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PROYECTO EVO 900 Implantación del sistema UMTS 900 MHz en Estación base de Telefónica (Suances/Depósito) PROYECTO FINAL DE CARRERA Escuela de Ingeniería y Arquitectura, Universidad de Zaragoza (Marzo de 2013) Autor: Ana Ibarz Cortés Director: Francisco José Pérez Cebolla AGRADECIMIENTOS Mi agradecimiento a Francisco J. Pérez Cebolla por sus consejos y por la oportunidad que me ha brindado para realizar este proyecto con él. A mis padres, porque siempre me han ayudado y me han animado a cerrar esta carpeta que llevaba ya demasiado tiempo abierta. Y por supuesto al resto de mi familia, mi hermana, mis abuelas, a todos… por vuestra confianza en mí. Y a Manu, porque tu apoyo durante toda la carrera ha sido muy importante para mí. Gracias. Índice IV Índice PRÓLOGO VIII OBJETIVOS X CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN 1 1.1. VISIÓN GLOBAL DEL REFARMING 1 1.2. LICITACIONES DEL ESPECTRO CELULAR EN ESPAÑA 7 1.2.1. PRIMERA SUBASTA 7 1.2.2. SEGUNDA SUBASTA 12 1.2.3. CONCLUSIONES 13 1.3. EVOLUCIÓN DEL SISTEMA UMTS EN LA BANDA 900 MHZ 14 CAPÍTULO 2. INFRAESTRUCTURA FÍSICA DE UNA BTS (ESTACIÓN BASE DE TELEFONÍA) 15 2.1. CASOS DE CONFIGURACIÓN PREVIA 17 2.1.1. CASO 1: 2G EN RBS6000 & 3G EN CUALQUIER OTRO BASTIDOR 17 2.1.2. CASO 2: 2G EN RBS2000 O NSN & 3G EN RBS6000 17 2.1.3. CASO 3: 2G EN RBS2000 O NSN & 3G EN MAIN REMOTE 18 2.1.4. CASO 4: 2G EN RBS2000 O NSN & 3G EN RBS3000 MACRO 18 2.2. MODELOS DE RBS O HARDWARE (UMTS900) 19 2.2.1. RBS 6201 (INDOOR) 20 2.2.2. RBS 6601 (MÓDULO DISTRIBUIDO) 38 2.2.3. RBS6102 (OUTDOOR) 54 2.2.4. INSTALACIÓN KIT DE TARJETAS W900 81 2.2.5. SWAP 82 2.3. IDENTIFICACIÓN DE LOS EQUIPOS DE RADIO 83 2.4. CASOS DE TRANSMISIÓN PARA SISTEMA UMTS 900 86 CAPÍTULO 3. SISTEMA RADIANTE EN UNA BTS 89 3.1. ANTENAS 90 3.1.1. REUTILIZACIÓN DE ANTENAS EXISTENTES 91 Índice V 3.1.2. UNA ANTENA POR SECTOR Y ESPACIO DISPONIBLE EN TORRE 93 3.1.3. UNA ANTENA POR SECTOR Y SIN ESPACIO EN TORRE 94 3.1.4. PRESENCIA DE DOS ANTENAS POR SECTOR 95 3.1.5. INSTALACIÓN DE ANTENAS 97 3.2. ELEMENTOS DE AMPLIFICACIÓN O COMBINACIÓN 106 3.2.1. INSTALACIÓN DEL AMPLIFICADOR DE TORRE 106 3.2.2. INSTALACIÓN COMBINADOR DE SEÑAL RF 107 3.2.3. GUÍA ONDA O TIRADA PRINCIPAL DE COAXIAL 108 3.3. FEEDERS O LATIGUILLOS 110 3.4. KITS DE TIERRA DE LA GUÍA ONDA 111 3.5. CONECTORES 114 3.6. SISTEMA CLAMPEADO Y SOPORTE GUÍA 115 3.7. DESCARGADORES 116 CAPÍTULO 4. PRUEBAS EN EL SISTEMA RADIANTE 117 4.1 PÉRDIDAS EN EL CABLEADO RF. CRITERIOS PERMITIDOS 117 4.1.1 CÁLCULO ESTIMATIVO DE PÉRDIDAS EN EL CABLEADO 118 4.2 MEDIDAS REALIZADAS EN EL SISTEMA RADIANTE 119 4.2.1 DEFINICIÓN DE PÉRDIDAS DE RETORNO RL / ROE (VSWR) 120 4.2.2 DEFINICIÓN DE PÉRDIDAS EN EL CABLE (CL) 121 4.2.3 DEFINICIÓN DE DISTANCIA AL FALLO (DTF) 121 4.2.4 MÉTODOS DE MEDICIÓN DE PRUEBAS DE ANTENAS Y CABLES 122 4.2.5 PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN 123 4.2.6 MEDICIÓN DE PÉRDIDAS EN EL CABLE (CL) 126 4.2.7 MEDICIÓN DE ROE (VSWR) 129 CAPÍTULO 5. INSTALACIÓN SISTEMA UMTS 900 EN ESTACIÓN BASE DE SUANCES (CANTABRIA) 131 5.1 REPLANTEO DE OBRA 131 5.1.1 LOCALIZACIÓN 131 5.1.2 DESCRIPCIÓN DE LA ESTACIÓN BASE 135 5.1.3 CONFIGURACIÓN EXISTENTE: ELECCIÓN DEL EQUIPO DE RADIO 136 5.1.4 ALIMENTACIÓN EXISTENTE: ELECCIÓN DE ALIMENTACIÓN 139 5.1.5 TRANSMISIÓN EXISTENTE 141 5.1.6 ALARMAS EXTERNAS 143 5.1.7 PUESTA A TIERRA 143 Índice VI 5.1.8 SISTEMA RADIANTE EXISTENTE 143 5.1.9 RESUMEN DE TRABAJOS 150 5.2 PLAN DE MEDIDAS PREVENTIVAS 150 5.3 APROBACIÓN DEL REPLANTEO DE OBRA Y RECOGIDA DE MATERIAL 154 5.4 SWAP 155 5.4.1 PREPARACIÓN PARA EL SWAP 155 5.4.2 DESMONTAJE DEL RBS 3206 157 5.4.3 MONTAJE DEL RBS 6201 159 5.5 INSTALACIÓN CABLEADO RF/ DESCARGADORES Y COMBINADORES 161 5.6 INSTALACIÓN DE ALIMENTACIÓN 167 5.7 INSTALACIÓN DE TRANSMISIÓN 168 5.8 CABLEADO DE PUESTA A TIERRA 174 5.9 SISTEMA RADIANTE 175 5.10 CONFIGURACIÓN E INTEGRACIÓN DEL NODO 183 CAPÍTULO 6. DOCUMENTACIÓN Y ENTREGA DE RESULTADOS 188 6.1 DOCUMENTACIÓN DE ENTREGA DE OBRA 188 6.2 CHECK LIST DE CALIDAD INSTALACIONES DE RADIO 190 6.3 PRUEBAS DE ACEPTACIÓN RBS 6201 194 6.4 PLANTILLA TME ZONA NORTE DATOS A RECOPILAR FIN DE OBRA 209 CAPÍTULO 7. REVISIÓN Y SOLUCIÓN DE REPAROS 211 7.1 REVISIÓN DE LA OBRA 211 7.2 SOLUCIÓN DE REPAROS 214 CONCLUSIONES 219 PRÓXIMOS TRABAJOS 221 BIBLIOGRAFÍA 223 ANEXOS 225 Prólogo VIII Prólogo La sociedad en general nos encontramos en un momento en el que vemos cómo los cambios tecnológicos evolucionan a un ritmo vertiginoso y es a ese mismo compás al que nosotros nos adaptamos a los progresos. Hubiera parecido algo ilógico pensar hace décadas que actualmente el uso cotidiano del teléfono móvil se iba a imponer al fijo y, además que los usuarios reemplazaríamos nuestros móviles por otros nuevos cada vez más modernos con una media de tiempo de dos años. Disponer en el móvil de aplicaciones como WhatsApp, Line, etc. que nos permiten mensajearnos con todos nuestros contactos es hoy por hoy, el medio de comunicación por texto entre personas más extendido y utilizado. Sustituye sin duda al correo electrónico puesto que además de chatear permite conjuntamente enviar fotos y vídeos captados prácticamente al momento, tan sólo con el retardo que supone la grabación de las imágenes. El teléfono móvil es uno más en nuestro día a día, tan necesario para todos aquellos que trabajan desplazándose de un sitio a otro durante su jornada laboral como imprescindible les resulta a la mayoría de los adolescentes y no adolescentes que lo consumen de manera indiscriminada. Para poder disfrutar de estos servicios se debe tener Internet en el móvil; son por excelencia los teléfonos inteligentes o también denominados Smartphone los que se emplean comúnmente como dispositivo de comunicación y organizador personal. Desde la aparición de los Smartphone, han sido millones de personas las que han reemplazado sus teléfonos móviles que no tenían Internet por nuevos que ahora sí lo tienen. Esto ha hecho que los operadores de telefonía se hayan embolsado una gran cantidad de dinero y hoy día quieran seguir por el mismo camino, invirtiendo en la modificación de sus instalaciones con vistas a esta presente evolución tecnológica. Desde los primeros meses de 2011 hasta la actualidad, en la empresa ACC Group S.L. hemos estado trabajando para Telefónica Móviles España (TME) en el proyecto denominado EVO900 (Evolución 900 MHz) entre otros. Como su propio nombre indica, este proyecto es un progreso realizado en la banda de frecuencia de 900 MHz, hasta entonces utilizada únicamente por sistemas GSM y en la que ahora se ha introducido el sistema UMTS. El sistema UMTS para telefonía móvil hasta entonces sólo estaba instalado en la banda de frecuencia de 2100 MHz. El hecho de que se pueda emplear UMTS en la banda de 900 MHz nos permite disponer de una nueva tecnología que dispone tanto las ventajas del 3G como las asociadas a la banda del 2G. De esta forma, conseguimos que la velocidad y facilidad de transmisión de datos del 3G se sume a la buena penetración de señal alcanzada por el 2G. Prólogo IX TME continúa todavía hoy realizando un despliegue de medios para conseguir expandir este progreso por toda la geografía española. Para ello, desde el inicio ha contado con la mano de Ericsson en todos los sentidos. Ericsson es el suministrador de todos los equipos de radio empleados en las instalaciones y además el encargado de gestionar el proyecto bajo la supervisión de TME. Para poder llevar a cabo todas las instalaciones realizadas hasta el momento y las que restan para dar por terminado el proyecto, Ericsson contrató a diferentes empresas de telecomunicaciones repartidas por toda España. Hasta el momento hemos estado realizando instalaciones de este tipo en la provincia de Aragón, también en Cantabria, en Navarra y en el País Vasco. Nuestra empresa está trabajando como subcontrata de otras dos empresas de telecomunicaciones –mantendré sus nombres en el anonimato en toda la memoria de este proyecto fin de carrera-, de esta forma conseguimos nosotros formar parte de este proyecto en pleno apogeo. La extensión del UMTS en la banda 900 MHz se está realizando con una rapidez increíble, debido en gran parte a que el conjunto de medios empleados se ha visto reducido gracias a que se están efectuando las instalaciones dentro de las Estaciones Base de Telefonía móvil (BTS) existentes. Todos los montajes se han realizado en centros de TME donde ya existían otros sistemas celulares operativos, pudiéndonos aprovechar en parte de esta infraestructura para la adicción del nuevo sistema. Según está previsto, el proyecto de evolución se terminará a mediados de 2013 y por supuesto habrá opiniones de todo tipo respecto a las mejorías aparentes. Al final como en todo, habrá zonas donde a el operador le interese invertir más y en otra menos; él es el que decide y en eso no tenemos más voz que cualquier otro cliente del operador. Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 6 La prestación de servicios con tecnología UMTS en la banda de 900 MHz (refarming) requiere la utilización de portadoras de 5 MHz a diferencia de la canalización de frecuencias en GSM que emplea canales de 200 KHz. Independientemente de la fecha de caducidad de las concesiones, se observó que era necesario realizar ciertas actuaciones para poder reordenar la banda de frecuencias en bloques de 5 MHz o múltiplos de 5 MHz a fin de obtener una mayor eficiencia en el uso del espectro, permitiendo así la introducción de UMTS u otras tecnologías futuras. Tanto Orange como Yoigo no disponían de espectro suficiente para poder prestar servicio de UMTS en la banda de 900 MHz por lo que, haber autorizado el refarming sin más hubiera sido a priori una notable desventaja para ambos. El espectro de Orange era insuficiente para mantener su tecnología GSM y ampliarla con UMTS. La disponibilidad de espectro para ofrecer un determinado servicio en condiciones más favorables frente a sus competidores, suponía una cierta ventaja competitiva para cualquier operador. Y la ventaja era predecible ya entonces cuando la pieza clave con mayor crecimiento dentro de las telecomunicaciones móviles era la transmisión de datos y hoy podemos confirmarlo, en gran parte debido a la popularización de las datacards (tarjetas de dados de banda ancha móvil) y los smartphones que nos permiten el acceso a internet y a otras aplicaciones o servicios de una forma tan sencilla como cómoda. Ya se pronosticó que este fenómeno iba a hacer que los servicios de voz fueran perdiendo peso en el teléfono móvil y la navegación por Internet, el uso del correo electrónico y el envío de mensajes de texto fueran la rutina más común de los dispositivos móviles. La evolución de la telefonía móvil empezaba a tomar un camino muy definido como ya hemos comentado y esto suponía, tener que poner a disponibilidad de los operadores una mayor cantidad de espectro y permitir el uso de las actuales bandas de frecuencia de la forma más adecuada para facilitar el acomodo de las nuevas necesidades. En el primer semestre de 2011 se aprobó el Real Decreto 458/2011 [1] cuyos objetivos atendían los siguientes puntos: -Autorizar la neutralidad tecnológica refarming a los operadores que disponían de espectro en la banda de 900 MHz y en la de 1.800 MHz, a la vez que garantizar el mantenimiento de equilibrio económicofinanciero de sus concesiones y las condiciones de competencia en el mercado. -Establecer un marco jurídico que permitiera la licitación de un total de 310 MHz en las bandas de 800 MHz (Dividendo Digital), 900 MHz, 1.800 MHz y 2,6 GHz. -Generalizar la autorización de los operadores para la aplicación de los principios de neutralidad tecnológica y de servicios así como la reventa de espectro. Capítulo 1 Introducción 7 Con las actuaciones que se mencionaban en el Real Decreto se conseguiría que el espectro dedicado a servicios de comunicaciones móviles se viera incrementado en un 70%. La flexibilidad que permitía el refarming en la utilización del espectro en la banda de 900 MHz requería la adopción de unas medidas adicionales que veremos a continuación en el siguiente apartado. Veamos cuál de los operadores resultó el más agraciado con este cambio o quizá más intrigante cuál fue el más perjudicado con todo esto, hablemos de cómo se resolvió finalmente la subasta de frecuencias que debió provocar a muchos algún que otro quebradero de cabeza. 1.2. LICITACIONES DEL ESPECTRO CELULAR EN ESPAÑA 1.2.1. PRIMERA SUBASTA El Ministerio de Industria mediante de la orden ITC/1074/2011, de 29 de Abril de 2011, convocó un primer proceso de licitación, bajo la forma de subasta, para los siguientes bloques de frecuencias enumerados en la Tabla 1, siendo un desglose completo de las cantidades de espectro que se subastaron para cada una de las bandas de frecuencia. Aunque en el resto de capítulos de este proyecto nos centraremos en la banda de 900 MHz, en la que se realiza la instalación llevada a cabo, veamos en esta introducción a modo informativo el resto de bloques también para conocer la situación actual de los cuatro operadores con red propia de España. BANDA TAMAÑO Y BLOQUES A LICITAR ÁMBITO DISPONIBILIDAD EFECTIVA 800 MHz 6 de 2x5 MHz Nacional 2014 900 MHz 1 de 2x4,8 MHz y 1 de 2x5 MHz Nacional 2011/2015 1.800 MHz 3 de 2x5 MHz Nacional 2011 2,6 GHz 4 de 2x10 MHz Naciona l 2011 1 de 2x10 MHz Autonómico 2011 3 de 2x5 MHz Nacional 2011 1 de 2x5 MHz Autonómico 2011 5 de 10 MHz (TDD) Nacional 2011 Tabla 1. Bloques de espectro licitados [3]. Las pujas tuvieron lugar a lo largo de 22 rondas, efectuadas entre el 29 de junio de 2011 y el 28 de julio de 2011, de manera que casi tres meses después de la publicación de la orden ministerial citada se daba por concluida esta primera ronda de subastas. Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 8 Se asignaron un total de 310 MHz (250 MHz nuevos y 60 MHz procedentes de la devolución por parte de los operadores) divididos en bloques de 5 y 10 MHz. Por bandas, según ya se ha expuesto en la Tabla 1, fueron 60 MHz disponibles en la banda de 800 MHz, 30 MHz en la banda de 900 MHz, otros tantos para la banda de 1.800 MHz y por último 190 MHz en la banda 2,6 GHz. Todas las frecuencias dentro de la banda 1.800 MHz y 2,6 GHz con disponibilidad para ese mismo año y tan sólo un bloque de la banda de 900 MHz; el resto disponible a finales de 2014 y para 2015. El objetivo era y sigue siendo, conseguir que prácticamente toda la población pueda disponer de banda ancha móvil con 30 Mbps de Internet móvil para el 2020. Por último, antes de ver cómo se repartieron los bloques de frecuencias, decir que en esta primera subasta se establecieron unos límites de acaparamiento de frecuencias. Cada operador podía hacerse con un máximo de: 20 MHz en total para las bandas de 800 y 900 MHz, y de 115 MHz en total para las bandas de 1.800, 2.100 y 2.600 MHz en cualquier ámbito territorial. De este modo se evitó que los operadores que gozaban de mayor espectro asignado en las bandas subastadas pudieran obtener más. De hecho los tres grandes (TME, Vodafone y Orange) tuvieron que devolver parte de espectro a cambio de ampliación de licencias. Además con el fin de evitar la especulación con el espectro, se estableció la prohibición de la venta de frecuencias adquiridas durante los dos años siguientes a su disponibilidad. LICITACIÓN DE BLOQUES EN LA BANDA 800 MHZ (DIVIDENDO DIGITAL) Se subastaron seis bloques de 5 MHz en la banda de 800 MHz (los procedentes del apagón analógico y que podrán ser utilizados a partir de finales del 2014) quedando repartidos equitativamente entre los tres operadores tradicionales. El precio inicial de salida que puso el MITyC y el hecho de que no se pudiera disponer de él hasta casi el año 2015 fueron los inconvenientes que llevaron a Yoigo a renunciar por espectro en la banda de 800 MHz. Una de las incertidumbres de la subasta fue qué operador se quedaría con el bloque problemático de la banda de 800 MHz, el que ocupa la parte más baja del espectro del dividendo digital y el que por tanto, está más cercano a las frecuencias de TV. Ese bloque es el que más posibilidades tiene de generar interferencias con el servicio de televisión; a sabiendas de que supondrá unos costes aunque de cantidad indeterminada, el Ministerio de Industria, Turismo y Comercio (MITyC) se desentendió sacando a subasta este bloque con la condición de que el coste de resolución de las interferencias (no sólo en las redes de difusión, sino también con televisores, decodificadores y sintonizadores) correría por cuenta del propietario que lo comprara. Lógicamente se preveía una espantada de los operadores cuando tocase el turno del “bloque sucio”, teniendo que pelear por los otros 5 bloques de 800 MHz y así fue, el bloque maldito permaneció desierto hasta bien avanzada la subasta mientras que el resto de bloques fueron aumentando su precio de salida hasta que, finalmente fue Orange el que terminó quedándoselo. Capítulo 1 Introducción 9 No considero que mencionar las cifras económicas que desembolsó cada operador por cada bloque adquirido en la subasta vaya a aportar contenido en la memoria de este proyecto, además son cantidades que fueron expuestas a dominio público tanto por prensa como por televisión así que no tienen más relevancia que la curiosidad que le genere a cada uno pero, haré una excepción en este caso concreto para tener una referencia de las cantidades que se barajaron en el reparto de frecuencias. En esta puja lo que se ahorró Orange por comprar el bloque repudiado por todos, exactamente fueron 57 millones de euros. Orange consideró que esta diferencia respecto al resto de bloques de la banda de 800 MHz (con precio medio de 227 millones de euros) era suficientemente elevada como para hacer frente al coste total que supondrá en un futuro arreglar las posibles interferencias de la TDT. De momento sólo podemos desearles suerte y que no les salga el tiro por la culata. LICITACIÓN DE BLOQUES EN LA BANDA 900 MHZ Como ya hemos comentado anteriormente, la autorización a los operadores que disponían de frecuencias en la banda de 900 MHz (TME, Vodafone y Orange) a poder efectuar refarming llevó previamente a la Administración a recuperar parte del espectro en dicha banda de frecuencias, teniendo que devolver en conjunto entre los 3 operadores un total de 4,2 MHz. Esta cantidad de espectro junto con los 0,8 MHz que por aquel entonces no tenían dueño, conformarían un bloque de 5 MHz que sería adjudicado en licitación pública, bajo el principio de neutralidad tecnológica a principios de 2011 y estaría disponible para el operador adjudicatario en junio de 2011. Exactamente las cantidades devueltas por cada operador son las que se muestran en la siguiente Tabla 2 : OPERADOR CANTIDAD ESPECTRO DEVUELTO TME 2X2,2 MHz VODAFONE 2x2 MHz ORANGE 2X1 MHz Tabla 2. Espectro devuelto banda 900 MHz [3]. A este concurso, por el único bloque disponible a partir del 2011 tuvieron vetada la participación tanto TME como Vodafone a los efectos de contribuir a neutralizar los potenciales efectos distorsionadores de la competencia derivados de la introducción del principio de neutralidad tecnológica en esta banda así como de garantizar una mayor competencia en el mercado de los servicios de comunicaciones móviles; dejando vía libre tanto a Orange como a Yoigo. TME y Vodafone disponían más de 10 MHz en la citada banda de frecuencias, suficiente espectro para empezar a utilizar servicios 3G gracias al refarming. Como compensación a la devolución de espectro en la banda 900 MHz, los operadores tenían que recibir algo a Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 10 cambio. El Ministerio decidió ampliar los plazos de las concesiones con vigencia el 2025 (con prórroga incluida) hasta el 2030 (prórroga incluida). Tanto TME como Vodafone, únicos operadores que iban a poder prestar servicios de GSM y destinar 5 MHz a una portadora UMTS, debían ofrecer un servicio mayorista (roaming nacional) a los operadores de comunicaciones móviles con red de acceso propio que no pudieran entonces realizar el refarming por insuficiencia de espectro, pudiendo replicar éstos las ofertas de servicios que a posterior efectuaran los operadores favorecidos utilizando el despliegue de infraestructuras con tecnología UMTS en la banda de 900 MHz. Además se les exigió a ambos, TME y Vodafone, un compromiso de inversión en zonas rurales (con poblaciones inferiores a 1.000 habitantes) para compensar los beneficios reportador por el refarming. Yoigo para el asombro de unos cuantos, después de llevar años reclamando el derecho a disponer de frecuencias bajas dio la sorpresa y ni siquiera acudió al concurso. La renuncia de Yoigo, dejó abierta la posibilidad de que un bloque pudiera quedar libre y lo que era peor para el MITyC, que los precios de otros bloques se devaluaran. Si ninguno de los operadores hubiera accedido a quedarse con el bloque problemático de la banda 800 MHz y hubiera preferido acumular más espectro en la banda de 900 MHz comprando el bloque que iba a quedar desierto, eso hubiera supuesto que el resto de bloques de 800 MHz no se hubieran encarecido como lo hicieron y por tanto el MITyC lo habría lamentado bastante. Finalmente en esta primera subasta, Orange se quedó con el bloque de 5 MHz con vigencia 2011 sin competidores y junto con sus 10 MHz en la banda de 800 MHz y los 5 MHz que ya tenía en la banda de 900 MHz cerraba su participación en las subastas de frecuencias bajas, haciéndose con el máximo espectro permitido. Se subastaron dos bloques más de la banda de 900 MHz con vigencia para 2015 y aquí tenían permitida la participación todos los operadores. Vodafone y Orange habían adquirido ya el cupo máximo de espectro en frecuencias bajas restringido por el Ministerio, mientras que TME aunque había adquirido el mismo espectro en la banda 800 MHz que sus competidores podía hacerse todavía con un bloque más puesto que sus 12 MHz expiraban el mismo año 2015. Así que TME se hizo con uno de los dos bloques, el de 5 MHz, quedando el último de 4,8 MHz desierto sin postor y sin que esto afectase al precio que se pagó por los bloques de 800 MHz. La intención de Industria era obligar al operador que se hiciera con las frecuencias de esta banda a hacer un despliegue en zonas rurales para reducir la brecha digital existente frente a las zonas urbanas. Esto y los precios de partida de los bloques de esta banda fueron la causa que hizo que Yoigo abandonara el concurso, quedando a la espera de que en la segunda subasta no se encareciera el precio de salida e Industria eliminara la obligación de despliegue en zonas rurales. Capítulo 1 Introducción 11 LICITACIÓN DE BLOQUES EN LA BANDA 1.800 MHZ La autorización del refarming en esta banda supuso que la Administración hiciera devolver a cada operador un bloque de 5 MHz y como compensación se ampliaron los plazos de concesión de la banda 1.800 MHz desde el 2028 hasta el 2030. La frecuencia recuperada por la Administración se sacó a licitación pública y en esta pudieron pujar todos los operadores que no dispusieran de frecuencia en esta banda. Quedando fuera del concurso TME, Vodafone y Orange, el cuarto operador de móviles (Yoigo) tuvo vía libre para hacerse con los 3 bloques de 5 MHz, a cambio de tener que invertir 300 millones de euros en infraestructura de red. Con esto consiguió su deseo de poder vender teléfonos de 2G (más baratos que los de 3G que únicamente vendía hasta entonces). LICITACIÓN DE BLOQUES EN LA BANDA 2.600 MHZ Cómo se saldaría la subasta de bloques de frecuencias en la banda de 2,6 GHz fue otra de las incógnitas que había por aquél entonces. Estaba claro que de primeras partían los tres favoritos (TME, Vodafone y Orange) para hacerse con 20 MHz cada uno, el máximo permitido por operador. Todos codiciaban esta banda para poder ofrecer servicios de alta velocidad basados en LTE en zonas limitadas (hotspots) de las grandes concentraciones urbanas como estaciones, aeropuertos, centros de negocios, etc. Se subastaron 55 MHz nacionales por lo que sin tener que hacer demasiadas cuentas, uno de los tres grandes tenía que conformarse con 15 MHz y completar con un bloque de 5 MHz del espectro regionalizado si quería obtener en total 20 MHz. Yoigo que había conseguido hacerse con 3 bloques de 5 MHz en la banda de 1.800 MHz no pujó en esta. Pues bien, Vodafone decidió conformarse con los 15 MHz nacionales y arriesgarse a comprar un bloque de 5 MHz de espectro regional. Los precios de licitación del espectro regional fueron lógicamente bastante inferiores a los nacionales sin embargo, Vodafone terminó comprando este bloque de 5 MHz por casi seis veces su valor inicial (29,3 millones de euros). Con este bloque regional se hizo con porciones de espectro para las 17 autonomías más Ceuta y Melilla. El sobre coste pagado por este bloque viene de competir duramente en zonas regionales como Cataluña, Madrid y sobre todo en Galicia donde R se lo puso especialmente difícil, con Telecable en Asturias y con Euskaltel en el País Vasco. TME y Orange se quedaron cada uno con dos bloques de 10 MHz en la misma banda 2,6 GHz pero de ámbito nacional, ambos los consiguieron por un importe inferior al precio que Vodafone desembolsó por los 5 MHz regionales de esta misma banda. Se supone que Vodafone tendría sus razones para seguir pujando por el bloque regional aún cuando se incrementaron tanto los valores en vez de apretar un poco más a Orange en el nacional, aunque yo las desconozco. Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 12 El resto de espectro subastado en esta banda y de ámbito autonómico fue comprado por operadores de cable, asignándose cada uno lo siguiente: • ONO: 10 MHz para operar en Cantabria, Cataluña, Comunidad Valenciana, Madrid, Murcia, Navarra, La Rioja, Ceuta y Melilla. • Jazztel: 10 MHz para operar en Andalucía, Aragón, Islas Canarias, Islas Baleares y Castilla y León. • R: 10 MHz para operar en Galicia • Euskaltel: 10 MHz para operar en el País Vasco • TeleCable: 10 MHz para operar en Asturias • Telecom CLM: 10 MHz para operar en Castilla La Mancha 1.2.2. SEGUNDA SUBASTA Las frecuencias no adjudicadas en la primera tanda de licitaciones volvieron a ofrecerse en una nueva subasta, convocada por la orden ITC/2499/2011 del MITyC, donde exactamente salían nuevamente a subasta las siguientes cantidades de espectro: • 1 bloque de 4,8 MHz en la banda de 900 MHz • 50 MHz (TDD) de ámbito nacional en la banda de 2,6 GHz • 10 MHz de ámbito autonómico (Extremadura) El MITyC anunció para esta segunda subasta que el espectro no vendido en el proceso de venta inicial iba a ser de nuevo subastado, pero esta vez con nuevos límites en la cantidad máxima de espectro que podía adquirir cada operador. Se amplió la cantidad total de espectro en las bandas 800 MHz y 900 MHz de 20 a 25 MHz en pares (FDD) adquirible por cualquier operador y el límite o tope de espectro en total para las bandas 1.800, 2100 y 2.600 MHz de 115 MHz hasta 135 MHz. De este modo, permitía a los grandes (TME, Vodafone y Orange) presentarse a esta segunda ronda y pujar sobre todo por el ansiado bloque de la banda de 900 MHz que había quedado desierto en la anterior subasta. El bloque de la banda de 900 MHz en principio TME era el que más lo necesitaba por el hecho de que su cifra de clientes es superior a la de sus principales competidores. Y así ocurrió, se hizo en esta segunda subasta con el bloque de 4,8 MHz de la banda de 900 MHz y vigencia hasta finales de 2030. El nuevo espectro conseguido y sumado al ya adquirido en el anterior proceso de subasta, hacían que se incrementara notablemente su capacidad para poder extender la cobertura de banda ancha móvil. Capítulo 1 Introducción 13 Por otro lado, Vodafone se hizo con dos de los bloques de 10 MHz (TDD) de ámbito nacional que se subastaron de la banda de 2,6 GHz y otro bloque más se lo adjudico Orange, quedando todavía libres dos más del mismo espectro. De nuevo, los operadores de cable volvieron a participar y consiguieron hacerse nuevamente con espectro en la banda 2,6 GHz. Se quedaron con parte de otro de los bloques de 10 MHz (TDD) pero a nivel autonómico, consiguiendo la compañía de cable gallega R el espectro para Galicia, Euskaltel el mismo para el País Vasco, COTA el bloque de Murcia y Telecable el de Asturias. El resto de bloques autonómicos de esta banda quedaron desiertos, incluido el de Extremadura, que ya fue la única autonomía cuyas frecuencias quedaron sin pujas en la primera ronda de subastas. El resto de autonomías tienen asignado el bloque de la primera subasta mientras que Galicia, País Vasco y Murcia tienen los dos ocupados. 1.2.3. CONCLUSIONES En definitiva, no cabe duda que el mayor beneficiado de las subastas fue Orange que consiguió prácticamente igualarse en espectro a sus principales competidores y además invirtiendo menos presupuesto que ellos. Por primera vez, tras el reparto de frecuencias, Orange conseguía estar en igualdad de condiciones con sus rivales. El único pero, se lo podemos achacar a la adjudicación del bloque sucio de la banda de 800 MHz, todavía desconocemos si el operador tendrá mayores problemas de los esperados y si esto le supondrá más pérdidas que lo que consiguió ahorrarse por la adquisición de este y no otro bloque en esta misma banda así que tiempo al tiempo. Vodafone, en principio partía con ventaja puesto que disponía de espectro suficiente para desplegar el sistema 3G en la banda 900 MHz con vigencia hasta el 2025. Sin embargo, optó por los motivos que sean a adentrarse en el mar de las frecuencias regionales pagando un sobre coste adicional por ello. Yoigo fue la sorpresa, tanta campaña previa a las subastas para que le dejaran hacerse un hueco en las frecuencias bajas y luego ni siquiera pujan por ellas. Pero bueno, el operador se quedó con los tres bloques de espectro subastado en la banda de 1.800 MHz y esto le permitía operar en GSM. TME salió favorecido de la espantada de Yoigo en la banda 900 MHz consiguiendo hacerse con este bloque en la segunda subasta donde el Ministerio amplió la cantidad de acaparamiento de espectro. En el resto de bandas de frecuencia todo sucedió como estaba previsto para el primero de los operadores móviles en España. Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 14 1.3. EVOLUCIÓN DEL SISTEMA UMTS EN LA BANDA 900 MHZ Telefónica Móviles de España (TME) y Vodafone España consiguieron el pasado año 2011 lo que venían tiempo buscando. En cumplimiento con el Real Decreto 458/2011, podían explotar la banda de 900 MHz además de por sistemas GSM, por sistemas UMTS u otros sistemas terrestres capaces de prestar servicios de comunicaciones electrónicas que puedan coexistir con los sistemas GSM, de acuerdo al principio de neutralidad tecnológica. En un tiempo récord TME consiguió poner en marcha un proceso de reorganización y liberación de frecuencias (refarming) en la banda de 900 MHZ, disponiendo en el mes de septiembre de 2011 de más de 3.000 estaciones base desplegadas con portadoras en dicha frecuencia por toda España. [4] Este Plan de despliegue va a continuar hasta el 2013 en todos los rangos poblacionales, consiguiendo que la red de Movistar de una cobertura de servicios sobre la Banda Ancha Móvil UMTS/3G incluso superior a la que tiene actualmente sobre GSM/2G, siendo esta ya la más amplia de todos los operadores que actúan en España. La cobertura para el 3G (UMTS 2100) ha sido un lastre desde su aparición. La señal relegada a la banda de 2,1 GHz no es capaz de superar obstáculos físicos de considerable envergadura ni cubrir grandes áreas de cobertura. Las operadoras han hecho grandes inversiones para instalar más estaciones base con este tipo de tecnología, intentando con ello cubrir más zona, sin conseguir erradicar el problema de cobertura. La reciente generación de teléfonos móviles Smartphone, con continua conectividad a internet móvil, tienen que conmutar constantemente entre la red 3G y la red 2G debido a las pérdidas de señal que existen en la red 3G. Incluso en zonas de buena cobertura se producen caídas de señal por gestos tan cotidianos como pueden ser guardar el móvil en el bolsillo o en el bolso. Es de lógica que este esfuerzo adicional que exige la comunicación 3G en la banda de 2,1 GHz afecte al consumo, reduciendo la duración de la batería. Además de los residentes en zonas urbanas, los grandes beneficiarios de la implantación del sistema UMTS 900 van a ser sin duda las zonas rurales, que conservarán la cobertura 3G en áreas alejadas de los núcleos urbanos donde hasta el momento no llegaba. Este nuevo sistema se basa en combinar las ventajas del 3G (facilidad para transmitir datos a alta velocidad) con las actuales ventajas del GSM (penetración de señal y cobertura). Los operadores móviles Movistar y Vodafone comenzaron a activar el 9 de septiembre de 2011 el UMTS en la banda 900 MHz de forma progresiva. Durante un largo periodo, ambas operadoras han estado actualizando gran parte de su red de estaciones base de telefonía móvil para poder emplear la banda 900 con 3G permitiendo que la señal 3G tenga una penetración similar a la que hasta por el momento únicamente disponía el GSM. Respecto a internet móvil, este ha sido el cambio más significativo desde su aparición. Capítulo 2 Infraestructura Física de una BTS 15 CAPÍTULO 2. INFRAESTRUCTURA FÍSICA DE UNA BTS (Estación Base de Telefonía) Según el tipo de emplazamiento donde esté ubicada la BTS tendremos que pueden ser estaciones de interior con caseta o de intemperie sin caseta. Una estación base de telefonía móvil se compone principalmente de dos sistemas que son: sistema radiante o antenas y sistema de radio o equipos. El sistema radiante suele estar ubicado en una torre (de celosía o tubular) o también puede hacerlo en un mástil, situación común para instalaciones en azoteas de edificios. Por otro lado, el sistema de radio se ubica dentro de la sala o caseta acondicionada para instalaciones de interior o si se trata de una instalación intemperie, dispuesto sobre el terreno del recinto de la estación. Los partes que conforman el sistema de radio son las siguientes: -Equipos de radio (Tx/Rx) -Equipos de refrigeración (únicamente en BTS de interior) -Cuadro general de alimentación -Equipos rectificadores y baterías (únicamente en BTS de interior) -Sistema de alarmas -Iluminación Nosotros en este proyecto nos centraremos en lo que realmente concierne en una instalación para añadir la tecnología UMTS 900 y esto es, el equipo de radio UMTS 900 y el sistema radiante. Se pueden ver representados en la Figura 6, diferentes entornos donde pueden encontrarse ubicadas las estaciones base, más adelante explicaremos qué modelo de equipo instalar para cada situación y cómo se debe actuar de forma acorde sobre el sistema radiante. Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 22 Si comparamos la estructura anterior, versión del RBS 6201 alimentado a -48 Vcc, con la siguiente mostrada en la Figura 9, versión a +24 Vcc, encontramos dos diferencias notorias. Una en la parte alta del bastidor, donde se puede ver que el hueco del PCF ahora está vacío y a su derecha hay un nuevo componente nombrado como (B) y otra, la regleta nueva de tarjetas nombrada como (E) añadidas justo encima de las RUs. Veamos a qué corresponden cada una de las unidades hardware. Figura 9. Estructura RBS 6201 (+24 Vcc) [5]. Los dos elementos que difieren de la versión anterior (nombrada en la Figura 8) son los siguientes: B. Unidad conexión alimentación (PCU): interfaz DC o AC para la RBS. E. Subrack de energía compuesto por las siguientes unidades: - Unidad de conexión DC -48 Vcc entre en subrack de energía y la Barra bus (PCU DC 01) - Unidad fusible baterías (BFU): supervisa la conexión y desconexión del backup de baterías. Puede instalarse en el interior o exterior del equipo. - Unidad de alimentación de rectificadores (PSU): convierte el voltaje de entrada a +48 V. - Unidad estabilizadora alimentación de entrada -48 Vcc (PFU) Capítulo 2 Infraestructura Física de una BTS 23 2.2.1.2. INSTALACIÓN DEL BASTIDOR Las dimensiones en planta del bastidor sin puerta son las que se pueden ver en la Figura 10, exactamente son las medidas de su base. Como ya hemos dicho este es un equipo de interior, para instalarse dentro de caseta y debido a que su manejo se realiza únicamente por el frontal y la parte de arriba, puede ser pegado a la pared tanto por su parte trasera como por sus lados. La completa apertura de su puerta requiere que el equipo disponga de una distancia mínima de 700 mm en su parte delantera. Figura 10. Dimensiones RBS 6201 [5]. En ocasiones va a ser conveniente instalar el bastidor espalda con espalda con otro bastidor, esto suele ocurrir en las Centrales de Telefónica (CT) donde hay ubicados muchos más equipos de radio que en una BTS. En este caso, el pasillo intermedio entre filas de bastidores ha de tener una distancia mínima de 1000 mm. Véanse en la Figura 11, diferentes ocupaciones del bastidor RBS 6201 dentro del recinto cerrado, sea una CT o una BTS. Figura 11. Disposición de un RBS 6201 en el interior de una sala [6]. Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 24 El equipo dispone de una base de montaje que ha de anclarse al suelo y sobre la que se instala el bastidor. Esta base ha de ser suministrada por Ericsson con el bastidor y tiene que venir en perfectas condiciones para que no suponga un desnivel en el equipo una vez anclado sobre ella. 2.2.1.3. INSTALACIÓN CABLEADO ALIMENTACIÓN Ya hemos visto en apartados anteriores que este bastidor admite alimentación a -48 Vcc, +24 Vcc y 220 Vca. Pero si nos centramos en la tecnología que vamos a instalar UMTS, sólo se va a permitir alimentarlo a -48 Vcc; normalmente el equipo vendrá equipado con unidad PCF para ello. La alimentación va a ser tomada de un cuadro de fuerza de este voltaje aunque también podemos encontrar el caso en que se tenga que desmontar un equipo antiguo con un módulo de rectificadores (mochila) y se aproveche ésta para tomar la alimentación. Se permite alimentar el equipo a +24 Vcc únicamente en el caso de que se sustituya por un bastidor antiguo de 2G (GSM o DCS) y no exista alimentación a -48 Vcc con baterías en la sala. Y el último de los casos, a 220 Vca, no lo hemos utilizado en ningún caso porque no suele ser normal que no exista alimentación continua en los emplazamientos, de todas formas existe el modelo adaptado para el caso. -ALIMENTACIÓN CON -48 Vcc En el manual de Ericsson de fabricación de este RBS recomienda a la hora de dimensionar el interruptor magnetotérmico desde el que alimentar el equipo y la sección del cable de alimentación, seguir la tabla mostrada en la Tabla 4. Ericsson Recomendaciones Alimentación RBS 6201. Se optará por dimensionarlo para la máxima capacidad de Rus posible, siendo esta una exigencia de TME a la vista de futuras ampliaciones en el bastidor en años próximos e incluso comparticiones con otro operador. Alimentación DC NÚMERO DE RUS Mínimo permitido Fuselaje Interruptor-Sección Cable Máximo permitido Fuselaje Interruptor-Sección Cable Interruptor (A) Sección Cable (mm 2 ) Interruptor (A) Sección Cable (mm 2 ) -48 Vcc 3 RU 60 16 200 70 6RU 8 0 25 9 RU 125 50 12 RU 160 70 Tabla 4. Ericsson Recomendaciones Alimentación RBS 6201 [5]. Capítulo 2 Infraestructura Física de una BTS 25 La alimentación la vamos a extraer del equipo de fuerza de la caseta (MEPO) o en el caso en que se realice un swap, esto es sustituir un nodo B antiguo (RBS 3000) por este nuevo bastidor, y el bastidor antiguo este alimentado por un módulo de rectificadores (mochila) se mantendrá esta alimentación hasta que exista un MEPO a -48 Vcc. Se reutilizarán para el nuevo equipo tanto la mochila, el interruptor como los cables de alimentación siempre que sean de sección adecuada a la normativa actual. No vamos a hablar de la estructura de un equipo de fuerza (MEPO) puesto que su instalación no compete en nuestra trabajo, aún con todo hemos de comprender que es parte de ella puesto que la alimentación de nuestro equipo proviene de él. Los Equipos de fuerza que dispone TME en sus casetas tienen un par de regletas con interruptores magnetotérmicos desde los que se alimentan prácticamente todos los equipos. Pues bien, partimos de que según la recomendación de Ericsson necesitamos un interruptor como mínimo de 160 A para alimentar el RBS 6201 y, en ningún cuadro de TME existe esta opción. Por ello la solución parte por agrupar un par de interruptores, del mismo calibre en paralelo, para que sumando las corrientes se consigan mínimo el valor deseado. Se paralelarán con un peine en la distribución de continua del cuadro, desde la que saldrá el cable de alimentación y para ello los dos interruptores tendrán que estar juntos. En el replanteo de obra se revisa el cuadro de fuerza para comprobar que dispongamos de disyuntores libres con el amperaje deseado y de no ser así, de espacio suficiente para poderlos instalar en un hueco o sustituyendo un par de los existentes. La conexión en el bastidor se realiza en su parte superior en el PCF, ver Figura 12, donde se extrae una carcasa y hay un par de clemas preparadas para cables de alimentación de 16 a 95 mm 2 . El cable de alimentación procedente del equipo de fuerza se introduce por la parte superior del bastidor, en la que existe una ranura dispuesta encima del PCF para introducir el cable hasta las clemas. Se ha de introducir el cable unos 20 mm en punta en el interior de la clema y se sujetarán ambos cables (-48 V y 0 V) mediante una pestaña atornillada. Figura 12. Interior PCF (RBS 6201 -48V) [6]. Para que la alimentación llegue a las tarjetas de radio instaladas en el interior del bastidor, se han de conectar estas a la PDU correspondiente; cada subrack de tarjetas dispone de su propia PDU de distribución de energía. Para que la PDU esté alimentada, en este caso a -48 V, se cablea desde el lateral izquierdo cada Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 26 PDU conectándolas a la barra bus de la cabina. Las conexiones entre tarjetas y PDU se realizan siguiendo un orden, mostrado en la imagen de la Figura 13, donde se puede observar la posición que corresponde a cada tarjeta RU y DU, así como también las empleadas para alimentar las SCU para el control de los refrigeradores, tarjeta de alarmas, etc. Los latiguillos empleados para realizar estas conexiones vienen suministrados con el propio bastidor, especiales para los conectores que emplean. Figura 13. Alimentación tarjetas de radio desde la PDU [6]. -ALIMENTACIÓN CON +24 Vcc Este modelo hemos comentado que sólo se emplea cuando se sustituye un bastidor de 2G alimentado a +24 Vcc sin embargo, hemos encontrado en alguna instalación de interior la situación en que la sala no disponía de alimentación a -48 Vcc con respaldo de baterías. Esta situación ha de ser manifestada en el replanteo de obra y el operador es el que decidirá antes de comenzar los trabajos, si va a querer sustituir el Mepo de +24 Vcc y añadir convertidores para los equipos existentes que lo necesiten o si por el contrario prefiere que se instale esta versión de RBS 6201. En los casos encontrados, basándonos en nuestras instalaciones, TME casi siempre ha preferido colocar el modelo RBS 6201 con alimentación a +24 Vcc para evitar gastos innecesarios aunque en alguna ocasión al no disponerse de este modelo de RBS 6201 se decantaran por la otra opción. La conexión en el bastidor se realiza en el interior, en el frontal parte superior central (PCU), ver Figura 9. La conexión y la asignación de las clemas es la que se muestra a continuación en la Figura 14. Capítulo 2 Infraestructura Física de una BTS 27 Figura 14. Interior PCU (RBS 6201 +24V) [5]. 2.2.1.4. INSTALACIÓN CABLEADO RADIOFRECUENCIA La conexión de los cables RF al bastidor de radio se realiza en las tarjetas RU, entrando por la parte superior del bastidor e introduciéndolos por unos huecos pasacables hasta conectarlos en las entradas RF A y RF B de las tarjetas. Para conectar el cable en el puerto del módulo de la RU se emplean conectores 7/16 acodados y el cable empleado en estos latiguillos es coaxial de ½” SF. Véase la Figura 15. Figura 15. Conexión cables RF en RBS 6201 [6]. Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 28 Para introducir los cables de RF por los huecos de la guía pasacables se ha de retirar de la parte de arriba del bastidor el tope de la guía que evita que los cables se separen del bastidor. Para extraerla basta con girar un par de pestañas que tiene en sus extremos, se muestra a continuación la forma en la Figura 16. Para poder retirarla tendremos que tener la tapa superior del equipo abierta o incluso mejor aún sin instalar. Figura 16. Guía pasacables [5]. Para la salida de cables de RF del bastidor se sigue un orden para evitar que se entrecrucen y repercutan en la apertura y cierre de la puerta. Las posiciones asignadas para cada RU se muestran a continuación en la Figura 17, dependiendo si las RUs están instaladas en el subrack superior o inferior, los cableados saldrán por las posiciones impares o pares respectivamente. La primera de las posiciones se deja libre para mantener distancia con los cables de alimentación. A partir de ahí, el hueco pasacables nombrado como (2) servirá para los cables RF A y B de la RU (posición 1) del subrack inferior, el hueco pasacables (3) para los cables RF A y B de la RU (posición 1) del subrack superior y así sucesivamente. Figura 17. Posiciones de salida de cableados de RF [6]. Capítulo 2 Infraestructura Física de una BTS 29 Para efectuar la conexión entre la DU y las RUs existen varias alternativas que dependen de los enlaces usados con la DU por sector, en todas las instalaciones que hemos realizado siempre se ha empleado la misma, una portadora por sector. Puede verse a continuación en la Figura 18 una representación de la conexión realizada entre DU y RU. Figura 18. Conexión DU y RU para una portadora por sector [5]. Los puertos de la DU desde los que conexionar en las RUs dependerán de los enlaces usados por sector, en el caso de tener dos enlaces por sector únicamente se podrán albergar tres sectores (capacidad máxima del bastidor de seis tarjetas para una misma DU) y si se tiene un enlace por sector como ha sido siempre nuestro caso, se dispondrá de espacio hasta para seis sectores. Puertos correspondientes de la DU para dos enlaces por sector RI A- RI D (S1), RI B-RI E (S2) y RI C-RI F (S3), para un enlace por sector RI A (S1), RI B (S2), RI C (S3), RI D (S4), RI E (S5) y RI F (S6). Puede verse en la Figura 19 la conexión realizada entre RUS y DU, ambos casos con un enlace por sector. Figura 19. Conexión DU y RUs (RBS 6201) [5]. 