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Acceso Fijo - Contenido educativo

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Subido el 12 de diciembre de 2022 por Pedro Luis P.

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Descripción de los sistemas de acceso fijo (Punto-Mutipunto), WiMAX, WiFI..etc

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Iniciamos este tema 8, que vamos a titular como Acceso fijo y comunicaciones móviles y, en conjunto con el tema anterior que vimos, 00:00:00
que era el tema 7 de Radios lácteos de transporte, constituyen los dos juntos la última parte de este curso. 00:00:15
En principio vamos a hablar del término de acceso radio punto-multipunto y los sistemas celulares, 00:00:22
que son aquellas estructuras de red que sirven para poder conectar desde un punto con varios clientes o con varios puntos, 00:00:28
a diferencia de los radiolaces que hemos visto en el punto anterior. 00:00:37
Así que vamos a ver las técnicas que se utilizan, que ya las vimos en su día, y después vamos a entrar en la descripción de un sistema 00:00:40
llamado LMDS o WIMAS, que se utiliza para dar o prestar servicio de banda ancha rural y telefonía en zonas rurales por el operador de teléfono. 00:00:49
Vamos a ver la estructura que tiene la estación base, los terminales de clientes y cómo podríamos hacer la planificación radioeléctrica 00:01:00
para la instalación de una de estas estaciones bases. 00:01:09
En la segunda parte, una vez que terminemos con la parte de acceso fijo punto-multipunto, hablaremos de los servicios móviles. 00:01:13
Los servicios móviles, podemos distinguir los primigenios que daban origen un poco a la comunicación en flotas y con movimiento de personas, 00:01:21
como eran el Trunking, los Bipper y los sistemas de radiotelefonía de grupo cerrado, 00:01:32
para entrar directamente ya en lo que se conoce como Telefonía Móvil Automática y ha sufrido una gran evolución en los últimos 20 años. 00:01:37
Podemos empezar con las distintas generaciones, que tenemos la Telefonía Móvil Automática de primera generación o analógica, 00:01:45
para pasar a la segunda generación o GSM y, finalmente, ya cuando estamos en la época de las comunicaciones de datos, 00:01:54
las comunicaciones peer-to-peer, entre personas y entre máquinas, y ahí entra en juego la Telefonía Móvil Automática de tercera y cuarta generación 00:02:04
y la 5G, que ya está en fase de desarrollo y de despliegue. 00:02:13
Estos son los contenidos que vamos a empezar a ver en este tema 8, que, como fue anunciado, 00:02:19
la evaluación de este tema 8 la realizaremos de forma conjunta con el tema 7 y, en los próximos días, ya les comunicaremos la forma de hacerlo. 00:02:26
Los sistemas de acceso radioeléctricos punto a punto que hemos visto hasta ahora son cuando teníamos un medio de transmisión, 00:02:35
en este caso de radio, para sustituir el transporte entre dos puntos donde no disponíamos de fibra óptica o de otro portador físico 00:02:43
y utilizábamos lo que se llamaba un cable herciano. Estos eran los sistemas de transporte punto a punto. 00:02:52
Lo que vamos a ver en este tema son los sistemas punto-multipunto que aplican a la última milla, es decir, a la última zona donde los clientes acceden a la red, 00:02:58
cuando no podemos tampoco instalar un sistema de acceso físico, como puede ser el cobre o la fibra óptica. 00:03:08
En estos casos, se recurre a un sistema que, desde un punto, se accede a todos los puntos de los clientes. 00:03:15
Los servicios que se pueden prestar pueden ser servicios de voz o también pueden ser servicios de datos. 00:03:23
Cuando un sistema punto-multipunto presta un servicio fundamentalmente de datos, BAT datos, que en esta época son siempre datos IP, 00:03:29
se le conoce con el nombre de WiMAS, mientras que si además presenta un servicio de voz, aunque esté combinado con datos, se le llama un sistema LMDS. 00:03:38
Para poder acceder desde un punto a distintos puntos a la vez, utilizando los recursos del espectro radioeléctrico, que como ya sabemos son muy limitados, 00:03:48
