Estudio y diseño de una ruta alterna para el cierre de anillo del sistema microonda hacia el Terminal Marítimo de Balao para EP PETROECUADOR

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(1)La versión digital de esta tesis está protegida por la Ley de Derechos de Autor del Ecuador. Los derechos de autor han sido entregados a la “ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL” bajo el libre consentimiento del (los) autor(es). Al consultar esta tesis deberá acatar con las disposiciones de la Ley y las siguientes condiciones de uso: · Cualquier uso que haga de estos documentos o imágenes deben ser sólo para efectos de investigación o estudio académico, y usted no puede ponerlos a disposición de otra persona. · Usted deberá reconocer el derecho del autor a ser identificado y citado como el autor de esta tesis. · No se podrá obtener ningún beneficio comercial y las obras derivadas tienen que estar bajo los mismos términos de licencia que el trabajo original. El Libre Acceso a la información, promueve el reconocimiento de la originalidad de las ideas de los demás, respetando las normas de presentación y de citación de autores con el fin de no incurrir en actos ilegítimos de copiar y hacer pasar como propias las creaciones de terceras personas. Respeto hacia sí mismo y hacia los demás..

(2) ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA. ESTUDIO Y DISEÑO DE UNA RUTA ALTERNA PARA EL CIERRE DE ANILLO DEL SISTEMA MICROONDA HACIA EL TERMINAL MARÍTIMO DE BALAO PARA EP PETROECUADOR. PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO EN ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES. JENNY PAOLA ALBUJA ORTIZ [email protected]. DIRECTOR: ING. BYRON DUQUE PILATAXI [email protected]. CO-DIRECTOR: ING. JAVIER CABRERA VELA [email protected]. Quito, Febrero 2013.

(3) I. DECLARACIÓN. Yo, Jenny Paola Albuja Ortiz, declaro bajo juramento que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentada para ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento. A través de la presente declaración cedo mis derechos de propiedad intelectual correspondientes a este trabajo,. a la. Escuela Politécnica Nacional, según lo. establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normatividad institucional vigente.. ______________________________ Jenny Paola Albuja Ortiz.

(4) II. CERTIFICACIÓN. Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Jenny Paola Albuja Ortiz, bajo mi supervisión.. ___________________________ ING. BYRON DUQUE PILATAXI DIRECTOR DEL PROYECTO. ___________________________ ING. JAVIER CABRERA VELA CO-DIRECTOR DEL PROYECTO.

(5) III. AGRADECIMIENTO A Dios y a la Virgen del Quinche, por darme la vida, sabiduría, inteligencia y fuerza necesaria para culminar lo que un día comenzó como un gran sueño inalcanzable. A mi madre, por ser el pilar fundamental en mi vida, por compartir siempre a mi lado mis alegrías, triunfos, derrotas y tristezas; por nunca dejarme desfallecer en los momentos más difíciles y quien con su sacrificio, trabajo diario y apoyo incondicional ha logrado regalarme la mejor de las herencias; una profesión. Gracias mamita linda, por estar siempre conmigo, por darme tu amor puro, sincero e incondicional y brindarme los ánimos y fuerza necesaria para alcanzar lo que se veía tan lejos alguna vez. A mi director de tesis, mejor e incondicional amigo Ing. Byron Duque, por toda la ayuda y más que eso por la amistad sincera que me ha brindado durante todos estos años. Por la paciencia para transmitirme todos los conocimientos que han sido necesarios, por guardar todos aquellos documentos y archivos tan elementales para llegar a estas instancias. A mi co-director de tesis, Ing. Javier Cabrera porque a pesar de no conocerme, depositó su confianza en mí, brindándome la oportunidad de desarrollar el presente proyecto. Por siempre estar pendiente del avance, las dificultades que surgían; aportando con sus conocimientos y amplia experiencia profesional. A mis hermanos José Iván y Janina y a mi papá José Albuja, que con su ayuda en la realización de algunas tareas, colocaron su granito de arena para alcanzar este sueño que ahora se convierte en una realidad. A mi papá Amable porque desde pequeña supo guiarme por el camino del bien, brindándome la fuerza, aliento necesario para no rendirme; por siempre estar pendiente y ser más que un abuelito un padre para mí..

(6) IV. A mis tíos Pato, Toñito por cuidar de mi bienestar y estar ahí cada vez que he necesitado de un consejo, de unas palabras de aliento; desde que era una niña. A mi tía Paty porque gracias a ella tuve la oportunidad de realizar mis pasantías en EP PETROECUADOR, y realizar este proyecto para tan prestigiosa institución. A mi mejor, incondicional y eterna amiga, Paola Moreira por estar conmigo en las buenas y en las malas, en las que se debe y no se debe, te quiero un montón; amigas para siempre. Al Ing. Mario Cevallos que a pesar de no ser el tutor de este proyecto, ha respondido cada una de mis dudas, con toda la paciencia. Al Ing. Carlos Herrera por ser más que mi profesor de Telemática y Subdecano, ser un gran amigo. A todos mis amigos: Ivanitza Vega, Xavier Terán, Mireya Anaguano, Vanessa Arias, Jorge Jami, Luis Torres, Juan Andrés Vásquez, Efraín Montenegro, Wilma Montatixe, Santiago Carrión, Alvaro Anilema, Geovanny Haro, Galo Ushiña, Giovanny Quishpe; por compartir todos aquellos momentos inolvidables en esta etapa de la universidad. A todos mis amigos de aquella maravillosa época del colegio que a pesar de la distancia siempre me han brindado su apoyo en cada una de las metas que me he propuesto alcanzar; Santiago Acuña, Diego Caiza, Andrés Masapanta, Vladimir Quillupangui, Gisela Dávila, Christian Canchig. A mi familia gracias por estar pendientes de mí y de mi bienestar, Ximo, Miguelón, a mis primitos queridos y favoritos Bayo y Geovy; a ti Juan Carlos, Karen Ayala y a mi PDML por llegar a mi vida, demostrarme que si se puede perdonar y devolverme las ganas de sonreír; gracias por todo. Y a todas las personas que de una u otra forma aportaron para alcanzar este sueño y que tal vez olvidé mencionar, pero que guardo con mucho cariño en mi corazón. A todos, les doy las gracias de todo corazón. Jenny Paola Albuja Ortiz.

(7) V. DEDICATORIA Este trabajo va dedicado con todo el amor a mi madre Martha Ortiz pilar fundamental en mi vida, por apoyarme en todo momento y no dejarme rendir a pesar de las circunstancias, las lágrimas y obstáculos que se han presentado durante esta larga trayectoria. También se lo dedico a Dios, a mi Virgencita del Quinche y a mi papá Amable que ayudaron a mi mamita linda en la labor de brindarme una buena formación tanto educativa, profesional como personal; en las mejores instituciones educativas de este país, sin importar el esfuerzo que implicaba cada uno de estos retos. Los quiero mucho.. Jenny Paola Albuja Ortiz.

(8) VI. CONTENIDO RESUMEN…………………………………………………………………………………...……….XV PRESENTACIÓN…………………………………………………………................................XVII CAPÍTULO I 1. DESCRIPCIÓN. DE. LA. SITUACIÓN. ACTUAL. DEL. SISTEMA. MICROONDA. UTILIZADO PARA EL ENLACE HACIA EL TERMINAL MARÍTIMO DE BALAO DESDE EL CERRO ATACAZO DE EP PETROECUADOR. ..................................................................... 1 1.1 INTRODUCCIÓN. ....................................................................................................... 1 1.2 DESCRIPCIÓN DEL ENLACE ACTUAL DESDE EL CERRO CARCACHA HASTA LA TORRE DEL TANQUE 1 (TTK1) EN EL TERMINAL MARÍTIMO DE BALAO. ............... 2 1.2.1. DESCRIPCIÓN GEOGRÁFICA DEL ENLACE ACTUAL. .................................... 2. 1.2.2. FRECUENCIAS. DE. OPERACIÓN,. ANCHO. DE. BANDA. Y. TIPO. DE. POLARIZACIÓN DEL ENLACE ACTUAL. .......................................................... 4 1.2.3. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO USADO PARA EL ENLACE ACTUAL. ................. 5. 1.2.3.1. Características equipo HARRIS modelo TRUEPOINT 5000. ....................... 6. 1.2.3.1.1 Potencia de Transmisión. ......................................................................... 6 1.2.3.1.2 Sensibilidad. ............................................................................................ 7 1.2.3.1.3 Equipos OUTDOOR. ................................................................................ 8 1.2.3.1.4 Outdoor Unit (ODU) ................................................................................. 8 1.2.3.1.5 Equipos INDOOR. .................................................................................... 8 1.2.3.1.6 Indoor Unit (IDU) ...................................................................................... 8 1.2.3.1.7 Equipos OUTDOOR-INDOOR. ................................................................ 9 1.2.3.2 1.2.4. Descripción de la configuración 1+1 completa usada por el enlace actual. .. 9. GERENCIAS OPERATIVAS LAS CUALES OPERAN MEDIANTE EL ENLACE ACTUAL. DENTRO. DEL. SISTEMA. DE. COMUNICACIONES. DE. EP. PETROECUADOR. .......................................................................................... 15 1.2.5. DESCRIPCIÓN DE LA CONFIGURACIÓN DEL TRÁFICO QUE LLEVA EL ENLACE ACTUAL. ........................................................................................... 15. 1.2.6. REQUERIMIENTO DE UNA RUTA ALTERNA PARA EL CIERRE DE ANILLO DEL. SISTEMA. MICROONDA. HACIA. EL. TERMINAL. MARÍTIMO. DE. BALAO….......................................................................................................... 18.

