Dimensionamento e Enlaces Ponto-a-Ponto Ewalo Luiz e Mattos Mel Universiae Feeral o Paraná Departamento e Engenaria Elétrica mel@eletrica.ufpr.br Dimensionamento e Enlaces Ponto-a-Ponto Desobstrução a 1 a Zona e Fresnel Determinação as lturas as ntenas Desobstrução a 1 a Zona e Fresnel 1GHz < f < 3GHz f > 3GHz 4/3 60% o r Fresnel 100% o r Fresnel mínimo 30% o r Fresnel 60% o r Fresnel Cálculo as alturas as antenas Daos necessários f freqüência o ráio istância entre as antenas O istância o ponto até o obstáculo O istância o ponto até o obstáculo altitue a estação altitue a estação O altitue o obstáculo 1 a Zona e Fresnel O O 1
Cálculo as alturas as antenas 1. Calcular o Raio a 1 a Zona e Fresnel na freqüência consieraa: [f] MHz [ O ] km O rfresnel 550 [ O] km f [ O ] km 2. Calcular a esobstrução a 1 a Zona e Fresnel necessária para o tipo e ráio que será usao: 1GHz < f < 3GHz WiFi f > 3GHz WiMX 4/3 r esob 0,60 x r Fresnel r esob 1,0 x r Fresnel mínimo r esobmin 0,30 x r Fresnel r esobmin 0,60 x r Fresnel Cálculo as alturas as antenas 3. Obtenção o mínimo : ITU-R P530-11: Propagation ata an preiction metos require for te esign of terrestrialt line-of-sigt i systems. min nimo 1,1 1 0,9 08 0,8 0,7 0,6 Curva e mínimo para clima continental temperao 0,5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 Comprimento [km] Cálculo as alturas as antenas 4. Correção para 4 / 3 : O O 12,74 5. Correção para mínimo : min O 12,74 O mínimo 4 / 3 1,333333 [ ] km [ O] km Diâmetro méio a Terra 12740 km mínimo obtio a UTI-R P530 [ ] km [ ] O] km Obs.: s correções para 4 / 3 e mínimo são aplicaas somente no ponto e obstrução para simplificar o cálculo. Cálculo as alturas as antenas 6. Correção para 4 / 3 + Desobstrução o Raio e Fresnel para 4 / 3 : + r c esob 7. Correção para mínimo + Desobstrução o Raio e Fresnel para mínimo : + r c min min esob min 8. rbitrar uma altura a [metros] para a antena a ser instalaa no Ponto. 2
Cálculo as alturas as antenas 9. Consierar uma margem e segurança veg [metros] para a existência e/ou crescimento e árvores/vegetação noponto e obstrução bt ( altura máxima a vegetação/árvores) se for o caso. 10.Consierar uma margem e segurança seg [metros] para imprecisões nas meias, se for o caso. Cálculo as alturas as antenas 11.Calcular a altura a antena no Ponto para 4 / 3 : ( O + c + veg + seg ) O( + a ) a 12.Calcular a altura a antena no Ponto para mínimo : a min O ( + + + ) ( + a ) O c min veg seg O 13. Escoler para a antena no Ponto a MIOR altura entre a e a min. O Exemplo: Cálculo as alturas as antenas Exemplo: Cálculo as alturas as antenas 27 km f2,4 GHz a 31m 15 km 929m 932m a? 910m 3
Exemplo: Cálculo as alturas as antenas Exemplo: Cálculo as alturas as antenas Frequencia o enlace f 2400 MHz Comprimento 27 km 4/3 1,33 mínimo min 0,65 Distância a estação até a obstrução O 15 km Distância a estação até a obstrução O 12 km ltitue a estação 910 m ltitue a estação 932 m ltitue o obstáculo O 929 m 60 % raio e fresnel no ponto critíco (ver critério e visibiliae)* rfresnel60 17,39 m 30 % raio e fresnel no ponto critíco (ver critério e visibiliae)* rfresnel30 8,70 m Correção a curvatura a Terra para 4/3 10,62 m Correção a curvatura a Terra para mínimo min 21,74 m 60% o raio e fresnel + correção a curvatura a Terra para 4/3 c 28,01 m 30% o raio e fresnel + correção a curvatura a Terra para mínimo cmin 30,44 m ltura a antena tomaa como referência a 31 m Margem e crescimento e árvores no ponto e obstrução veg 0 m Margem e segurança evio a precisão as meias seg 0 m ltura a antena para 4/3 a 37,82 m ltura a antena para mínimo amin 42,19 m ltura a antena no Ponto 