existen diversas técnicas, técnicas que se denominan técnicas de acceso múltiple y que ya vimos en el tema 3, cuando vimos el aprovechamiento del espectro. 00:03:56
Las técnicas de acceso múltiple que vamos a utilizar y que, fundamentalmente, están enfocadas a esta parte de la red, lo que es el acceso punto-múltipunto, 00:04:08
son las técnicas FDMA, TDMA y CDMA. Como sus iniciales indican, se trata de uno de los recursos dividirlo para que puedan acceder a la vez, 00:04:19
simultáneamente, distintos clientes. Las definiciones de lo que sería el TDMA, el FDMA o el CDMA las tienen en la presentación y también las pueden repasar en el tema 3, 00:04:35
como ya las vimos en su momento. No debemos confundir estas técnicas de acceso múltiple, que permiten que desde un punto se pueda acceder a varios clientes a la vez, 00:04:47
utilizando el recurso de radio, con las técnicas de acceso bidireccional o técnicas de acceso al medio, que tanto sea en sistemas punto-a-punto como en estos sistemas punto-múltipunto, 00:04:56
lo que van a permitir es mantener de una manera simultánea los dos canales de la transmisión, el canal ascendente o el canal descendente o la transmisión y la recepción 00:05:09
o el uplink o el downlink, como lo queramos llamar. Estos dos canales, estos dos circuitos o caminos, tienen que ser mantenidos en todo momento y existen dos técnicas fundamentales. 00:05:24
Una es la técnica FDD, que es la técnica que nos permite comunicar, digamos, aprovechando o dividiendo el espectro en dos frecuencias, una frecuencia para uno de los caminos, el ascendente, 00:05:35
y otra frecuencia para otro de los caminos, que sería el descendente. Y otra técnica muy comúnmente usada, que es la técnica TDD, Time Division Duplex, que permite dividir el tiempo en dos intervalos. 00:05:50
En un intervalo se utiliza la comunicación en el sentido descendente y en el otro intervalo, inmediatamente contiguo, se utiliza en el sentido ascendente, por ejemplo. 00:06:04
La realidad es que la mayor parte de los sistemas utilizan unas técnicas mixtas, en las cuales se utiliza técnica FDD compaginada con técnicas TDD y, a su vez, se combinan técnicas de acceso bidireccional con técnicas de acceso dulce. 00:06:16
En los sistemas, en las redes de acceso, para un mejor aprovechamiento del espectro y de otros recursos, los operadores recurren a dividir las áreas de servicio, donde hacen la actividad en una serie de celdas que viven en la zona de cobertura, en unas pequeñas células, y cada una de estas celdas tiene un tamaño que puede ser variable y permite la reutilización de frecuencias. 00:06:33
Este es el gran objetivo. Utilizamos una frecuencia en varias celdas, separadas por otras celdas intermedias, y esto nos permite un reuso o una reutilización de las frecuencias para un recurso que resulta escaso. 00:06:57
El tamaño, la agrupación de celdas que vamos a hacer y la forma que tienen estas celdas es una cuestión dinámica que se va adaptando un poco a las necesidades del tráfico. 00:07:12
Lo que sí debe quedar claro es que en cada celda va a ser atendida por una estación base, y esta estación base es la que va a atender a los clientes de esa celda. 00:07:23
En cuanto al tipo de estructura del sistema radiante, lo que se llama la disposición de las antenas dentro de la estación base, que se sitúa más o menos en una zona centrada de la celda, pues hay distintos tipos de configuraciones. 00:07:32
La original sería una celda omnidireccional, que radia igual en todas las direcciones, y utiliza una única antena omnidireccional que radia circularmente alrededor de la celda. 00:07:47
Pero, a veces, por necesidades de tráfico, por el número de clientes que se tiene que dividir en tres grupos, o simplemente para evitar el alcance o sobrealcance que puede producir con otras celdas, 00:08:00
se recurre a lo que se llama sectorizar una celda, en la cual se utilizan combinaciones de antenas sectoriales que bien pueden cubrir 120 grados, es lo más común, o bien 60 grados, y a través de una combinación de sectores que garantiza la cobertura total de la celda. 00:08:12