(9) VII. CAPÍTULO II 2. ESTUDIO Y DISEÑO DE CIERRE DE ANILLO DEL SISTEMA MICROONDA. ........... 23 2.1 INTRODUCCIÓN. ..................................................................................................... 23 2.2 FACTORES QUE DETERMINAN LOS POSIBLES SITIOS PARA LA UBICACIÓN DE ANTENAS. ................................................................................................................ 23 2.3 DESCRIPCIÓN DE ESPACIOS FÍSICOS NUEVOS PARA LA RUTA ALTERNA. ...... 24 2.4 DESCRIPCIÓN GEOGRÁFICA DE LA NUEVA RUTA. .............................................. 44 2.5 CÁLCULO DE LOS RADIOENLACES DE LA NUEVA RUTA PARA EL CIERRE DE ANILLO DEL SISTEMA MICROONDA HACIA EL TERMINAL MARÍTIMO DE BALAO…................................................................................................................... 48 2.5.1. PARÁMETROS. A. CONSIDERAR. EN. EL. CÁLCULO. DE. LOS. RADIOENLACES…. ......................................................................................... 48 2.5.1.1 2.5.1.2. Distancia del enlace ሺሻ. ............................................................................ 49. Primera Zona de Fresnel ሺ ଵ ሻ. ................................................................... 49. 2.5.1.2.1 Valores de Ǥ .......................................................................................... 52. 2.5.1.4. Altura y Margen de Despeje ሺୢୣୱ୮ ǡ ୢୣୱ୮ Ψሻ . .......................................... 53. 2.5.1.5. Atenuaciones de la señal. .......................................................................... 55. 2.5.1.3. Altura de las antenas para despejar la primera zona de Fresnel. ............... 55. 2.5.1.5.1 Atenuación por espacio libre (୮ ሻ. .......................................................... 56. 2.5.1.5.2 Pérdida en líneas de transmisión (cables) y conectores ሺୟୢ ሻ. ............... 56. 2.5.1.5.3 Atenuación por vegetación. .................................................................... 57 2.5.1.5.4 Atenuación por lluvia. ............................................................................. 57 2.5.1.5.5 Difracción. .............................................................................................. 57 2.5.1.5.6 Atenuación producida por obstáculo. ..................................................... 60 2.5.1.5.7 Atenuación por gases y vapores atmosféricos. ...................................... 61 2.5.1.6 2.5.1.7 2.5.1.8 2.5.1.9. Potencia de transmisión ሺ୲୶ ሻ. .................................................................... 62. Potencia de recepción ሺ୧୬ ሻ. ...................................................................... 62. Umbral o sensibilidad del receptor ሺሻ. ...................................................... 64. Margen de umbral (MU). ............................................................................ 65. 2.5.1.10 Margen de desvanecimiento (MD). ............................................................ 65 2.5.1.11 Indisponibilidad de un enlace. .................................................................... 66 2.5.1.12 Confiabilidad del enlace (C%). ................................................................... 68 2.5.1.13 Antenas. .................................................................................................... 69.

(10) VIII. 2.5.1.13.1 Frecuencia. ......................................................................................... 69 2.5.1.13.2 Ganancia. ........................................................................................... 70 2.5.1.13.3 Ancho del haz. .................................................................................... 70 2.5.1.13.4 Diagrama de radiación o patrón de radiación. ..................................... 71 2.5.1.13.5 Polarización. ....................................................................................... 72 2.5.1.14 Ángulos de azimut, elevación y apuntamiento. .......................................... 73 2.5.1.14.1 Azimut. ............................................................................................... 73 2.5.1.14.2 Elevación. ........................................................................................... 73 2.5.1.14.3 Apuntamiento...................................................................................... 73 2.5.2. CÁLCULO DE LOS RADIOENLACES DE LA NUEVA RUTA. ........................... 74. 2.5.2.1. Radioenlace Cóndor Cocha – Chaflú. ........................................................ 74. 2.5.2.1.1 Cálculo teórico. ...................................................................................... 74 2.5.2.1.2 Cálculo mediante LINKPlanner. ............................................................. 88 2.5.2.2. Radioenlace VBE11 – TTK10 .................................................................... 90. 2.5.2.3. Resumen del cálculo de los radioenlaces de la ruta alterna. ...................... 90. CAPÍTULO III 3. PRESUPUESTO REFERENCIAL DE COSTOS DE EQUIPOS PARA LA POSIBLE. IMPLEMENTACIÓN DEL ENLACE QUE PERMITIRÍA EL CIERRE DE ANILLO HACIA EL TERMINAL MARÍTIMO DE BALAO. .................................................................................... 95 3.1 INTRODUCCIÓN. ..................................................................................................... 95 3.2 DESCRIPCIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA Y EQUIPOS NECESARIOS PARA UNA POSIBLE IMPLEMENTACIÓN DE LA RUTA ALTERNA. ........................................... 96 3.2.1. ESPACIOS FÍSICOS. ........................................................................................ 96. 3.2.2. TORRES. .......................................................................................................... 97. 3.2.3. EQUIPOS TRANSMISORES, RECEPTORES MICROONDAS Y ANTENAS. ... 98. 3.2.3.1. Equipos microondas de transmisión y recepción. ...................................... 98. 3.2.3.2. Antenas de transmisión y recepción........................................................... 99. 3.2.3.2.1 Antenas estándar. .................................................................................. 99 3.2.3.2.2 Antenas de alto rendimiento................................................................... 99 3.2.3.2.3 Antenas ValuLine – High Performance................................................... 99 3.2.3.2.4 Antenas High Performance – Hypalon. ................................................ 100 3.2.4. RADIO DE MICROONDAS. ............................................................................. 100.

(11) IX. 3.3 INFRAESTRUCTURA. Y. EQUIPOS. NECESARIOS. PARA. UNA. POSIBLE. IMPLEMENTACIÓN DE LA RUTA ALTERNA. ......................................................... 101 3.4 PRESUPUESTO NECESARIOS. REFERENCIAL DE LA INFRAESTRUCTURA PARA. UNA. POSIBLE. IMPLEMENTACIÓN. DE. Y EQUIPOS LA. RUTA. ALTERNA…... ......................................................................................................... 102. CAPÍTULO IV 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. ............................................................. 104 4.1 INTRODUCCIÓN. ................................................................................................... 104 4.2 CONCLUSIONES.................................................................................................... 104 4.3 RECOMENDACIONES. .......................................................................................... 107. ANEXOS ANEXO A ........................................................................................................................... 112 A.. CÁLCULO DE LOS RADIOENLACES DE LA NUEVA RUTA. .................................. 112 A.1 RADIOENLACE PICHINCHA – CÓNDOR COCHA......................................... 112 A.1.1 CÁLCULO TEÓRICO. .............................................................................. 112 A.1.1.1 Levantamiento del perfil del terreno. ................................................... 112 A.1.1.2 Cálculo de la distancia del enlace. ...................................................... 113 A.1.1.3 Cálculo de la primera zona de Fresnel. .............................................. 114 A.1.1.4 Cálculo de la Altura y Margen de Despeje. ......................................... 114 A.1.1.5 Cálculo de la atenuación producida por obstáculo. ............................. 115 A.1.1.6 Cálculo de la atenuación por espacio libre.......................................... 116 A.1.1.7 Cálculo de las pérdidas en líneas de transmisión y conectores. ......... 116 A.1.1.8 Cálculo de la atenuación por vegetación. ........................................... 116 A.1.1.9 Cálculo de la atenuación por lluvia. .................................................... 118 A.1.1.10 Cálculo de la atenuación por gases y vapores atmosféricos. ............ 118 A.1.1.11 Cálculo de la potencia de recepción. ................................................ 118 A.1.1.12 Cálculo del margen umbral. .............................................................. 119 A.1.1.13 Cálculo del margen de desvanecimiento. ......................................... 119 A.1.1.14 Cálculo de la indisponibilidad del enlace........................................... 120 A.1.1.15 Cálculo de la confiabilidad del enlace. .............................................. 120.

