Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica - Campus Patos de Minas Curso de Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações

VICTOR HUGO PEREIRA DE SOUZA

PROJETO E CARACTERIZAÇÃO DE UMA REDE DE MICRO-ONDAS ATRAVÉS DE SIMULAÇÕES NOS SOFTWARES PATHLOSS E CELPLAN

Patos de Minas 2016

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VICTOR HUGO PEREIRA DE SOUZA

PROJETO E CARACTERIZAÇÃO DE UMA REDE DE MICRO-ONDAS ATRAVÉS DE SIMULAÇÕES NOS SOFTWARES PATHLOSS E CELPLAN

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade Federal de Uberlândia, como parte das exigências para a obtenção do título de Bacharel em Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações. Orientador: Prof. Dr. Diego de Brito Piau

Patos de Minas 2016

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VICTOR HUGO PEREIRA DE SOUZA

PROJETO E CARACTERIZAÇÃO DE UMA REDE DE MICRO-ONDAS ATRAVÉS DE SIMULAÇÕES NOS SOFTWARES PATHLOSS E CELPLAN

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade Federal de Uberlândia, como parte das exigências para a obtenção do título de Bacharel em Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações.

Orientador: Prof. Dr. Diego de Brito Piau

Patos de Minas, 09 de Dezembro de 2016.

BANCA EXAMINADORA

________________________________________ Prof. Dr. Diego de Brito Piau

________________________________________ Profª. Dra. Karine Barbosa Carbonaro

________________________________________ Prof. Dr. Alexandre Coutinho

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Dedico este trabalho primeiramente a Deus, por estar sempre guiando meu caminho e me dando forças para alcançar meus objetivos. Aos meus pais, irmãos e familiares por todo apoio, suporte e companheirismo. A todos os meus amigos e professores que contribuíram para que eu alcançasse essa conquista.

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AGRADECIMENTOS

Primeiramente agradeço a Deus, por ser minha base de inspiração e forças para continuar sempre na busca pelos meus sonhos.

Aos meus pais, irmãos e familiares por estarem sempre ao meu lado incentivando e apoiando ao longo desta trajetória.

A todos os meus amigos que direta ou indiretamente sempre me apoiaram e estiveram comigo durante toda essa caminhada.

Ao meu orientador Diego Piau por toda paciência e conhecimento compartilhado na orientação deste trabalho.

A todos os professores do curso que durante toda a minha graduação compartilharam seus conhecimentos e contribuíram para a minha formação profissional.

Ao LaPSE por ter sido local de tantas reuniões que foram essenciais para a conclusão deste trabalho.

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RESUMO As redes de rádio foram os primeiros sistemas de comunicação de alta velocidade e ainda hoje são largamente utilizadas. O objetivo deste trabalho é além de mostrar a importância dos sistemas de rádio para as comunicações em geral, mostrar também como é feito o projeto em software de uma rede de rádio na prática, mostrando todos os passos desde as pesquisas para levantamento de dados sobre os locais onde a rede irá atender e como utilizar os softwares de simulação, até o projeto final com as características e o preço final de cada enlace e da rede completa. Também foi feita a validação dos cálculos dos softwares confrontando as simulações de um enlace da Algar Telecom com valores reais. Mostrando assim que os enlaces de rádio ainda são uma boa alternativa para atender à grande demanda por meios de comunicação e compartilhamento de dados mais rápidos e eficientes, além de apresentar um bom custo benefício. Mostrou também, que os softwares de simulação utilizados são fiéis à realidade, fazendo deles ótimas ferramentas para projetos de radioenlaces.

Palavras-chave: Rádio. Enlace. Rede. Software. Radioenlace.

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ABSTRACT Radio networks were the first high-speed communication systems and are still widely used today. The objective of this work is to show the importance of radio systems for communications in general, to show how the software project of a radio network is done in practice, showing all the steps from research to Places where the network will meet and how to use the simulation software, to the final project with the characteristics and the final price of each link and the complete network. The software calculations were also validated by comparing the simulations of an Algar Telecom link with real values. This shows that radio links are still a good alternative to meet the great demand for faster and more efficient means of communication and data sharing, and a good cost-benefit ratio. It also showed that the simulation software used is faithful to reality, making them great tools for radio links projects.

Keywords: Radio. Link. Network. Software. Radio link.

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LISTA DE FIGURAS Figura 1 – Ondas eletromagnéticas [1]. .................................................................................... 18 Figura 2 – Região do primeiro elipsóide de Fresnel [12]. ........................................................ 20 Figura 3 – Raio equivalente da Terra [1].................................................................................. 21 Figura 4 – Variação do K mínimo com a distância (REC P 530-9 do ITU-R) [7]. .................. 22 Figura 5 – Difração por obstáculo (gume de faca) [1]. ............................................................ 24 Figura 6 – Sistema rádio ponto a ponto [7]. ............................................................................. 27 Figura 7 – Hierarquia PDH [1]. ................................................................................................ 29 Figura 8 – Estrutura do quadro SDH [13]. ............................................................................... 30 Figura 9 – Localização das estações, marcadores e coordenadas geográficas. ........................ 38 Figura 10 – Traçando a reta/linha entre as estações. ................................................................ 39 Figura 11 – Salvando a reta/linha e alterando suas características. .......................................... 39 Figura 12 – Análise do caminho do enlace............................................................................... 40 Figura 13 – Análise do perfil topográfico e do caminho do enlace. ......................................... 41 Figura 14 – Adicionando dados iniciais. .................................................................................. 42 Figura 15 – Terrain Data. ......................................................................................................... 42 Figura 16 – Tela Terrain Data. ................................................................................................. 43 Figura 17 – Generate Profile. ................................................................................................... 43 Figura 18 – Densidade da vista do terreno. .............................................................................. 44 Figura 19 – Dados de geração do perfil topográfico. ............................................................... 44 Figura 20 – Perfil Topográfico. ................................................................................................ 45 Figura 21 – Antenna Heights (caso 1). ..................................................................................... 45 Figura 22 – Definindo altura das antenas. ................................................................................ 46 Figura 23 – Antenna Heights (caso 2). ..................................................................................... 46 Figura 24 – Linha de visada direta e altura das antenas. .......................................................... 47 Figura 25 – Calculando valor otimizado para a altura das antenas. ......................................... 47 Figura 26 – Print Profile. .......................................................................................................... 48 Figura 27 – Revisar altura da antena. ....................................................................................... 49 Figura 28 – Arquivo final. ........................................................................................................ 49 Figura 29 – Set Clearance Criteria. .......................................................................................... 50 Figura 30 – Definindo valor do Fator K. .................................................................................. 50 Figura 31 – Flat Earth. .............................................................................................................. 51

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Figura 32 – Redefinindo o fator K............................................................................................ 51 Figura 33 – Arquivo final com fator K diferente...................................................................... 52 Figura 34 – Novo Projeto. ........................................................................................................ 53 Figura 35 – Database Directories. ............................................................................................ 54 Figura 36 – Adicionando diretórios dos arquivos que serão usados pelo software. ................. 55 Figura 37 – Dados geográficos carregados no software. .......................................................... 55 Figura 38 – Selecionando tipo de imagem da área. .................................................................. 56 Figura 39 – Selecionando área.................................................................................................. 56 Figura 40 – Area by Geographic Database. .............................................................................. 57 Figura 41 – Área exibida pelo software. .................................................................................. 57 Figura 42 – Funções do menu "Network" bloqueadas. ............................................................ 58 Figura 43 – Criando células. ..................................................................................................... 58 Figura 44 – Características da célula. ....................................................................................... 59 Figura 45 – Nova rede. ............................................................................................................. 59 Figura 46 – Selecionando células da rede. ............................................................................... 60 Figura 47 – Link entre as duas células selecionadas. ............................................................... 60 Figura 48 – Inserindo Sites (estações). ..................................................................................... 61 Figura 49 – Configurando estação. ........................................................................................... 62 Figura 50 – Estações criadas para se fazer o enlace. ................................................................ 62 Figura 51 – Inserindo o Link. ................................................................................................... 63 Figura 52 – Janela de configuração do enlace. ......................................................................... 64 Figura 53 – Janelas de configuração dos links direto e reverso. .............................................. 65 Figura 54 – Janela de seleção da antena. .................................................................................. 66 Figura 55 – Perfil topográfico entre as estações. ...................................................................... 67 Figura 56 – Janela de configuração de impressão do arquivo final.......................................... 67 Figura 57 – Arquivo final da simulação. .................................................................................. 68 Figura 58 – Rede completa mapeada no Google Earth. ........................................................... 69 Figura 59 – Enlace Patos de Minas - Presidente Olegário. ...................................................... 77 Figura 60 – Enlace Patos de Minas - Lagoa Formosa. ............................................................. 78 Figura 61 – Enlace Lagoa Formosa - Carmo do Paranaíba. ..................................................... 79 Figura 62 – Enlace Carmo do Paranaíba - Arapuá. .................................................................. 80 Figura 63 – Enlace Carmo do Paranaíba - Rio Paranaíba. ....................................................... 81 Figura 64 – Enlace Patos de Minas - Guimarânea.................................................................... 82

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Figura 65 – Enlace Guimarânea - Cruzeiro da Fortaleza. ........................................................ 83 Figura 66 – Enlace Cruzeiro da Fortaleza - Serra do Salitre. ................................................... 84 Figura 67 – Enlace Serra do Salitre - Patrocínio. ..................................................................... 85 Figura 68 – Enlace Patrocínio - Coromandel. .......................................................................... 86 Figura 69 – Enlace Coromandel - Repetidora/Pântano. ........................................................... 87 Figura 70 – Enlace Repetidora/Pântano - Patos de Minas........................................................ 88 Figura 71 - Enlace Patos – Abelha no PathLoss. ...................................................................... 90 Figura 72 - Enlace Patos - Abelha no CelPlan. ........................................................................ 91 Figura 73 - Níveis reais dos sinais transmitido e recebido pelas duas estações. ...................... 92