Clásicamente, las redes de acceso y también las redes de móviles utilizan celdas de sectores de 120 grados. 00:08:30
El sistema Symmetry, de tecnología LMDS, utilizado por Telefónica para el despliegue de banda ancha rural, es un sistema conocido como LMDS, que después ha evolucionado a Waymas, y que tiene unas características muy especiales. 00:08:39
Es un sistema punto-multipunto, en el cual cada estación base atiende a sus clientes. 00:08:55
En la estructura de red que se ve aquí, se ve que el sistema tiene acceso a la red de telefonía conmutada, es decir, para llamar por teléfono, y también tiene acceso a la red de datos para acceso a Internet, que en el mundo de Telefónica se la llama red RIMA. 00:09:01
La red de telefonía conmutada para acceder al servicio telefónico, la red RIMA para acceder a Internet. 00:09:17
Los clientes se sitúan en áreas rurales, y desde las estaciones base se daba cobertura y se garantizaba la conectividad de estos clientes por medios inalámbricos a su estación base. 00:09:25
¿Qué características tiene esta tecnología? 00:09:37
Es una tecnología muy robusta que utiliza sectores de radio con una técnica de acceso al medio FDD. 00:09:40
Eso quiere decir que utilizamos una frecuencia para comunicar a los clientes con la estación base y otra frecuencia diferente para comunicar a la estación base con los clientes. 00:09:50
Vean que solamente disponemos de un megaherzio de radio, que es un espectro muy pequeño, y que tenemos un megaherzio para uno de los sentidos de la transmisión y otro megaherzio para el otro sentido de la transmisión. 00:10:01
De ahí que decimos que es un 1 más 1 megaherzio. 00:10:14
Además de eso, como técnicas de acceso múltiple, este sistema o esta tecnología utiliza una técnica OFDM, semejante a la que utilizaba la TDT para la distribución de señal de televisión digital, 00:10:18
en la cual ese megaherzio de radio que tenemos para atender a una celda no se lo asignamos completamente a un cliente o a un grupo de clientes, sino que lo que hacemos es que ese megaherzio lo dividimos en una serie de tonos ortogonales y a cada cliente le asignamos un número de estos tonos. 00:10:33
Y con esto se permite una asignación dinámica de los recursos de radio a los distintos clientes que tienen que enviar mensajes. 00:10:56
Esta técnica OFDM para acceso múltiple también se combina con una técnica de TDMA, es decir, que a su vez se divide el tiempo en una serie de slots, de manera que a cada uno de los clientes que tiene que enviar un mensaje o recibir un mensaje de la estación base se le asigna un slot de tiempo y en ese slot de tiempo un grupo de los tonos en los que se ha dividido el megaherzio de radio. 00:11:05
Por supuesto, estos tonos van modulados digitalmente y se pueden utilizar distintos esquemas de modulación dependiendo un poco de las características, de la distancia que haya entre el cliente y la estación base, y se puede conseguir una mayor eficiencia en la transmisión de datos utilizando modulaciones del tipo 64QAM o las más sencillas para las comunicaciones que estén más comprometidas en las que hay que modular. 00:11:35
Por ejemplo, en la estación base solamente podemos utilizar QPSK o una modulación con cuatro estados. 00:12:05
Esto permite alcanzar comunicaciones de datos en el sentido descendente, que es el que más se favorece, es decir, la comunicación entre la estación base y los clientes puede llegar a transmitir a una frecuencia de bit de 2 megabit, mientras que en el sentido ascendente se limita un poco la comunicación, como se hacía históricamente con el ADSL. 00:12:11
En la subida de datos a la red, en la cual la máxima velocidad que puede proporcionar este tipo de sistemas para un cliente en un momento determinado es de 500 kT. 00:12:34
También el sistema, para ser más robusto, utiliza técnicas de diversidad, como hemos visto en los radioenlaces de la etapa anterior. 00:12:45