(12) X. A.1.1.16 Cálculo de los ángulos de azimut, elevación y apuntamiento. .......... 120 A.1.2 CÁLCULO MEDIANTE LINKPLANNER. .................................................. 123 A.2 RADIOENLACE CHAFLÚ – VBE11. ............................................................... 125 A.2.1 CÁLCULO TEÓRICO. .............................................................................. 125 A.2.1.1 Levantamiento del perfil del terreno. ................................................... 125 A.2.1.2 Cálculo de la distancia del enlace. ...................................................... 126 A.2.1.3 Cálculo de la primera zona de Fresnel. .............................................. 127 A.2.1.4 Cálculo de la Altura y Margen de Despeje. ......................................... 127 A.2.1.5 Cálculo de la atenuación producida por obstáculo. ............................. 128 A.2.1.6 Cálculo de la atenuación por espacio libre.......................................... 128 A.2.1.7 Cálculo de las pérdidas en líneas de transmisión y conectores. ......... 129 A.2.1.8 Cálculo de la atenuación por vegetación. ........................................... 129 A.2.1.9 Cálculo de la atenuación por lluvia. .................................................... 129 A.2.1.10 Cálculo de la atenuación por gases y vapores atmosféricos. ............ 129 A.2.1.11 Cálculo de la potencia de recepción. ................................................ 131 A.2.1.12 Cálculo del margen umbral. .............................................................. 132 A.2.1.13 Cálculo del margen de desvanecimiento. ......................................... 132 A.2.1.14 Cálculo de la indisponibilidad del enlace........................................... 132 A.2.1.15 Cálculo de la confiabilidad del enlace. .............................................. 133 A.2.1.16 Cálculo de los ángulos de azimut, elevación y apuntamiento. .......... 133 A.2.2 CÁLCULO MEDIANTE LINKPLANNER. .................................................. 135 ANEXO B ........................................................................................................................... 137 B.. CATÁLOGO EQUIPOS ECI........................................................................................ 137. ANEXO C ........................................................................................................................... 138 C.. CATÁLOGO ANTENAS ANDREW............................................................................. 138. ANEXO D ........................................................................................................................... 139 D.. OFERTA ECONÓMICA REFERENCIAL. ................................................................... 139.

(13) XI. ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1.1 Ubicación y coordenadas geográficas del enlace actual. ........................................ 2 Tabla 1.2 Potencia de Transmisión Nominal, (dBm) ETSI 6–28 GHz. .................................... 6 Tabla 1.3 Umbrales de Garantía, (dBm) ETSI 6–28 GHz. ...................................................... 7 Tabla 2.1 Ubicación y coordenadas geográficas de los cerros de la nueva ruta propuesta. . 45 Tabla 2.2 Distancias entre los puntos de la nueva ruta propuesta. ....................................... 47 Tabla 2.3 Valores de ݇. ........................................................................................................ 53. Tabla 2.4 Factor geográfico ܽ. .............................................................................................. 67. Tabla 2.5 Factor climático ܾ. ................................................................................................ 67 Tabla 2.6 Datos del enlace Cóndor Cocha - Chaflú. ............................................................. 75. Tabla 2.7 Datos adicionales del enlace Cóndor Cocha – Chaflú, considerando la primera posible obstrucción. .............................................................................................................. 76 Tabla 2.8 Datos adicionales del enlace Cóndor Cocha – Chaflú, considerando la segunda posible obstrucción. .............................................................................................................. 79 Tabla 2.9 Datos tomados del catálogo de equipos ECI. ....................................................... 84 Tabla 2.10 Resultados de los radioenlaces de la ruta alterna. .............................................. 91 Tabla 3.1 Infraestructura y equipos necesarios para la implementación de la ruta alterna. 102 Tabla 3.2 Presupuesto referencial de infraestructura y equipos que se utilizarán en la implementación de la ruta alterna. ...................................................................................... 103 Tabla A.1: Datos del enlace Pichincha – Cóndor Cocha. ................................................... 113 Tabla A.2: Datos adicionales del enlace Pichincha – Cóndor Cocha.................................. 114 Tabla A.3: Datos tomados del catálogo de equipos ECI..................................................... 118 Tabla A.4: Datos del enlace Chaflú – VBE11. .................................................................... 125 Tabla A.5: Datos adicionales del enlace Chaflú – VBE11. ................................................. 127 Tabla A.6: Datos tomados del catálogo de equipos ECI..................................................... 131.

(14) XII. ÍNDICE DE FIGURAS. Figura 1.1 Enlace actual entre cerro Carcacha y TTK1. ......................................................... 3 Figura 1.2 Perfil topográfico y primera zona de Fresnel del enlace actual. ............................. 4 Figura 1.3 Equipo HARRIS modelo TRUEPOINT 5000. ......................................................... 5 Figura 1.4 Redundancia en las unidades exteriores ODUS.................................................. 10 Figura 1.5 Redundancia en las tarjetas de la unidad interna IDU. ........................................ 10 Figura 1.6 (a) IDU HARRIS TRUEPOINT 5000.. (b) Detalle de Full Protección. (c) Detalle. de fuentes redundantes. ....................................................................................................... 11 Figura 1.7 ODU TRUEPOINT 5000. ..................................................................................... 11 Figura 1.8 (a) Torre 1; (b) Torre 2. ...................................................................................... 12 Figura 1.9 Tanques (TTK) ubicados en el Terminal Marítimo de Balao. ............................... 13 Figura 1.10 Parámetros de configuración del equipo HARRIS TRUEPOINT 5000. .............. 14 Figura. 1.11. Diagrama. esquemático. del. sistema. de. comunicaciones. de. EP. PETROECUADOR. .............................................................................................................. 17 Figura 1.12 Anillo Microonda en el Distrito Amazónico. ........................................................ 18 Figura 1.13 Anillo Microonda en la Zona Sur........................................................................ 19 Figura 1.14 Ruta actual en la Zona Norte............................................................................. 20 Figura 1.15 Ruta alterna propuesta para la Zona Norte. ...................................................... 21 Figura 1.16 Anillo Microonda en la Región Norte. ................................................................ 22 Figura 2.1 Cerro Cóndor Cocha. .......................................................................................... 25 Figura 2.2 Senderos hacia el cerro Cóndor Cocha. .............................................................. 26 Figura 2.3 Infraestructura de telecomunicaciones en el cerro Cóndor Cocha. ...................... 28 Figura 2.4 Cumbre y vista desde el cerro Cóndor Cocha. .................................................... 29 Figura 2.5 Otros accesos al cerro Cóndor Cocha. ................................................................ 31 Figura 2.6 Cerro Chaflú. ....................................................................................................... 33 Figura 2.7 Alrededores del cerro Chaflú. .............................................................................. 36 Figura 2.8 Camino hacia la cumbre del cerro Chaflú. ........................................................... 40 Figura 2.9 Persona encargada de las distintas tareas en estos terrenos.............................. 41 Figura 2.10 Flora del cerro Chaflú. ....................................................................................... 43 Figura 2.11 Tanque de agua potable usado por la población de Chaflú. .............................. 44.

(15) XIII. Figura 2.12 Ubicación de los puntos de la nueva ruta propuesta. ........................................ 46 Figura 2.13 Distancias entre los puntos de la nueva ruta propuesta. ................................... 48 Figura 2.14 Radio de la primera zona de Fresnel. ................................................................ 51 Figura 2.15 Atenuación por lluvia. ........................................................................................ 58 Figura 2.16 La zona de Fresnel es obstruida parcialmente en este enlace, a pesar de que la línea visual no está obstruida. ............................................................................................... 59 Figura 2.17 Difracción por obstáculo aislado filo de cuchillo................................................. 60 Figura 2.18 Balance de potencia. ......................................................................................... 64 Figura 2.19 Condiciones geográficas de propagación. ......................................................... 68 Figura 2.20 Ancho del haz. .................................................................................................. 71 Figura 2.21 (a) Patrón de radiación tridimensional; (b) Patrón de radiación en coordenadas polares. ................................................................................................................................. 71 Figura 2.22 Polarización lineal horizontal y vertical. ............................................................. 72 Figura 2.23 Ángulos de azimut y elevación. ......................................................................... 74 Figura 2.24 Perfil topográfico del enlace Cóndor Cocha – Chaflú y la primera posible obstrucción. .......................................................................................................................... 78 Figura 2.25 Perfil topográfico del enlace Cóndor Cocha – Chaflú y la segunda posible obstrucción. .......................................................................................................................... 82 Figura 2.26 Ángulo de elevación radioenlace Cóndor Cocha – Chaflú. ................................ 87 Figura 2.27 Simulación del enlace Cóndor Cocha - Chaflú mediante el LINKPlanner. ......... 89 Figura 2.28 Enlace VBE11 – TTK10. ................................................................................... 90 Figura 2.29 Ruta alterna para el cierre de anillo del sistema microonda hacia el Terminal Marítimo de Balao para EP PETROECUADOR. ................................................................... 93 Figura 2.30 Cierre de anillo del sistema microonda de EP PETROECUADOR en la región norte del país. ....................................................................................................................... 94 Figura 3.1 Torre y caseta de telecomunicaciones. ............................................................... 96 Figura 3.2 Caseta de telecomunicaciones............................................................................ 97 Figura 3.3 Torre VBE10 (Viche). .......................................................................................... 98 Figura 3.4 Antenas ANDREW. ........................................................................................... 100 Figura A.1: Perfil topográfico del enlace Pichincha – Cóndor Cocha. ................................ 117 Figura A.2: Ángulo de elevación radioenlace Pichincha – Cóndor Cocha. ......................... 122.