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LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Faixas de Frequência [1]. ........................................................................................ 18 Tabela 2 – Percentagem do raio de Fresnel em função da frequência de operação [1]............ 24 Tabela 3 – Parâmetros de chuva (Recommendation ITU-R 838) [1]. ...................................... 26 Tabela 4 – Dados do Censo Demográfico 2010 sobre as cidades da rede. .............................. 70 Tabela 5 – Capacidade mínima de banda necessária por cidade. ............................................. 71 Tabela 6 – Características dos Rádios. ..................................................................................... 72 Tabela 7 – Características das Antenas. ................................................................................... 73 Tabela 8 – Características das Linhas de Transmissão............................................................. 73 Tabela 9 - Atenuação devido à chuva para cada enlace da rede............................................... 74 Tabela 10 – Preços padronizados, dos equipamentos e serviços. ............................................. 75 Tabela 11 – Características do enlace Patos de Minas - Presidente Olegário. ......................... 77 Tabela 12 – Levantamento de preço do enlace Patos de Minas - Presidente Olegário. ........... 77 Tabela 13 – Características do enlace Patos de Minas - Lagoa Formosa. ................................ 78 Tabela 14 – Levantamento de preço do enlace Patos de Minas - Lagoa Formosa. .................. 78 Tabela 15 – Características do enlace Lagoa Formosa - Carmo do Paranaíba......................... 79 Tabela 16 – Levantamento de preço do enlace Lagoa Formosa - Carmo do Paranaíba........... 79 Tabela 17 – Características do enlace Carmo do Paranaíba - Arapuá. ..................................... 80 Tabela 18 – Levantamento de preço do enlace Carmo do Paranaíba - Arapuá. ....................... 80 Tabela 19 – Características do enlace Carmo do Paranaíba - Rio Paranaíba. .......................... 81 Tabela 20 – Levantamento de preço do enlace Carmo do Paranaíba - Rio Paranaíba. ............ 81 Tabela 21 – Características do enlace Patos de Minas - Guimarânea. ..................................... 82 Tabela 22 – Levantamento de preço do enlace Patos de Minas - Guimarânea. ....................... 82 Tabela 23 – Características do enlace Guimarânea - Cruzeiro da Fortaleza. ........................... 83 Tabela 24 – Levantamento de preço do enlace Guimarânea - Cruzeiro da Fortaleza. ............. 83 Tabela 25 – Características do enlace Cruzeiro da Fortaleza - Serra do Salitre. ...................... 84 Tabela 26 – Levantamento de preço do enlace Cruzeiro da Fortaleza - Serra do Salitre. ........ 84 Tabela 27 – Características do enlace Serra do Salitre - Patrocínio. ........................................ 85 Tabela 28 – Levantamento de preço do enlace Serra do Salitre - Patrocínio. .......................... 85 Tabela 29 – Características do enlace Patrocínio - Coromandel. ............................................. 86 Tabela 30 – Levantamento de preço do enlace Patrocínio - Coromandel. ............................... 86 Tabela 31 – Características do enlace Coromandel - Repetidora/Pântano. .............................. 87

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Tabela 32 – Levantamento de preço do enlace Coromandel - Repetidora/Pântano. ................ 87 Tabela 33 – Características do enlace Repetidora/Pântano - Patos de Minas. ......................... 88 Tabela 34 – Levantamento de preço do enlace Repetidora/Pântano - Patos de Minas. ........... 88 Tabela 35 – Distribuição geral dos gastos e valor final da rede. .............................................. 89 Tabela 36 - Características do enlace Patos - Abelha (Algar Telecom). .................................. 89 Tabela 37 – Características do enlace Patos - Abelha. ............................................................. 91 Tabela 38 - Comparação entre o nível de sinal recebido. ......................................................... 92

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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS GHz – Gigahertz MHz – Megahertz VHF – Very High Frequency UHF – Ultra High Frequency SHF – Super High Frequency ITU – União Internacional de Telecomunicações ITU-R – ITU Radiocommunication Sector ITU-T – ITU Telecommunication Standardization Sector CTB – Companhia Telefônica Brasileira EMBRATEL – Empresa Brasileira de Telecomunicações S.A. ANATEL – Agência Nacional de Telecomunicações PDH – Plesiochronous Digital Hierarchy SDH – Synchronous Digital Hierarchy SONET – Synchronous Optical Networking STM-1 – Synchronous Transport Module – level 1 PCM – Pulse Code Modulation XPD – Discriminação da Polarização Cruzada VSWR – Voltage Standing Wave Ratio SPEC - Especificações de Desempenho e Disponibilidade IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística PNAD – Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílios QAM – Quadrature Amplitude Modulation XPIC – Cross Polarization Interference Cancellation RF – Radiofrequência PPDUR - Preço Público pelo Direito de Uso de Radiofrequências

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SUMÁRIO CAPÍTULO 1 .......................................................................................................................... 16 INTRODUÇÃO ...................................................................................................................... 16 CAPÍTULO 2 .......................................................................................................................... 17 DESENVOLVIMENTO TEÓRICO ..................................................................................... 17 2.1 PROPAGAÇÃO ................................................................................................................ 17 2.1.1 Onda Eletromagnética ..................................................................................................... 17 2.1.2 Meio de Transmissão ....................................................................................................... 18 2.1.3 Faixas de Frequências...................................................................................................... 18 2.1.4 Zonas ou Elipsóides de Fresnel ....................................................................................... 19 2.1.5 Propagação e Perda no Espaço Livre .............................................................................. 20 2.1.6 Desvanecimento............................................................................................................... 20 2.1.6.1 Desvanecimento Plano (lento) ...................................................................................... 21 2.1.6.2 Desvanecimento Seletivo (rápido)................................................................................ 21 2.1.7 Raio Terrestre Equivalente .............................................................................................. 21 2.1.8 Difração ........................................................................................................................... 24 2.1.9 Reflexão ........................................................................................................................... 24 2.1.10 Atenuação Devido às Chuvas ........................................................................................ 25 2.2 PRINCIPAIS SISTEMAS DE TRANSPORTE.............................................................. 27 2.2.1 Sistema Rádio Ponto a Ponto .......................................................................................... 27 2.2.2 Rádio Ponto a Ponto Digital ............................................................................................ 28 2.3 EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS DE RÁDIO ................................................................... 28 2.4 HIERARQUIAS DIGITAIS PDH E SDH ....................................................................... 29 2.4.1 PDH – Plesiochronous Digital Hierarchy....................................................................... 29 2.4.2 SDH – Synchronous Digital Hierarchy ........................................................................... 30 2.5 SISTEMA AÉREO ........................................................................................................... 31 2.5.1 Antenas ............................................................................................................................ 31 2.5.2 Guias de Onda e Cabo Coaxial ........................................................................................ 32 2.5.3 Torres ............................................................................................................................... 33 2.6 DIMENSIONAMENTO DE RADIOENLACES ........................................................... 34 2.6.1 Cálculo de Desempenho e de Disponibilidade ................................................................ 34 2.6.1.1 Especificações de Desempenho e Disponibilidade (SPEC) ......................................... 34 2.6.1.2 Atenuação no Espaço Livre (Ae) ................................................................................. 34 2.6.1.3 Atenuação Devido à Absorção Atmosférica (Aab) ...................................................... 35

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2.6.1.4 Atenuação no Guia de Onda ou Cabo Coaxial das Estações A e B ............................. 35 2.6.1.5 Atenuação Total Líquida .............................................................................................. 36 2.6.1.6 Nível de Recepção Nominal (sem desvanecimento) .................................................... 36 CAPÍTULO 3 .......................................................................................................................... 37 MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................................................. 37 3.1 GOOGLE EARTH ................................................................................................................. 37 3.2 PATHLOSS .......................................................................................................................... 41 3.3 CELPLAN ............................................................................................................................ 52 3.4 MATLAB ........................................................................................................................... 68 3.5 MAPEAMENTO DE UMA REDE DE RÁDIO PARA VOZ E DADOS ...................... 69 CAPÍTULO 4 .......................................................................................................................... 76 RESULTADOS E DISCUSSÕES ......................................................................................... 76 4.1 RESULTADOS DO MAPEAMENTO DA REDE DE RÁDIO ..................................... 76 4.1.2 INFORMAÇÕES GERAIS SOBRE A REDE ................................................................ 89 4.2 RESULTADOS DA SIMULAÇÃO DO ENLACE DA ALGAR ................................... 89 CAPÍTULO 5 .......................................................................................................................... 93 CONCLUSÃO......................................................................................................................... 93 REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 95 ANEXOS ................................................................................................................................. 97

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Capítulo 1 INTRODUÇÃO Independente da capacidade, distância, características e natureza das informações, os radioenlaces ainda são um dos mais importantes meios de transmissão de sinais de telefonia e dados, exercendo assim um papel fundamental para as telecomunicações em geral. As principais aplicações para os radioenlaces, em conjunto com outros meios de acesso são [1]: • Redes de transporte das operadoras de telefonia regionais e de longa distância. • Rede de transporte das operadoras de sistemas celulares fixos e móveis. • Rede privada das operadoras de sistemas de energia e outras. • Redes Corporativas. • Links Temporários. • Provedores de serviços de internet. O objetivo deste trabalho é fazer um projeto e caracterizar uma rede de micro-ondas utilizando softwares específicos. O desenvolvimento teórico abordou temas relacionados desde a história da evolução dos sistemas de rádio, propagação, sistemas de transporte, dentre outros, até dimensionamento de radioenlaces, onde são apresentados os cálculos de desempenho e disponibilidade necessários para se fazer o projeto de um sistema de rádio eficiente e confiável. O embasamento teórico deste trabalho foi o livro representado por MITSUGO MIYOSHI, E., ALBERTO SANCHES, C. A utilização de softwares para simulação e geração de perfil topográfico é de grande importância em projetos de sistemas de enlace de rádio. Neste trabalho foram utilizados três softwares para fazer a simulação de enlace de rádio, sendo eles Google Earth, Pathloss e CelPlan. Cada um desses três softwares é aplicado em determinado momento do projeto, sendo que cada um tem a sua particularidade e funções específicas necessárias para que a simulação final seja a mais realista possível, facilitando assim o processo de execução do projeto. Dado o grande aumento da demanda por meios de comunicação e compartilhamento de dados cada vez mais rápidos e eficientes, o intuito deste trabalho é também chamar a atenção para os sistemas de rádio, que foram os primeiros sistemas de comunicação de alta velocidade e que ainda hoje são fundamentais para as telecomunicações em geral.