1 - 2: Cables coaxiales de Antena 3: Cable de señal CPRI común Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 30 2.2.1.5. INSTALACIÓN CABLEADO TRANSMISIÓN La conexión con los medios de enlace o transmisión se realiza en la tarjeta DU y existen tres posibles alternativas de conexión según sea el medio, siempre van a ser las mismas para cualquiera de los bastidores que instalemos ya sea compacto o distribuido y de interior o exterior. Podríamos explicar a fondo la operativa de estas tres formas de transmisión pero sería extendernos en un tema que realmente no interfiere en la ejecución de la instalación. Por ello sin obviar el tema, nos ceñimos a explicar la instalación de cada una para este caso concreto de bastidor. -INTERFAZ DE TRANSMISIÓN E1 La transmisión E1 o trama E1 proporciona cuatro tramas de 2 Mbits a través de puertos RJ 45 denominados ET A y ET B. Se necesita para su instalación un par de cables adaptadores de impedancias que partirán de los puertos nombrados y terminarán en el repartidor normalmente ya instalado en la sala (se puede ver un modelo RTM-5 de interior en la Figura 20). El repartidor digital es un sistema pensado para el enrutado físico de las tramas E1 de 2Mb de los equipos de radio, su flexibilidad permite realizar pruebas para mediciones de trama, monitoreo de transmisión, etc. Es un buen recurso utilizado frecuentemente por los técnicos de mantenimiento, para enlazar líneas de transmisión procedentes de otros centros o estaciones. De esta forma, en caso de avería de un interfaz, la señal conmuta al otro interfaz y el servicio se mantiene hasta que la avería esté solucionada. Figura 20. Repartidor de Tramas RTM-5 [6]. Capítulo 2 Infraestructura Física de una BTS 31 La acometida de transmisión llegará hasta el repartidor del contenedor de equipos. El repartidor estará instalado por defecto en todas las estaciones base donde vayamos a realizar la implantación de UMTS 900. Los repartidores digitales están formados por una plancha de acero galvanizada de 1,5 mm, con los cantos plegados a 10 mm y están equipadas con lo siguiente: a. Parte para Telefónica Móviles España: 1 Regleta Benjamín de 2 Mbits 16 x 4, más 1 regleta benjamín de 2 Mbits 8 x4. b. Una regleta de corte y prueba de 25x4 (Auxio Alarmas). c. Una regleta de corte y prueba de 10x4 (Transmisión Telefónica de España). d. 2 bandejas rejiband, una vertical y otra horizontal, galvanizadas y pintadas. En la parte superior vendrá identificado por el fabricante mediante etiqueta identificativa, con los datos del fabricante, modelo, número de serie, fecha de fabricación, etc. En el replanteo de obra se observará si existen posiciones libres en el repartidor para poder instalar las tramas y, se calculará la distancia hasta la ubicación del nuevo bastidor de radio. Existen dos longitudes para este modelo de cable, 10 y 15 metros, en el caso de que fueran largos se dejaría enroscado el sobrante en una coca en la escalerilla encima del bastidor y si por el contrario fuera corto se confeccionarían latiguillos con conectores 1.5/5.6 en cada extremo para alargar el tramo. Siempre va a realizarse este tipo de enlace en los nuevos bastidores, sea cual sea el modelo instalado y a parte se instalará uno de los otros dos enlaces Ethernet. Cuando el bastidor de radio albergue varias tecnologías, se instalarán las cuatro tramas para cada tecnología, partiendo los cables desde sus respectivas tarjetas DU. -INTERFAZ DE TRANSMISIÓN ETHERNET ELÉCTRICA La transmisión Ethernet eléctrica de la RBS parte del puerto RJ45 de la DU identificado como TN A. y termina en el conector RJ45 del interfaz de transmisión del operador (el conversor de medios). La conexión se realiza mediante cable Ethernet recto Cat. 5e de la longitud necesaria igualmente determinada en el replanteo. Por defecto, para la implantación del nuevo sistema UMTS 900 se va a emplear siempre este tipo de transmisión en bastidores macros y como ya se ha comentado anteriormente, también habrá que instalar las tramas E1 hasta el repartidor. Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 38 Figura 27. Escalerilla interior [5]. Tanto el cableado RF hasta su salida de la caseta, como el cableado de transmisión, el de tierra, alimentación y el de alarmas, tienen que ir debidamente ordenados por la escalerilla hasta llegar a su destino. El recorrido de escalerilla también se utilizará para la colocación de pequeños elementos de la instalación como pueden ser descargadores, combinadores de señal, etc. de los que se hablará más adelante en este proyecto. TME obliga ahora a colocar incluso un tramo más de rejiband cuando se instale un bastidor nuevo en la caseta, que ha de ir desde la parte alta del equipo instalado hasta la escalerilla que recorre la parte alta de la caseta. Con esto se consigue que los cableados del bastidor suban más rectos y con mayor sujeción embridándolos en la misma. Cuando haya que colocarlo se prestará especial atención en que el tramo instalado de rejiband no entorpezca en la apertura de la tapa superior del bastidor, para ello se recortarán las esquinas inferiores de la rejilla, tanto tramo como sea necesario para conseguir la apertura total de la tapa. 2.2.2. RBS 6601 (MÓDULO DISTRIBUIDO) Elegiremos la instalación del modelo de nodo B distribuido de interior RBS 6601 y del módulo remoto RRUW para dar servicio a la nueva tecnología UMTS 900 siempre y cuando, se superen los criterios de pérdidas permitidos por TME en la normativa NIR-318 explicada luego en el apartado 4.1 de este mismo documento. Nos adelantamos a decir que será cuando las pérdidas del cableado RF para la situación con equipo compacto superen 4 dBs. Realmente cuando encontremos en la estación el sistema UMTS 2100 ya instalado en un RBS 6601, rara vez habrá que instalar el nuevo W900 en otra versión de bastidor que no sea la misma. ≥300 mm Capítulo 2 Infraestructura Física de una BTS 39 Aunque se reconoce por equipo de interior, hay ocasiones en las que se instala en emplazamientos de intemperie pero siempre ubicado en el interior de alguno de los armarios existentes (normalmente en el denominado AE-1). Su aspecto es el que se muestra en la Figura 28, donde se puede ver la unidad principal (MU) y un módulo remoto (RRU); siempre vienen de la mano y cuando se habla de uno de ellos inmediatamente se ha de tener en cuenta el otro. Figura 28. RBS 6601+RRUW [8]. Este equipo está diseñado para albergar hasta seis sectores o seis módulos remotos (RRUs) de GSM, DCS, UMTS o LTE. La familia de RRUs dependerá del sistema que se instale en el equipo, como aquí vamos a hablar siempre de UMTS 900, el módulo de RRU o cabeza remota es RRUW; así que de ahora en adelante cuando lo nombremos nos estaremos refiriendo siempre al mismo. Las características técnicas del equipo son las siguientes: Dimensiones (ancho x profundo x alto): MU: 483 x 350 x 66 mm RRUW: 383 x 169 x 636 mm Alimentación: - 48 Vcc (independiente para la MU y las RRUWs) Peso: MU: < 10 kg RRUW: 20 kg Rango de temperaturas MU: +33/+45 °C RRUW: -40°C/+55°C Consumo máximo: MU: 4 05 W RRUW: 340 W Tabla 6. Características Técnicas RBS 6601 [8]. Un RBS 6601 puede configurarse para un máximo de 3 sectores con 4 portadoras por sector, o de 6 sectores con 2 portadoras cada sector. MAIN UNIT Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 40 2.2.2.1. ESTRUCTURA DEL RBS 6601 El RBS 6601 se compone como ya hemos dicho de una unidad principal (MU) y de hasta seis unidades remotas (RRUWs) que se instalan normalmente junto a las antenas. La unión entre la MU y las RRUWs se realiza mediante FO. La MU está formada por una unidad principal (DU) cerrada herméticamente mediante carcasa y que dispone de orejeras laterales para su anclaje en rack o armario. En su parte frontal tiene todos sus puertos de entrada e interfaces y, en su parte trasera el módulo de ventilación. En la Figura 29 que se muestra a continuación se pueden ver diferenciados los interfaces de conexión de la MU: Figura 29. Estructura RBS 6601 (MU) [7]. A. Interfaz de conexión a tierra B. Interfaz de alarmas externas C. Interfaz de alimentación SAU (unidad soporte alarmas) D. Interfaz de alimentación de entrada (-48 Vcc) E. Unidad digital con los interfaces de gestión LAN, GPS, cableado óptico y transmisión LAN: Se usa una red de área local para comunicarse con la DU a través del RBS Element Mangager (EM) programa informático. El interfaz LAN en la DU está ocupado por el puerto LMT B y consiste en un conector RJ-45 donde se conecta el portátil de trabajo. GPS: La RBS se puede conectar de forma opcional a una unidad GPS. El interfaz GPS en la DU consiste en un conector RJ-45. Capítulo 2 Infraestructura Física de una BTS 41 Y por otra parte, en la siguiente Figura 30, se muestran las partes principales que componen una RRUW: Figura 30. Estructura RRUW [8]. A. Cubierta frontal (carcasa) B. PSU (opcional) C. ACCU (opcional) D. Panel de conexiones externas E. Cierre carcasa F. Interfaces de conexión Se explica más detalladamente en la siguiente imagen de la Figura 31 las partes que componen el panel de conexiones externas (nombrado como D en la figura anterior) y en la Figura 32 los interfaces de conexión (nombrado como F en la figura anterior). Figura 31. Partes de la estructura de una RRUW [8]. A. Conexión de alimentación -48 Vcc B. Indicadores LED (F, O, I, Data 1, and Data 2) C. Datos 1. Cable óptico 1 (entrada D. Data2. Cable óptico 2 (salida, para conexiones a veces en cascada) E. Terminal Mantenimiento de Línea (LMT) F Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 42 Figura 32. Interfaz de conexión de la RRU [8]. A. Entrada terminal de la línea de mantenimiento (LMT) B. Entrada cable FO Rx C. Entrada cables FO Tx D. Entrada Antena 1. RF A E. Entrada Antena 2. RF B F. Entrada cable de alimentación G. RET H. Conexión alarmas externas J. Crossconexión RXA K. RXA compartida L. Crossconexión RXB M. Conexión a tierra 2.2.2.2. INSTALACIÓN DEL EQUIPO RBS 6601 Instalaremos este equipo en dos espacios diferentes, o bien en el interior de un armario de energía cerrado (CF-36 o CF-25) para intemperie o en armario rack de 19” (AE1 o AE2) sin cubierta para interiores. En caso de instalarlo en un rack de 19”, se dejará una distancia ≥50 mm entre su parte trasera y el fondo del armario o pared para permitir la libre circulación de aire de la unidad. Y la misma distancia entre su frontal y la puerta del rack si es que la lleva incorporada, para evitar que el cableado pueda sufrir alguna fractura. Para el ajuste y anclaje de la MU en el rack, el equipo dispone en sus laterales un par de orejeras que serán atornilladas en el marco, véase la siguiente Figura 33. Capítulo 2 Infraestructura Física de una BTS 43 Figura 33. Instalación RBS 6601 en Rack 19” [8]. Y cuando se instale en emplazamientos de intemperie, dentro de un armario de energía o antiguamente denominados cuadro de fuerza compacto, se colocará sobre una bandeja o estante libre donde no haya problemas de refrigerado. La otra parte del nodo B distribuido, la RRUW, se puede instalar en tubo o en pared. Lógicamente los herrajes para su anclaje no serán los mismos, así que dependiendo donde se pretenda instalar habrá que tenerlo en cuenta. En la torre existen un par de alternativas que son, instalarlas en el mismo tubo de la antena si hay espacio suficiente (siempre detrás o debajo de la antena) o bien colocarlas en herrajes especiales en las caras de la torre (válido siempre que la torre sea de celosía). Cuando el sistema radiante está sobre mástil, normalmente esto ocurre en instalaciones en terraza, las RRUWs se colocan sobre una bancada certificada con mástil alternativo al de las antenas o en alguna barandilla de seguridad si la hubiera con soporte a pared. Veamos un ejemplo de cada situación en el montaje de imágenes de la Figura 34, instalación de RRUs en diferentes ubicaciones: Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 44 Figura 34. Instalación RRUW en tubo, en cara de torre y en pared [8]. Sea cual sea la situación donde se vayan a instalar las RRUWs siempre se van a instalar primeramente las dos piezas del herraje que no van unidas a la RRU ya sea en el tubo o en la pared, y luego se hará encajar la parte del herraje que va sujeto en la unidad de radio a la que se haya instalado. Una vez sujetas y atornilladas adecuadamente, se colocará la carcasa de la unidad. Para que se pueda apreciar el proceso seguido, se añaden unas imágenes mostradas a continuación en la Figura 35. Capítulo 2 Infraestructura Física de una BTS 45 Figura 35. Instalación RRUW [9]. 2.2.2.3. INSTALACIÓN DE LOS CABLES DE ALIMENTACIÓN Como dije anteriormente, se requiere alimentación independiente de -48 Vcc para la MU y las RRUWs. Ericsson (fabricante del equipo) aconseja en las hojas de características del equipo que cada uno de los elementos que lo componen emplee fusibles del siguiente amperaje mostrado en la Tabla 7: Unida d Mínimo Máximo Sección MU (con 1 DUW) 15 A 20 A 4 mm 2 RRUW 10 A 32 A Manguera 2X 10 mm 2 Tabla 7. Alimentación RBS 6601 (MU + RRUW) [8]. El cable de alimentación DC para la MU es suministro de Ericsson junto con el equipo y tiene una longitud de 10 metros, por lo que si se necesita uno de mayor longitud hay que solicitarlo expresamente. La MU cuenta igual con la opción de poderse alimentar en corriente alterna sin embargo, se desecha esta alternativa para disponer en continua el respaldo de baterías. Dependiendo de si la instalación de la MU se realiza en el rack de 19” o en el armario de energía en intemperie, los interruptores magnetotérmicos de alimentación se ubicarán en una caja de distribución CT-2 en el primer caso o instalados en el propio armario de energía AE-1 o AE-2. En la normativa NAP-26 se describe esta caja de distribución CT-2 y su conexión en el cuadro de fuerza así como, en la NAP-32 se explica la instalación de los armarios AE-1 y AE-2. [10] y [11] Sin entrar en demasiados detalles puesto que son instalaciones previas a las nuestra, únicamente mencionar que en ambos casos existe distribución de continua con disyuntores de los calibres requeridos (interruptor de 16 A para la MU y tres de 10 A para las RRUWs (normalmente para tres sectores). Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 46 Puede verse un ejemplo en la siguiente Figura 36, donde la alimentación se toma de un AE-1 y la regleta de interruptores es la denominada caja de distribución CT-2: Figura 36. Disposición de interruptores en un AE-1 [11]. La conexión del cable de alimentación en la MU se realiza en el interfaz de entrada de alimentación, tal como se muestra en la Figura 37. No implica ninguna complicación su conexión siempre que se vigile no invertir la polaridad del cable (negro -48 Vcc y gris 0 V) por ello es imprescindible verificar la polaridad del cable DC antes de instalarlo mediante un polímetro midiendo en el terminal en punta del cable. Figura 37. Interfaz alimentación -48 Vcc (RBS 6601) [9]. Capítulo 2 Infraestructura Física de una BTS 47 Además habrá que instalar otro cable que viene añadido en el suministrado del propio modelo de RBS, este cable se conecta para distribuir los -48V de la zona de distribución de alimentación de la MU hacia la zona de conectores de transmisión, O&M, etc. Para la alimentación de las RRUWs ya hemos dicho que se empleará un fusible mínimo de 10 A y máximo de 32 A, y el cable empleado será manguera apantallada de sección 2x10 mm 2 aunque el prensaestopa de la RRUW acepta cables de hasta 14 mm 2 . Para la conexión del cable de alimentación en la RRUW se retirará el prensaestopa que hay en la base de la RRUW para introducir el cable previamente pelado. Se extraerá el panel de conexión, representado en la Figura 38, para poder realizar la conexión en su interior. Igual que antes, la única precaución será asegurarnos que no se invierte la polaridad. Y una vez conexionado, se volverá a cerrar el panel y se colocará el prensaestopa apretándolo para que quede correctamente sellada la entrada. Figura 38. Conexión cable alimentación -48 Vcc en RRUW [8]. 2.2.2.4. INSTALACIÓN DEL CABLE DE FO Y CABLE DE RF De los tres bastidores de radio que empleamos para instalar UMTS 900 en las estaciones, este es el único que no emplea cable coaxial en su tirada principal de antenas a equipo. La conexión entre el equipo MU y las RRUW se hace a través de cable de FO. Más adelante explicaremos en el apartado 3.2.3 de este documento, los diferentes tipos de cable empleados. Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 54 Figura 47. Esquema completo conexión Alarmas Externas RBS 6601 [9]. 2.2.3. RBS6102 (OUTDOOR) El equipo de radio de Ericsson RBS6102 es el modelo macro compacto de exteriores. Este equipo es un bastidor universal que como los otros, puede ir equipado con tarjetas DU y RU de cualquiera de las tecnologías con las que opera Telefónica: GSM, DCS y UMTS, también está preparado para la red LTE. Puede albergar varias de las tecnologías nombradas a la vez en el mismo bastidor, con una potencia de salida de hasta 60 W. Se muestra a continuación en la Figura 48 su estructura completa. Figura 48. Estructura del Bastidor de Radio RBS 6102 [10]. Capítulo 2 Infraestructura Física de una BTS 55 Las características técnicas del bastidor son las que se muestran a continuación en la Tabla 9: Dimensiones (ancho x profundo x alto): 1.300x700x1.450 A limentación: 220 Vca monofásica 380 Vcc trifásica -48 Vcc Peso: 330 kg sin baterías 472,5 kg con una rama de baterías Rango de temperaturas (con heater): - 33/+45ºC (ambiente) +5ºC/+55ºC (interior cabina) Disipación de calor máxima: 5.900 W Tabla 9. Características RBS 6102. Para acceder al interior de este bastidor se necesita una llave apropiada a su cerradura. Es el único de los bastidores tratados que precisa de un sistema de cierre como este, debido a que se ubica en intemperie y eso requiere una mayor protección tanto por las inclemencias meteorológicas que pueden dañar su interior como también, por la posible manipulación de personal ajeno a la instalación. El sistema de cierre está formado por los siguientes componentes mostrados en la Figura 49, el cajetín cilíndrico alberga a su vez un cilindro en su interior que se extrae mediante una llave tesa. Una vez extraído se introduce una llave en forma de palanca en el interior del cilindro y se hace girar a izquierdas consiguiendo así abrir la puerta del bastidor. Cuando se vaya a efectuar el cierre del bastidor, hay que asegurarse que todos los cables o elementos del interior estén correctamente posicionados para evitar dañarlos. El sistema de cierre (llave y palanca de tubo) es proporcionado por Ericsson con el propio bastidor y ha de ser devuelto una vez se complete la instalación. Figura 49. Sistema de cierre de un RBS 6102 [10]. En el marco superior de la puerta hay unos sensores que detectan si la puerta está correctamente cerrada, estos sensores van conectados al sistema de alarmas del equipo de manera que desde remoto puedan detectar si se ha abierto el equipo y si se ha cerrado correctamente al terminar los trabajos. Es importante que el bastidor quede cerrado completamente para evitar la entrada de agua puesto que produciría daños en el interior del equipo. Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 56 2.2.3.1. ESTRUCTURA INTERNA DEL BASTIDOR A continuación se muestra la estructura interna completa del bastidor de radio RBS 6102. La distribución interna de los elementos en su interior no tiene porqué ser siempre la misma salvo la de los elementos o tarjetas que ya vienen instaladas de fábrica. Para poder comentar cada una de las unidades que lo componen, se identifican a continuación en la Figura 50: Figura 50. Unidades de un RBS 6102 [12]. Las letras de la Figura 50, señalan las siguientes unidades: A. Subrack de alimentación. Incluye los siguientes elementos: Unidad de distribución (PDU), Unidad de conexión (SHU), Unidad de alimentación - rectificadores (PSU) y el Fusible de batería (BFU). B. Unidad de ventiladores interna C. Unidad de ventiladores externa. D. Unidad de ventiladores externa (opcional) E. Unidad de ventiladores interna (opcional) F. Unidad radio (RU) G. Unidad digital (DU) H. Unidad de conexión de corriente alterna (PCU AC) I. Filtro de conexión de la alimentación(PCF) J. Espacio para equipos de transmisión o para baterías (opcional) K. Unidad de Control (SCU) L. Unidad de Alarmas Externas(SAU) M. Calentador (Heater) N. Espacio para un subrack de radio o para baterías O. Espacio para equipos de transmisión Capítulo 2 Infraestructura Física de una BTS 57 En este Equipo de Radio las entradas de cables se encuentran por debajo del bastidor, véanse las entradas en la siguiente imagen de la Figura 51. Recordemos que este bastidor es un equipo para intemperie y que en el tipo de emplazamiento donde se colocan, no van a existir paredes por donde realizar el recorrido ordenado de cables hasta llegar al bastidor, como ocurre en una Estación Base con caseta. En este caso la entrada de cables al bastidor tiene lugar por debajo del mismo, puesto que el recorrido de cables suele llegar desde la torre por el suelo ordenado y protegido en tramex o rejiband. Figura 51. Entradas de cables (RBS 6102) [12]. F1. Entrada cables de corriente alterna (AC) F2. Entradas cables de corriente continua (CC) F3. Entrada cables a OVP de cables de alarmas externas F4. Entradas cables RF F5. Entradas de cables Transmisión (RTM) F6. Entradas adicionales para cables de otros bastidores 2.2.3.2. DESCRIPCIÓN DE LAS UNIDADES BÁSICAS DE UN RBS6102 Como el resto de nodos de la familia RBS 6000, el principal elemento es el Estante de Radio formado por unidades de radio (RU) y unidades digitales (DU), pudiendo ser hasta un máximo de 6 RU por DU instalada. Las principales funciones de cada unidad son: - Unidad Digital (DU): Esta unidad contiene los elementos de la banda base, la conexión de los medios de transmisión (E1 y Ethernet), la unidad principal de interconexión con las RU y las unidades digitales. Tal y como se ha comentado anteriormente, la familia RBS6000 puede soportar diferentes tecnologías, por lo que dependiendo del estándar, la DU tiene un nombre u otro: Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 58 - DUG para GSM/DCS, con una DUG se pueden controlar hasta 12 portadoras - DUL para el futuro sistema LTE - DUW para UMTS (WCDMA), existen tres versiones mostradas a continuación en la Tabla 10, todas ellas tienen la misma capacidad, tamaño e interfaces, la única diferencia es la capacidad de banda-base es decir número de elementos de canal. En nuestro caso, tratándose de UMTS 900, este es el tipo de tarjeta que se va a emplear y el modelo vendrá suministrado por Ericsson para cada emplazamiento alternándose entre el DUW 20 y DUW 30. CONFIGURACIÓN DUW 30 DUW 20 DUW 10 Celdas por DUW 6 6 6 Elementos Canal (Downlink/Uplink) 768 DL 512 UL 384 DL 384 UL 128 DL 128 UL Velocidad Codificación 30 90 90 Tabla 10. Modelos Unidad Digital de Radio para UMTS [12]. La capacidad de banda-base, tanto en el uplink como en el downlink, se controla mediante códigos de activación, esto no son más que licencias de software que permiten activar la capacidad en el nodo de forma flexible sin necesidad de tener que ampliar el hardware. Para que nos hagamos una idea de lo que estamos hablando, por ejemplo mediante códigos se puede aumentar la potencia de salida de una RU de 20 W a 40 W, o se puede aumentar el número de elementos por canal en el downlink y en el uplink, la velocidad de sincronismo, etc. Así que las tres versiones de DUW vienen a resultar un único modelo que está manipulado por software. En el caso de querer ampliar el número de celdas por nodo es necesario instalar una segunda DUW, esto no es ampliable por software, siendo un máximo de 6 para las tres versiones. Resumiendo, las principales funciones de la DUW son: • Procesamiento de la señal banda-base (BB) en sentido uplink • Procesamiento de la seña banda-base (BB) en sentido downlink • Gestión del tráfico ATM (Modo de transferencia asíncrona) • Gestión del tráfico IP • Interfaz de radio • Gestión de transmisión • Funciones de sincronismo • Gestión software Capítulo 2 Infraestructura Física de una BTS 59 La DUW 20 es el único modelo que presenta un par de versiones diferentes y en ellas, lo único que difiere es el marcaje de su frontal, se muestran las dos estructuras en la siguiente Figura 52. Estos modelos vienen a ser exactamente los mismos que se instalan en el equipo RBS 6201 compacto de interior. Figura 52. Versiones de la estructura de una tarjeta DUW 20 [12]. De los interfaces que presenta una DUW hay tres únicamente ópticos dispuestos aproximadamente en el medio de la tarjeta. Estos tres son y representan lo siguiente: [ ! o I ]: Fallo. Indicador óptico, rojo. [ √ o 0 ]: Operación. Indicador óptico, verde. [ o F ]: Mantenimiento. Indicador óptico, amarillo (versión 1) y azul (versión 2). El resto se irán explicando en los sucesivos apartados, según se vaya tratando su conexión o utilidad. - Unidad de Radio (RU): Es la unidad de radio, la portadora, y donde se realiza la conexión de los cables de RF. Una RU puede soportar hasta 4 portadoras siendo la configuración mínima con una portadora. Hay distintos tipos de RU, dependerán del sistema y de la frecuencia: - RUG: portadoras de GSM, dos portadoras de 30 W o 3 de 20 W o 4 de 15 W, dependiendo de la banda se tiene la RUG900 y la RUG1800. Estas RU sólo pueden colgar de una DUG10. - RUL: Portadora de LTE, según la banda que se asigne tendrá su versión. VERSIÓN 1 VERSIÓN 2 Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 60 - RUS: Portadora multiestandar, esto es, en la frecuencia de la portadora se puede escoger la banda de trabajo por software. Si se tiene una RUS900 trabajando en GSM900, se puede pasar a UMTS900 sin cambiar el hardware, sólo hay que desconectarla de la DUG y conectarla a una DUW. Si se utiliza RUS en GSM/DCS sólo puede colgar de una DUG20. - RUW: portadora para WCDMA UMTS, dos portadoras de 30 W o una de 60 W, dependiendo de la banda se tiene la RUW900 y la RUW2100. Nosotros empleamos normalmente en la implantación del sistema UMTS 900 la unidad RUW. En transmisión, la RUW recibe la señal digital banda-base de la DUW, la convierte en analógica de radio, la amplifica, filtra y la envía a las antenas. Y en recepción opera al revés es decir, recibe la señal desde las antenas y la convierte en señal digital que envía hacia la DUW. El hardware de la RUW-01 está preparado para manejar hasta 4 portadoras, siendo la configuración mínima una portadora. Para aumentar el número de portadoras es necesario activar licencias de software. La potencia máxima de una RUW es de 60 W si cuenta con una sola portadora, en caso de tener más de una portadora por sector, la potencia máxima se divide en partes iguales entre el número de portadoras. Ya hemos mencionado anteriormente que una DUW puede tener conectadas hasta 6 RUW. Cada unidad de radio tiene un par de bocas de entrada nombradas como A (la superior) y la B (la inferior) donde se conectan los cables de RF procedentes de antenas, las portadoras transmiten por la boca A (TRXA), además por esta misma boca se obtiene la recepción (RXA). La boca B es para diversidad en recepción (RXB), exactamente igual que en el equipo de radio RBS 6201 compacto del que hablamos anteriormente. En la Figura 53 se muestra un ejemplo de instalación de estas dos unidades DUW y RUWs en el RBS 6102. Si nos fijamos en la imagen de la izquierda se muestra la disposición que tendría el estante de radio con capacidad completa (1 DUW y 6 RUWs) y si miramos la fotografía de la derecha, podemos visualizar la forma de alternar la disposición de las RUWs cuando se emplea tan sólo una RUW por sector. Figura 53. DUW + Rus (RBS 6102) [12]. Capítulo 2 Infraestructura Física de una BTS 61 Enumeremos ahora las unidades de alimentación que lleva integradas en su estructura un RBS 6102. Recordemos que es un equipo que puede alimentarse en alterna y en continua. En la Figura 54 se pueden distinguir las diferentes unidades que vamos a tratar a continuación: Figura 54. Unidades de Alimentación de un RBS 6102 [12]. - Unidad Distribución de Potencia (PDU): Se encarga de distribuir los -48Vcc a las demás unidades del bastidor; puede estar equipado por 1 o 2 unidades. Ver Figura 55. Figura 55. PDU (RBS 6102) [12]. - Unidad soporte HUB (SHU): Gestiona la comunicación y el control de las diferentes unidades del sistema de alimentación mediante los 16 puertos que la componen, hace la función de HUB. El bastidor va equipado con una unidad, modelo SHU 01 01 para equipos de intemperie. Puede verse una ilustración de su estructura en la Figura 56 mostrada a continuación. Figura 56. SHU 01 01 (RBS 6102) [12]. Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 62 La conexión de las unidades de alimentación en los puertos del SHU no puede realizarse de forma aleatoria, se muestra a continuación en la Tabla 11 el orden que se ha de seguir para este modelo: Puertos Fila A Utilizado por Puertos Fila B Utilizado por A IN Entrada ppal./CBU1/DU B IN SIN USO A1 SCU B1 DU A2 PDU 1 B2 PDU 2 A3 PSU 1 B3 PSU2 A4 PSU 3 B4 PSU 4 A5 DU B5 BFU/SCU A6 DU B6 PSU 5 A7 DU B7 PDU 3 Tabla 11. Conexión en SHU 01 01 [12]. - Unidad Suministro Alimentación (PSU): Es el rectificador que convierte la tensión de entrada a la tensión de trabajo del bastidor, comúnmente hablamos de transformar los 220 Vca a -48 Vcc. El bastidor puede ir equipado de 0 a 4 unidades. Si la alimentación de la estación base es en continua a -48Vcc (que no resulta lo habitual en una estación de intemperie) no serán necesarias las PSUs. Lo más común es que el bastidor RBS 6102 venga equipado con 3 PSU y que la alimentación en las BTS sea de 220 Vca procedente de un cuadro de alterna de intemperie. Ver a continuación en la Figura 57 su estructura. Figura 57. PSU AC 01 (RBS 6102) [12]. - Unidad Filtro Alimentación (PFU): Cuando el bastidor se alimenta a -48Vcc esta unidad se encarga de estabilizar la tensión de entrada. En el caso de que el bastidor de radio se alimente en alterna, no se utilizará esta unidad. Se muestra su estructura en la Figura 58 mostrada a continuación. Figura 58. PFU 01 01 (RBS 6102) [12]. Capítulo 2 Infraestructura Física de una BTS 63 - Conexión Filtro Alimentación (PCF): En un emplazamiento con conexión en continua, sirve para la conexión a -48Vcc o también, para la alimentación AC externa a la RBS. En un emplazamiento con alimentación en alterna sería el interfaz de conexión con una batería externa. Ver estructura en la Figura 59. Figura 59. PCF (RBS 6102) [12]. - Unidad Fusible Baterías (BFU): Encargada de supervisar, conectar y desconectar el string de baterías del sistema. El RBS 6102 siempre que se alimente en alterna cuenta al menos con una bancada de baterías en su interior y, si no es el caso no se instala esta unidad. Ver estructura en Figura 60. Figura 60. BFU 01 01 (RBS 6102) [12]. - Unidad de conexión de Alimentación AC (PCU AC): Conecta la alimentación de entrada en alterna a las PSUs. Ver estructura en Figura 61. Figura 61. PCU AC 01 (RBS 6102) [12]. Salida cables DC Conector Alimentación Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 70 Figura 69. -48 Vcc conexión PCF [6]. 