(16) XIV. Figura A.3: Simulación del enlace Pichincha – Cóndor Cocha mediante el LINKPlanner. . 124 Figura A.4: Perfil topográfico del enlace Chaflú – VBE11. ................................................. 130 Figura A.5: Ángulo de elevación radioenlace Chaflú – VBE11. .......................................... 134 Figura A.6: Simulación del enlace Chaflú – VBE11 mediante el LINKPlanner. .................. 136.

(17) XV. RESUMEN El presente proyecto de titulación trata sobre el estudio y diseño de una ruta alterna que permita el cierre de anillo del sistema microonda hacia el Terminal Marítimo de Balao para EP PETROECUADOR. La razón principal se debe a que en la región norte de nuestro país únicamente se tiene un trayecto para la comunicación con la refinería, poliductos y oleoductos; con el riesgo de que al producirse un daño en el trayecto actual se perdería comunicación con todas las gerencias operativas ubicadas en esta zona. El enfoque de este proyecto es el siguiente: En el primer capítulo se realiza una breve descripción de las características del trayecto actualmente utilizado y cómo surge la necesidad de establecer una ruta alterna que permita el cierre de anillo del sistema microonda. En el segundo capítulo se establecen los cerros que conformarán la nueva ruta, considerando la existencia de línea de vista entre ellos, mediante el uso del software LINKPlanner que permite simular radioenlaces. Para el diseño y estudio de los radioenlaces, se considera principalmente que la primera zona de Fresnel se encuentre libre de obstáculos. Otra consideración es que la ruta alterna operaría en la banda de 7 GHz, y se realiza una breve descripción de los nuevos espacios físicos incluidos ya en el diseño de la ruta alterna, señalando las ventajas y desventajas que tienen cada uno de estos sitios, para facilitar las cosas en una posible implementación del presente proyecto. Además se definen conceptos básicos y ecuaciones que intervienen en el diseño de radioenlaces como despeje y obstrucción de la zona de Fresnel, parámetros básicos de antenas, tipos de atenuaciones de la señal, balance de potencia, sensibilidad del receptor, margen de desvanecimiento, entre otros..

(18) XVI. Una vez establecida la ruta alterna y realizado el diseño, en el tercer capítulo se presenta un presupuesto referencial de costos de equipos, antenas, torres; para una posible implementación del enlace que permitirá el cierre de anillo del sistema microonda de la zona norte del país. Finalmente en el cuarto capítulo se presentan las conclusiones y recomendaciones obtenidas a partir de la realización del presente proyecto de titulación, haciendo referencia a los objetivos planteados en el plan del proyecto de titulación y otras características determinadas en el desarrollo del mismo. El contenido de este capítulo será de gran utilidad en una posible implementación del presente proyecto. Al final de este escrito se incluyen anexos que amplían ciertos temas tratados en determinados capítulos respectivamente como: informes técnicos de los distintos radioenlaces que conforman la ruta alterna..

(19) XVII. PRESENTACIÓN En la actualidad EP PETROECUADOR divide a su sistema microonda en tres partes: distritos amazónico, sector sur y región norte; esto con el fin de proporcionar redundancia en la comunicación de voz, datos y video durante los 365 días del año y las 24 horas de cada día entre todas las gerencias operativas, refinerías, poliductos, oleoductos que la conforman. Teniendo así, ya implementada una ruta alterna y cerrado el anillo del sistema microonda en el distrito amazónico. Mientras que para la zona sur del país se tiene ya realizado un estudio de una ruta alterna que permita cerrar el anillo del sistema microonda, el momento que se lo decida implementar. En base a estas circunstancias, el presente proyecto de titulación tiene como objetivo establecer una ruta alterna que permita tener redundancia en las comunicaciones hacia la región norte del país y cerrar el anillo del sistema microonda usado en esta zona. Considerando que ante cualquier percance que se pueda tener con el trayecto actualmente utilizado, al implementar una ruta alterna no se perdería la comunicación con las gerencias operativas de esta región que son muy importantes para la empresa y que podrían generar grandes pérdidas económicas para el país si se llegara a perder comunicación con las mismas. La selección de cerros para conformar la nueva ruta que permita el cierre de anillo del sistema microonda de la región norte se la ha realizado considerando principalmente la existencia de línea de vista entre ellos. La ruta alterna está conformada por los cerros Pichincha – Cóndor Cocha – Chaflú – VBE11 – TTK10. Mediante el uso de un software que permite simular radioenlaces y los respectivos cálculos teóricos de cada uno de los enlaces que conforman la ruta alterna, se establece la confiabilidad y factibilidad de la misma. Dos de los puntos propuestos en esta nueva ruta son espacios físicos nuevos, mientras que los restantes son lugares ya incluidos en el sistema microonda actual..

(20) 1. CAPÍTULO 1 1 DESCRIPCIÓN DE LA SITUACIÓN ACTUAL DEL SISTEMA MICROONDA UTILIZADO PARA EL ENLACE HACIA EL TERMINAL MARÍTIMO DE BALAO DESDE EL CERRO ATACAZO DE EP PETROECUADOR.. 1.1 INTRODUCCIÓN. EP PETROECUADOR tiene operaciones a nivel nacional, cubriendo todo el País. Debido a esto tiene instalado un sistema de comunicaciones para cubrir toda el área operativa y administrativa, es decir, se cubre desde los campos en el Distrito Amazónico hasta los terminales de distribución en las costas ecuatorianas, las refinerías, poliductos y oleoducto las 24 horas diarias todo el año. EP PETROECUADOR posee un sistema de comunicación por microonda, que proporciona comunicación de voz, datos y video a cada una de las dependencias de las filiales; actualmente se encuentra conformado por varias redes de área local (LAN Local Area Networks) las que se encuentran ubicadas en los terminales, edificios administrativos, estaciones de bombeo y estaciones reductoras. Las redes LAN disponibles de EP PETROECUADOR se encuentran integradas a través de una red de área extendida (WAN Wide Area Network). La comunicación de voz, datos y video con todas las dependencias de la empresa es eficiente durante las 24 horas del día, permitiendo que las actividades.

(21) 2. administrativas, de exploración y explotación, industrialización, transporte y comercialización se desarrollen de forma coordinada.. 1.2 DESCRIPCIÓN DEL ENLACE ACTUAL DESDE EL CERRO CARCACHA HASTA LA TORRE DEL TANQUE 1 (TTK1) EN EL TERMINAL MARÍTIMO DE BALAO.. 1.2.1 DESCRIPCIÓN GEOGRÁFICA DEL ENLACE ACTUAL. El enlace actual se realiza desde el cerro Carcacha perteneciente al macizo conocido como Atacazo (ATZ), hasta la torre de comunicaciones ubicada en el área de tanques del Terminal Marítimo de Balao, conocida como TTK11.. La tabla 1.1 muestra la ubicación y coordenadas geográficas de los puntos terminales de la ruta actual usando la referencia WGS842 y la altura de las torres ubicadas en los mismos.. SITIO Atacazo TTK1. ALTURA. PROVINCIA. LATITUD. LONGITUD. a.s.n.m3. Pichincha. 00°19’4,88”S. 78°36’22,00”W. 3.844 m. 48 m. Esmeraldas. 00°57’41,20”N. 79°41’26,10”W. 202 m. 24 m. TORRE. Tabla 1.1 Ubicación y coordenadas geográficas del enlace actual4.. 1. TTK: Tanque WGS84 (World Geodetic System 84): Sistema de coordenadas cartográficas mundial que localiza cualquier punto de la tierra por medio de tres unidades: grados, minutos, segundos. 3 a.s.n.m.: Altura sobre el nivel del mar. 4 Fuente: Datos proporcionados por EP PETROECUADOR. 2.

(22) 3. La figura 1.1, realizada con el software de mapas digitales Google Earth, muestra la ubicación y distancia entre los cerros que comprenden la ruta actual, usando las coordenadas geográficas de la tabla 1.1.. Figura 1.1 Enlace actual entre cerro Carcacha y TTK1.. El enlace actual entre el cerro Carcacha y la torre de comunicaciones TTK1, tiene una distancia de 185,62 km..