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Capítulo 2 DESENVOLVIMENTO TEÓRICO 2.1 PROPAGAÇÃO Ondas de rádio na frequência de micro-ondas propagam-se na atmosfera entre as antenas transmissora e receptora. Alguns fatores influenciam nesse mecanismo de propagação. Porém, antes de estudar esses fatores é interessante que se faça um estudo sobre as características dessas ondas [2].

2.1.1 Onda Eletromagnética Denomina-se onda eletromagnética a onda resultante da iteração entre os campos elétrico e magnético que se propagam em conjunto no espaço-tempo. As ondas eletromagnéticas podem ser descritas pelas equações de Maxwell [3] e propagam-se entre as antenas transmissora e receptora em um sistema de rádio [2]. As variações de tensão e corrente são transformadas pela antena transmissora em ondas eletromagnéticas capazes de se propagarem no espaço. Desempenhando um papel contrário, a antena receptora transforma a energia das ondas eletromagnéticas em variações de tensão e corrente para serem processadas no receptor [2]. Os campos elétrico e magnético relacionados à onda eletromagnética são teoricamente representados por uma senoide cada, dessa forma eles possuem então parâmetros de amplitude, frequência, fase e comprimento de onda. Sua velocidade de propagação é independente da fonte geradora, estando relacionada ao comprimento de onda ( ) e à frequência (f) por v = λ ⋅ f (2.1.1.1). Para a propagação no vácuo essa velocidade será constante igual a 3× 108 m/s. Conforme ilustrado na Figura 1, o campo elétrico e o campo magnético são perpendiculares entre si, e a direção de propagação é perpendicular ao plano formado pelos dois [2].

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Figura 1 – Ondas eletromagnéticas [1].

2.1.2 Meio de Transmissão Nas ligações de rádio o meio de transmissão é formado pelo conjunto superfície terrestre – atmosfera. A superfície terrestre influência na propagação das ondas de várias formas, entre as quais: obstrução, difração e reflexão [1]. O nível e a qualidade do sinal recebido podem ser degradados com a ocorrência de fenômenos como reflexão e difração, que ocorrem caso o sinal tenha que transpassar obstáculos ou trafegar em meios com características distintas [1].

2.1.3 Faixas de Frequências Em sistemas de comunicação via rádio um fator muito importante a ser considerado é a frequência de operação. Isto se dá pelo fato da mesma ser responsável pelo desempenho do sistema, devido ser por meio dela que se têm as características dos serviços e a tecnologia apropriada [4]. Ondas eletromagnéticas que são tidas como ondas de rádio são as que estão contidas na faixa de frequência entre 300 Hz e 300 GHz. Dentro dessa faixa o espectro é divido em uma série de outras faixas, como mostrado na Tabela 1.

Tabela 1 - Faixas de Frequência [1]. Faixa de Frequência 300 Hz – 3 kHz 3 kHz – 30 kHz 30 kHz – 300 kHz 300 kHz – 3 MHz 3 MHz – 30 MHz 30 MHz – 300 MHz 300 MHz – 3 GHz 3 GHz – 30 GHz 30 GHz – 300 GHz

Comprimento de onda 100 a 1000 km 10 a 100 km 1 a 10 km 100 m a 1 km 10 a 100 m 1 a 10 m 0,1 a 1 m 10 a 100 mm 1 a 10 mm

Denominação ELF VLF LF MF HF VHF UHF SHF EHF

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Cada faixa de frequência possui características e aplicações distintas, o que as tornam únicas para aplicações diversas mais apropriadas a cada faixa.

2.1.4 Zonas ou Elipsóides de Fresnel O espaço entre duas localidades A e B que formam uma ligação de rádio pode ser subdividido em um conjunto de elipsóides, chamados de zonas ou elipsóides de Fresnel, todos eles tem pontos focais em A e B, dessa forma qualquer ponto M de uma elipsóide satisfaz a relação [5]:

AM + MB = n

λ

(2.1.4.1)

2

Onde n é um número inteiro, caracterizando a ordem da elipsóide e n = 1 corresponde à primeira elipsóide de Fresnel, e é o comprimento de onda. Para um enlace ser considerado visada direta, tendo assim fenômeno de difração desprezível, não pode existir nenhum obstáculo dentro da primeira zona de Fresnel. O raio de uma elipsóide de Fresnel considerando um ponto entre o transmissor e o receptor é calculado pela fórmula [5]:

 nλd1d 2  Rn =    d1 + d 2 

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(2.1.4.2)

Ou, em unidades práticas:

 nd1d 2  Rn = 550    (d1 + d 2 ) f 

12

(2.1.4.3)

Onde f é a frequência (em MHz) e d1 e d 2 as distâncias (em km) entre o transmissor e o receptor no ponto em que o raio da elipsóide de Fresnel é calculado. O cálculo da percentagem de liberação da primeira zona de Fresnel é base para se dimensionar as alturas de torres e antenas [1]. A Figura 2 ilustra a região do primeiro elipsóide de Fresnel.

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Figura 2 – Região do primeiro elipsóide de Fresnel [12].

2.1.5 Propagação e Perda no Espaço Livre Ondas de rádio no espaço livre propagam-se em linha reta e não ocorrem fenômenos como refração e reflexão. Como a energia de um sinal é irradiada de forma esférica, e quanto mais ele se afasta do transmissor essas esferas ficam cada vez maiores, diz-se que a atenuação do sinal é geométrica. Esse sinal pode ser tratado como uma frente de ondas planas [1]. Essa é uma condição ideal, e no caso das ligações em visibilidade, os principais desvios se dão pelas variações das características da atmosfera e pela presença de possíveis obstáculos no caminho de propagação como árvores, prédios e até mesmo o solo [1].

2.1.6 Desvanecimento A existência de variações aleatórias ao longo do tempo da intensidade do sinal recebido caracteriza um fenômeno chamado de desvanecimento ou fading [2]. Define-se desvanecimento como sendo as atenuações, distorções e complementos no espectro do sinal. Isto se dá quando o sinal atravessa o meio de transmissão e sofre alterações de percurso e amplitude [1]. De modo geral, considerando o espectro do sinal, pode-se observar dois tipos principais de desvanecimento: o rápido (seletivo) e o lento (plano). Em geral, pode-se dizer que os desvanecimentos lentos referem-se a variações de poucos dB por minuto na intensidade do sinal, já os desvanecimentos rápidos referem-se a variações de dezenas de dB em segundos, apesar de que estas não sejam regras específicas para estas classificações [6].

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2.1.6.1 Desvanecimento Plano (lento) Podendo variar desde alguns minutos até dias, o desvanecimento lento que causa uma redução da potência do sinal na antena receptora se dá em razão de variações lentas no meio de propagação [2]. O desvanecimento lento é causado principalmente devido à grande parte de energia que é desviada da antena receptora e também pela absorção atmosférica. Essa última se dá principalmente quando as frequências são superiores a 10 GHz [1].

2.1.6.2 Desvanecimento Seletivo (rápido) Quando ao sinal recebido é composto por diversos componentes, sendo que estes seguem caminhos diferentes entre o transmissor e o receptor assim resultando em fases diferentes, isto é o que chamamos de desvanecimento rápido [2]. O desvanecimento rápido pode ter duração que varie de alguns microssegundos a segundos. Os efeitos do multipercurso podem fazer com que a intensidade do sinal recebido atinja níveis tão baixos que cause o silenciamento do receptor [1].

2.1.7 Raio Terrestre Equivalente Na atmosfera padrão, o índice de refração decresce com a altitude, o que causa o encurvamento para baixo das ondas de rádio [1]. Para se utilizar o feixe representado em linha reta, e com isso facilitar a analise da propagação das ondas de rádio, utiliza-se o recurso de considerar o feixe sem curvatura. Para isso o raio da Terra é aumentado e consequentemente sua curvatura é diminuída. Este novo raio como é ilustrado na Figura 3 é denominado de raio terrestre equivalente [1]. Figura 3 – Raio equivalente da Terra [1].

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As recomendações 310-09 e 530-09 do ITU-R tratam, dentre outras coisas, do raio equivalente [1]. O fator K é aplicado para a correção da curvatura da Terra (raio equivalente), e o seu calculo é mostrado na Equação (2.1.7.1) [7].

K=

1 1+ a

dn dh

(2.1.7.1)

Onde:

a - raio da Terra 6,37 × 106 ; dn dM −6 1 = 10 − ; dh dh a dM = 0,118 M .U . m (valor médio do gradiente de refratividade próximo da superfície dh terrestre). Com esses valores chega-se a um valor de K médio de 4/3 [7]. O fator K é usado para se projetar enlaces de rádio na correção do perfil da Terra. Ele pode assumir dois valores, o K=4/3 (Kmédio) que é usado para a atmosfera padrão, e o Kmínimo que varia o valor de K de acordo com o comprimento do enlace considerado para 99,9% do tempo no pior mês do ano [7].

Figura 4 – Variação do K mínimo com a distância (REC P 530-9 do ITU-R) [7].

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Ondas de rádio ao percorrerem um espaço maior passam por vários meios diferentes, e esses meios possuem índice de refração diferente uns dos outros. Nesses casos em que a distância que o sinal tem que percorrer é longa, o fator K que mais se aproxima da realidade será o Kmínimo [1].