42,19 m 10m 710m 2,1 km 713m 12m 1,2 km f2,4 GHz min 0,5 min 701m 700m a? Correção a altura e qualquer ponto na rota o enlace em função o fator : Daos necessários ltura corrigia o Obstáculo f freqüência o ráio istância entre as antenas O istância o ponto até o obstáculo O istância o ponto até o obstáculo altitue a estação a altura a antena na estação altitue a estação a altura a antena na estação O altitue o obstáculo O O O + 12,74 Calcular para: 4 / 3 mínimo Exemplo: Distância ltitue 1 real Freqüência 2400 MHz 0 923 Comprimento 27 km 1 920 2 922 ltura antena 31 m 3 923 ltura antena 42,06 m 4 923 ltitue a estação 910 m 5 922 6 920 ltitue a estação 932 m 7 919 4/3 1,33 8 917 9 917 mínimo 0,65 10 912 11 922 12 922 13 925 14 926 15 929 16 934 17 936 18 925 19 926 20 922 21 923 22 922 23 922 24 924 25 925 26 930 27 932 km m ltitues reais o terreno: Meições no local (ltímetro +GPS) 16 934 Carta topográfica 4
Eixo o Elipsóie e Fresnel Lina e Visaa: eixop P ( + a ) ( + a a ) eixop altitue a lina e visaa em um ponto P altitue a estação a altura a antena na estação altitue a estação a altura a antena na estação P istância entre a estação e o ponto P istância entre as estações e Os obstáculos geralmente interferem na parte inferior a superfície o Elipsóie e Fresnel. FresnelP eixop 550 Eixo o Elipsóie e Fresnel Lina e visaa Fresnel P f P ltitue e um ponto na superfície inferior o Elipsóie e Fresnel [f] MHz [] km Superfície Inferior a 1 a Zona e Fresnel Obstáculos na parte inferior o Elipsóie e Fresnel Desobstrução a 1 a Zona e Fresnel Para esobstrução e 100%: P P f > 3GHz FresnelP eixop 550 f 4 / 3 Para esobstrução e 60%: P P FresnelP eixop 0,60 550 f Para esobstrução e 30%: P P FresnelP eixop 0,30 550 f [f] MHz [] km f > 3GHz mínimo -------------- 1GHz<f<3GHz 4 / 3 1GHz<f<3GHz mínimo Exemplo: Verificação a esobstrução e 30% o Raio a 1 a Zona e Fresnel Eixo e Fresnel Lina e Visaa: Distância ltitue ltitue ltitue Eixo e Fresnel 1 real k4/3 kminimo Fresnel kmínimo 0 923 923 923 941 941,00 1 920 921,53 923,14 942,22 938,91 2 922 924,95 928,04 943,45 938,87 3 923 927,2525 931,69 944,67 939,17 4 923 928,43 934,11 945,9 939,68 5 922 928,49 935,28 947,12 940,32 6 920 927,44 935,22 948,35 941,07 7 919 927,26 935,91 949,57 941,90 8 917 925,97 935,36 950,8 942,81 9 917 926,56 936,56 952,02 943,77 10 912 922,03 932,53 953,24 944,79 11 922 932,39 943,25 954,47 945,87 12 922 932,62 943,74 955,69 946,99 13 925 935,74 946,98 956,92 948,18 14 926 936,74 947,98 958,14 949,40 15 929 939,62 950,74 959,37 950,67 16 934 944,39 955,25 960,59 951,99 17 936 946,03 956,5353 961,82 953,3737 18 925 934,56 944,56 963,04 954,79 19 926 934,97 944,36 964,26 956,27 20 922 930,26 938,91 965,49 957,82 21 923 930,44 938,22 966,71 959,43 22 922 928,49 935,28 967,94 961,14 23 922 927,43 933,11 969,16 962,94 24 924 928,25 932,69 970,39 964,89 25 925 927,95 931,04 971,61 967,03 26 930 931,53 933,14 972,84 969,53 27 932 932 932 974,06 974,06 km m 5
Verifica-se que averá problemas e atenuação no ponto one á uma elevação o terreno entre o km 15 e o km 17 a rota, evio a mínimo : [m] Superfície inferior a 1 a Zona e Fresnel [km] 15m Perfil Topográfico f5,4 GHz 40 20m 20 km 25m 15m Dist. lt. 0 20 1 21 2 25 3 23 4 21 5 22 6 26 7 27 8 18 9 16 10 19 Dimensionamento e Enlaces Ponto-a-Ponto Conclusões: O projeto e enlaces eve levar em conta a refração os sinais e ráio na atmosfera. Em enlaces curtos, a influência e minimo é geralmente esprezível. Programas e planilas facilitam o projeto! 35 11 24 30 25 20 15 10 12 29 13 30 14 33 15 38 16 35 17 32 5 18 30 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 19 28 20 25 6