Instalación para Exteriores Unidad 10 Ermanno Pietrosemoli Fundación EsLaRed.

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1 Instalación para Exteriores Unidad 10 Ermanno Pietrosemoli Fundación EsLaRed

2 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar2 Torres y Mástiles En términos de ingeniería, una torre es un estructura auto soportada, mientras que un mástil es soportado por vientos, riendas o tirantes Los términos “torres” y “mástil” se utilizan a menudo para el mismo tipo de estructura, lo que por supuesto puede causar confusión Para evitar esta confusion, y cuando sea necesario hablaremos de torres autosoportadas y torres atirantadas o venteadas

3 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar3 Soportes para antenas (Mástil) A menudo no es necesario una torre para soportar una antena, sino que es suficiente un tubo sujeto firmemente a alguna estructura

4 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar4 Se emplean tres tipos de instalaciones: montajes para antenas no-penetrantes para el uso en azoteas planas montaje penetrantes para el uso en azoteas no planas montaje de pared para el uso en las estructuras existentes tales como chimeneas o los laterales de los edificios Soportes para antenas (Mástil)

5 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar5 En los techos planos se pueden utilizar montajes para la antena que no penetren el piso. Consisten de un trípode colocado en una base de metal o de madera. Luego la base se carga con ladrillos, bolsas de arena, bidones de agua o con cualquier otra cosa pesada. Utilizando este montaje eliminamos la necesidad de perforar el techo con tornillos, evitando potenciales goteras 1 pieza de 90 cm x 90 cm de acolchado de goma se puede poner debajo de la instalación para proporcionar la protección de la azotea Montajes de Tejado no-penetrantes Montajes de Tejado no-penetrantes

6 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar6 Transceiver Antena Cable Mástil Bloques de cemento Trípode de soporte Montajes de Tejado no-penetrantes Montajes de Tejado no-penetrantes

7 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar7 Ejemplo de montaje no penetrante

8 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar8 Montajes de tejado penetrantes Se debe tener cuidado para evitar que el agua ingrese por los agujeros hechos en el techo

9 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar9 Montaje de Pared Para aplicaciones donde el techo no es plano o suficientemente fuerte para soportar el peso del montaje no-penetrantes, el montaje de pared es la solución más efectiva Este montaje se pone al lado de un edificio, de una pared o de una chimenea La estructura debe ser capaz de sostener el peso del mástil, las antenas y el transceiver, sumado a la fuerza del viento Este tipo de montaje requiere perforar cuatro agujeros en la estructura

10 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar10 Transceiver Anten a Mástil Lateral del Edif. Montaje de Pared (vista lateral) Cable Montaje de Pared

11 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar11 Tipos de Torres Monopolos Torres Autosoportadas Torres Venteadas

12 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar12 Monopolos Los monopolos son postes afilados huecos hechos de acero galvanizado que se construyen de tubos articulados que pueden llegar hasta 60 metros. La huella máxima de un monopolo de 60 m es de unos 2x2 m. Un monopolo utilizado para telefonía celular en Lisboa, Portugal

13 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar13 Otro tipo de monopolo El Calafate, Argentina Monopolos

14 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar14 Torrres Auto Soportadas Las torres autosoportadas son caras, pero algunas veces son necesarias, particularmente cuando se requiere de una gran altura. Pueden ser tan simples como un mástil robusto enterrado en una fundación de concreto Una torre autosoportada (torre libre) se construye sin tirantes de alambre (vientos). Las torres autosoportadas tienen una huella más grande que las monopolos, pero todavía requieren un área mucho más pequeña que las torres venteadas Debido a su base relativamente pequeña, esta clase de torres son comunes en ciudades u otros lugares donde hay escasez de espacio libre

15 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar15 Las torres autosoportadas son costosas pero a veces necesarias para la estación base Una torre existente se puede utilizar a veces para los suscriptores, aunque se deben evitar las utilizadas para estaciones AM debido a que la estructura entera es activa No se presentan los mismos inconvenientes con antenas de FM, siempre que se mantenga una separación de al menos 6 m entre la antena FN y la antena para la WLAN Torrres Auto Soportadas

16 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar16 Ejemplo Torres Auto soportadas Una torre autosoportada sencilla. Mérida, Venezuela Una torre mucho más complicada. Campo Imperatore, Italia.