2.2.3.5. INSTALACIÓN DEL CABLE DE TIERRA En equipos de intemperie, la puesta a tierra resulta incluso más importante que en uno alojado dentro de la caseta puesto que tiene más probabilidades de recibir una descarga eléctrica. El bastidor RBS 6102 es aterrizado utilizando cable de cobre de cubierta amarillo-verde 35 mm² y el terminal apropiado. Hay que asegurarse de utilizar la tuerca y la arandela de corte para garantizar buen contacto metal-metal del punto de tierra. El punto se encuentra en la parte inferior izquierda del bastidor junto a la caja de conexión de la alimentación, conectándose el otro extremo del cable a la pletina existente en la torre o en el soporte de antenas. En la Figura 70 se muestra la posición de conexión de la tierra en el bastidor y la entrada del cable. Además la bancada sobre la que se instala el bastidor también tiene que ser conectada a tierra. Figura 70. Conexión a Tierra de un RBS6102 [6]. Capítulo 2 Infraestructura Física de una BTS 71 2.2.3.6. INSTALACIÓN DEL CABLE DE RADIOFRECUENCIA. La conexión de los cables de radiofrecuencia se realiza en las tarjetas RU de cada sistema. Existen 24 entradas, repartidas a partes iguales en cada una de las dos mitades en que se divide el bastidor. Se mostró una imagen de la entrada del cableado RF por los pasacables en la Figura 51, nombrado como F4. Los cables coaxiales son siempre de 1/2" y entrarán por debajo del bastidor como el resto de cableado. Los conectores del equipo son 7/16 hembra, empleándose luego conectores 7/16 macho acodados en los latiguillos de manera que encajen unos con otros de la manera más limpia posible y se genere la menor curvatura en la conexión. En la Figura 71 se muestra la posición correcta de los conectores, TME exige este orden de entrada de los coaxiales siendo motivo de reparo cualquier otra combinación que se realice. Es la forma lógica que consigue que interfieran lo mínimo en el interior del bastidor y la manera de que estén lo más ordenados posible. Figura 71. Entrada cableado RF en RBS 6102 [12]. Como ya hemos visto, la instalación de RUs no se realiza de izquierda a derecha ocupando todos los huecos por orden de sector sino que se alterna la instalación de una RU con otra dejando un hueco en medio. Esto puede llevar a equivocaciones a la hora de introducir el cableado RF por los huecos en las posiciones correctas, veamos cómo quedaría correctamente el cableado para una instalación de tres sectores. Ver Figura 72. Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 72 Figura 72. Entrada cableado RF en RBS 6102 (3 sectores) [12]. 2.2.3.7. INSTALACIÓN DEL CABLE DE TRANSMISIÓN La conexión de los medios de enlace o transmisión se realiza en la tarjeta DU de cada sistema como dijimos para el otro modelo de bastidor compacto, veamos nuevamente las tres alternativas de conexión que hay pero en este caso para un RBS 6102. -INTERFAZ DE TRANSMISIÓN E1 2 Mb La salida de transmisión en un RBS 6102 como en los otros bastidores explicados, se realiza en la tarjeta DU que proporciona cuatro tramas de 2 Mb a través de dos puertos RJ45 identificados como ET A y ET B. Como la salida de transmisión de la RBS6102 es también a 120 Ohm, se necesita el cable adaptador de impedancias TSR 114 003/x para su conexión al repartidor de 75 Ohm, el mismo que se emplea en los otros dos casos. Para los bastidores de interior, RBS 6201 y RBS 6601, dijimos que los cables de tramas se llevaban desde el equipo hasta el repartidor RTM que se encontraba siempre instalado en el interior de la caseta directamente aunque existiera la posibilidad en el modelo macro de instalar OVPs. Para un RBS 6102 este Capítulo 2 Infraestructura Física de una BTS 73 recorrido va a ser siempre pasando la conexión de las tramas E1 por los OVP instalados en la parte baja del bastidor, a ambos lados, ver Figura 73. Los OVP (Módulos protectores de sobrevoltaje) son un medio de protección y al tiempo de distribución, sirven de “rack” para repartir los recursos de E1 a la RBS 6102. Además reciben los pares de alarmas externas, tanto las normalmente abiertas (NA) como las normalmente cerradas (NC) de la planta de energía, relés de seguridad para puertas de acceso, etc. Su buen cableado junto con una disposición ordenada y limpia, permite accesibilidad y facilidad en futuras intervenciones de mantenimiento. Figura 73. OVP (RBS 6102) [12]. Los cables de tramas entran desde el exterior por unos pasacables ubicados delante de los OVP tal cual se muestra en la Figura 74. Figura 74. Entrada de cableado de tramas a OVP [12]. Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 74 En cada OVP se pueden conectar dos E1. La preparación de los terminales y su conexión se muestran a continuación en la Figura 75. Desde los OVP hay preinstalados en los bastidores unos cables coaxiales para conectarlos en la DU, en los conectores ET A y ET B, quedando instalado los 4 E1. Figura 75. Instalación tramas en OVP [6]. Si el cable tiene malla de tierra se pela un tramo de aprox. 12 mm y se fija en la placa que hay delante de los OVP de los E1. Se puede ver la situación recuadrada en rojo en la imagen de la izquierda de la Figura que se acaba de mostrar. -INTERFAZ DE TRANSMISIÓN ETHERNET ELÉCTRICO La salida de transmisión Ethernet eléctrica de la RBS se realiza a través del puerto RJ 45 identificado como TN A de la tarjeta DU como en el resto de bastidores. Se emplea el mismo cable de datos Ethernet recto Cat. 5e pero en este bastidor entra por debajo, por su parte central utilizando los huecos de la fila 3 y utilizando un prensa-estopa, como se muestra en la Figura 76. El cable es de la longitud que se necesite determinada según la distancia medida en el replanteo. Figura 76. Entrada cable de datos Ethernet en RBS 6102 [12]. Capítulo 2 Infraestructura Física de una BTS 75 -INTERFAZ DE TRANSMISIÓN ETHERNET ÓPTICO Igual que en el caso anterior el cable lo introducimos por debajo del bastidor, por su parte central utilizando los huecos de la fila 3 -véase la Figura 76-. En este caso el cable de transmisión es fibra óptica, por lo que su manejo tiene que ser con sumo cuidado. No nos extendamos más en la explicación puesto que la instalación es igual que en los dos bastidores de radio anteriormente descritos. Únicamente recordar que el cable de fibra óptica está acabado en un conector doble del tipo LC (véase Figura 77) que conectamos en la DU en el puerto TN B y que antes de la conexión del cable de F.O. en la DU hay que instalar en el puerto TN B un módulo SFP (Small Form Pluggable) de fibra multimodo proporcionado por Ericsson. Figura 77. Ejemplo de módulo SFP y cable de F.O. [12]. 2.2.3.8. INSTALACIÓN ALARMAS EXTERNAS En el apartado 2.2.1.7 de este documento ya se explicó la instalación de la SAU en el modelo de bastidor RBS 6201 de interior. En las instalaciones de intemperie con RBS 6102 se emplea la misma unidad de supervisión SAU para la instalación de alarmas externas, transmitidas a través del puerto RJ 45 (Power/EC bus) situado en el extremo derecho de la tarjeta mediante un cable que se conecta al módulo SCU (ver Figura 25 de este mismo documento). En este bastidor el módulo SAU se instala en el interior del equipo en el lateral izquierdo, ver Figura 50 posición L. Recordemos que en ella se pueden conectar hasta 32 alarmas, a través de 8 conectores RJ45, agrupando cada conector un total de 4 alarmas que irán cableadas a los OVP. Cable de F.O. Transceptor SFP Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 76 La unidad SAU se conectara a la RBS insertando el cable-RJ45 dentro del conector identificado como SAU situado en el módulo SCU, quedando el sistema de conexión de alarmas para un RBS 6102 tal como se muestra en la Figura 78 abajo expuesta. Figura 78. Conexión Alarmas externas en un RBS6102 [12]. La instalación del cableado de alarmas en los OVP no resulta tarea sencilla puesto que los contactos del terminal donde se conecta cada alarma son bastante pequeños, el orden y la limpieza son imprescindibles para que no haya luego problemas en las conexiones realizadas. En la siguiente Figura 79 se muestra la estructura del OVP para alarmas externas. Figura 79. OVP Alarmas externas [6]. Capítulo 2 Infraestructura Física de una BTS 77 El orden de las alarmas y los pines de los conectores con las posiciones correspondientes de las bornes de la regleta AUXIO de los repartidores es el que se muestra en la Tabla 14, determinado por Telefónica Móviles en la normativa NAP-4 “Cableado de Alarmas Externas en una Estación Base de Exterior”. REGLETA REGLETA RBS 6102 (SAU) AUXIO RTM-4 AUXIO RTM-6 CONECTOR ALARMAS OVP NOMBRE DE ALARMA ENTRADA1 Port 1 A1 1 1A-1B F.DISY.GEN.COR.ALT. ENTRADA2 Port 1 A2 RESERVA ENTRADA3 Port 1 A3 6 3C-3D AMPL.ANTENA ENTRADA4 Port 1 A4 RESERVA ENTRADA5 Port2 A5 RESERVA ENTRADA6 Port2 A6 2 1C-1D BALI.,F. DE CÉLULA ENTRADA7 Port2 A7 3 2A-2B BALI.,F. GENERAL ENTRADA8 Port2 A8 4 2C-2D PROT.SOBRETENSIÓN ENTRADA9 Port3 A1 RESERVA ENTRADA10 Port3 A2 7 4A-4B AL.EQ.TX./MINILINK ENTRADA11 Port3 A3 RESERVA ENTRADA12 Port3 A4 RESERVA ENTRADA 13 Port3 A5 5 3A-3B F.DISY. BALIZAJE ENTRADA14 Port3 A6 RESERVA ENTRADA15 Port3 A7 RESERVA Tabla 14. Cableado Alarmas de Equipo Exterior a Regleta Auxio [12]. Los OVP se enlazan con la regleta Auxio instalada en el C.G.B.T (Cuadro General de Baja Tensión) mediante una manguera de cable que sale de la parte trasera de los OVP. Se puentean y agrupan las alarmas en el mismo C.G.B.T., de forma que solo saldrán del mismo hacia la regleta AUXIO, las alarmas integradas en el equipo de radio. Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 78 Dependiendo de la configuración del C.G.B.T. existen borneros o regletas diferentes de 8,12, 22 y 26 bornes. El bornero de alarmas se encuentra en la parte inferior izquierda del C.G.B.T., en la Figura 80 se puede ver representada la situación que ocupan dentro de un par de modelos de cuadros. Figura 80. Modelos de CGBT en Estaciones Móvil de Intemperie [13]. 2.2.3.9. INSTALACIÓN DE BATERÍAS El equipo RBS 6102 dispone en su interior de una zona donde instalar una rama de baterías para poder mantenerse en servicio en caso de corte de alimentación en la acometida. La rama de baterías está compuesta por 4 elementos de 12 voltios y 100 Ah, los elementos se conectan en serie para obtener un total de -48 Vcc. Las baterías por defecto se instalan en la parte izquierda inferior del bastidor pero aunque es lo más común no es obligatorio. Como ya vimos en el apartado donde se explicó su estructura interna, existen un par de zonas para la instalación de baterías. Si fuera necesario se emplearía la parte derecha, ya sea por ejemplo porque el hueco que normalmente se utiliza se emplee para instalar otros elementos por el motivo que sea o porque exista más de una tecnología en el bastidor y haya que ampliar la capacidad de servicio en caso de corte de alimentación. BORNERO S DE ALARMAS EMPLAZAMIENTOS QUE NO PRECISAN BALIZAMIENTO EMPLAZAMIENTOS QUE PRECISAN BALIZAMIENTO Capítulo 2 Infraestructura Física de una BTS 79 En caso de ampliación de ramas de baterías o como bien decimos, se puede colocar en la parte derecha inferior a la altura de la primera rama instalada o también encima como se puede ver en la Figura 81 que se muestra a continuación las dos opciones nombradas. Figura 81. Ubicación baterías [6]. La conexión de las baterías y del sensor de temperatura se hace en el módulo BFU (Fusible de batería) situado en el subrack de alimentación. Véase el esquema que se muestra a continuación en la Figura 82. Figura 82. Conexión baterías con BFU [6]. Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 86 2.4. CASOS DE TRANSMISIÓN PARA SISTEMA UMTS 900 Una red de telefonía consta de una trayectoria que conecta varios nodos de conmutación, de forma que cada teléfono en la red puede ser conectado con cualquier otro al que la red proporcione servicio. El diseño de la red de telefonía consta de dos partes, conmutación y transmisión. La transmisión permite que los abonados de cualquier red se escuchen satisfactoriamente mientras que la conmutación, consigue que la trayectoria que conecta los nodos se construya económicamente concentrando los recursos de transmisión. La salida de transmisión de la nueva tecnología UMTS 900 se va a realizar siempre a través de Ethernet, compartiendo la salida Ethernet existente del UMTS 2100. Podemos encontrarnos con 4 posibles opciones que se enumeran a continuación: A. W900 y W2100 en RBS6000 con una única DUW (cuando hay instaladas 3 RUW) En este caso no hay que realizar ningún cableado adicional. Tanto el tráfico de W900 como el de W2100 saldrán por la DUW existente. Este caso únicamente lo encontramos cuando realicemos un swap donde se sustituya el antiguo equipo de radio de UMTS 2100 por uno nuevo RBS 6000 y en él se instalen las tarjetas de ambos sistemas. B. W900 y W2100 en RBS6000 con dos DUW En este caso hay que solicitar un SIU (Site Integration Unit) si no estuviese instalada ya. Se cablearán los puertos TN A de ambas DUW (de 2100 y de 900) a los puertos de entrada de la SIU y la salida WLAN de la SIU se conectará al equipo de trasmisión TX. La instalación de una tarjeta SIU normalmente se suele realizar en la parte baja del bastidor, junto a la tarjeta SAU de alarmas si la tuviera implementada. Es más frecuente la instalación de SIU en el modelo de RBS 6201 aunque también se instale en el otro modelo macro de intemperie (siempre en un hueco libre que no interceda en ningún otro elemento). Para la instalación de la SIU, Ericsson incluye a parte de la tarjeta, un kit de montaje para rack de 19”, un kit de materiales de alimentación y cable de tierra de 25 mm 2 (aunque no es necesario conectar la SIU a tierra al instalarse la unidad en el interior de la RBS). Veamos un poco mejor, en la Figura 89, cuáles son los interfaces que dispone una tarjeta SIU: Capítulo 2 Infraestructura Física de una BTS 87 Figura 89. Estructura de una SIU [9]. A- Interfaz de alimentación B- Interfaz de la consola (IP/Ethernet) utilizado para la conexión del terminal local de mantenimiento C- Interfaz del reloj incluye tanto la entrada de reloj como las interfaces de salida del reloj D- Conectores para interfaces de dieciséis E1 de transmisión E- Conectores para Ethernet eléctrico de transmisión F- Posiciones de conector SFP. Ethernet óptico Para cablear la SIU a las unidades RBS, hemos de contar con el siguiente cableado (Véase la conexión para la transmisión W900 en el esquema de la Figura 90): - RPM 919 701/01700 (2 Ud.): cable conexión E1´s DUG-SIU (en principio este cableado para una ampliación únicamente del sistema UMTS 900, ya estaría dispuesto). - TSR 432 151/1000 (1 Ud.) : cable Ethernet DUW-SIU - NTM 101 1797/1 (1 Ud.): kit de alimentación SIU - RPM 919 730 /01800 (1 Ud.): cable de sincronismo SIU Figura 90. Conexión Transmisión W900 (RBS 6000) y W2100 (RBS 3000) [12]. A B C D E F Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 88 La unidad de integración SIU actúa como lugar de combinación y optimización de todo el tráfico de la estación base, utilizada para maximizar los recursos a costa de reducir la red de retorno (backhaul). C. W900 en RBS6000 y W2100 en RBS3000 En este caso se conectará el puerto TN A de la DUW a uno de los puertos de la ET-MF del RBS3000, habrá que reconfigurar la ET-MFX para que tanto el tráfico de la RBS6000 como el de la RBS3000 salgan por la TX física existente. Se debe suministrar por parte de Ericsson el cable de la entrada a la ET-MFX (RPM 777 71). Suele ser el caso más común puesto que normalmente no se intercede en la instalación existente de UMTS. D. Emplazamientos en los que sólo hay 2G En este caso se solicitará una nueva tirada de transmisión Ethernet y se realizará una única transmisión UMTS desde el nuevo sistema instalado. En todos los casos, además de instalar la transmisión Ethernet igualmente se instalarán los dos cables de tramas E1, desde los puertos de salida de la DUW denominados ETA y ETB como ya explicamos en el apartado de transmisión de cada uno de los bastidores de radio empleados. Se llevaran los cableados de tramas hasta el repartidor digital disponible en la estación y se instalarán puentes o T´s de prueba de manera que se puedan realizar pruebas de monitoreo de la transmisión del nuevo sistema implementado en la estación. Capítulo 3 Sistema Radiante en una BTS 89 CAPÍTULO 3. SISTEMA RADIANTE EN UNA BTS Llamaremos sistema radiante a todos los elementos que permiten exponer la señal de RF y dirigirla según su banda, potencia y terminal a recibir. En este caso me voy a restringir al Sistema Radiante de nuestra red de entrega o RBS para UTMS 900. La estructura del sistema radiante se basa en las siguientes partes representadas en la Figura 91: Figura 91. Elementos del Sistema Radiante [6]. A - Antenas B-Elementos de amplificación o combinación de señal RF C-Guía onda o tirada principal de coaxial D-Feeders o latiguillos E-Kits de tierra F-Conectores G-Sistema clampeado y soporte guía H-Descargadores Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 90 3.1. ANTENAS En la actualidad los operadores de telefonía móvil se enfrentan con la necesidad de ampliar la capacidad de sus redes para poder dar servicio de voz y datos a sus clientes cada vez más exigentes. Sumado esto a la fuerte oposición de las comunidades de vecinos a la hora de permitir instalar nuevas antenas sobre sus azoteas o proximidades, resulta casi obligación la optimización de los sistemas radiantes empleando antenas con múltiples conectores para GSM, DCS y UMTS. Las antenas son absolutamente necesarias para la prestación de un buen servicio, podemos decir que por sí sola constituye más del 50 % de la calidad de una estación, y por tanto, sólo existen dos posibilidades o la instalación de una antena es buena, o es mejor. Podemos encontrarnos diversas situaciones respecto al sistema radiante a la hora de implantar en una estación móvil la nueva tecnología UMTS 900. Es imprescindible revisar con detenimiento, en el replanteo de obra, la situación existente de las antenas para poder tomar la opción más adecuada en cuanto a modificación del sistema radiante. Antes de enumerar las posibles situaciones que encontramos, paso a nombrar los modelos de antenas que TME nos ha suministrado en este proyecto. Todos los modelos son de tipo panel, para aplicación de diversidad Rx y según su configuración son unibanda, banda dual, tribanda o tetrabanda. Las tres marcas de proveedores son Rymsa, Kathrein y Telnet, todas ellas aplican polaridad +45º/-45º, ajuste de tilt eléctrico y kit de herrajes para ajuste de tilt mecánico. (Hojas de características en el apartado de Anexos: Anexo A). MODELO 4B+DD 1- LM2D3-800 TV: Antena Panel Multibanda de Rymsa (Banda (850-900 MHz) + 2xBroadband (1710-2170 MHz)). 