Relatório sistemas de rádio CaioGraco

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CURSO TÉCNICO 
EM 
 TELECOMUNICAÇÕES 
 
 
RELATÓRIO PARA SISTEMAS DE RÁDIO ENLACE. 
 
DISCIPLINA : SISTEMAS DE RÁDIO TURMA : VESPERTINO 
PROFESSOR : VALDEZ ARAGÃO FILHO 
DATA DA EXPERIÊNCIA : 10/09/2011 A 19/10/2011 
EXPERIÊNCIA : ANÁLISE, COMPROVAÇÃO DE PARÂMETROS E 
EXECUÇÃO DE UM SISTEMA DE RÁDIO ENLACE COM AUXÍLIO DE 
SOFTWARES. 
COMPONENTES : CAIO GRACO 
 JEFFERSON FERREIRA 
 
 
NATAL, 2° SEMESTRE/2011 
 O relatório a seguir tem por objetivo descrever, comprovar e executar através de 
experimentos e estudo de casos, com auxílio de softwares, a eficácia na aplicação e 
execução de um sistema de rádio enlace para telecomunicações. 
 Durante todo o processo de análise e execução do projeto de rádio enlace foram 
utilizados os softwares Rádio mobile, Google Earth e Microsoft Excel como suporte 
para estudo de casos. 
 Sob a supervisão e orientação do professor Valdez Aragão, foram obedecidos alguns 
pré – requisitos e parâmetros exigidos pela ANATEL. Na ocasião utilizou-se a faixa de 
frequência isenta de licença 5725 MHz, Rádios Motorola série PTP 200/ mod. 5X250 
com bandas de radiofrequência 5470 GHz – 5725 GHz / 5725 GHz – 5850 GHz. 
 Como fase inicial do projeto foi selecionado com o auxílio do Google Earth, dois 
pontos para a implantação das antenas (sistema ponto a ponto), abaixo temos as 
localizações : 
Estação Transmissora . 
 Cidade : Extremoz/RN 
 Altura real em metros com relação ao nível do mar (Areal) : 50 metros. 
 Azimute da Estação Transmissora para a Estação Receptora : 294,60° 
 Latitude, Longitude : 
 
Graus Minutos Segundos 
Graus 
Absolutos 
Latitude 5 42 18,95 -5,705 
Longitude 35 17 37,43 -35,293 
 
Estação Receptora . 
 Cidade : Ceará Mirim/RN 
 Altura real em metros com relação ao nível do mar (Areal ) : 62 metros. 
 Azimute da Estação Receptora para a transmissora : 114,6° 
 Latitude, Longitude : 
 
Graus Minutos Segundos 
Graus 
Absolutos 
Latitude 5 38 56,36 -5,648 
Longitude 35 25 2 -35,417 
 Determinados os pontos exatos de instalação das antenas, ainda com o Google Earth 
traçamos um caminho entre os pontos (linha de visada) para com isso obter o perfil de 
elevação do terreno e a distância total do enlace que no caso é de 15 Km. 
 
 Para cada distância de 100 metros do enlace foram colhidos dados como : altura, 
distância do ponto a estação transmissora, distância do ponto a estação receptora. Dados 
esses necessários para fazer a correção no perfil de elevação do terreno para os valores 
de Kmédio e Kmínimo. No gráfico abaixo temos um breve comparativo entre a altura e 
distância para cada 100 metros do enlace porém ainda sem correção do perfil de 
elevação. 
 