• Critérios de Visibilidade e Survey

O serviço de prospecção também conhecido como survey tem como objetivo identificar a viabilidade técnica de enlaces de rádio e determinar a altura das torres e antenas. Geralmente o survey é realizado em duas etapas: o estudo teórico e o levantamento de dados em campo. O estudo teórico é geralmente feito em escritório, de posse das coordenadas geográficas do local das estações e das cartas topográficas é traçado um perfil teórico do enlace e feita uma análise do mesmo. Já no levantamento de campo faz-se a inspeção dos locais exatos das estações e do caminho que o enlace irá percorrer, com o intuito de identificar possíveis obstáculos, alturas exatas e localização precisa dos mesmos [1]. No final é gerado um relatório de survey onde é apresentado o levantamento topográfico que permite gerar tabelas de cotas que são usadas para se gerar o perfil do terreno, e com isso determinar a altura da torre, antena, frequência, entre outros. Também contém nesse relatório o croqui de acesso e a planta de situação, que são responsáveis respectivamente por, indicar como se chega ao local escolhido para a nova estação de rádio e representar o local interno e a localização das benfeitorias existentes em relação ao terreno por meio de medidas [1]. Os critérios de visibilidade são definidos após se ter feito o serviço de prospecção (survey), pois para se definir esses critérios é necessário conhecer o perfil do enlace. De posse desses dados o projetista irá aplicar o fator K ao perfil do enlace para correção da curvatura equivalente da Terra. Após isso, o projetista irá determinar a altura da antena de acordo com a percentagem do raio de Fresnel que terá que estar livre, essa percentagem varia de acordo com a frequência de operação do radioenlace [1]. O fator K aplicado para a correção da curvatura equivalente da Terra vai variar entre Kmédio e Kmínimo, isso porque dependendo da frequência de operação e do comprimento do enlace, determinado fator K é mais preciso. A Tabela 2 mostra a percentagem do raio de Fresnel e o fator K em função da faixa de frequência de operação [1].

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Tabela 2 – Percentagem do raio de Fresnel em função da frequência de operação [1]. < 1GHz

Entre 1 e 3 GHz

Acima de 3GHz

30% do raio de Fresnel para

60% do raio de Fresnel para

100% do raio de Fresnel para

K = Kmédio

K = Kmédio

K = Kmédio

10% do raio de Fresnel para

30% do raio de Fresnel para

60% do raio de Fresnel para

K = Kmínimo

K = Kmínimo

K = Kmínimo

2.1.8 Difração A difração é um fenômeno causado por possíveis obstáculos no caminho do feixe de ondas, e devem ser considerados no cálculo do enlace [1]. O fenômeno da difração ocorre quando há objetos no caminho do enlace de rádio, impedindo assim que parte das frentes de onda passe. Porém, o que é observado é que ocorre a propagação da onda para regiões além do objeto, situadas na sombra deste em relação à direção da onda transmitida, com isso esse objeto se torna irradiante de uma nova onda, porém com características de frentes diferentes da original, dado que ela irradia para os lados, muda de direção e propagação. Assim, a difração explica como a energia de RF (radiofrequência) pode se mover entre transmissor e receptor sem que exista linha de visada direta [1]. A Figura 5 ilustra um exemplo de difração por obstáculo do tipo gume de faca.

Figura 5 – Difração por obstáculo (gume de faca) [1].

2.1.9 Reflexão O fenômeno da reflexão é prejudicial à qualidade do sinal recebido, e normalmente ocorre em enlaces com excesso de visada, devido às condições do perfil do enlace. Quando uma onda incide sobre uma interface que separa dois meios diferentes e ocorre a mudança da direção de propagação fazendo com que a onda retorne para o meio inicial, esse fenômeno é chamado de reflexão [1].

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O coeficiente de reflexão é um parâmetro que avalia a relação entre as amplitudes das ondas refletida e incidente, e cujo valor depende do tipo de terreno, e varia de 0 que é quando o efeito de reflexão é nulo, até 1 que é a condição de reflexão total [2].

2.1.10 Atenuação Devido às Chuvas Em sistemas de telecomunicações que utilizam frequências superiores a 10 GHz a atenuação do sinal devido às chuvas é um item crítico para projetos de radioenlaces, sendo que para essas faixas a indisponibilidade causada pela chuva limita os comprimentos dos enlaces [1]. A distribuição horizontal, a taxa pluviométrica e a distribuição do tamanho das gotas, são os principais fatores que influenciam os enlaces de rádio. Eles são usados para o cálculo do efeito da chuva em enlaces de rádio, sendo os dois primeiros normalmente os mais importantes [1]. A taxa pluviométrica é base fundamental para o cálculo das interrupções causadas por desvanecimentos por chuva. A intensidade de chuva de cada área e país do mundo pode ser obtida pelos diagramas publicados pelo ITU-R. De acordo com esses diagramas o Brasil encontra-se nas zonas N e P que correspondem a taxas pluviométricas de 95 mm/h e 145 mm/h respectivamente para 0,01% do ano [1].

• Método do ITU-R 838 e 530-7

O primeiro passo é encontrar a taxa pluviométrica excedida em 0,01% do tempo ao longo de um ano para a região de interesse. Caso essa informação não exista para o local exato, pode-se obter uma estimativa dessa informação na Recomendação ITU-R P.837 [8]. O próximo passo é calcular a atenuação por quilômetro provocada pela chuva, também chamada de atenuação específica. Essa atenuação depende da frequência, da polarização e da taxa pluviométrica [8]. • Polarização Vertical [9]:

γ r = kv ⋅ R0α,v01

(2.1.10.1)

• Polarização Horizontal [9]:

γ r = kh ⋅ R0α,h01

(2.1.10.2)

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Onde:

γ r - atenuação específica (dB/km); R - taxa pluviométrica para 0,01% do tempo (mm/h); kv , k h - coeficientes dependentes da estrutura da chuva;

αv, αh - coeficientes dependentes da estrutura da chuva; Na Tabela 3 têm-se os valores dos coeficientes que dependem da estrutura da chuva relacionados com a frequência. Tabela 3 – Parâmetros de chuva (Recommendation ITU-R 838) [1]. Frequência (GHz)

kh

kv

αh

αv

1 2 4 6 7 8 10 12 15 20 25 30 35 40 45 50 60 70 80 90 100 120 150 200 300 400

0,0000387 0,000154 0,000650 0,00175 0,00301 0,00454 0,0101 0,0188 0,0367 0,0751 0,124 0,187 0,263 0,350 0,442 0,536 0,707 0,851 0,975 1,06 1,12 1,18 1,31 1,45 1,36 1,32

0,0000352 0,000138 0,000591 0,00155 0,00265 0,00395 0,00887 0,0168 0,0335 0,0691 0,113 0,167 0,233 0,310 0,393 0,479 0,642 0,784 0,906 0,999 1,06 1,13 1,27 1,42 1,35 1,31

0,912 0,963 1,121 1,308 1,332 1,327 1,276 1,217 1,154 1,099 1,061 1,021 0,979 0,939 0,903 0,873 0,826 0,793 0,769 0,753 0,743 0,731 0,710 0,689 0,688 0,683

0,880 0,923 1,075 1,265 1,312 1,310 1,264 1,200 1,128 1,065 1,030 1,000 0,963 0,929 0,897 0,868 0,824 0,793 0,769 0,754 0,744 0,732 0,711 0,690 0,689 0,684

As células de chuva são as áreas pequenas onde ocorrem intensidades elevadas de chuva. Assim, ao se fazer os cálculos devem ser considerados apenas uma parte do lance, sendo que às vezes pode ocorrer mais de uma célula no lance [1]. Com isso calcula-se o parâmetro [8] que define o percentual do enlace em que deve haver chuva:

r=

1 1+

d d0

(2.1.10.3)

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Onde: d – distância do enlace (km). d 0 = 35e −0, 015⋅R0.01 . R0.01 – taxa pluviométrica para 0,01%. Quando R0.01 for maior que 100 mm/h, usa-se na fórmula de d 0 o valor de 100 mm/h [8]. Com isso considerou-se que a chuva não está acontecendo simultaneamente em todo o enlace com a mesma intensidade. Então, calcula-se o diâmetro efetivo [8] da célula de chuva. d eff (km ) = r ⋅ d

(2.1.10.4)

Logo, a atenuação total do enlace de rádio devido à chuva pode ser obtida multiplicando se a atenuação específica pelo diâmetro específico. Sendo assim tem-se [8]: Ar = γ r ⋅ d eff

(2.1.10.5)

2.2 PRINCIPAIS SISTEMAS DE TRANSPORTE 2.2.1 Sistema Rádio Ponto a Ponto Por um bom tempo o sistema rádio ponto a ponto, ilustrado na Figura 6, também conhecido como radiovisibilidade ou links terrestres, foi o principal meio de transmissão de alta capacidade. Mas atualmente, devido à evolução dos sistemas em fibra óptica, o sistema rádio ponto a ponto vem perdendo espaço principalmente nos backbones de alta capacidade. A expressão "ponto a ponto" está vinculada ao fato da comunicação de enlaces de rádio sempre ocorrer entre duas estações, onde uma é a estação transmissora e a outra é a receptora [1]. O fenômeno da propagação eletromagnética permite com que a informação em um sistema rádio ponto a ponto seja conduzida entre duas estações distantes até 50 km ou mais entre si, de acordo com as condições topográficas, faixas de frequências e capacidade [1]. Figura 6 – Sistema rádio ponto a ponto [7].

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O sistema operante em cada estação compõe-se essencialmente de um conjunto de transceptores, uma linha de transmissão e um elemento irradiante (antena) [1]. Alguns requisitos básicos são necessários para que um rádio enlace funcione satisfatoriamente [10], como: • O sinal recebido tem que ter potência suficiente para se sobrepor ao nível de sensibilidade e ao sinal do ruído recebido. • Para cada faixa de frequência utilizada, a onda deve ser transmitida em uma frequência com atenuação e velocidade de propagação constante, de modo que a distorção seja a mínima possível. • Para que o enlace de rádio seja confiável, as condições apresentadas acima devem permanecer constantes na maior parte do tempo.