17 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar17 Ejemplo Torres Atirantada Soporte anti-rotación Ejemplo Torres Atirantada Soporte anti-rotación El Calafate Argentina

18 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar18 Torres Venteadas Una torre venteada a la que se pueda trepar es una excelente elección para muchas instalaciones, pero para estructuras muy altas se necesita una torre autosoportada. Las torres venteadas son mucho más económicas pero ocupan un área considerable, ya que los vientos deben estar anclados a una distancia de la base, que es por lo menos la tercera parte de la altura

19 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar19 Torres Venteadas Cuando se dispone de terreno, una torre venteada es ideal para cubrir todas las necesidades de comunicaciones, incluyendo Internet Inalámbrico, celulares y radiodifusión Una torre armable se hace normalmente de aluminio con una sección transversal triangular, cerca de 30 centímetros por lado

20 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar20 Cada sección tiene cerca de 3 m de largo y varias secciones se pueden empernar juntas para lograr la altura requerida La torre debe estar correctamente venteada para soportar el viento previsto en el área, así como el peso de el equipo y una persona Torres Venteadas

21 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar21 Ejemplo de Torres Ventadas Una torre venteada con 2 niveles de vientos fijados en tres puntos cada uno Puerto Ayora, Isla de Santa Cruz, Ecuador.

22 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar22 Detalle del anclaje de los vientos, llamado “muerto”. Ejemplo de Torres Ventadas

23 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar23 Consideraciones para el montaje de la antena del suscritor Consideraciones para el montaje de la antena del suscritor Ubique las antenas de modo que tengan línea de vista clara a las antenas del otro punto del enlace No debe haber obstrucciones dentro del azimut de ±10 grados de la vista de la antena Montar las antenas cerca del borde del tejado (en una azotea superior plana) ayuda a prevenir problemas con el último requisito y con reflexiones. Esto se debe hacer en el borde que esta frente al enlace

24 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar24 Consideraciones para el montaje de la antena del suscritor Consideraciones para el montaje de la antena del suscritor Si las antenas tienen que ser montadas a más de 4 m sobre el tejado, una torre armable puede ser una mejor solución para permitir un acceso más fácil al equipo y para prevenir el movimiento de la antena durante los vientos fuertes

25 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar25 Otras consideraciones incluyen la proximidad del despliegue del cable en el tejado Cuando se localiza el mástil de la antena, es deseable tenerlo en cerca proximidad al sistema de aterramiento del edificio, de estar presente. Entonces se convierte en algo fácil proporcionar una resistencia corta, baja resistencia, conectándolo al sistema de tierra del edificio Consideraciones para el montaje de la antena del suscritor Consideraciones para el montaje de la antena del suscritor

26 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar26 En las condiciones para el diseño de la trayectoria de la microonda se deben considerar por ejemplo la separación de la curvatura de la tierra y de la zona de Fresnel Observe el edificio local y los códigos eléctricos al funcionar todos los cables Consideraciones para el montaje de la antena del suscritor Consideraciones para el montaje de la antena del suscritor

27 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar27 Consideraciones del Montaje de antena para la Estación Base Lo primero es elegir para la estación base una antena omnidirectional Un omni proporcionará la cobertura máxima para su dinero Desafortunadamente, la mejor localización para la antena omni es el tope de una torre Esta localización se toma muy a menudo por lo que hay recurrir unir el omni a un lado de la torre

28 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar28 La antena Omni tiene 3 especificaciones básicas: Razón de Onda Estacionaria (VSWR) Patrón de radiación Vertical Patrón de radiación Horizontal Cualquier objeto de metal cercano afectará todas las anteriores Consideraciones del Montaje de antena para la Estación Base

29 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar29 Esto es fácil de entender si uno considera el funcionamiento de una antena Yagi-Uda, donde tenemos solamente un elemento activo, pero la adición del reflector y de los directores afectará la ganancia. Así, cualquier objeto conductor que esté alrededor afectará su funcionamiento. Para evitar este problema, debemos alejar nuestra antena al menos 2 longitudes de onda de cualquier objeto metálico Consideraciones del Montaje de antena para la Estación Base

30 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar30 Razón de Onda Estacioanria (VSWR) : Cualquier objeto conductor reflejará parte de la señal Los radioaficionados algunas veces ajustan la VSWR de una antena variando su distancia a la torre Separar la antenas al menos 25 cm será suficiente para obviar este efecto a 2,4 GHz Consideraciones del Montaje de antena para la Estación Base

31 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar31 Patrón de radicación Horizontal El patrón horizontal de una omni se asemeja a un círculo. Un tubo pequeño cerca de la antena puede actuar como un director o reflector, cambiando la ganancia a más de 3 dB en ciertas direcciones, modificando sustancialmente el patrón de radiación Consideraciones del Montaje de antena para la Estación Base Un objeto más grande como la parte posterior de una parábola puede bloquear totalmente la señal en una dirección dada

32 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar32 Patrón de radiación Vertical La ganancia de una omni es consecuencia de la estrechez del haz vertica. Una torre autosoportada normalmente se va estrechando al subir,de manera que sus paredes están inclinadas. Esto causa que el haz de una omni adosada a uno de los lados se dirija hasta 5 grados hacia arriba. Consideraciones del Montaje de antena para la Estación Base Una omni tipica de 15 dBi tiene un haz vertical de 8 grados, por lo que la mayor parte de la señal se envía donde no hay suscritores.