Pero en este caso es una diversidad de polarización en la que no se utilizan dos antenas para transmitir con cada cliente, sino que se utiliza una única antena que tiene dos polarizaciones. 00:12:53
Se manda la misma información en dos polarizaciones diferentes. 00:13:03
La tecnología y el sistema permiten comunicaciones hasta 30 kilómetros de distancia, siempre y cuando exista LOS, lo que es línea de visibilidad directa, 00:13:08
y en distancias cortas, digamos en los primeros 3 o 4 kilómetros, se pueden producir comunicaciones incluso por debajo de la línea vista, 00:13:20
es decir, con clientes que tengan la instalación completamente tapada con respecto a la estación base. 00:13:28
En cuanto a la instalación, aquí en la diapositiva se puede ver una imagen de lo que sería el bastidor de estación base, que tiene distintos sub-bastidores. 00:13:35
Aparte del sub-bastidor superior, que sería la alimentación, las tarjetas de electrónica y de conexiones con la red, 00:13:43
y finalmente en la parte inferior, la parte más pesada, donde estarían los trasfectores, los elementos de radiocomunicación. 00:13:50
Como tiene dos sub-bastidores para comunicarse, podríamos equipar hasta 6 sectores por una estación base. 00:13:58
Normalmente se equipan 3 sectores que van duplicados y cada uno de los sectores tiene dos trasfectores para emitir en una polarización y en otra polarización, 00:14:09
en la polarización cruzada, más menos 45 grados. 00:14:19
La comunicación entre los trasfectores y la antena de la estación base no se hace directamente, sino que en el camino de recepción, 00:14:23
es decir, la señal que se recibe de los clientes hacia la estación base, pasa previamente por un amplificador de antena que se llama TTA, 00:14:31
que mejora la ganancia del sistema con respecto a las antenas, que son sectoriales de 120 grados. 00:14:39
Vean que tiene las dos entradas para las dos polarizaciones y este instrumento mecánico que sirve para dotarles de una cierta inclinación a las antenas y ajustar la cobertura. 00:14:46
También es importante en esta instalación de estación base los elementos de protección. 00:14:59
Como los cables que van desde los trasfectores hasta las propias TTAs, o incluso hasta la propia antena, tienen que recorrer un largo trayecto por la torre, 00:15:04
están sujetos a las posibles descargas cuando se producen tormentas o cualquier otro fenómeno meteorológico. 00:15:15
Para todo lo cual, se protegen con descargadores de gas que se sitúan en las proximidades del equipo. 00:15:22
La conectorización, el aislamiento y los kits de tierra, como estos de aquí, que garantizan que la malla, 00:15:31
o lo que es el conductor exterior de los cables coaxiales que suben por la torre, estén perfectamente unidos a tierra, 00:15:38
se consigue colocando estos llamados kits de tierra que tienen que estar en distintos puntos de la tirada de la línea de cable. 00:15:45
El terminal de cliente, o CPE, es una parte fundamental de un sistema punto-multipunto. 00:15:53
Hemos hablado anteriormente de la estación base y ahora vamos a hablar del terminal de cliente. 00:15:58
Este es el terminal que se instala en el domicilio del cliente que accede a la estación base dentro de su sector o dentro de su celda. 00:16:03
En esta tecnología se le llama CPE y sirve para dar servicio de telefonía, por lo tanto al final tendremos conectado dos líneas telefónicas 00:16:11
que se pueden conectar con un supletorio o dos líneas independientes y también un conector que permite la conexión de un ordenador 00:16:23
o de un switch o un hub para tener acceso a internet y es por donde fluyen los datos que se están facilitando por el servicio. 00:16:30
El módulo dispone de una antena y un transfector y todo el equipamiento está acoplado a la antena. 00:16:40
Vean que la antena es de pequeñas dimensiones, aunque parece cuadrada, es una antena que es bastante directiva, 00:16:46
no es como la antena de la estación base. 00:16:53
Decíamos que la antena de estación base estaba diseñada para cubrir un sector de 120 grados y por lo tanto la antena de estación base con doble polarización 00:16:54