0
10
20
30
40
50
60
70
0
0
,7
2
1
,4
2
2
,1
1
2
,8
1
3
,5
4
,2
4
,9
5
,6
6
,3 7
7
,7
2
8
,4
1
9
,1
9
,8
1
0
,5
1
1
,2
1
1
,9
1
2
,6
1
3
,3 1
4
1
4
,7
A
lt
it
u
d
e
 (
m
) 
Distância (Km) 
Areal (m) 
 Após obtido as alturas e corrigido o perfil para o Kmédio e Kmínimo, têm-se o seguinte 
gráfico para Areal + AKmédio : 
 
E para Areal + AKmínimo : 
 
No calculo dos valores de Kmédio foram utilizados os seguintes parâmetros : 
 ( ) 
 ( ( ) ( ) ( ))
 
 
No calculo dos valores de Kminimo foram utilizados os seguintes parâmetros: 
 ( ) 
 ( ( ) ( ) ( ))
 
 
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
0
0
,7
2
1
,4
2
2
,1
1
2
,8
1
3
,5
4
,2
4
,9
5
,6
6
,3 7
7
,7
2
8
,4
1
9
,1
9
,8
1
0
,5
1
1
,2
1
1
,9
1
2
,6
1
3
,3 1
4
1
4
,7
A
lt
u
ra
 (
m
) 
Distância (Km) 
Areal + Akmedio 
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
1 8
1
5
2
2
2
9
3
6
4
3
5
0
5
7
6
4
7
1
7
8
8
5
9
2
9
9
1
0
6
1
1
3
1
2
0
1
2
7
1
3
4
1
4
1
1
4
8
A
lt
u
ra
(m
) 
Distância (Km) 
Areal + Akminimo 
 Em um segundo momento do projeto, tivemos que calcular o elipsoide de Fresnel que 
determina o espaço livre para transmissão entre as duas antenas, mais adiante no projeto 
veremos pelo software Rádio Mobile o comportamento do elipsoide depois de ajustados 
todos os parâmetros. 
Para os cálculos do elipsoide de Fresnel foi obedecido a seguinte condição : 
 √
 
( ) 
 
Onde : d1= Distância do ponto até a origem do enlace, em Km 
 d2= Distância do ponto até o fim do enlace, em Km 
 n= Ordem da elipsoide de Fresnel 
 = Frequência de operação do sistema em MHz 
Com isso obtivemos os seguintes valores para uma frequência de trabalho de 5725 
MHz: 
RKméd.(m) = 11,91 e RKmín.(m) = 7,14 
 Na figura abaixo podemos ver a representação do elipsoide de Fresnel calculado 
anteriormente. Onde a faixa azul é a zona do elipsoide mais significativa do projeto pois 
será nela que passará a informação transmitida, por isso a preocupação da mesma está 
completamente livre de obstáculos afim de se obter o melhor resultado de troca de 
informações. 
 
 
 No passo a seguir do projeto é necessário resgatar valores dos dois passos anteriores 
para o cálculo da altura que será aplicada em cada torre do sistema de transmissão, os 
valores necessários para essa etapa são os seguintes : 
CÁLCULO DA ALTURA DAS ANTENAS 
Frequência do enlace f 5725 MHz 
Comprimento d 15 Km 
Kmédio (valor padrão) Kmédio 1,33 - 
Kmínimo (valor baseado em 15 Km) Kmínimo 0,3 - 
Distância da estação A até a obstrução d1 11,5 Km 
Distância da estação B até a obstrução d2 3,5 Km 
Altitude da estação A (sem correção do perfil) ha 50 m 
Altitude da estação B (sem correção do perfil) hb 60 m 
Altitude do obstáculo (sem correção do perfil) hpc 61 m 
Raio de Fresnel no ponto crítico para Kmédio Rf 11,91 m 
Raio de Fresnel no ponto crítico para Kmínimo Rf’ 7,14 m 
Correção da curvatura da terra para Kmédio Hm 2,37 m 
Correção da curvatura da terra para Kmínimo Hm’ 10,53 m 
Raio de Fresnel + correção da curvatura da 
terra para Kmédio 
Hc 14,28 m 
Raio de Fresnel + correção da curvatura da 
terra para Kmínimo 
Hc’ 17,67 m 
Altura da antena A tomada como referência h1 15 m 
Margem do crescimento de árvores no ponto 
de obstrução 
Mc 0 m 
Margem de segurança devida a precisão das 
medidas 
Ms 0 m 
Altura da antena B para Kmédio h2 18,41 m 
Altura da antena B para Kmínimo h2’ 22,83 m 
 
 Com os valores acima foram utilizados os seguintes parâmetros para encontrar os 
valores de Kmédio e Kmínimo para a antena receptora : 
 
Para Kmédio ; 
 
 ( ) ( )
 
 
Para Kmínimo ; 
 
 ( ) ( )
 
 
 A figura a seguir nos mostra que os parâmetros adotados até o presente momento 
correspondem com uma boa qualidade de transmissão no projeto de rádio enlace, 
podemos observar na mesma que o elipsoide de Fresnel está livre de obstáculos 
conforme representado pela linha tracejada verde da figura abaixo. 
 
