En este artículo queremos describir, en líneas generales, qué consideraciones se deben tener en cuenta para diseñar enlaces XPIC (microondas terrestres). Si aún no sabes en qué consiste la técnica XPIC, te recomiendo que leas la primera parte de este artículo aquí.
Resumiendo mucho…
Existe la posibilidad de duplicar la capacidad de un canal RF utilizando dos polarizaciones lineales ortogonales al mismo tiempo. Lo que ocurre es que en la práctica ninguna polarización es perfectamente lineal, y ello provoca una interferencia mutua entre las componentes vertical y horizontal llamada interferencia de polarización cruzada.
XPIC no es otra cosa sino un sistema que permite construir enlaces cancelando dicha interferencia de polarización, y de ahí le viene el nombre: Cross Polarization Interference Cancellation.
Ahora ya estás en condiciones de plantearte esta pregunta:
¿Cómo afecta XPIC al diseño de un enlace de microondas terrestres?
En ingeniería de radioenlaces (Link Engineering) se utiliza un software especial para diseñar enlaces RF. En microondas terrestres punto a punto, las aplicaciones más populares son iQ Link y Pathloss.
Da igual cuál utilices:
Siempre habrá que tener en cuenta ciertos criterios a la hora de diseñar enlaces cross-polar con XPIC.
La configuración 2+0
Hace falta una unidad de radio exterior (ODU, OutDoor Unit) por cada polarización, ya que cada polarización es capaz de transmitir un enlace independiente. En otras palabras, es como si XPIC nos proporcionara dos enlaces al precio de uno…
¡Mentira!
Es cierto que nos permite establecer dos enlaces utilizando la misma antena, pero NO al mismo precio: la unidad de radio es el componente más caro del link, y además la antena es mucho más barata en comparación.
Pero en cualquier caso, es necesario montar las ODU en modo 2+0.
(El día 10 de junio os explicaremos en qué consisten los modos, ¿te avisamos?)
En la figura de abajo podéis ver un ejemplo:
¿Qué radio elegir?
El módulo XPIC viene integrado en el receptor, por tanto no queda opción: el equipo de radio debe ser compatible con XPIC.
Algunos equipos RF que lo soportan:
- La serie FlexiPacket, de Nokia Siemens Networks
- La serie Horizon Quantum, de Dragon Wave
- La serie RTN 900 de Huawei
- La nueva serie MINI-LINK de Ericsson
- La serie ALS de SIAE.
Antenas duales con XPD > 35 dB
Las antenas deben estar diseñadas para transmitir con polarización cruzada. Además, deben tener una discriminación de polarización cruzada (Cross-polar discrimination, XPD) muy elevada.
Las antenas dual polarized modernas proveen un XPD superior a 35 dB, que es un valor de discriminación bastante bueno para la mayoría de los casos.
El Transductor Ortomodal introduce atenuación
También llamado duplexor de polarización, (OMT). Este elemento es necesario cuando se utiliza polarización doble y sirve tanto para combinar, como para separar dos caminos de de señales de microondas polarizadas ortogonalmente.
Hay que tener en cuenta que el OMT va a introducir pérdidas de ganancia de unos 6dB.
En las herramientas de diseño como iQ-Link y Pathloss, este valor ya está considerado en los cálculos al seleccionar la configuración 2+0 descrita más arriba.
Selecciona un canal libre para AMBAS polarizaciones
Una de las principales ventajas que provee la polarización doble es que permite reutilizar un mismo canal de frecuencia para ambas polarizaciones. De esta forma, disponemos de dos canales simultáneos a través del mismo canal físico.
Lo más importante a la hora de seleccionar dicho canal es asegurarse de que no existen interferencias ni en el canal vertical, ni en el canal horizontal.
Lluvia: diseñamos teniendo en cuenta la Horizontal
La atenuación por lluvia o Rain Fade (RF) consiste en la absorción de parte de la señal debido a hidrometeoros como lluvia, nieve, granizo o niebla. Dicha atenuación es más acusada para la polarización Horizontal que para la Vertical, con lo cual es importante diseñar el enlace teniendo en cuenta que nuestro peor valor de lluvia lo obtendremos para dicha polarización.
Es decir, tenemos que configurar una potencia de transmisión tal, que el Rain Fade resultante para la polarización horizontal provea la disponibilidad requerida por el cliente.
(Amplía esta información leyendo: ¿En qué consiste el Rain Fade y cómo afecta al diseño de radioenlaces?)
CCDP mejor que ACDP
Tanto en teoría como en la práctica, Co-Channel Dual Polarization (CCDP) funciona mucho mejor que Adjacent Channel Dual Polarized (ACDP) cuando trabajamos con XPIC. Esto se debe a que CCDP introduce una degradación por interferencia cross-polar menor que el viejo ACDP.
Salvo excepciones: te conviene elegir CCDP como esquema de polarización cruzada caundo quieras utilizar XPIC.
Adaptive Modulation y ATPC
ATPC (Automatic Transmit Power Control) es una característica opcional que consiste en variar la potencia transmitida según las características del medio. Suele activarse sólo en la modulación más alta disponible.
Por su parte, AM (Adaptive Modulation) funciona variando la modulación según las características del medio.
En otras palabras: si las cosas se ponen feas (Ejemplo: llueve a cántaros), ATPC aumenta la potencia, y si eso no es suficiente, AM disminuye la modulación a modulaciones más sostenibles.
XIF, o el Factor de Mejora de XPIC
Más conocido como XPIC Improvement Factor, se define como el ratio entre el coeficiente C/I (carrier-to-interference) medido sin XPIC y el coeficiente C/I medido con XPIC para el mismo umbral de tasa de error de bits (BER = 0,001) .
Este índice suele ser calculado automáticamente por las herramientas de diseño como las que hemos mencionado anteriormente, así que normalmente nos bastará con saber que existe.
Todo esto es más fácil de lo que parece…
Aunque hay que tener ciertas cosas en cuenta a la hora de diseñar un enlace XPIC, la mayoría de ellas ya están implícitas en los cálculos de la herramienta. Podemos resumir todo lo que hemos descrito sólo cuatro puntos:
- Antenas y radios compatibles con XPIC en configuración 2+0
- El cálculo de la potencia de transmisión está limitado por la lluvia en el canal Horizontal
- El canal debe estar limpio de interferencias en ambas polarizaciones