tiene una apertura en torno a los 65-70 grados y que es la típica antena de un sector de 120. 00:17:06
En el caso de la antena de cliente es una antena mucho más pequeña y también mucho más directiva, 00:17:13
es decir, que su ángulo de apertura no creo que supere los 20 grados. 00:17:21
Después, todo este equipamiento que se coloca en el tejado de la vivienda o en una zona exterior para garantizar la cobertura, 00:17:25
se conecta con el interior a través de un cable y llega a una caja terminal y esa caja terminal es donde se garantizan las conexiones del servicio. 00:17:33
Es muy importante en este tipo de clientes y en este tipo de sistemas el garantizar la alimentación, 00:17:41
por todo lo cual se suele utilizar una UPS, un equipo de alimentación ininterrumpida en el cual si se va a la corriente eléctrica, 00:17:48
el servicio telefónico y el servicio de acceso a internet sigue garantizado porque hay una batería que garantiza esta alimentación a todo el equipo de la estación. 00:17:57
En los sistemas celulares se realiza siempre en varias etapas. 00:18:08
Hay una etapa preliminar, de diseño preliminar, donde todavía no tenemos nada, pero tenemos que hacer los primeros ajustes. 00:18:12
Una segunda etapa en la que ya hacemos un diseño detallado de cada una de las estaciones base, de cada una de las áreas de servicio que vamos a necesitar. 00:18:19
Después, una vez que se hacen las primeras instalaciones, se producen unas medidas o unas medidas de integración y unas correcciones finales, 00:18:27
que es el proceso que se llama de optimización. Todo este es un proceso que se realimenta mutuamente en varios ciclos y en varias etapas y que es un proceso dinámico. 00:18:36
En todo este proceso, lógicamente, van a intervenir las herramientas de planificación, como el tipo Siri Online, con las cuales vamos a hacer esta planificación. 00:18:48
Por ejemplo, vamos a hablar un poco de lo que sería una planificación preliminar, la cual tenemos una serie de capas que vamos a implementar dentro de nuestra herramienta de planificación, 00:18:58
que podría ser perfectamente Siri Online. Vamos a tener un rastre de referencia, o lo que serían los planos. 00:19:09
Vamos a tener una capa de MDT, con el modelo digital del terreno, con todas las elevaciones y todos los accidentes holográficos. 00:19:15
Vamos a tener una capa vegetal, que nos va a situar el tipo de arbolado, o tipo de vegetación, o el tipo de absorción que va a tener el territorio en estas frecuencias. 00:19:23
Y, por último, y este es muy importante para garantizar el servicio a los clientes, vamos a tener una capa en la que situamos los puntos donde tenemos las estaciones base 00:19:36
y una capa administrativa donde situamos los núcleos poblacionales o donde están residiendo los clientes que tenemos que poner o garantizar su cobertura. 00:19:49
Combinando todas estas capas con una serie de modelos de propagación, podemos conseguir o garantizar un servicio de calidad. 00:19:59
Otra cuestión importante en esta planificación es la planificación de las frecuencias, para lo cual tenemos que dividir el territorio o la zona a cubrir en una serie de celdas 00:20:10
y en cada celda tenemos que garantizar que se va a utilizar una frecuencia, por ejemplo, con una polarización determinada, con el fin de garantizar que los clientes de esta celda, 00:20:20
que tienen, por ejemplo, la frecuencia f1 en vertical, sólo pueden comunicarse con esta celda, pero no podrían comunicarse con la siguiente porque esta está esperando a clientes que tienen, 00:20:30
aunque tengan la misma frecuencia, la frecuencia f1, la esperan en frecuencia en polarización horizontal, con lo cual es imposible que éstos puedan ser interferidos por la celda adyacente, 00:20:41
mientras que sí podrían ser interferidos, por ejemplo, por esta otra que ya tiene entre medias una celda intercalada. 00:20:54
Esta es un poco la técnica o las topologías que se utilizan para poder combinar y aprovechar y reutilizar el espectro en varias celdas diferentes. 00:21:01