33 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar33 Consideraciones Instalación Antes de instalar, hacer un SITE SURVEY Determine la existencia de línea de vista (Radio Mobile) Tenga a mano un GPS para obtener las coordenadas Use un buen binocular para encontrar el otro extremo

34 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar34 Consideraciones Instalación Revise si existen otras antenas en edificios cercanos Si esá disponible, use un analizador de espectro, si no, utilice una computadora portátil con software que permita ver la potencia y la frecuencia de las señales presentes

35 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar35 Cerciórese de seguir las regulaciones locales Calcule la pérdida en el espacio libre: L = 92,4 + 20 log(f/GHz) + 20 log(d/km) a 2,4 GHz: L = 100 + 20 log(d/km) Consideraciones Instalación

36 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar36 Realice una “Instalación de prueba” primero: tome un tubo de 2 m y coloque una antena de 24 dBi Conecte el radio y busque la señal del otro extremo Verifique la calidad y la nivel de la conectividad Observe el ángulo horizontal de la antena Observe la altura (cuanto tuvo que levantar ?,etc) Consideraciones Instalación

37 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar37 La parte mas importante de la instalación (Antena): Cerciórese de que el montaje sea FUERTE Que no se moverá en viento (las cargas de la antena son altas) Buena puesta a tierra, barra de tierra o similar El coaxial se ata abajo con abrazaderas que no lo apreten El desviador de rayos, “Lightning arrestor” se conecta a tierra Consideraciones Instalación

38 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar38 Mantenga corta la longitud de cable coaxial ✔ No mayor que 15 metros Considere colocar el radio adyacente a la antena, eliminando por completo las pérdidas de RF Use fibra óptica para extender el alcance Selle y asegure todas las conexiones con cinta autofundente o masilla para intemperie ( la cinta de electricista -teipe- no es suficiente. Consideraciones Instalación

39 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar39 Cajas herméticas La Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos de USA (NEMA -National Electrical Manufacturers Association) estipula normas para proteger el equipamiento eléctrico de la lluvia, la nieve, el polvo y otros contaminantes Una caja que cumpla la clasificación NEMA 3, o mejor, es adecuada para el uso en climas benignos. NEMA 3R es algo inferior a la anterior, provee protección contra la lluvia pero no la lluvia empujada por el viento.

40 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar40 Cajas herméticas Una NEMA 4 protege además contra el choro de una manguera NEMA 4X cumple con lo anterior, pero además es a prueba de corrosión NEMA 6 provee una excelente protección aun cuando esté expuesta a hielo o agua con una manguera, y además puede estar completamente sumergida en agua por un tiempo limitado

41 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar41 NEMA Caja NEMA 4 con enrutador inalámbrico instalada a 4.765 m de altura. Mérida, Venezuela

42 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar42 Seguridad Cuando esté trabajando en las alturas utilice siempre arnés de seguridad amarrados a la torre En muchos países se requiere entrenamiento especial para estar autorizado a trabajar en torres por encima de cierta altura Evite trabajar en las torres cuando haya fuertes vientos o tormentas Cuente siempre con un compañero, y suba sólo cuando haya buena luz. Trabajar en una torre puede llevar más tiempo del que usted piensa y es extremadamente peligroso trabajar en la oscuridad

43 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar43 Tipos de Arnés Otras herramientas para escalar que son relevantes: Elslingas, mosquetones, cuerdas, ropas apropiadas para la misión incluyendo casco, los zapatos y los guantes (!no se olvide de llevar agua!).

44 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar44 Puesta a tierra del Mástil Se recomienda que el mástil de la antena esté conectado al sistema de tierra del tejado del edificio o a un sistema de tierra separado El mástil se debe conectar con el sistema de tierra con un cable de cobre tipo AWG #10 o más grueso Utilice las abrazaderas de tierra correctas para unir el cable al mástil y al sistema de tierra Cerciórese de que el cable esté haciendo una buena conexión eléctrica, quite toda la pintura y corrosión del área que una a la abrazadera

45 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar45 Puesta a tierra del Mástil Puesta a tierra de la torre. El Chaltén, Argentina

46 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar46 Puesta a tierra de elementos Detalles de Puesta a Tierra El Chalten Argentina

47 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar47 Detalles de Puesta a Tierra El Chalten Argentina Puesta a tierra de elementos

48 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar48 Protector contra rayos El Calafate Argentina. Nótese la barra de tierra

49 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007www.wilac.net/tricalcar49 Proteja los conectores contra la exposición Proteja los conectores contra la exposición Los conectores deben ser protegidos con cinta especial o compuesto autoamalgamante, puesto que la humedad dentro de los conectores es la causa principal observada de fallas de CPE Los cables deben tener lazos de goteo para prevenir que el agua ingrese al transmisor-receptor Utilice la grasa dieléctrica en la conexión de la abrazadera para prevenir cualquier actividad de la electrólisis debido a los metales disímiles