 Como citado no início do relatório, para a construção do rádio enlace foram utilizados 
dois rádios Motorola série PTP 200 – Mod.5X250, a seguir temos as principais 
especificações do rádio : 
Motorola série PTP 200 – Mod. 5X250 
Tecnologia de rádio 
Bandas RF 5.470 GHz – 5.725 GHz5.725 GHz – 5.850 GHz 
Tamanho de canal Configurável em 20 ou 40 MHz 
Seleção de canal 
Eleção automática durante a iluminação, com 
cancelamento manual 
Potência de transmissão 
Até 22 dBm; varia segundo modo de 
modulação e configuração 
Sensibilidade do receptor Adaptativa, varia entre -93 dBm e -71dBm 
Modulação 
Dinâmica; adaptativa entre BPSK e 64 QAM 
com carga útil simples e dual 
Antena 
Placa plana integrada de 23 dBi/7° 
conectorizado: Funciona com uma série de 
antenas polares simples e duais adquiridas 
separadamente com 2 conectores fêmea tipo N 
Alcance máximo 
Canal de 20 MHz – até 54 km (34 mi) 
Canal de 40 MHz – até 27 km (17 mi) 
Ganância do sistema 
5X250: Integrado – até 158 dB com antena 
integrada de 23dBi, a ganância do sistema 
varia segundo a forma de modulação e o tipo 
de antena. 
Correção de erros 
5X250: ARQ, FEC (baseado en IEEE 802.11 
n) 
Esquema duplex 5X250: Duplexação por Divisão de Tempo 
Conexão 
5X250: Distância entre a unidade exterior e a 
conexão de rede principal: até 100 m (330’) 
Segurança e criptografia 5X250: Criptografia proprietária 
Enlaces e ethernet 
Protocolo 
5X250: Proprietário, baseado no IEEE 
802.11n 
Rendimento de dados do usuário 
5X250: até 220 Mbps en Ethernet 
(agregação): Canal de 20 MHz – até 110 
Mbps Canal de 40 MHz – até 220 Mbps 
Latência (típica) 5X250: Ciclo de 4 ms 
Interface Ethernet 
5X250: 1000 Base T (RJ-45), auto 
MDI/MDIX 
Gerenciamento e instalação 
Indicadores LED 5X250: LED de iluminação/estado na unidade 
de alimentação (PSU na sigla em inglês) 
Gerenciamento do sistema 
5X250:Acesso Web via explorador utilizando 
MIB PTP proprietária 
Instalação 
5X250: Assistência integrada gráfica e de 
áudio para otimização do link 
Conexão 
5X250: Distância entre a unidade exterior e a 
conexão de rede principal: até 100 m (330’) 
Características físicas 
Dimensões (A x A x P) 
5X250: ODU integrada: 370 mm x 370 mm x 
95 mm (14,5” x 14,5” x 3,75”) 
ODU conectorizada: 309 mm x 309 mm 
x 105 mm (12,2” x 12,2” x 4,1”) 
Fonte de alimentação PoE: 165 mm x 
50 mm x 88 mm (6,5” x 2” x 3,5”) 
Peso 
5X250: ODU integrada: 5,5 kg (12,1 lbs) 
incluindo o suporte DU conectorizada: 4,3kg 
(9,1 lbs) incluindo fonte de alimentação 
PoE:378g (0,83 lbs) 
Temperatura de funcionamiento 
5X250: -40° to +140° F (-40° to +60° C), 
incluída a radiação solar 
Máxima resistência ao vento 5X250: 240 kph (150 mph) 
Fonte de alimentação 5X250: Unidade de alimentação PoE 
Fornecimento de energia 5X250: 100-240 VCA, 50-60 Hz 
Consumo de energia 5X250: 35 W máx. 
Características ambientais e de regulamentação 
Proteção e segurança 
5X250: UL60950-1; CSA-C22.2 Nº 60950-1 
IEC60950-1:2005; EN60950-1:2006 + 
A11:2009 
Rádio 
5X250: 5.4 GHz: EN301 8935,8 GHz: FCC 
CFR 47, Parte 15, subparte C, 15.247; 
ICRSS210, Anexo 8; EN 302 502 
EMC 
FCC CFR 47, 15.209 & 207, Classe B; 
IC RSS210 Anexo 8.5 & RSS Gen Para 7.2.2, 
Classe B;EN301 489-1 & EN301 489-4, 
Classe B 
 