Luego, en cuanto a las bandas de trabajo que utilizan estos sistemas celulares, podemos encontrar sistemas que trabajan en bandas altas, como 26 GHz, que fundamentalmente están muy sujetos a la atenuación que produce la lluvia, 00:21:14
y otros sistemas que trabajan en bandas más bajas, como la de 3,5 GHz, que tienen un mejor alcance, ya saben que la atenuación por distancia aumenta con la frecuencia, 00:21:29
de manera que estas celdas, las celdas de alta frecuencia, están muy sujetas a la atenuación que produce la lluvia y los gases atmosféricos, 00:21:41
mientras que las celdas o las estaciones base, que trabajan en la frecuencia de 3,5 GHz, están siempre más protegidas con respecto a la lluvia y los gases atmosféricos. 00:21:50
Y el único, digamos, punto crítico que tienen es tener que cuidar un poco el aspecto de los sobrealcances y las interferencias, debido a que las condiciones de propagación son mucho más favorables. 00:22:05
Cuando hacemos una planificación, una vez que vamos a poner la celda en servicio, una cuestión importante es mantener un poco el orden de los sectores, 00:22:20
para lo cual, en todas las operaciones de campo relacionadas con la puesta en servicio de una estación base, hay que hacer lo que se llama la Vuelta de Pueblas. 00:22:32
Una vez que se han situado los sectores, el sector 1 clásicamente mira hacia el norte geográfico, el sector 2 mira clásicamente a 120 grados, 00:22:41
esto es un error, aquí debería poner 120, y el sector 3 que mira a 240 grados, 180 grados sería. 00:22:52
Bueno, pues una vez que tenemos los tres sectores colocados, tenemos que hacer un recorrido alrededor de la celda y comprobar que en los puntos donde estamos en frente, 00:23:00
orientados hacia el norte, sólo recibimos señal del sector 1 y no del sector 2. 00:23:10
En los puntos que son fronterizos, pues tendremos que recibir una parte de la señal del sector 1 y una parte de la señal del sector 2. 00:23:16
Esta se llama la Vuelta de Pueblas, que normalmente se ejecuta en la puesta a punto de la estación base, se anotan los valores recibidos de la señal RSSI, 00:23:24
que es la potencia que se recibe, y también se mide el desequilibrio que existe entre las dos polarizaciones que utiliza la celda. 00:23:37
Es una técnica bastante común, tanto en sistemas de acceso fijo como en sistemas en la diapositiva. 00:23:45
Lo que encontramos ahora es un ejemplo de una planificación de cobertura realizada con la herramienta Studio Online, 00:23:50
en el cual hemos, después de introducir los parámetros de planificación, de haber configurado el estudio, 00:23:57
hemos obtenido un resultado, y el resultado que nos va a mostrar siempre va a ser una serie de píxeles o de zonas que tienen un color. 00:24:05
El color está relacionado con el nivel de señal que se está recibiendo en cada uno de estos puntos. 00:24:15
Vean que aquí los píxeles son bastantes y las zonas son bastante grandes, porque hemos utilizado seguramente una cartografía y una carta de pago, 00:24:20
que es el cálculo gratuito, y por lo tanto los píxeles son aproximadamente de unos 400 metros. 00:24:33
Pero ya se puede ver que, por ejemplo, en las zonas próximas a la estación base estamos recibiendo un valor que es mayor que menos 70, 00:24:39
mientras que en la zona amarilla está entre menos 70 y menos 80, la zona violeta o morada estaría entre menos 90 y menos 90 y esto es una zona vacía. 00:24:47
Subtítulos realizados por la comunidad de Amara.org 00:25:03
Idioma/s:
es
Autor/es:
Pedro Luis Prieto
Subido por:
Pedro Luis P.
Licencia:
Dominio público
Visualizaciones:
31
Fecha:
12 de diciembre de 2022 - 22:37
Visibilidad:
Público
Duración:
25′ 10″
Relación de aspecto:
4:3 Hasta 2009 fue el estándar utilizado en la televisión PAL; muchas pantallas de ordenador y televisores usan este estándar, erróneamente llamado cuadrado, cuando en la realidad es rectangular o wide.
Resolución:
1024x768 píxeles
Tamaño:
94.29 MBytes

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