(23) 4. Estos puntos fueron escogidos gracias a los estudios realizados por TEXACO5, garantizando una línea de vista6 total del trayecto. La figura 1.2 muestra el perfil topográfico entre los puntos terminales de la ruta actual y su respectiva primera zona de Fresnel totalmente despejada.. Figura 1.2 Perfil topográfico y primera zona de Fresnel del enlace actual.. 1.2.2 FRECUENCIAS DE OPERACIÓN, ANCHO DE BANDA Y TIPO DE POLARIZACIÓN DEL ENLACE ACTUAL. La ruta actual está trabajando con frecuencias autorizadas por la SENATEL (Secretaría Nacional de Telecomunicaciones) en la banda de 6 GHz baja (6L), siendo ellas:. 5. ·. Transmisión: 6.315,84 MHz. ·. Recepción: 6.063,80 MHz. TEXACO: La Texas Petroleum Company, llamada también Texaco Petroleum Co, es una empresa petrolera estadounidense con sede en Nueva York. Su objetivo social es la producción y comercialización de petróleo y productos derivados. 6 Línea de Vista: Si nos colocamos en un punto determinado al que llamaremos A y podemos visualizar un punto al que denominaremos B, se dice que existe línea de vista; si podemos dibujar una simple línea desde A hacia B sin ninguna interrupción, se dice que existe línea visual o también conocida como LOS por sus siglas en inglés Line of sight..

(24) 5. El ancho de banda asignado para el enlace actual es de 29,65 MHz y el tipo de polarización es vertical7.. 1.2.3 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO USADO PARA EL ENLACE ACTUAL.. Para la ruta actual se usa un equipo HARRIS modelo TRUEPOINT 5000.. Figura 1.3 Equipo HARRIS modelo TRUEPOINT 5000.. 7. Polarización Vertical: Es el caso en el cual el campo eléctrico permanece en dirección perpendicular al plano terrestre..

(25) 6. 1.2.3.1 Características equipo HARRIS modelo TRUEPOINT 5000.. 1.2.3.1.1 Potencia de Transmisión.. Capacidad del Modulación enlace en aire / QAM 2 E1 QPSK QPSK 4 E1 16 QPSK 8 E1 16 QPSK 16 E1 16 QPSK E3 + E1 16 QPSK QPSK 21 E1 32 32 32 E1 16 16 35 E1 128 50 E1 32 100BT + 4 E1 32 (109 Mb/s) 32 32 75 E1 64 128 128 32 32 STM-1 + E1 64 128 128. Potencia (dBm) por Banda de Frecuencia (GHz) 8 10 11 13 15 18 30,5 28,5 28,5 26 26 26 30,5 28,5 28,5 26 26 26 26,5 24,5 24,5 23 23 23 30,5 28,5 28,5 26 26 26 26,5 24,5 24,5 23 23 23 30,5 28,5 28,5 26 26 26 26,5 24,5 24,5 23 23 23 30,5 28,5 28,5 26 26 26 26,5 24,5 24,5 23 23 23 28,5. L6 32 32 28 32 28 32 28 32. U6 32 32 28 32 28 32 28 32 28. 7 31 31 27 31 31 31 27 31 27. 27. 27. 27. 26 26 27 27 23,5 26. 25,5 25,5 26,5 26,5 23 25,5. 27. 26. 25,5. 28 28. 25,5. 25,5. 24,5. 24,5. 25,5. 25,5. 24,5. 24,5. 23 24 24 21 24 21 24 21 24 21. 24,5 24,5 21 23,5. 23,5 23,5 24,5 24,5 21 23,5. 22 22 23 23 19 21. 22 21 23 23 19 22. 22 22 23 23 19 22. 24 20 20 21 21 17 20. 26 24,5 24,5 21,5 24,5 21,5 24,5 21,5 24,5 21,5 24,5 24,5 20,5 20,5 21,5 21,5 17,5 20,5. 23,5. 23,5. 21. 22. 22. 20. 20,5. 18. 22. 20. 20,5 19,5. 18. 19 19. 17,5. 18. 14,5. 22. 20. 20,5 19,5. 18. 19 19. 17,5. 18. 14,5. 22 23,5 23,5. 23. 21. 21. 19. 19. 22 23,5 23,5. 23. 21. 21. 19. 19 19. Tabla 1.2 Potencia de Transmisión Nominal, (dBm) ETSI 6–28 GHz8.. 8. Fuente: Tabla obtenida del datasheet del equipo HARRIS modelo TRUEPOINT 5000.. 28 22 22 19 22 19 22 19 22 19 22 18 18 19 19 14,5 18.

(26) 7. 1.2.3.1.2 Sensibilidad. Capacidad del Modulación L6 enlace en aire / QAM 2 E1 QPSK -94,5 QPSK -91,5 4 E1 16 -87,5 QPSK -88,5 8 E1 16 -85,5 QPSK -86 16 E1 16 -83 QPSK -85,5 E3 + E1 16 QPSK QPSK 21 E1 32 -79 32 32 E1 16 -79,5 16 -79,5 35 E1 128 50 E1 32 -75 100BT + 4 E1 32 -74 (109 Mb/s) 32 32 75 E1 64 -74,5 128 128 -69,5 32 32 STM-1 + E1 64 -74,5 128 128 -69,5. U6 -94,5 -91,5 -87,5 -88,5 -85,5 -86 -83 -85,5 -82,5. 7 -94,5 -91,5 -87,5 -88,5 -85,5 -86 -83 -85,5 -82,5. 8 -94 -91 -87 -88,5 -85 -85,5 -82,5 -85 -82. -79. -79 -77,5 -79,5 -79,5 -74 -75. -78,5 -77 -79 -79 -73,5 -74,5. -74. -73,5. Banda de Frecuencia, (GHz) 10 11 13 15 -94 -92 -92 -92 -91 -91 -89 -89 -87 -87 -85,5 -85,5 -88 -88 -86,5 -86,5 -85 -83 -83 -83 -85,5 -85,5 -83,5 -83,5 -82,5 -82,5 -80,5 -80,5 -85 -85 -83 -83 -82 -82 -80 -80 -83,5. -79 -79 -73,5 -74,5. -78,5 -77 -79 -79 -73,5 -74,5. -77 -75 -77 -77 -71,5 -72,5. -77 -75 -77 -77 -71,5 -72,5. -77 -75 -77 -77 -71,5 -72,5. -81,5 -77 -75,5 -77 -77 -71,5 -72,5. 26 -92 -89,5 -85,5 -86,5 -83 -83,5 -80,5 -83 -80 -81,5 -81,5 -77 -75,5 -77 -77 -71,5 -72,5. -73,5. -73,5. -72. -72. -72. -72. -72. -71. -75,0. -75,0. -75,0 -72,5. -74,0. -66,0 -66,0. -67,5. -67,5. -66,5. -75,0. -75,0. -75,0 -72,5. -74,0. -66,0 -66,0. -67,5. -67,5. -66,5. -74,5 -69,5. 23 -92 -89,5 -85,5 -86,5 -83 -83,5 -80,5 -83 -80. -73,5 -69,5 -69,5. -69,0. -69,0. -74,5 -69,5. 18 -92 -89 -85,5 -86,5 -83 -83,5 -80,5 -83 -80. -69,0. -67,5. -67,5. -73,5 -68,0 -69,5. -69,0. -69,0. -69,0. -67,5. -66,0 -67,5. 28 -91 -88,5 -84,5 -85,5 -82 -82,5 -79,5 -82 -79 -80,5 -76 -74,5 -76 -76 -70,5 -71,5. Tabla 1.3 Umbrales de Garantía, (dBm) ETSI 6–28 GHz9.. La capacidad de la ruta actual es 16E110, y el tipo de modulación usado es 16 QAM11 por lo que la potencia máxima es 28 dBm y el umbral (sensibilidad12) en recepción 9. Fuente: Tabla obtenida del datasheet del equipo HARRIS modelo TRUEPOINT 5000. El formato de la señal E1 lleva datos en una tasa de 2.048 millones de bits por segundo y lleva 32 canales de 64 Kbps cada uno. 11 QAM: Modulación de Amplitud en Cuadratura. Es una técnica de modulación digital avanzada que transporta datos, mediante la modulación de la señal portadora de información tanto en amplitud como en fase. Esto se consigue modulando una misma portadora, desfasando 90˚ la fase y la amplitud. 12 Sensibilidad de un equipo: El valor de sensibilidad, o nivel mínimo de señal que se necesita para un correcto funcionamiento, determina fundamentalmente el alcance del sistema. Puede definirse en términos de potencia (dBm) y tensión (dBμV) en el puerto de RF, o bien campo eléctrico (dBμV/m) incidente en la antena. 10.