2.2.2 Rádio Ponto a Ponto Digital Devido à crescente demanda de serviços no final da década de 70 tornou-se necessária a digitalização das redes das companhias de telecomunicações. Com a criação das centrais telefônicas digitais ocorreu o surgimento de famílias de equipamentos de transmissão totalmente novos, como multiplexadores e rádios digitais, fibras ópticas, roteadores automáticos, dentre outros [1]. O rádio digital tem como principal característica a transmissão de informação ou sinais modulantes digitais [1]. Em um enlace de rádio digital a informação que pode ser voz, dados ou imagens, está em formato digital e é transportada em canais padronizados [11].

2.3 EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS DE RÁDIO A seguir apresenta-se um breve resumo do histórico dos sistemas rádio ponto a ponto no Brasil, e alguns acontecimentos relevantes que influenciaram nessa evolução [1]. • 1895 – Invenção do rádio pelo italiano Guilherme Marconi. • 1957 – Implantação do primeiro sistema de micro-ondas da América Latina entre Rio de Janeiro – São Paulo e Campinas pela Companhia Telefônica Brasileira – CTB. • 1965 – Criação da Empresa Brasileira de Telecomunicações – EMBRATEL. • 1967 – Criação do Ministério das Comunicações. • 1972 – Criação da Telebrás, uma entidade pública encarregada da coordenação e planejamento geral das atividades de telecomunicações no país.

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• Décadas de 70 e 80 – Auge dos sistemas de rádio analógicos de alta capacidade. • 1984 – Início da Era Digital, com implantação de rádios PDH. • Início da década de 90 – Começou a implantação de rádios SDH. • 1998 – Abertura do mercado de telecomunicações e privatização do sistema Telebrás.

2.4 HIERARQUIAS DIGITAIS PDH E SDH 2.4.1 PDH – Plesiochronous Digital Hierarchy O sistema PDH – Hierarquia Digital Plesiócrona – tem sua divisão em nível de hierarquias, e devido a não existir um padrão mundial, têm-se três hierarquias diferentes no mundo, como mostra a Figura 7. Como só é possível a interconexão de sistemas ao nível de voz na taxa de 64 kbits/s, a existência de três hierarquias diferentes dificulta as interconexões de sistemas [1]. Os sinais E1 e E3 são gerados por equipamentos distintos, sendo que a velocidade do sinal de saída fornecido por cada um pode variar ligeiramente de 2048 kbits/s para o E1, e 34 kbit/s para o E3. Esses sinais são recebidos por equipamentos que trabalham no sistema PDH. As duas maiores desvantagens de um sistema PDH são: dificuldade de identificar um tributário de ordem inferior dentro de um quadro maior e uma estrutura em que não há espaço suficiente para incluir informações para o gerenciamento da rede [1]. O padrão PDH Europeu, é o adotado na maior parte do mundo, inclusive no Brasil [1].

Figura 7 – Hierarquia PDH [1].

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2.4.2 SDH – Synchronous Digital Hierarchy Com a necessidade de padronização mundial dos sistemas de transmissão síncrona, o ITU-T sugeriu no final da década de 80 criar um sistema que proporcionasse uma rede mais flexível e econômica, assim surgiu o padrão SDH (Hierarquia Digital Síncrona). Logo criouse uma rede síncrona para transporte de sinais digitais, composta por um conjunto hierárquico de estruturas de transporte padronizadas [1]. As principais características do padrão SDH são: padronização total, fácil acesso aos tributários de ordem inferior e grande capacidade alocada para gerência de rede. O objetivo inicial da criação de uma rede digital síncrona era compatibilizar os vários fabricantes por meio da criação de uma interface padrão a todos. Foi assim que surgiu nos Estados Unidos a rede óptica síncrona “SONET” que posteriormente evoluiu para um padrão internacional que torna compatível as hierarquias existentes, americana, japonesa e européia a uma taxa bruta de 155.520 Mbits/s, chamada de módulo de transporte síncrono nível 1, do inglês “synchrounous transport module – level 1” - STM-1 [1]. Como ilustrado na Figura 8, os bytes em uma estrutura de quadro do STM-1 estão dispostos em 270 colunas por 9 linhas. Sendo que cada quadro STM-1 tem 2430 bytes, com duração de 125 microssegundos, o que é o mesmo tempo de duração de um canal PCM de 64 kbit/s [1].

Figura 8 – Estrutura do quadro SDH [13].

A Rede SDH trouxe vários benefícios, dentre eles [1]: • Simplificação – Dentre os vários benefícios trazidos por uma rede síncrona, o principal é a simplificação da rede.

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• Sobrevivência – O funcionamento da transmissão é continuamente monitorado por todos os elementos de uma rede de SDH. • Controle por software – Dentro da estrutura de quadro SDH existem canais que permitem o controle por software de toda a rede. • Velocidades maiores sob encomenda – Qualquer serviço disponível na rede pode ser facilmente comprado por todos os assinantes que estejam conectados a uma rede síncrona. • Padronização – A interconexão de redes de SDH de fabricantes distintos torna-se possível devido à padronização dos equipamentos que compõem essa rede.

2.5 SISTEMA AÉREO Com a saturação do espectro de frequências que é um problema em sistemas de rádio e que só tende a piorar, torna-se necessário cada vez mais que o tipo de antena escolhido seja o mais adequado ao sistema, pois com isso diminui-se o risco de problemas de desempenho e confiabilidade nos enlaces, evitando até de causar interferências em sistemas já existentes [1]. Para que a comunicação via rádio aconteça é necessário um conjunto de dispositivos que são conhecidos como sistema aéreo ou irradiante. Esses dispositivos na transmissão são responsáveis por ligar o equipamento de transmissão a outro que transforme o sinal elétrico em ondas eletromagnéticas capazes de se propagar no espaço e na recepção, são responsáveis por captar a energia das ondas eletromagnéticas e convertê-las novamente em sinal elétrico para ser processado no receptor [1]. Basicamente o sistema aéreo é composto por [1]: • Antena. • Cabo coaxial ou guia de onda. • Conectores. • Sistema de Pressurização. • Torres / Postes. • Suportes de antenas. • Sistema de aterramento.

2.5.1 Antenas Em um sistema de rádio, a antena é o elemento irradiante capaz de receber e transmitir ondas eletromagnéticas. Geralmente as propriedades vistas na transmissão são válidas

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também para a recepção, ou seja, as antenas são recíprocas. As características elétricas das antenas influenciam diretamente no desempenho dos radioenlaces, dentre elas as principais são [1]: • Faixa de Operação (Largura de Banda) – Faixa de frequências em que a antena opera adequadamente mantendo todas as características elétricas especificadas. • Ganho da Antena – É a principal característica da antena, definida como a relação entre a energia irradiada pela antena em relação à uma antena isotrópica, supondo que as duas irradiem a mesma potência total. • Polarização – É determinada segundo as características mecânicas da antena e do posicionamento do alimentador, e relaciona-se com a direção do campo elétrico. Pode ser dos tipos: polarização vertical, polarização horizontal ou ainda uma combinação das duas (dupla polarização). • Discriminação da Polarização Cruzada (XPD) – É o isolamento na mesma antena do sinal de uma polarização em relação à outra. • Diagrama de Radiação ou Irradiação – É um gráfico que mostra as características da antena quanto à potência irradiada em função do ângulo. • Ângulo de Meia Potência – Ângulo no qual ocorre uma queda de 3 dB no sinal transmitido, com relação ao ângulo de irradiação máxima (centro do lóbulo principal). • Relação Frente-Costa – É definida como a proporção de sinal irradiado na direção oposta, ou seja, de 180 graus com relação à direção de irradiação máxima. • Características Mecânicas – Área de exposição ao vento, dimensões físicas, peso.

Em sistemas de enlace de rádio, que operam na frequência de micro-ondas é necessária a utilização de antenas mais diretivas, pois esses sistemas operam com baixas potências de transmissão. Sendo assim, o tipo de antena mais usado é a parabólica. Antenas parabólicas podem possuir refletores vazados ou sólidos, sendo que as parabólicas sólidas apresentam eficiência de radiação e ganho superior às parabólicas vazadas [1].

2.5.2 Guias de Onda e Cabo Coaxial Os componentes de um sistema de rádio responsáveis por levar o sinal do equipamento até o alimentador da antena são os guias de onda e os cabos coaxiais [1]. A conexão entre o equipamento de rádio e a antena é feita por determinados equipamentos de acordo com a frequência. Nas faixas de VHF e UHF são utilizados cabos

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coaxiais. Já em sistemas de micro-ondas com frequências acima de 2GHz são utilizados os guias de onda. As características elétricas dos guias de onda e cabos coaxiais influenciam diretamente no desempenho dos radioenlaces, dentre elas as principais são [1]: • Faixa de Frequência – Devido a cada faixa de frequência possuir comportamentos e características diferentes, e também pelo fato do comprimento de onda influenciar no tamanho do guia, cada guia de onda possui sua faixa de frequência específica. • Perda – Conforme aumenta-se a frequência também aumenta-se a perda unitária (dB/m), que é uma das características mais importantes a ser considerada nos guias de onda e cabo coaxial. • VSWR – Para que o sistema tenha um bom desempenho o VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) do conjunto Antena + Guia de onda/Cabo Coaxial deve estar dentro das margens especificadas para que os níveis dos sinais refletidos não ultrapassem o limite permitido.

2.5.3 Torres O atendimento do enlace depende das torres, que são empregadas para suportar as antenas na altura necessária. As torres podem ser de vários tipos e possuírem características específicas. Por meio de análise dos perfis dos enlaces se define a altura das torres. Ao realizar o projeto de uma torre as características principais a serem consideradas são [1]: • Carga suportada pela torre: Depende principalmente da área de exposição ao vento das antenas, cabos e suportes, podendo ser considerado também embora sendo pouco relevante o peso desses objetos. • Ângulo de deflexão: É o ângulo máximo de movimentação no topo da torre.