 As demais especificações do rádio encontra-se em anexo no manual do fabricante do 
fabricante Motorola. 
 Com os dados necessários fornecidos pelo fabricante do rádio vamos agora calcular as 
atenuações presentes no sistema de rádio enlace, utilizando para isso os seguintes 
parâmetros : 
 Atenuação no espaço livre : 
 ( ) 
Onde : 
Frequência central em MHz  5725 
Distância do enlace em Km  15 
Atenuação no espaço livre (dB) 131,07734 
 
 Atenuação devido a absorção na atmosfera : 
 ( ) 
Onde : 
Distância do enlace em Km 15 
Absorção em dB por Km devido ao oxigênio  0,0075 
Absorção em dB por Km devido ao vapor d’água  0,0018 
Atenuação devido à absorção na atmosfera(dB)  0,1395 
 
Obs .: os valores de e devem ser observados na figura 8.1, da página 231 do 
livro projeto de sistemas. 
 Atenuação do guia de onda ou cabo coaxial das estações A e B : 
Atenuação no cabo da estação A (dB/m)  Aca 0 
Atenuação no cabo da estação B (dB/m)  Acb 0 
 
Obs.: Os valores das atenuações nos conectores dos cabos devem ser observados na 
folha de dados do fabricante, como no sistema utilizado o rádio e a antena são 
integrados considera-se “zero”. 
 Atenuação nos conectores dos cabos coaxiais das estações A e B : 
Atenuação nos conectores dos cabos da estação A (dB/m) AConecA 3 
Atenuação nos conectores dos cabos da estação B (dB/m) AConecB 3 
 
Obs.: Os valores das atenuações nos cabos devem ser observados nas folhas de dados dos 
fabricantes. 
 
 Atenuação total : 
 ( ) 
Onde : 
Ganho da antena de transmissão (dBi)GT 23 
Ganho da antena de transmissão (dBi)GR 23 
Atenuação total (dB)AT 91,216 
 
 Nível de recepção nominal : 
 
Onde : 
PT → potência de transmissão (dBm) 2 
AT → atenuação total (dB) 91,216 
PRN → nível de recepção nominal (dBm) -89,216 
 
Obs.: O valor da potência de transmissão deve ser observado na folha de dados do fabricante. 
 
 
 Potência de transmissão mínima : 
 
Onde : 
PRmínima = SR2 → sensibilidade do receptor (dBm) -93 
PTmínima → potência de transmissão mínima (dBm) -1,783 
 
Obs.: O valor da sensibilidade do receptor deve ser observado na folha de dados do fabricante. 
 
 
 No projeto até agora apresentado temos como potência de transmissão final o valor de 1,6 
mW (ou 2 dBm), estando assim de acordo com a norma da ANATEL que permite uma potência 
de transmissão para faixas não licenciadas com um valor até 400 mW (ou 26 dBm), neste 
projeto com uma atenuação total do sistema de 91,216 dBm temos então um nível de recepção 
nominal de -89,216 dBm, levando em consideração o fato que o equipamento rádio/antena 
utilizado são de modo integrado anulando dessa forma a atenuação nos cabos e conectores.