Unidad 10 Instalación para Exteriores Ermanno Pietrosemoli Fundación EsLaRed 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 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 2 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 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 3 Soportes para antenas (Mástil) 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 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 4 Montajes de Tejado no-penetrantes 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 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 5 Montajes de Tejado no-penetrantes Mástil Transceiver Antena Cable Trípode de soporte Bloques de cemento TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 6 Ejemplo de montaje no penetrante TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 7 Montajes de tejado penetrantes Se debe tener cuidado para evitar que el agua ingrese por los agujeros hechos en el techo TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 8 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 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 9 Montaje de Pared Mástil Transceiver Antena Cable Lateral del Edif. Montaje de Pared (vista lateral) TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 10 Tipos de Torres Monopolos Torres Autosoportadas Torres Venteadas TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 11 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 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 12 Monopolos Otro tipo de monopolo El Calafate, Argentina TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 13 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 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 14 Torrres Auto Soportadas 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 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 15 Ejemplo Torres Auto soportadas Una torre autosoportada sencilla. Mérida, Venezuela Una torre mucho más complicada. Campo Imperatore, Italia. TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 16 Ejemplo Torres Atirantada Soporte anti-rotación El Calafate Argentina TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 17 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 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 18 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 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 19 Torres Venteadas 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 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 20 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. TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 21 Ejemplo de Torres Ventadas Detalle del anclaje de los vientos, llamado “muerto”. TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 22 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 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 23 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 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 24 Consideraciones para el montaje de la antena del suscritor 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 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 25 Consideraciones para el montaje de la antena del suscritor 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 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 26 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 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 27 Consideraciones del Montaje de antena para la Estación Base 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 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 28 Consideraciones del Montaje de antena para la Estación Base 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 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 29 Consideraciones del Montaje de antena para la Estación Base 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 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 30 Consideraciones del Montaje de antena para la Estación Base 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 Un objeto más grande como la parte posterior de una parábola puede bloquear totalmente la señal en una dirección dada TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 31 Consideraciones del Montaje de antena para la Estación Base 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. 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. TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 32 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 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 33 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 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 34 Consideraciones Instalación 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) TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 35 Consideraciones Instalación 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) TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 36 Consideraciones Instalación 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 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 37 Consideraciones Instalación 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. TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 38 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. TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 39 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 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 40 NEMA Caja NEMA 4 con enrutador inalámbrico instalada a 4.765 m de altura. Mérida, Venezuela TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 41 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 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 42 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!). TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 43 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 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 44 Puesta a tierra del Mástil Puesta a tierra de la torre. El Chaltén, Argentina TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 45 Puesta a tierra de elementos Detalles de Puesta a Tierra El Chalten Argentina TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 46 Puesta a tierra de elementos Detalles de Puesta a Tierra El Chalten Argentina TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 47 Protector contra rayos El Calafate Argentina. Nótese la barra de tierra TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 48 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 TRICALCAR | www.wilac.net/tricalcar - Versión final. Octubre 2007 49