Os tipos de torres são [1]: • Autoportante – São estruturas projetadas para suportar uma grande quantidade de antenas, ou seja, apresentam uma capacidade de carga bem maior e podem atingir até 120 metros ou mais de altura. As mais utilizadas possuem seção triangular ou retangular. • Estaiada – São torres mais econômicas do que as autoportantes, porém possuem uma menor capacidade de carga e necessitam de um espaço maior. • Postes – São torres menores, com alturas que não passam dos 40 metros e possuem capacidade de carga pequena.

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• Cavaletes – São pequenas estruturas construídas para suportar antenas a um nível pouco acima do solo, mais usados no topo de prédios.

2.6 DIMENSIONAMENTO DE RADIOENLACES 2.6.1 Cálculo de Desempenho e de Disponibilidade Realizados em sua grande maioria para enlaces com visada direta, ou seja, sem nenhuma obstrução, os cálculos de desempenho são realizados principalmente para frequências SHF. Também podem ser feitos cálculos de desempenho para as frequências de UHF, mas nesse caso devido a muitas vezes se estar pretendendo utilizar torres já existentes, pode-se considerar o projeto de enlaces com perfil parcialmente obstruído [1]. Outro fator importante é que todos os cálculos de desempenho, disponibilidade e interferência são realizados considerando a pior situação, visando a otimização do enlace [1].

2.6.1.1 Especificações de Desempenho e Disponibilidade (SPEC) Como o próprio nome diz, o SPEC é as especificações que o enlace deve ter para atender as Recomendações do ITU-T. Através do SPEC definem-se os critérios de qualidade que o sistema deve atender, em função de fatores como requisitos de qualidade e confiabilidade necessária, natureza e tipo do sinal transportado, fatores econômicos, dentre outros [1]. Os tipos de especificações mais utilizados são: Recomendações G821, G826, G827 e G828; Local-Grade; Medium-Grade; e High-Grade. Cada uma destas especificações trata de critérios específicos para determinada área, que pode ser local, nacional ou internacional, além de outros fatores [1].

2.6.1.2 Atenuação no Espaço Livre (Ae) A atenuação no espaço livre é dada pela fórmula a seguir [1]: Ae = 32,4 + 20 log( f × d ) dB

(2.6.1.2.1)

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Onde: Ae - Atenuação no espaço livre (dB). f - Frequência central em MHz. d - Distância em km.

2.6.1.3 Atenuação Devido à Absorção Atmosférica (Aab) A atenuação devido à absorção atmosférica é calculada pela fórmula [1]: A = γd = (γ 0 + γ w )d dB

(2.6.1.3.1)

Onde: d - Comprimento do enlace (km).

γ 0 - Absorção em dB por km devido ao oxigênio. γ w - Absorção em dB devido ao vapor d’água. Os parâmetros de absorção devido ao oxigênio e devido ao vapor d’água variam principalmente com a frequência de operação. Como esses parâmetros exigem fórmulas complexas para uma variação bem pequena em seus valores e consequentemente no valor da absorção total ( γ ), foi feita uma padronização em seus valores de acordo com a frequência de operação. A seguir são mostrados os valores da absorção total para as duas faixas de frequências usadas neste trabalho [1]. • Para f = 1500 MHz, a absorção total é igual a 0,005 dB/km. • Para f = 8000 MHz, a absorção total é igual a 0,010 dB/km.

2.6.1.4 Atenuação no Guia de Onda ou Cabo Coaxial das Estações A e B A atenuação devido aos cabos nas estações A e B [1] é calculada conforme a equação: ACβ = perda no cabo/m x LCβ dB

(2.6.1.4.1)

Onde: ACβ - Atenuação no cabo (dB/m). LCβ - Comprimento do cabo (m). A atenuação nos cabos é um parâmetro utilizado no cálculo da atenuação total líquida ( at ) [1].

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2.6.1.5 Atenuação Total Líquida A fórmula a seguir é usada para o cálculo da atenuação total [1]: AT = Ael + Aab + Armf + ACA + ACB dB

(2.6.1.5.1)

Onde: Ael - Atenuação do espaço livre (dB). Aab - Atenuação devido à absorção na atmosfera (dB). Armf - Atenuação total no circuito de ramificação (lados TX e RX) (dB). ACA - Atenuação no guia de onda ou cabo de RF da estação A (dB). ACB - Atenuação no guia de onda ou cabo de RF da estação B (dB).

Neste trabalho a atenuação total no circuito de ramificação ( Armf ) foi considerada padrão como sendo 2dB, ou seja, um dB no lado TX e um dB no lado RX. Essa consideração foi feita devido aos valores reais deste parâmetro necessitar serem medidos na prática em campo. A atenuação total líquida é um parâmetro utilizado no cálculo do nível de recepção sem desvanecimento [1].

2.6.1.6 Nível de Recepção Nominal (sem desvanecimento) O nível de recepção nominal é calculado pela fórmula [1]: PRN = PT + GT + GR − AT dBm Onde: PRN - Nível de recepção nominal (dBm).

PT - Potência de transmissão (dBm). GT e GR - Ganhos das antenas de transmissão e recepção (dBi).

AT - Atenuação total (dB).

(2.6.1.6.1)

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Capítulo 3 MATERIAIS E MÉTODOS O desenvolvimento deste trabalho se deu por meio de simulações em software e análises dos resultados obtidos nas simulações. Basicamente os softwares utilizados foram: Google Earth, PathLoss, CelPlan e MATLAB. A seguir é apresentada uma breve explicação sobre cada um dos softwares utilizados e um roteiro simplificado para a utilização do Google Earth, do PathLoss e do CelPlan.

3.1 Google Earth O Google Earth é um software de geolocalização desenvolvido pela Google e que conta com diversas funções. Por meio de um modelo tridimensional do globo terrestre, formado com imagens de satélites que podem ser observadas nos formatos 2D e 3D, o Google Earth permite que você viaje para qualquer lugar do planeta, obtenha coordenadas geográficas, veja mapas, rotas, busque endereços, veja a topografia, dentre outras várias funções. Integrados ao Google Earth o Street View e o Maps fazem com que esse seja um dos softwares de geolocalização e visualização da superfície terrestre mais completo do mercado atualmente. O Google Earth é um software free, ou seja, você não paga nada por ele, apesar de existir uma versão pro onde você paga uma taxa anual para contar com algumas funções extras. A versão free conta com todas as funções necessárias para este trabalho, ela pode ser baixada em [14]. As funções utilizadas foram a de obter as coordenadas geográficas dos locais das estações de rádio, análise do caminho do enlace por meio de imagens para verificação da existência de possíveis obstáculos e também uma pré-análise do perfil topográfico entre as estações. A seguir um roteiro simplificado ensina como fazer as simulações tratadas no trabalho.

1º passo – Localizar o local das estações

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Já com o programa instalado, abri-lo e localizar o local da estação. Para isso vá ao menu “pesquisar” e digite o endereço da estação e clique em pesquisar. Ao encontrar o local desejado para uma estação, o próximo passo é adicionar um marcador neste local e com isso também já obter as coordenadas geográficas desta localização. Para isso, vá na barra superior e clique em “Adicionar marcador”, uma janela irá abrir e aparecerá um marcador sobre o mapa, basta mover o marcador para o local desejado com o mouse, na janela você encontrará um campo para nomear este marcador e logo abaixo os campos com as coordenadas geográficas daquele local onde foi adicionado o marcador. Para finalizar essa etapa é só clicar em “OK” e o marcador ficará salvo, como mostrado na Figura 9 abaixo. Repetir esse passo para todas as estações.

Figura 9 – Localização das estações, marcadores e coordenadas geográficas.

2º passo – Traçar reta ligando as estações Agora que o local das estações já foi definido e já foi adicionado um marcador no local de cada uma, o próximo passo é ligar essas duas estações através de uma reta/linha entre elas. Para isso, vá na barra superior e clique em “Mostrar régua”, uma janela irá abrir. Repare no cursor do mouse sobre o mapa, agora ele se parece com um alvo, você irá colocá-lo sobre um dos marcadores adicionados no passo anterior, clicar e soltar uma vez com o mouse sobre ele, depois irá com o mouse até o outro marcador, clicar e soltar sobre ele também. Repare que quando você clica a primeira vez sobre o primeiro marcador e mexe com o mouse a linha

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já vai seguindo o mouse. Repare também na janela, nela agora constam algumas informações sobre a linha/reta, apesar de que a única opção que nos interessa é o comprimento, ou seja, a distância entre os dois pontos. Feito isso, você irá clicar em “Salvar”, uma nova janela se abrirá, nela você pode alterar o nome da linha/reta, o estilo, a cor, além de poder colocar uma descrição da mesma. Para finalizar e salvar clica-se em “OK”. Figura 10 – Traçando a reta/linha entre as estações.

Figura 11 – Salvando a reta/linha e alterando suas características.

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3º passo – Análise do caminho do enlace e do perfil topográfico entre as estações Para finalizar nosso trabalho com o Google Earth resta fazermos a análise do caminho do enlace e do perfil topográfico entre as estações. A análise do caminho do enlace pode ser feita antes de se gerar o perfil topográfico como mostrado na Figura 12, ou depois de se gerar o perfil topográfico como na Figura 13, esta análise é simples de se fazer, basta você dar zoom sobre a linha/reta gerada no passo anterior, e ir analisando se existem ou não obstáculos no caminho do enlace. O método mais indicado é fazer essa análise em conjunto com a análise do perfil topográfico, pois através do perfil topográfico você identifica os pontos críticos para um projeto de enlace de micro-ondas, que são os picos e as zonas urbanas entre as estações, e com isso já se faz uma análise mais detalhada nestes locais. Para gerar o perfil topográfico do caminho entre as estações é simples, você clica com o botão direito do mouse sobre a linha/reta e depois clica-se em “Mostrar perfil de elevação” e o perfil será gerado e exibido logo abaixo do mapa. Agora é só fazer as análises necessárias.

Figura 12 – Análise do caminho do enlace.

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Figura 13 – Análise do perfil topográfico e do caminho do enlace.