2- K80010293V03: Antena Panel Multibanda Triple de Kathrein (Banda (790-960 MHz) + 2xBroadband (1710-2170 MHz)). MODELO 4C+DD 1- K80010291V02: Antena panel multibanda Triple de Kathrein (Banda (790-960 MHz) + 2xBroadband (1710-2170 MHz)). MODELO 3C+DD 1- K80010485V01: Antena panel Banda dual (Banda (850-900 MHz) + Broadband (1710-2170 MHz)). MODELO 26B+DD 1- BAT40-684TV: Antena panel low Band side by side (Banda 2x (790-960 MHz). 2- TNA190A14: Antena panel Banda Dual de Telnet (Banda 2x (790-960 MHz). Capítulo 3 Sistema Radiante en una BTS 91 MODELO 30B+DD 1- TNA190A12: Antena panel tetrabanda de Telnet (2x (790-960 MHz) + 2(1710-2170 MHz)). MODELO 30C+DD 1- TNA190A02: Antena panel tetrabanda de Telnet (2x (790-960 MHz) + 2(1710-2170 MHz)). Si observamos bien, todos los modelos de antena empleados cuentan con la terminación “DD” en su nombre esto es, el conocido dividendo digital. A partir del futuro año 2015 los operadores de telefonía móvil podrán emplear la banda de frecuencia comprendida entre 790 y 862 MHz que hasta ahora estaba ocupada para transmisión de televisión terrestre. Esto ya es un hecho verídico y los operadores están instalando este tipo de antenas que incorporan este sistema para adaptación a la banda mencionada, previendo ahorrar costes de futuras ampliaciones en las estaciones base. El modelo de antena que se emplea para cada situación, en caso de necesitar sustituir o añadir antenas, va a depender de las tecnologías GSM/DCS/UMTS 2100 que existan en la estación previamente a nuestra instalación. Habrá que contar para la adicción del sistema UMTS 900 con un par de bocas de entrada libres en la banda de 900 MHz en cada antena por sector. TME aporta para la ejecución del replanteo de obra una serie de tablas con los diferentes casos que podemos encontrar, asignando a cada uno de ellos la solución (tipología de antena nueva para añadir el UMTS 900); se muestran a continuación en las diferentes situaciones. Dicho esto, hablemos de los diferentes casos que pueden darse, con la respectiva modificación o no del sistema radiante: 3.1.1. REUTILIZACIÓN DE ANTENAS EXISTENTES Que las antenas no sean sustituidas supone ventajas como el no tener que interferir en la señal de la estación en ningún momento es decir, no dejar sin cobertura la zona. A priori podemos nombrar un par de casos en los que se pueden reutilizar las antenas existentes a pesar de estar añadiendo una nueva tecnología (UMTS 900) en el emplazamiento. 3.1.1.1. UTILIZACIÓN DE BOCAS DE ENTRADA LIBRES (BANDA 900 MHz) Cuando en el emplazamiento las antenas existentes cuentan con bocas libres en la banda de frecuencia de 900 MHz no se necesitará sustituirlas. Servirán las existentes para añadir la nueva tecnología, siempre que haya espacio suficiente en torre o mástiles para instalar nuevas tiradas de cable coaxial con descargador independiente para el nuevo sistema. Se asume que el número de antenas existente es igual al número de sectores a implantar. Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 92 3.1.1.2. UTILIZACIÓN DE COMBINADORES En el caso de no disponer suficiente espacio en torre/mástil para instalar nuevas tiradas de cable coaxial, independientemente de que las antenas existentes cuenten o no con bocas de entrada libres, la instalación del sistema UMTS 900 se resuelve instalando combinadores de RF. Estos se emplean para combinar dos señales sin que se produzcan fenómenos de interferencia mutua o para dividir una señal hacia una salida de RF. En esta situación siempre contaremos con tecnología GSM en el emplazamiento puesto que es la que convive en la misma banda de frecuencia que la que pretendemos instalar. Mediante los combinadores interconectaremos las RUS del bastidor de GSM (900 MHz) con las RUS del nuevo bastidor (UMTS 900) reutilizando los cables y antenas del GSM. Las tiradas del cableado principal se mantienen aunque esto no significa que no tengan que ser revisadas. Lo único que se moverá es el latiguillo de RF del puerto B (Tx+Rx) de la RUS (GSM) al puerto A de la nueva RUS (UTMS900) y se colocarán los dos latiguillos de interconexión de recepción. Véase la Figura 92, donde se muestra la interconexión de las RBS con una antena mediante combinadores. Figura 92. Esquema conexión Combinadores a Antena La instalación del sistema UMTS 900 mediante combinadores permite minimizar el impacto medioambiental y el aumento de costes que supone la instalación o sustitución de antenas. Sin embargo el principal inconveniente de los combinadores es la gran cantidad de pérdidas de potencia que introducen. Capítulo 3 Sistema Radiante en una BTS 93 Por ello no los colocamos como solución a la instalación del nuevo sistema, a no ser que nos encontremos en este caso concreto. TME nos suministra para estas instalaciones dos modelos de combinadores para unir señales de ancho de banda iguales (ambos para instalación en interior o exterior): -Combinadores de cavidad (marca KMW): 2 puertos de entrada y 1 de salida. -Combinadores Híbridos (marca Katherein): 4 puertos de entrada y 2 de salida. Teniendo en cuenta la instalación de una sola tirada de coaxial y según los puertos de entrada que hemos dicho para cada modelo; se necesitarán dos unidades del combinador de cavidad y uno sólo del modelo híbrido. Si los comparamos, pueden verse en el Apartado Anexos las hojas de características de ambos, tenemos que las pérdidas introducidas por el modelo de cavidad son inferiores respecto a las del híbrido. Así que aunque hemos instalado prácticamente en todas las instalaciones el modelo de cavidad para minimizar pérdidas, en algunos emplazamientos por falta de espacio se ha colocado el híbrido. 3.1.2. UNA ANTENA POR SECTOR Y ESPACIO DISPONIBLE EN TORRE Realmente este caso prácticamente se desecha, sí que es frecuente que exista una única antena por sector pero la disposición de espacio libre para añadir nuevas antenas no suele ser lo común. Además los operadores no son partidarios de esta opción por varios motivos, el principal las posibles quejas que se les pueden venir encima por el impacto visual que causa una torre repleta de antenas. Además tengamos en cuenta que el espacio que precisa una antena nueva no sólo es el que ocupa en top de torre el propio panel sino que también se necesita espacio suficiente en los laterales de torre para subir las tiradas de coaxial; siendo dos tiradas por sector y tecnología. Aunque no nos hayamos encontrado en la tesitura de esta situación, se muestra a continuación los diferentes casos que pueden encontrarse, expuestos en la Tabla 15; en función de la antena existente se elige el perfil de la antena nueva que ha de ser añadida: Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 94 ANTENAS EXISTENTES PERFIL A INSTALAR 2 Bocas banda 900MHz, 65º H (ángulo de radiación horizontal) 3B + DD (2,2 mts) 3C+DD (2,7 mts) 2 Bocas banda 900MHz, 90º H 27A* (2,7 mts) 4 Bocas bandas 900 + 1800/2100 65º H solo 900 ocupada 27B* (2,7 mts) 4 Bocas bandas 900 + 1800/2100 65º H ambas bandas ocupadas 4B + DD (2,7 mts) 4C + DD (2,2, mts) 6 Bocas bandas 900 + 1800 + 2100 65ºH con dos bocas (1800 o 2100) libres 3B + DD (2,7 mts) 3C + DD (2,2 mts) 6 Bocas bandas 900 + 1800 + 2100 65ºH con todas las bocas ocupadas 4B + DD (2,7 mts) 4C+DD (2,2 mts) Tabla 15. Perfil a instalar según modelo existente de antena [15]. [*] Los perfiles 27A y 27B no se han empleado en ninguna de las instalaciones realizadas y aunque figuran como perfil en las soluciones aportadas por TME en la plantilla para ejecución del replanteo de obra, no constan luego como modelos de suministro para este proyecto. 3.1.3. UNA ANTENA POR SECTOR Y SIN ESPACIO EN TORRE La compartición de torre/mástil con otros operadores suele ser motivo de masificación de elementos en torre. No siempre se tiene el espacio suficiente en ellas para poder añadir una nueva antena con la que dar servicio al W900, siendo ésta la opción más cómoda para nosotros, como empresa instaladora. En este caso, lo que realizamos es sustituir las antenas existentes por otras que añadan un par de bocas de entrada en la banda 900 MHz. La instalación supone realizar nuevas tiradas de cable con descargador independiente para el nuevo sistema W900. En función de la antena existente se elige el perfil de la nueva por la que ser sustituida. Se muestran los diferentes casos encontrados en la siguiente Tabla 16, donde también se indica la tipología de antena por la que ser reemplazada [26]: Capítulo 3 Sistema Radiante en una BTS 95 ANTENAS EXISTENTES PERFIL A INSTALAR 2 Bocas banda 900MHz, 65º H (ángulo de radiación horizontal) 30 + DD (2,7 mts) 2 Bocas banda 900MHz, 90º H 25 + DD* (2,7 mts) 4 Bocas bandas 900 + 1800/2100 65º H solo 900 ocupada 30 + DD (2,7 mts) 4 Bocas bandas 900 + 1800/2100 65º H ambas bandas ocupadas 30 + DD (2,7 mts) 6 Bocas bandas 900 + 1800 + 2100 65ºH con dos bocas (1800 o 2100) libres 30 + DD (2,7 mts) 6 Bocas bandas 900 + 1800 + 2100 65ºH con todas las bocas ocupadas 30 + DD (2,7 mts) Tabla 16. Perfil a instalar según situación existente de antena [15]. [*] El perfil 25+DD no se ha empleado en ninguna de las instalaciones realizadas y aunque figura como perfil en las soluciones aportadas por TME en la plantilla para ejecución del replanteo de obra, no consta luego como modelos de suministro para este proyecto. 3.1.4. PRESENCIA DE DOS ANTENAS POR SECTOR En el caso de que ya existan dos antenas por sector no se añade nunca una tercera antena, lo que se hace es sustituir una de las existentes y se realizan tiradas de cable con descargadores independientes para el nuevo sistema W900. En función de las antenas existentes, se debe sustituir una u otra y elegir el nuevo perfil de antena adecuado. La lógica determina el perfil de antena que se sustituye es decir, siempre se va a desmontar la antena que suponga interceder en el menor número de tecnologías existentes. Es decir, si por ejemplo observásemos que en una de las antenas tenemos conectada tan sólo una tecnología y en la otra más de una, se procedería a desmontar la primera. También se suele proceder al desmontaje de los sistemas DCS/UMTS preferiblemente al de GSM, de modo que en el caso de encontrar dos antenas con el mismo número de tecnologías, se procedería a desmontar la de UMTS o DCS antes que la de GSM. Esto se debe a que el GSM aporta una señal de mayor calidad frente a las otras a pesar de ser el rango de cobertura inferior frente a la del 3G. Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 102 Figura 100. Ajuste de Tilt Mecánico en Antena [6]. -TILT ELÉCTRICO: Con el tilt eléctrico se transforma el diagrama de radiación de la antena mediante la modificación de las características de la fase de señal de entrada. Veamos el mismo esquema mostrado anteriormente, con la adicción de tilt eléctrico en la Figura 101. Figura 101. Modificación de señal con la aplicación de tilt eléctrico [16]. El valor del tilt eléctrico puede ser fijo o variable, en este segundo generalmente es ajustado a través de un accesorio como una varilla, perno o lengüeta marcado con la graduación. Aunque el ajuste puede realizarse de forma manual o también remota, a este último caso se le conoce como RETU (Unidad Remota de Tilt Eléctrico).Véase la Figura 102, representación de la instalación del RETU. Rueda de ajuste de Tilt mecánico Capítulo 3 Sistema Radiante en una BTS 103 El RETU es un motor que se conecta directamente a un conector de entrada de la antena, teniendo que ser el modelo de la antena propicio para ello. El motor permite la modificación del tilt eléctrico sin necesidad de acceder a la antena. Sin lugar a dudas utilizar antenas con tilt eléctrico variable es la mejor opción, aportando al optimizador mayor facilidad para modificarlo. Sin embargo esta solución es generalmente más cara y por ello lo más común es encontrar antenas con tilt eléctrico manual variable. Figura 102. Instalación de RETU en Antena [8]. Desde el RETU se conecta un cable de control y alimentación hasta el RIU, elemento que se encarga de su control, ver Figura 103. El RIU siempre se ha de instalar lo más cerca posible de la antena y puede fijarse a pared mediante dos anillas laterales, o bien, puede instarse en tubo mediante una abrazadera metálica. Figura 103. Instalación RIU para control de tilt eléctrico en Antena [8]. Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 104 El operador móvil, en este caso TME, es la que decide si colocar RETU en las antenas así que no es decisión nuestra instalarlo o no. Las antenas con tilt eléctrico variable manual resultan mejor opción de las de tilt fijo en caso de no disponer de RETU. Puede verse en la Figura 104 la forma de ajustar el tilt eléctrico en un modelo concreto de antena Kathrein donde el accesorio de ajuste tiene forma de varilla. Cada fabricante especifica en las hojas de características (pueden consultarse en el apartado de Anexos: Anexo A) de la antena, el rango de tilt eléctrico (valor mínimo y máximo). En antenas con más de una tecnología, cada una cuenta con su ajuste de tilt eléctrico quiero decir, por ejemplo en una antena tribanda habrá tres accesorios de ajuste. Figura 104. Ajuste de Tilt Eléctrico en Antena [17]. Retirar la cápsula de protección Ajustar ángul o de tilt rotando la varilla de ajuste Volver a colocar la cápsula de protección 1 - Rueda de ajuste con función bloqueo de giro. 2-Varilla con escala de ajuste integrada 1 - Rosca para la fijación de la cápsula protectora o la unidad de control remoto (RETU). 