(27) 8. es -83 dBm, como se puede verificar en las tablas 1.2 y 1.3.. 1.2.3.1.3 Equipos OUTDOOR. Son aquellos en los que la etapa de transmisión, recepción y antena se encuentran fuera de la caseta de telecomunicaciones (torre de telecomunicaciones), en un solo paquete; únicamente la alimentación y la interface de conexión se encuentran dentro de la caseta.. 1.2.3.1.4 Outdoor Unit (ODU) El módulo conocido como Outdoor Unit es el dispositivo que se encuentra ubicado en el exterior del sistema y que va acoplado a la antena mediante cable coaxial, que. es el elemento pasivo. encargado. de. recibir. y transmitir los. datos. modulados. La ODU dispone funciones de radiofrecuencia, es la encargada de modular la señal a la frecuencia deseada, amplificarla, filtrarla y enviarla a la antena para ser transmitida. Además tiene integrado un módulo de radio frecuencia, un módem, un transceiver e interfaces.. 1.2.3.1.5 Equipos INDOOR. Son aquellos en que todas sus partes se encuentran en la caseta de telecomunicaciones, con excepción de. la antena que se instala en la torre de. telecomunicaciones.. 1.2.3.1.6 Indoor Unit (IDU). El módulo denominado Indoor Unit se encuentra montado en un rack en el interior del cuarto de equipos o cuarto de radio de tal manera que se encuentra protegido de.

(28) 9. condiciones climáticas que podrían dañar el equipo. La IDU procesa y prepara la información y entrega la misma a la ODU en donde la señal es modulada a la frecuencia requerida.. 1.2.3.1.7 Equipos OUTDOOR-INDOOR.. Son aquellos que constan de dos partes: INDOOR que es el control y las interfaces y el OUTDOOR que es la etapa de transmisión – recepción y antenas. Unidas entre ellas por cable heliax13, o similar, con lo cual se obtiene bajas pérdidas; en razón de que el cable heliax o similar no transmite señal de portadora de radio frecuencia. 1.2.3.2 Descripción de la configuración 1+1 completa usada por el enlace actual. Debido al grado de importancia del tráfico cursado en este enlace, se implementa una configuración 1+114 completa, es decir; se tiene redundancia tanto en las unidades exteriores ODUS (Outdoor Units) así como en las tarjetas de la unidad interna IDU (Indoor Units), lo que puede apreciarse en las figuras 1.4 y 1.5.. 13. Cable Heliax: El cable coaxial heliax sus conectores y accesorios están diseñados para proporcionar una óptima comunicación en una amplia gama de aplicaciones de RF. Este tipo de cables se caracteriza por su fuerza, durabilidad, flexibilidad, y completa protección. 14 Configuración 1+1: Es un tipo de sistema con redundancia, el cual brindará al mismo una significativa protección a posibles indisponibilidades en el enlace..

(29) 10. Figura 1.4 Redundancia en las unidades exteriores ODUS.. Figura 1.5 Redundancia en las tarjetas de la unidad interna IDU.. La redundancia también se realiza en los cables que unen la IDU con las ODUS, ya que de cada conector Módem hay una conexión realizada con cable coaxial CYNTA MARCA ANDREW a su respectiva unidad ODU con conectores finales tipo N. En las figuras 1.6 y 1.7 se aprecia las entradas independientes a las fuentes que se hallan localizadas en cada módem..

(30) 11. (a). (b). (c). Figura 1.6 (a) IDU HARRIS TRUEPOINT 5000. (b) Detalle de Full Protección. (c) Detalle de fuentes redundantes.. Figura 1.7 ODU TRUEPOINT 5000.. Tanto en el Atacazo como en el TTK1 esas fuentes están conectadas a sendos sistemas rectificadores - bancos de baterías independientes con una autonomía de 16 horas..

(31) 12. Por la distancia del enlace se halla implementada una mejora por diversidad de espacio (1+1), realizada de la siguiente manera: a) Sitio Atacazo (ATZ). ·. Antena 1 (Primaria): High Performance15 8 pies (2,4m) en torre 1 a 7 metros del suelo.. ·. Antena 2 (Secundaria): High Performance 6 pies (1,8m) en torre 2 a 25 metros del suelo.. En la figura 1.8 se observa las dos torres ubicadas en el macizo conocido como Atacazo.. (a). (b). Figura 1.8 (a) Torre 1; (b) Torre 2.. 15. High Performance: modelo de la antena..

(32) 13. b) Sitio TTK1. ·. Antena 1 (Primaria): High Performance 8 pies (2,4m) en torre 1 a 5 metros del suelo.. ·. Antena 2 (Secundaria): High Performance 6 pies (1,8m) en torre 2 a 15 metros del suelo.. En la figura 1.9 se observan los tanques (TTK) ubicados en el Terminal Marítimo de Balao.. Figura 1.9 Tanques (TTK) ubicados en el Terminal Marítimo de Balao..

(33) 14. Con este arreglo, entre los terminales hot stanby16, se tiene en el punto remoto (TTK1) una señal de recepción de: ·. Lado A: -49,2 dBm.. ·. Lado B: -50,8 dBm.. Como lo podemos observar en la figura 1.10.. Figura 1.10 Parámetros de configuración del equipo HARRIS TRUEPOINT 5000. 16. Protección hot stanby: Este tipo de operación es conocida como redundancia de hardware y consiste en la repetición de equipos, de tal forma que si un equipo tuviese algún tipo de inconveniente técnico en su operación este será inmediatamente remplazado por otro..

(34) 15. Teniendo en el peor caso un margen de desvanecimiento17 de: (83 -50,8) dBm = 32,2 dBm Lo que implica un alto nivel de disponibilidad en este enlace. 1.2.4 GERENCIAS OPERATIVAS LAS CUALES OPERAN MEDIANTE EL ENLACE ACTUAL DENTRO DEL SISTEMA DE COMUNICACIONES DE EP PETROECUADOR. La ruta actual localizada entre el cerro Carcacha (macizo Atacazo) y el TTK1 (Terminal Marítimo de Balao), lleva tráfico que sirve a las siguientes Gerencias Operativas de EP PETROECUADOR: a). Gerencia de Transporte y Almacenamiento, al brindar. servicio al. Terminal Marítimo de Balao, mediante el enlace a BLO CONTROL. b). Gerencia de Industrialización y Refinación, al dar acceso al sistema a la Refinería Esmeraldas.. c). Gerencia de Comercialización, al permitir el acceso a BLO SUCURSAL y CABECERA.. 1.2.5 DESCRIPCIÓN DE LA CONFIGURACIÓN DEL TRÁFICO QUE LLEVA EL ENLACE ACTUAL.. El tráfico que lleva el enlace actual, está configurado de la siguiente manera:. 17. Margen de Desvanecimiento: relaciona la confiabilidad del enlace con otros parámetros como distancia entre estaciones, factores climáticos y geográficos, frecuencia de trabajo. Este factor considera los parámetros no ideales de la propagación de la señal, como el efecto de propagación por múltiples trayectorias, sensibilidad por geografía del terreno..

(35) 16. a). E1 que viene de GJO llevando líneas telefónicas hacia BLO CONTROL, teléfono. Rojo. para. operaciones. del. Sistema. de. Oleoducto. Transecuatoriano (SOTE), líneas troncales entre centrales. b). E1 que viene de GJO con aplicaciones como Internet, correo electrónico, telefonía IP, video conferencia.. c). E1 del sistema SCADA18 del SOTE19, con video vigilancia de los estados de las válvulas de bloqueo del sistema de control de derrames.. d). E1 que viene del edificio El ROCIO, contiene aplicaciones de facturación para BLO SUCURSAL Y CABECERA y líneas trocales entre centrales, videoconferencia.. e). E1 que viene del edificio El ROCIO con aplicaciones para la REFINERIA ESMERALDAS.. En la figura 1.11 se muestra el diagrama esquemático del sistema de comunicaciones de EP PETROECUADOR, utilizado actualmente. En la misma figura se aprecia, en la parte superior – izquierda, el enlace actualmente utilizado desde el cerro Carcacha en la provincia de Pichincha hasta el TTK1 ubicado el Terminal Marítimo de Balao en la provincia de Esmeraldas.. 18 19. SCADA: Sistema de Control y Adquisición de Datos. SOTE: Sistema de Oleoducto Transecuatoriano..

(36) F.O. STO.. LIBERTAD SUCURSAL. CAUTIVO. F.O. LIBERTAD CABECERA. REGIONAL. PREVISORA. PCH. AVIACION. AMBATO. IEP. 14 MHz.. CERRO AZUL. RIOBAMBA. IGUALATA. 14 MHz.. GMI BZA. GASOLINERA. AEROPUERTO. DISPENSARIO. TRIBUNA. VILLAFUERTE. CDJ M. POOL. BODEGA. OSAYACU. PPA Hz .. CUYABENO. SUCUMBIOS. AGUARICO. LGO PPR. LGO SOTE. 14 M. RVN. Enlaces de acceso al BACKBONE. BACK BONE. CIERRE DE ANILLO. ENLACE F.O. CHC. SRS. SLO. 14 MHz.. 3.5 MHz.. PA LAS LM AS. REPETIDORA. TERMINAL. TCZ. 7 MHz.. VHR. M 3.5. Hz. TIPISHCA. .. LBQ STA2. QUIJOS. CONONACO. COCA. TIERRA COLORADA. PCO Cabecera. LBQ RPTR. AUCA SANSAHUARI. GUARUMO. SACHA. PCO SHS Sucursal. 14 MHz.. 7 MHz.. CAYAMBE. Figura 1.11 Diagrama esquemático del sistema de comunicaciones de EP PETROECUADOR.. PIN LIBERTAD. . Hz. M. GONZALES. . 14 Hz M CERRO 4 1. TRES BOCAS. PASCUALES SALITRAL FUEL OIL. 14 MHz. CHORRILLOS. 7 MHz.. MONTEVERDE. ALPALLANA. GJO. 14 MHz. F.O. ROCIO. CHISPAS CAPADIA PILISHURCO. SJN T. OYB ARCHIVO. BEATERIO. 14 MHz.. z.. MANTA. SJN. ATZ. CHALPI. Hz.. CHI. FSN. STO. COTACACHI. MH. CRZ. CHG. LPA. QND. BLO CONTROL. BLO 14 MHz. TTK10. 14 MHz.. MICROONDA EP PETROECUADOR. Hz .. BLO SUCURSAL. IBARRA. 14 M. BLO TTK1. z.. REFINERIA CABECERA. 14. F.O. 3.5 M. 14 MHz.. z.. MH. 29,65 MHz. MH. 14. 3.5. 17.