3.2 PathLoss O PathLoss é um dos mais completos softwares de simulação de enlace de microondas do mercado. Ele é uma ferramenta de simulação que possibilita a análise do perfil topográfico entre duas localidades em conjunto com a Zona de Fresnel. Além disso, ele ainda permite dimensionar a altura das antenas, e também, quando necessário, a correção do raio da terra utilizando o fator K. Com isso, pode-se dizer que o PathLoss é a ferramenta de simulação de propagação de sistemas de rádio mais usada por projetistas atualmente [15]. A seguir é apresentado um roteiro simplificado de como simular a propagação de um sistema de rádio no Pathloss. Considerando que todas as cartas topográficas já tenham sido devidamente integradas ao software.

1º passo – Adicionando dados iniciais O primeiro passo ao abrir o software é adicionar os dados iniciais para que a simulação possa ser feita. Como mostrado na Figura 14 a seguir, os dados a serem adicionados são os nomes dos locais das duas estações, as coordenadas geográficas de cada uma e a frequência que será utilizada naquele sistema. Além desses dados, existem outros

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campos importantes, como por exemplo, o da altura das antenas nas duas localidades, porém esses dados não serão adicionados agora, pois o software irá calculá-los mais a frente.

Figura 14 – Adicionando dados iniciais.

2º passo – Gerar perfil topográfico Com os dados adicionados agora o próximo passo é gerar o perfil topográfico do terreno entre as duas estações. Para isso, vai-se ao menu “Module” e seleciona-se a opção “Terrain Data”, como mostrado na Figura 15 abaixo.

Figura 15 – Terrain Data.

Ao clicar em “Terrain Data”, o software ira para a tela como mostrado na Figura 16.

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Figura 16 – Tela Terrain Data.

Continuando, o próximo passo é ir ao menu “Operations” e selecionar a opção “Generate Profile”, como mostrado na Figura 17.

Figura 17 – Generate Profile.

Feito isso, irá se abrir uma janela como mostrado na Figura 18. Nessa janela se pode selecionar a densidade da vista do terreno, por meio do campo selecionado, porém nesse

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exemplo foi deixado o valor sugerido pelo software. Logo o próximo passo é clicar em “Generate”.

Figura 18 – Densidade da vista do terreno.

Ao executar o passo anterior, uma nova janela se abrirá como mostrado na Figura 19. Essa nova janela indica que o perfil está completo e mostra quais pastas o software usou para gerá-lo. Agora, para que o perfil topográfico gerado seja exibido é só fechar esta janela, o que pode ser feito clicando em “Close” ou no X no canto superior direito da janela.

Figura 19 – Dados de geração do perfil topográfico.

Feito isso, o software irá exibir o perfil topográfico entre as duas estações desejadas, como ilustrado na Figura 20 a seguir.

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Figura 20 – Perfil Topográfico.

3º passo – Determinar altura das antenas Este passo pode ser feito de duas formas, a em que o projetista escolhe a altura desejada para a antena ou a em que ele deixa que o software calcule isso pra ele e só faz os ajustes necessários depois. Para o primeiro caso, vai-se ao menu “Configure” e seleciona-se a opção “Antenna Heights” como mostrado na Figura 21.

Figura 21 – Antenna Heights (caso 1).

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Feito isso, abrirá uma janela para que o projetista possa definir os valores desejados para a altura das antenas nas duas estações, como mostrado na Figura 22.

Figura 22 – Definindo altura das antenas.

Para o segundo caso, deve-se ir ao menu “Module” e selecionar a opção “Antenna Heights”, como mostrado na Figura 23.

Figura 23 – Antenna Heights (caso 2).

Ao executar o passo anterior, o software automaticamente irá traçar a linha de visada direta do enlace, porém no primeiro instante ele utiliza a altura mínima por ele aceitável que é de 5 metros para as antenas nas duas estações, como mostrado na Figura 24 a seguir.

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Figura 24 – Linha de visada direta e altura das antenas.

Feito isso, para que o software calcule um valor otimizado da altura das antenas em cada estação, o próximo passo é clicar no ícone de uma calculadora, este está posicionado no canto superior direito da tela, como mostrado na Figura 25 a seguir.

Figura 25 – Calculando valor otimizado para a altura das antenas.

Caso o projetista não concorde com os valores sugeridos pelo software e queira alterar esses valores ele pode através das setas ao lado da indicação da altura das antenas aumentar

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ou diminuir esses valores. Repare que ao fazer isso, se você aumenta de um lado o outro lado irá diminuir, e vice versa, isso porque o software busca sempre um valor otimizado para essas alturas, ou seja, o menor valor possível para assim reduzir custos.

4º passo – Gerando a zona de Fresnel e o arquivo final Para finalizar a simulação, falta gerar o arquivo final que contém além do perfil topográfico, da linha de visada direta e da altura das antenas, ele também irá nos mostrar a primeira zona de Fresnel que é um dado importante em projetos de enlace de micro-ondas, pois além da linha de visada direta, a primeira zona de Fresnel também não pode estar obstruída para um perfeito funcionamento do sistema de rádio. Para gerar esse arquivo devese ir ao menu “Module” e selecionar a opção “Print Profile”, como mostrado na Figura 26.

Figura 26 – Print Profile.

Ao executar o passo anterior o software irá exibir uma janela, como mostrado na Figura 27, perguntando se o projetista deseja revisar a altura da antena, nesse caso ele deve clicar em “Sim”.

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Figura 27 – Revisar altura da antena.

Feito isso o software irá exibir o arquivo final da sua simulação, contendo todos os dados necessários para sua análise. Um exemplo desse arquivo é o mostrado na Figura 28 abaixo.

Figura 28 – Arquivo final.

5º passo – Definir ou redefinir o Fator K (Opcional) O fator K é usado para corrigir o raio da terra de acordo com cada projeto, como tratado no ítem 2.1.7 deste trabalho. No Pathloss a correção deste fator é realizada em duas etapas, como mostrado a seguir. A primeira etapa é realizada após a determinação da altura das antenas nas duas estações, ou seja, na página “Antenna Heights”. Nesta etapa para redefinir o fator K, vai-se ao

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menu “Operations” e seleciona-se a opção “Set Clearance Criteria”, como mostrado na Figura 29.

Figura 29 – Set Clearance Criteria.

Feito isso, irá abrir uma janela como mostrado na Figura 30, para que o projetista possa ajustar o fator K de acordo com seu projeto. Terminando de alterar os valores é só clicar em “OK” e o fator K será alterado.

Figura 30 – Definindo valor do Fator K.

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A segunda etapa é realizada após se gerar o arquivo final, ou seja, na página “Print Profile”. Nesta etapa para redefinir o fator K, vai-se ao menu “Format” e seleciona-se a opção “Flat Earth”, como mostrado na Figura 31. Figura 31 – Flat Earth.

Feito isso, irá abrir uma janela como mostrado na Figura 32, para que o projetista possa ajustar o fator K de acordo com seu projeto. Lembrando que os valores devem ser ajustados no campo adequado nos dois lados. Terminando de alterar os valores é só clicar em “OK” e o fator K será alterado. Figura 32 – Redefinindo o fator K.

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Agora, como mostrado na Figura 33, já é possível observar mudanças no projeto devido à alteração do fator K, quando comparado com a Figura 28, por exemplo, que tinha um fator K diferente. Essas mudanças envolvem principalmente a primeira Zona de Fresnel e com isso podem interferir na altura das antenas.

Figura 33 – Arquivo final com fator K diferente.

3.3 CelPlan O software CelPlan é um dos mais completos do mercado para se projetar, implantar, operar e otimizar redes wireless operando na frequência de RF. O grande diferencial deste software em relação aos outros aqui apresentados é que ele permite uma análise mais aprofundada, até mesmo do sinal que será transmitido e recebido pelos sistemas projetados, se aproximando muito da realidade. Dentre as várias soluções apresentadas pela CelPlan, o CelPlanner e o CelLink que são duas ferramentas do software que utilizam a mesma interface gráfica e que foram utilizadas nesse trabalho. O CelPlanner é uma ferramenta dedicada ao projeto de sistemas celulares, já o CelLink é uma ferramenta dedicada ao projeto de sistemas ponto a ponto, que é o objetivo deste trabalho, e que segue todas as normas de qualidade do ITU [16]. A seguir é apresentado um roteiro simplificado de como se projetar sistemas ponto a ponto utilizando o CelPlan. As funções do CelLink que utilizamos estão primeiramente

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bloqueadas pelo software, sendo necessário alguns passos para desbloqueá-las, como mostrado no roteiro.

1º passo – Criar um novo projeto e adicionar diretórios dos arquivos O primeiro passo para se fazer um projeto no CelPlan é criar um novo projeto. Após abrir o programa, para se criar um novo projeto vai-se ao menu “Project” e seleciona-se a opção “New”, como mostrado na Figura 34 abaixo.

Figura 34 – Novo Projeto.

Feito isso uma nova janela ira se abrir. Nela é possível alterar várias coisas no projeto, como dar um nome para o projeto, selecionar o sistema a ser usado, dentre várias outras coisas. Porém, o que nos interessa aqui é definir os diretórios dos arquivos que o software irá usar na simulação. Para fazer isso clica-se na opção “Database Directories” como mostrado na Figura 35 a seguir.

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Figura 35 – Database Directories.

Feito isso, irá abrir uma nova janela como a mostrada na Figura 36 a seguir. É nela que se colocam todos os diretórios dos arquivos que serão usados na simulação. Na figura a seguir, os diretórios já foram adicionados, para se fazer isso, vai-se ao campo reservado para cada tipo de diretório e clica-se, em seguida clica-se em “Select”, uma janela irá se abrir para que o projetista indique o caminho para o programa encontrar os arquivos necessários. Após se colocar todos os diretórios clica-se em “OK”.

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Figura 36 – Adicionando diretórios dos arquivos que serão usados pelo software.

Feito isso o programa volta para a janela da Figura 35 mostrada anteriormente, nela clica-se em “OK” novamente. Ao se fazer isso o software mostrará uma janela como a mostrada pela Figura 37 abaixo, onde ele apresenta a quantidade de arquivos que ele carregou para usar nas simulações. Nela é só clicar em “OK”.

