de los CPEs que conforman la red. Como podemos ver a medida que nos acercamos al rojo la señal llega con más intensidad que en el resto de los colores, pero esto no quiere decir que no exista cobertura en los colores más claros sino que la señal llega un poco más débil, esto puede ser consecuencia de las atenuaciones que sufre la misma en determinados puntos de la zona.Figura 3.11: Cobertura de la BS.
3.3 Interconexión del sistema WRAN con el nodo de ETECSA de la UCLV
El objetivo del trabajo se limita solo a entregar la información al nodo de ETECSA existente en la universidad y este se encargará de transportarla hacia la red de ETECSA en Villa Clara. Una de las formas de conectar la red diseñada con el nodo de ETECSA de la UCLV es utilizando cable de fibra óptica tanto aérea como soterrada, de acuerdo al presupuesto para la implementación de la red. Para esto se utiliza la tecnología GPON con dos divisores ópticos pasivos para enlazar la estación base y la red UCLV existente con el nodo de Tx de datos ETECSA Universidad. Eliminando de esta forma los sistemas HDSL por pares de cobre. Ver figura 3.12.