(37) 18. 1.2.6. REQUERIMIENTO DE UNA RUTA ALTERNA PARA EL CIERRE DE ANILLO DEL SISTEMA MICROONDA HACIA EL TERMINAL MARÍTIMO DE BALAO.. Con todos los puntos y características anteriormente descritas, sobre el enlace actual; se evidencia que un corte en dicho enlace tiene graves consecuencias sobre la parte operativa de las mencionadas Gerencias, con las consecuentes pérdidas económicas para el País. En la figura 1.12 se observa, que se tiene ya implementado un camino alterno para llegar al distrito amazónico: a. Rocío – ATZ – GMI – CDJ – TCZ – RVN- LGO SOTE – LGO PPR. b. Rocío – PCH – COTACACHI – CAYAMBE - LBQ RPTR – LGO PPR.. Figura 1.12 Anillo Microonda en el Distrito Amazónico..

(38) 19. Para el tráfico hacia la Zona SUR, (CERRO AZUL) se tiene ya realizado el estudio para un camino alterno, como se observa en la figura 1.13. a. PCH – PILISHURCO –CAPADIA – CERRO AZUL. b. CHG – BIJAUAL – GRAMAROTAL – CERRO AZUL.. Figura 1.13 Anillo Microonda en la Zona Sur.. Mientras que para el tráfico hacia la zona Norte (Terminal Marítimo de Balao y Refinería Esmeraldas, distancia del enlace 185,62 km en la banda 6L, con ancho de banda 29,5 MHz y modulación 16 QAM capacidad 16 E1) se tiene solamente un camino; como lo indica la figura 1.14..

(39) 20. a. ATZ – BLO TTK1 – BLO TTK10.. Figura 1.14 Ruta actual en la Zona Norte.. Para EP PETROECUADOR es necesidad imperiosa tener una ruta alterna para llegar a la zona Norte del país, la misma que permitirá el cierre de anillo del sistema microonda en dicha región. En la figura 1.15 se presentan los puntos que conformarían la ruta alterna: b. PICHINCHA - CÓNDOR COCHA – CHAFLÚ – VBE2011 – TTK10.. 20. VBE: Válvula de Bloqueo..

(40) 21. Figura 1.15 Ruta alterna propuesta para la Zona Norte.. En la figura 1.16 se observa la ruta actual y la ruta alterna propuesta en el presente proyecto de titulación; con lo cual se lograría el cierre de anillo del sistema microonda en la región norte del país..

(41) 22. Figura 1.16 Anillo Microonda en la Región Norte.. El estudio y diseño de la ruta alterna propuesta, para el cierre de anillo en la zona Norte, se lo realizará en el capítulo 2..

(42) 23. CAPÍTULO 2 2 ESTUDIO Y DISEÑO DE CIERRE DE ANILLO DEL SISTEMA MICROONDA. 2.1 INTRODUCCIÓN. La ruta actualmente utilizada en el sistema microonda de EP PETROECUADOR para el enlace hacia el Terminal Marítimo de Balao desde el cerro Atacazo, es el único camino para tener comunicación con las gerencias de la zona norte.. Los. espacios para infraestructura son limitados y casi nulos para la instalación de nuevos equipos en los puntos del trayecto actualmente usado, por tanto, se considera necesario el establecimiento de un nuevo trayecto que permita realizar el cierre de anillo y con esto evitar que ante cualquier percance en la ruta actual, se siga manteniendo comunicación con todas las gerencias de la región norte.. 2.2 FACTORES QUE DETERMINAN LOS POSIBLES SITIOS PARA LA UBICACIÓN DE ANTENAS. La designación de los puntos (cerros) para lograr definir la ruta más conveniente para el cierre de anillo del sistema microonda de EP PETROECUADOR, se obtiene teniendo en cuenta las siguientes consideraciones: ·. Acceso al terreno.. ·. Facilidad de energía eléctrica.. ·. Distancias al centro o a los centros de mantenimiento.. ·. Objetivos geográficos del trayecto (ciudades, poblaciones, poliductos).. ·. Existencia de infraestructura de telecomunicaciones.. ·. Condiciones. de. clima. en. el. sitio. descargas eléctricas, humedad). ·. Tipo de terreno (arena, suelo, piedras).. (temperatura,. nivel. de. lluvias,.

(43) 24. Es muy importante conocer si existe cualquier tipo de infraestructura, como torres, acometidas eléctricas, enlaces puestos en marcha, etc, en los lugares donde se. desea. implementar. el. radioenlace,. ya. que. esto. permitiría. reducir. considerablemente los costos. Además si existe la presencia de obstáculos en la trayectoria del enlace, se deberá ir hasta dicho lugar para determinar qué tan fácil resulta llegar a él, así como también que tan cerca están los puntos de alimentación eléctrica y si tiene algún propietario. El acceso. a. electricidad. en. el sitio es vital, lo que permite. asegurar la. estabilidad del servicio. La fuente de electricidad también debe ser confiable.. 2.3 DESCRIPCIÓN DE ESPACIOS FÍSICOS NUEVOS PARA LA RUTA ALTERNA. En la ruta propuesta para el cierre de anillo se presenta dos sitios, no utilizados dentro del sistema microonda actual de EP PETROECUADOR: Cóndor Cocha y Chaflú, los mismos que fueron analizados durante el estudio realizado para encontrar dicha ruta alterna. A continuación se presentan fotografías de las visitas realizadas a cada uno de estos cerros con el objetivo, de tener una visión de cuáles serían las condiciones que se presentan en estos sitios para la respectiva colocación de torres cuando se decida poner en marcha el presente proyecto, así como dar una idea de las ventajas que tienen estos lugares, y de algunos recursos que ya existen en cada uno de estos cerros. En la figura 2.1 se muestra el cerro Cóndor Cocha ubicado al norte de la ciudad de Quito, vía Mitad del Mundo. Este cerro cumple con la mayor parte de factores que se necesita para colocar una o varias antenas en el mismo..

(44) 25. Figura 2.1 Cerro Cóndor Cocha.. Para llegar a este lugar se debe tomar la Avenida Manuel Córdova Galarza, hasta llegar al Puente de Pusuquí, sector 4 esquinas, de Norte a Sur girar a la derecha, hasta encontrar las calles Pedro Porras y Juan de Velasco; en este punto se debe seguir el camino (empedrado) por lo menos son unos 45 minutos de viaje a una velocidad moderada. El camino de piedra va indicando hacia donde se debe seguir, hasta que se llega a la cumbre de dicho cerro, como se muestra en la figura 2.2..

(45) 26. Figura 2.2 Senderos hacia el cerro Cóndor Cocha.. En la cima del mismo, existe una vivienda donde habitan personas encargadas de la seguridad del lugar, pues ya existe infraestructura de telecomunicaciones de otras empresas colocadas en este sitio. Por el mismo motivo, este lugar cuenta con todos los servicios básicos necesarios como son luz eléctrica, agua potable, acceso al terreno, poblaciones aledañas. El clima es frío a pesar del sol, su vegetación (presencia mayoritariamente de musgo), es como la del páramo común de la Sierra de nuestro país; la presencia de lluvias depende del clima quiteño. En la figura 2.3 se observa algunas de las instalaciones situadas en el cerro Cóndor Cocha..

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(47) 28. Figura 2.3 Infraestructura de telecomunicaciones en el cerro Cóndor Cocha.. Al llegar a la cima de este cerro, se observa que existe una gran cantidad de terreno plano en la cumbre del mismo, donde se encuentran ubicadas una gran cantidad de antenas, debido a las facilidades que presenta este sitio. En la vista que ofrece este cerro se puede observar que en sus faldas reposa la Escuela Superior Militar Eloy Alfaro, también se encuentra una hermosa vista de la ciudad de Quito, la pista de aterrizaje del aeropuerto Mariscal Sucre; entre otros lugares. En la figura 2.4 se observa más a detalle la cumbre de este cerro..