Figura 37 – Dados geográficos carregados no software.

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2º passo – Selecionar a área onde será realizado o projeto Agora que se criou o projeto e definiu os diretórios dos arquivos para o software usar nas simulações, o próximo passo é selecionar a área onde o projeto será executado. Para isso primeiramente vai-se à barra de tarefas superior do software, no campo onde está escrito “None” tem uma seta ao lado, clica-se nela e seleciona-se a opção “Image I”, como mostrado na Figura 38 abaixo.

Figura 38 – Selecionando tipo de imagem da área.

Após fazer isso, vai-se ao menu “Presentation” e seleciona-se a opção “Area”, como mostrado na Figura 39 a seguir.

Figura 39 – Selecionando área.

Ao se fazer isso, uma nova janela irá abrir, como mostrado na Figura 40 a seguir. Nela é só dar um duplo clique na opção “Area by Geographic Database”.

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Figura 40 – Area by Geographic Database.

Feito isso, o software irá exibir a área contida em seu banco de dados, como mostrado na Figura 41 abaixo.

Figura 41 – Área exibida pelo software.

3º passo – Desbloquear funções do menu “Network” Para continuar com a simulação é necessário desbloquear as funções do menu “Network”, pois como mostra a Figura 42 a seguir elas estão todas bloqueadas.

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Figura 42 – Funções do menu "Network" bloqueadas.

Para desbloquear estas funções é necessário criar um link com células primeiro. Para fazer isso vai-se ao menu “Cell” e seleciona-se a opção “Creat”, como mostrado na Figura 43 abaixo. Figura 43 – Criando células.

Ao se fazer isso, o próximo passo é ir com o mouse até algum lugar da área dada pelo software e clicar uma vez. Feito isso o software ira abrir automaticamente uma janela como a mostrada na Figura 44 a seguir. Como não é isso que a gente quer, pois estamos fazendo isso

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apenas para desbloquear as funções do menu “Network”, basta clicar em “OK” nessa janela. E repetir este passo novamente para criar outra célula, ou seja, é necessário criar duas células.

Figura 44 – Características da célula.

Quando as duas células estiverem criadas o próximo passo é ir ao menu “Network” e clicar na opção “New” como mostra a Figura 45 abaixo.

Figura 45 – Nova rede.

Feito isso irá abrir uma nova janela para que o projetista configure o enlace. Nessa janela o projetista irá selecionar nos campos “Site” de um lado uma das células criadas

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anteriormente, e do outro lado a outra. Porém o enlace que se quer não é composto por células e sim por estações ou sites, por isso não nos interessa ainda as outras opções de configuração apresentadas nessa janela. Sabendo disso agora é só clicar em “OK” como mostrado na Figura 46 abaixo. Figura 46 – Selecionando células da rede.

Feito isso o software automaticamente cria um link entre as duas células como mostrado na Figura 47 a seguir.

Figura 47 – Link entre as duas células selecionadas.

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Ao realizar o passo anterior o software automaticamente também habilita todas as funções do menu “Network”.

4º passo – Inserir estações ou sites no projeto Agora que as funções do menu “Network” foram desbloqueadas, o próximo passo é inserir as estações/sites no projeto. Para fazer isso, no menu “Network” seleciona-se a opção “Insert Site” como mostrado na Figura 48 abaixo.

Figura 48 – Inserindo Sites (estações).

Feito isso, como foi feito com as células, mas agora com as estações, o projetista vai na área do projeto e clica sobre o local onde ficará a estação, ou em algum lugar próximo. Ao se fazer isso irá abrir uma janela como mostrado na Figura 49 a seguir, nela o projetista pode dar um nome à estação (nome sem espaços), e também caso o local onde ele clicou não seja o local exato ele pode alterar as coordenadas geográficas do local onde a estação ficará, feito isso é só clicar em “Ok” e sua estação estará criada. Repetir este passo para criar a segunda estação do enlace.

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Figura 49 – Configurando estação.

Ao se criar as duas estações, agora o projetista pode excluir as células criadas anteriormente para desbloquear as funções do menu “Network”. Para fazer isso é só ir com o mouse sobre as células e clicar com o botão direito e selecionar a opção “Delete”. Esse passo é bom para deixar o projeto mais enxuto. Feito isso, teremos apenas as duas estações de nosso interesse no projeto, como mostrado na Figura 50 abaixo.

Figura 50 – Estações criadas para se fazer o enlace.

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5º passo – Inserir um link entre as estações e configurá-lo Para se criar um link entre as estações, vai-se ao menu “Network” e seleciona-se a opção “Insert Link” como mostrado na Figura 51 abaixo.

Figura 51 – Inserindo o Link.

Em seguida, o projetista deve ir com o mouse em cima da primeira estação, clicar e segurar, após fazer isso e ainda segurando o botão do mouse, ele deve arrastar o mouse até a outra estação e soltar o botão do mouse em cima dela. Ao se fazer isso irá abrir uma nova janela para se fazer a configuração do enlace como a mostrada na Figura 52 a seguir.

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Figura 52 – Janela de configuração do enlace.

Nessa janela de configuração existem vários campos para se configurar as características do enlace, como fator K, temperatura padrão, densidade do vapor d’água, pressurização atmosférica, características de múltiplos caminhos, etc. Porém, dentre elas as que são mais importantes para o projeto são as características do link direto (Forward Link) e do link reverso (Reverse Link). Para fazer essas configurações, clica-se no botão “Forward Link (A -> B)”, ao fazer isso irá abrir uma janela, porém é importante configurar os dois links juntos, então o projetista deve voltar na tela anterior e clicar no botão “Reverse Link (A . Acesso em: 13 mai. 2016.

[12]

WIKIPÉDIA

–

Enciclopédia

Livre.

Zona

de

Fresnel.

Disponível

. Acesso em: 13 mai. 2016.

[13] TELECO – Inteligência em Telecomunicações. Estudo de caso NGN I. Disponível em:< http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialngnce1/pagina_2.asp>. Acesso em: 13 mai. 2016.

em:

96

[14] Google Earth. Tenha as informações geográficas do mundo na ponta dos dedos. Disponível em:< https://www.google.com.br/intl/pt-BR/earth/>. Acesso em: 20 set. 2016.

[15]

PathLoss.

About

Contract

Telecommunication

Engineering.

Disponível

em:
. Acesso em: 03 out. 2016.

[16]

CelPlan.

Disponível

CelPlanner.

em:
. Acesso em: 15 out. 2016.

[17]

MATLAB.

The

Language

of

Technical

Computing.

Disponível

em:
. Acesso em: 27 out. 2016.

[18] TELECO – Inteligência em Telecomunicações. Estatísticas de Domicílios Brasileiros ( IBGE - PNAD). Disponível em:< http://www.teleco.com.br/pnad.asp >. Acesso em: 06 nov. 2016.

[19] IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatísticas. Minas Gerais. Disponível em:< http://www.cidades.ibge.gov.br/xtras/uf.php?lang=&coduf=31&search=minas-gerais>. Acesso em: 07 nov. 2016.

[20] Anatel – Agência Nacional de Telecomunicações. Resolução nº 198, de 16 de dezembro de 1999. Disponível em:< http://www.anatel.gov.br/legislacao/resolucoes/1999/372-resolucao-198>. Acesso em: 10 nov. 2016.

[21] Anatel – Agência Nacional de Telecomunicações. Resolução nº 310, de 19 de setembro de 2002. Disponível em:< http://www.anatel.gov.br/legislacao/resolucoes/1999/372-resolucao-198>. Acesso em: 10 nov. 2016.

[22] Anatel – Agência Nacional de Telecomunicações. Preço Público pelo Direito de Uso de Radiofreqüências

-

PPDUR.

Disponível

em:
. Acesso em: 12 nov. 2016.

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ANEXOS • CÓDIGO MATLAB - ATENUAÇÃO TOTAL %%%%%%% Atenuação Total (At) e Nivel de Sinal Recebido (Pr)%%%%%%

clc; clear all; f = 8000; % frequência em MHz d = 17.93; % distância em Km y = 0.010; % atenuação atmosférica em dB/Km na faixa de 8 GHz La = 100; % comprimento do cabo na estação A Lb = 75; % comprimento do cabo na estação B perdaCabo = 0.0575; % perda no cabo dB/m Armf = 2; % atenuação total no circuito de ramificação em dB Pt = 30; % dBm Gt = 37; % dBi Gr = 37; % dBi

%% Atenuação no espaço livre (Ae) Ae = 32.4 + 20*log10(f*d); % atenuação no espaço livre em dB

%% Atenuação atmosférica (Aab) Aab = y*d; % atenuação atmosférica em dB

%% Atenuação no guia de onda ou cabo coaxial (Acb) L = La + Lb; % comprimento total Acb = perdaCabo*L; % atenuação no cabo em dB/m

%% Atenuação total At = Ae + Aab + Armf +Acb

%% Nivel de recepção nominal Pr = Pt + Gt + Gr - At % em dBm

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• CÓDIGO MATLAB - ATENUAÇÃO DEVIDO À CHUVA %%%%%%% Atenuação devido à chuva (Ar) %%%%%%

clc; clear all; d = 20.64; % distancia em Km R001 = 145; % taxa pluviometrica kv = 0.00395; % coeficiente dependente da estrutura da chuva kh = 0.00454; % coeficiente dependente da estrutura da chuva alphaV = 1.310; % coeficiente dependente da estrutura da chuva alphaH = 1.327; % coeficiente dependente da estrutura da chuva if(R001>100) R = 100; else R = R001; end Yv = kv*(R001^alphaV); % atenuação específica p/ polarização vertical Yh = kh*(R001^alphaH); % atenuação específica p/ polarização horizontal

d0 = 35*exp(-0.015*R); r = 1/(1+(d/d0)); % percentual do enlace que deve haver chuva deff = r*d; % diâmetro efetivo da célula de chuva em Km Ar = Yh*deff % atenuação total do enlace devido à chuva em dB