(48) 29. Figura 2.4 Cumbre y vista desde el cerro Cóndor Cocha.. Cabe recalcar que también existen otros caminos de acceso para llegar al cerro Cóndor Cocha, algunos de ellos son: Camino a Velasco, Avenida San Francisco de Rumiurcu; los mismos que son de difícil acceso debido a las condiciones que.

(49) 30. presentan estos trayectos, además, en varios sitios se debe pedir permiso, para no invadir propiedad privada de algunos moradores del sector. Y con ello seguir acercándose a la cumbre. Estos caminos se los puede observar en el Google Earth. En la figura 2.5 se muestra una vista panorámica del acceso por estos senderos..

(50) 31. Figura 2.5 Otros accesos al cerro Cóndor Cocha.. Mientras que el cerro Chaflú está ubicado en la provincia de Esmeraldas en el cantón que lleva el mismo nombre, en la vía Quinindé – Viche. Es un espacio físico nuevo, en el cual no se encuentran ningún tipo de infraestructura de telecomunicaciones. Este cerro se encuentra localizado a 14 km de Viche, unos 15 minutos a una velocidad moderada. En la figura 2.6 se observa el cerro Chaflú, desde la parte inferior del mismo..

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(52) 33. Figura 2.6 Cerro Chaflú.. En las faldas de este cerro descansa una población, la cual lleva el mismo nombre. Una población aledaña es la de Chinca, mucho más amplia que la anterior. Cabe recalcar que frente a este cerro se encuentran otros que si tienen infraestructura de telecomunicaciones. En la figura 2.7 se observa que por alrededor del cerro Chaflú por su lado derecho de Sur a Norte cruza el Río Esmeraldas..

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(55) 36. Figura 2.7 Alrededores del cerro Chaflú.. El cerro Chaflú tiene una altura de 391 m sobre el nivel del mar, su vegetación es propia de la costa ecuatoriana, con árboles cuyo tronco es delgado y su altura de no más de 8 m. En el caso de que se decida implementar este proyecto de titulación se.

(56) 37. debe recalcar que el sitio exacto de las coordenadas se encuentra como a unos 2 km de la población de Chaflú y de Chinca, a partir de las mismas se debería construir un camino de acceso, se debería instalar todos los servicios básicos como son agua potable, luz eléctrica (servicios con los que cuentan las poblaciones de Chaflú y Chinca). En la figura 2.8 se observa imágenes del camino hacia la cumbre de dicho cerro..

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(59) 40. Figura 2.8 Camino hacia la cumbre del cerro Chaflú..

(60) 41. Además el sitio por el que se realizó la visita pertenecía a un solo dueño por lo que no se tendría tantos problemas en una posible negociación. El ingreso se lo realizo por el camino vía a Chinca, por las propiedades pertenecientes al Sr. Nelson Santos, el mayordomo de estas tierras Sr. Pedro Caicedo fue quien presto su ayuda para mostrar todas las ventajas y desventajas de este lugar, dando a conocer que el dueño está abierto a la posibilidad de negociar con sus tierras para colocar cualquier tipo de infraestructura de telecomunicaciones. También dio a conocer que Conecel S.A. (Claro) ya había hecho una visita al lugar, solo que a esta empresa le interesaba el ingreso al cerro Chaflú por los terrenos pertenecientes a varios herederos, por lo que la negociación se complicó debido a que los distintos herederos no llegaron a un acuerdo; en vista de ello, Conecel S.A. realizo la instalación de sus antenas en cerros aledaños al cerro Chaflú. En la figura 2.9 se observa al encargado de la seguridad, siembra, cosecha y otras actividades que se deben realizar en este lugar.. Figura 2.9 Persona encargada de las distintas tareas en estos terrenos..

(61) 42. El clima en el cerro Chaflú es tropical – húmedo, con una topografía ondulada, se encuentran árboles frutales propios de este clima como el árbol de limón, cosechas de cacao, palmeras; entre otras plantas. En la figura 2.10 se observa la flora del cerro Chaflú..

(62) 43. Figura 2.10 Flora del cerro Chaflú..

(63) 44. En la figura 2.11 se muestra el tanque de agua potable usado para la población que lleva el mismo nombre de este cerro.. Figura 2.11 Tanque de agua potable usado por la población de Chaflú.. 2.4 DESCRIPCIÓN GEOGRÁFICA DE LA NUEVA RUTA. Para el establecimiento de un nuevo trayecto para el cierre de anillo del sistema microonda de EP PETROECUADOR hacia el Terminal Marítimo de Balao, la alternativa propuesta, a diferencia de la ruta actual, está conformada en su mayoría por espacios físicos propios en nuevos cerros o en su defecto lugares que no han sido utilizados en su totalidad, es decir, presentan el espacio físico necesario para la instalación de equipos con el complemento de la. disponibilidad. de. frecuencias en las bandas asignadas en el Plan Nacional de Distribución de Frecuencias del Ecuador..

(64) 45. El trayecto propuesto para el cierre de anillo del sistema microonda en la región norte inicia en la provincia de Pichincha, en el Cerro Pichincha – Cerro Cóndor Cocha – Cerro Chaflú – VBE11 – TTK10, los tres últimos ubicados en la provincia de Esmeraldas. La tabla 2.1 muestra la ubicación y coordenadas geográficas de los cerros del trayecto propuesto para el cierre de anillo del sistema microonda hacia el Terminal Marítimo de Balao, usando la referencia WGS84.. CERROS. PROVINCIA. CANTÓN. LATITUD. LONGITUD. m.s.n.m.. Pichincha. Pichincha. Quito. 00°09’59,78’’ S. 78°31’34,03’’ W. 3.800 m. Pichincha. Quito. 00°02’19,29’’ S. 78°30’41,46’’W. 3.581 m. Chaflú. Esmeraldas. Esmeraldas. 00°44’40,71’’ N. 79°34’18,57’’ W. 391 m. VBE11. Esmeraldas. Esmeraldas. 00°51’09,73’’ N. 79°37’09,11’’ W. 63 m. TTK10. Esmeraldas. Esmeraldas. 00°57’01,08’’ N. 79°41’41,87’’ W. 171 m. Cóndor Cocha. Tabla 2.1 Ubicación y coordenadas geográficas de los cerros de la nueva ruta propuesta.. La figura 2.12 muestra los puntos terminales que comprenden el nuevo trayecto hacia el Terminal Marítimo de Balao, para el cierre del anillo del sistema microonda..

(65) 46. Figura 2.12 Ubicación de los puntos de la nueva ruta propuesta.. Como podemos observar en la figura 2.13 el cierre de anillo del sistema microonda se produce, a través del TTK10 en el Terminal Marítimo de Balao. Tomando en cuenta que la ruta actual va desde el cerro Carcacha en el Atacazo hacia el TTK1; cabe recalcar que en cada uno de los tanques (TTK) existentes en el Terminal Marítimo de Balao se tiene la presencia de equipos que se interconectan entre sí, lo que no genera ningún inconveniente en el cierre de anillo al utilizar el TTK10 en lugar del TTK1. Este cambio se produjo debido a que en el salto de Chaflú hacia el siguiente sitio, se encontró que existe actualmente ya un enlace funcionando desde la VBE11 hacia el.

(66) 47. TTK10; lo cual permite un ahorro de costos para EP PETROECUADOR, cuando decidan implementar el presente proyecto. El terminal que sigue a Chaflú es un lugar bastante cercano al sitio donde se encuentra la VBE11, motivo por el cual se tomó la decisión de adoptar el sitio donde se encuentra ubicada dicha válvula de bloqueo. La tabla 2.2 muestra las distancias correspondientes entre cada punto del nuevo trayecto, las mismas que son obtenidas a partir de las coordenadas mostradas en la tabla 2.1 y mediante el uso del software PTP LINKPlanner que permite simular radioenlaces.. TRAYECTO (CERROS). DISTANCIA (km). Pichincha – Cóndor Cocha. 14.24. Cóndor Cocha - Chaflú. 146.41. Chaflú – VBE11. 13.06. VBE11 – TTK10. 13.70. Tabla 2.2 Distancias entre los puntos de la nueva ruta propuesta.. En la figura 2.13 se puede apreciar más claramente las distancias entre los puntos que conforman la nueva ruta propuesta..

(67) 48. Figura 2.13 Distancias entre los puntos de la nueva ruta propuesta.. 2.5 CÁLCULO DE LOS RADIOENLACES DE LA NUEVA RUTA PARA EL CIERRE DE ANILLO DEL SISTEMA MICROONDA HACIA EL TERMINAL MARÍTIMO DE BALAO.. 2.5.1 PARÁMETROS. A. CONSIDERAR. EN. EL. CÁLCULO. DE. LOS. RADIOENLACES.. Una vez comprobada la existencia de línea de vista entre cada punto del trayecto propuesto, se determinarán los siguientes parámetros para el cálculo de los radioenlaces..