2- Rueda dentada con muesca Para poner de ángulo de tilt exacto se debe mirar horizontalmente la escala. El borde inferior de la varilla debe ser usado para la alineación. DESCRIPCIÓN DEL AJUSTE DE TILT ELÉCTRICO MANUALMENTE: Capítulo 3 Sistema Radiante en una BTS 105 Una vez se haya ajustado el tilt eléctrico al valor deseado, es importante volver a colocar la cápsula de protección para impedir que cualquier inclemencia repercuta en su estado. La muesca de la rueda de ajuste es la que debe quedar horizontalmente a la altura del número de grados de tilt que se quiera dejar. Hemos mostrado en la Figura 98 como cambiaba el diagrama de radiación al aplicar en la antena tilt eléctrico y mecánico. Pero esta variación difiere dependiendo del tipo del tilt que se aplique, afectando de forma diferente en la señal irradiada. De forma simplificada, mediante unos dibujos representados a continuación en la Figura 105, se explica cómo se comporta el diagrama de radiación horizontal de una antena al aplicarle tilt eléctrico y mecánico para una apertura horizontal de 90º y otra de 65º. Figura 105. Afección de los tilt en el diagrama horizontal [16]. El comportamiento va a ser el mismo independientemente de la apertura horizontal de la antena, sin embargo se puede observar como cada tipo de tilt afecta al resultado final en cobertura. En definitiva, con el tilt mecánico se reduce el área de cobertura en dirección central, pero el área de cobertura en las direcciones laterales agranda. Y con el tilt eléctrico, el área de cobertura sufre una reducción uniforme en la dirección del azimut de la antena, es decir, la ganancia se reduce uniformemente. Así que hablar de ventajas de un tilt respecto al otro no tiene sentido, cada uno está vinculado a la aplicación o función para la que sirve. En general, el concepto básico de aplicación de tilt en la antena es únicamente para mejorar la señal en zonas cercanas al emplazamiento con el requerimiento de empeorarla en zonas más alejadas. Por supuesto la cobertura aportada por las antenas no va a depender únicamente de los tilt, variables como la altura, el modelo de antena, la topografía de la zona, los obstáculos existentes, etc. van a estar también implicadas. Antena con apertura horizontal 90º Antena con apertura horizontal 65º Tilt Mecánico Tilt Eléctrico Tilt Mecánico Tilt Eléctrico Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 106 3.2. ELEMENTOS DE AMPLIFICACIÓN O COMBINACIÓN 3.2.1. INSTALACIÓN DEL AMPLIFICADOR DE TORRE Cuando se instalan portadoras de más de 40 W, al radiar con mayor potencia será necesario equilibrar el uplink. Se conoce como rango uplink, a la limitación del área de cobertura emitida por las antenas de una BTS debido a la sensibilidad de la estación y sobre todo a la señal/potencia transmitida del teléfono móvil hacia las antenas base. Una antena base transmite una señal mucho más fuerte que la señal que recibe el teléfono móvil, pero el TMA corrige este desequilibrio. La instalación de amplificadores en la torre mejora la sensibilidad en el receptor de la BTS por la reducción de la figura de ruido; además de conseguir una mejor inmunidad a la interferencia por proveer filtración adicional y reducir la potencia de transmisión de los teléfonos móviles. El bajo ruido del amplificador proporciona una mejor cobertura a los usuarios reduciendo la posibilidad de desconectarse del sistema de comunicación involuntariamente. Esto aumenta el rango de cobertura uplink, reduce las llamadas caídas y aumenta el tiempo de vida de la batería del teléfono móvil debido a que la potencia transmitida requerida disminuye porque la BTS llega a ser más sensible a señales más débiles. Según el operador TME se deben instalar TMAs para la tecnología UMTS 900, siempre que las pérdidas introducidas por el sistema radiante entre el bastidor compacto y la antena sean superiores a 1 dB. Más adelante en el apartado 4.1 “Pérdidas en el cableado RF. Criterios permitidos” se tratará más extensamente el tema de la atenuación y las pérdidas. Los amplificadores montados en torre, llamados TMAs, se instalan lo más cercano posible a la antena y en vertical, aprovechando si se puede el tubo de amarre de la antena. Solemos colocarlos a la espalda de la antena para reducir su exposición al viento. TME nos ha suministrado en este proyecto un par de modelos de TMA (puede verse en el apartado de Anexos: Anexo B, sus hojas de características): -TMA de Katherein (dWTMA): no dispone de conexión al RETU. -TMA de Ericsson (ASC): con conexión al RETU. La conexión a la antena y hacia la RBS debe realizarse sin cruzar los cables de RF y respetando las entradas tal cual están marcadas. Se muestra a continuación, en la Figura 106, la forma de conexión de un modelo de TMA. Capítulo 3 Sistema Radiante en una BTS 107 Figura 106. Conexión TMA a RBS y Antena [5]. 3.2.2. INSTALACIÓN COMBINADOR DE SEÑAL RF En el pasado apartado de este proyecto, “3.1.1.2 Utilización de combinadores externos para combinar G900 y W900”, se abordó este tema. Se explicó el caso en el que los utilizábamos para la instalación del sistema UMTS900, los modelos que disponíamos y de forma simplificada la manera de instalarlos. Sólo se añadirá un aspecto más al respecto de la instalación de combinadores enlazando con el apartado anterior. La instalación de TMAs no repercute en la de los combinadores, cuando haya que instalar combinadores y TMAs en las mismas tiradas de cable coaxial se realizará como se muestra en el esquema de la izquierda a continuación en la Figura 107 y, en caso de que no se necesite amplificar la señal se conectarán combinadores y antena como el esquema de la derecha. En este caso en los esquemas se representan combinadores híbridos, siendo igual la conexión para el modelo de cavidad utilizado en otras instalaciones. Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 108 Figura 107. Conexión Combinador-Antena con y sin TMA [5]. 3.2.3. GUÍA ONDA O TIRADA PRINCIPAL DE COAXIAL El cable principal que cubre el camino desde la antena hasta el interior de la caseta o hasta el propio bastidor si es de intemperie, siguiendo la escalerilla, bandeja o camino de cables existente puede ser coaxial (de ½”, 7/8” o 5/8”) dependiendo prioritariamente de la longitud de tirada necesaria. Y se empleará F.O. (fibra óptica) cuando se emplee el modelo RBS6601. Las curvas a realizar durante la instalación del cable no superarán en ningún momento el radio de curvatura máxima recomendada por el fabricante. TIPO CABLE MÁX. LONGITUD RADIO CURVATURA USO TÍPICO 1/2” 20 m 125 mm DISTANCIAS CORTAS 7/8” 35 m 250 mm CABLE POR DEFECTO 5/8” >35 m 500 mm ESPECIAL F.O. 50 m y 70 m 40 mm NODO DISTRIBUIDO El cableado empleado en la instalación consta de diferentes capas, véase Figura 108, del interior hacia el exterior compuesto por: conductor interno, dieléctrico, conductor externo y forro. Figura 108. Capas del Cable Coaxial [18]. Capítulo 3 Sistema Radiante en una BTS 109 Respecto al coaxial de 1/2” que empleamos en este tipo de instalaciones existen un par de variedades que son, coaxial corrugado de 1/2”Semirrígido (SR) y corrugado de 1/2”Superflexible (SF). Cada uno utilizado para un caso concreto en base a sus especificaciones técnicas. El coaxial corrugado SF se utiliza para solución en interior de edificio, sus capas son de diámetro inferior a las del coaxial corrugado normal y esto le proporciona una mayor flexibilidad. Por tanto, se empleará este modelo en interior y el corrugado SR para exterior. Siempre que la distancia entre el equipo y la antena sea inferior a 20 metros se empleará este tipo de cable, situación poco frecuente. El motivo por el que resulta incongruente emplearlo en distancias más largas es porque supone una atenuación muy elevada, para una frecuencia de 900 MHz conlleva una pérdida de (6,85 dB/100 metros). Cuando no se pueda utilizar cable de 1/2“en la tirada principal, siempre que no sea superior a 35 metros, se empleará cable coaxial de 7/8”. Este tiene una atenuación aproximada para una frecuencia de 900 MHz de (3,56 dB/100 metros); normalmente es el tipo de cable que se utiliza en las instalaciones. Si la distancia fuera superior a 35 metros, habría que plantearse realizar la instalación con cable coaxial de 5/8” por el mismo motivo que antes. Sin embargo, de todas las instalaciones realizadas no hemos encontrado ninguna que supere esta distancia límite de 35 metros; así que puedo considerarla por experiencia como poco habitual. Y el último de los cableados empleados es el de F.O, caracterizado por su casi inexistente atenuación de señal y utilizado únicamente en las infraestructuras donde se instale un RBS 6601. Esto es exclusivamente cuando las pérdidas en el cableado RF superen los criterios marcados por la norma NIR-318 explicados más adelante en el apartado 4.1. Véase su estructura en la Figura 109 mostrada a continuación. Figura 109. Capas del Cable de F.O [18]. Como ya explicamos anteriormente, este modelo consta de una unidad principal (MU) y de un número de unidades de radio remotas (RRUs). La conexión entre la MU y cada RRU se realiza a través de cable de fibra óptica. Se explicó en el apartado 2.2.2.4 de este proyecto su instalación detalladamente. El cable de F.O nos lo proporciona Ericsson con el bastidor de radio y viene ya conectorizado de fábrica y con tapones protectores que se deben retirar inmediatamente cuando se realice su conexión y no antes para evitar dañar el cable. En la conexión del cable de F.O hay que tener especial cuidado, tal como ocurre en el coaxial no permite doblarse de forma indefinida, en este hay un radio de curvatura máximo de 40 mm. Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 110 Se nos han suministrado un par de medidas de longitud de tirada que son, 50 y 70 metros; normalmente se suele emplear la primera dejando arrollado en una coca el sobrante encima del propio bastidor de radio. 3.3. FEEDERS O LATIGUILLOS La instalación de latiguillos en antenas tiene por objeto facilitar la interconexión de la antena con el cable principal o guía onda, debido a la mayor flexibilidad de los latiguillos. Se emplean siempre latiguillos de cable coaxial de 1/2 “SR con conectores 7/16 en ambos extremos. Su longitud normalizada es de dos metros, salvo que en replanteo de obra se especifique que alguno o todos ellos tengan que ser de mayor longitud para evitar problemas de conexión o cruces en el trazado de cables. Se realizan en suelo donde siempre hay menor dificultad en el manejo de los materiales; una vez instalada la antena y rearmadas las tecnologías existentes se procede a instalar los latiguillos del nuevo sistema incorporado en la estación. El latiguillo se sujeta al propio mástil de la antena mediante grapas plásticas, bajando verticalmente desde la antena y formando una curva sin forzar hasta el cable principal. Una vez interconectada la antena al cable principal, se encintan los conectores con tres vueltas de cinta vulcanizable y otras tres de cinta aislante negra para evitar la entrada de agua al interior. Los latiguillos se marcan en ambos extremos mediante cintas adhesivas de colores, mediante el código de colores establecido por su operador. Se muestra a continuación en la Figura 110 la rotulación que utiliza TME para las instalaciones UMTS 900, para el marcado sectorial (azul, blanco y verde) y para la definición de tecnología W900 (naranja). Figura 110. Identificación de cables RF. Capítulo 3 Sistema Radiante en una BTS 111 De este modo, podemos reconocer las antenas y sus respectivos sectores sin necesidad de seguir el cable desde el equipo hasta la antena. La señal TX/RX A se conecta al dipolo +45º C (conector de la derecha mirando la antena de frente) y la señal TX/RX B al dipolo -45º C A parte del marcaje con cintas de colores se colocan etiquetas en cada uno de los latiguillos y también en la tirada principal donde, se debe leer la tecnología, el sector y la boca (A o B) de entrada (ej. U 900 S1 A). Cuando el UTMS900 vaya combinado con el GSM en todas las etiquetas desde la salida del combinador se pondrá una “G” (de GSM) delante para identificarlo (ej. G/U 900 S1 A). En el exterior se emplean etiquetas metálicas troqueladas sujetas mediante bridas metálicas y para el interior se usan etiquetas plásticas escritas con rotulador indeleble. Cuando hablo de latiguillos de interior me refiero a los que sirven para interconectar el cable principal con el equipo de radio y estos se realizan siempre con cable coaxial de 1/2 “SF de la longitud adecuada. El conector del extremo que se conecta al equipo de radio es acodado y el del otro extremo un conector 7/16. Los latiguillos se sujetan mediante grapas plásticas separadas una longitud máxima de 50 cm a la escalerilla o rejiban. 3.4. KITS DE TIERRA DE LA GUÍA ONDA La puesta a tierra de las guías onda, se realiza con la finalidad de eliminar el ruido en la señal de RF y de evitar inducciones en la señal de RF en caso de una descarga atmosférica en cualquier punto de la torre. Para ello empleamos un kit (Grounding Kit) de puesta a tierra que consiste básicamente en una abrazadera que permite la unión eléctrica del conductor exterior del cable o guía de descenso de antena con la torre. Se pueden observar los modelos instalados según el tipo de cable en el apartado de Anexos: Anexo G. La vinculación en la parte superior se realiza después de la curva del cable y a nivel inferior, antes de la curva que ingresa a la caseta o directamente al equipo si es de intemperie para evitar curvas innecesarias. La conexión eléctrica a la torre no se realiza directamente sobre ésta sino sobre una pletina de tierra en la que se conectan los kits de puesta a tierra. Esta conexión debe de ser lo más corta posible y en posición vertical (descendente). Se aprovecha la pletina de tierra de la torre dispuesta en anteriores instalaciones de otras tecnologías; permite futuras ampliaciones puesto que dispone de puntos de conexión de sobra. Como mínimo, se ha de realizar la conexión de kits de tierra en el descenso de la guía en dos lugares pero, de acuerdo a la altura de la estructura puede diferir del siguiente modo [27]: ALTURA CANTIDAD DE KIT DE TIERRA <50 m 2 >50 m y <75 m 3 >75 m y <100 m 4 Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 118 Siendo Lc la atenuación introducida por el sistema radiante entre el bastidor compacto y la antena y Ld la atenuación introducida por el sistema radiante entre la RRU y la antena. - Si 0dB < Lc < 1dB se instala equipo compacto sin TMA. - Si 1dB < Lc < 4dB se instala equipo compacto con TMA. - Si Lc > 4dB (en este caso se instalará Nodo B Distribuido con F.O.): - Si 0dB < Ld < 1dB se instala equipo distribuido sin TMA. - Si 1dB < Ld < 4dB se instala equipo distribuido con TMA. - Si 4dB < Ld < 6dB y Ld < Lc - 1 se instala equipo distribuido con TMA. - Si 4dB < Ld < 6dB, 4dB < Lc < 6dB y Ld > Lc - 1 se instala equipo compacto con TMA. - Si Ld > 6dB y Lc > 6dB se instala equipo compacto sin TMA. 4.1.1 CÁLCULO ESTIMATIVO DE PÉRDIDAS EN EL CABLEADO Se dispone de una tabla, facilitada por el propio operador móvil TME, para realizar un cálculo estimativo de las pérdidas que se van a generan en el cableado y elementos intermedios. Está preparada para introducir el número de elementos existentes en el sistema radiante y los metros de cada tipo de cable empleados. Véase Tabla 18. Cálculo detallado de las pérdidas de transmisión en 900MHz Unidades Perd. por Unidad Nº Unidades o longitud Atenuación (dB) Divisores 1:2 dB/unid. 3 0,00 Divisores 1:3 dB/unid. 4,7 0,00 Divisores 1:4 dB/unid. 6 0,00 Amplificador de torre (dWTMA) dB/unid. 0,6 0,00 Diplexores (K793423 / K793424) dB/unid. 0,2 0,00 Descargadores dB/unid. 0,15 0,00 Cable 1-1/4" dB/100 mts. 2,8 0,00 Cable 7/8" dB/100 mts. 3,8 0,00 Cable 1/2" dB/100 mts. 6,8 0,00 Cable 1/2" Superflexible dB/100 mts. 10,4 0,00 Conectores dB/unid. 0,08 0,00 Longitud de cables mts 0 Atenuación total dB 0,00 Tabla 18. Cálculo detallado pérdidas transmisión 900 MHz [15]. Una vez se haya seleccionado la forma de instalación a llevar a cabo, mediante el cálculo previo de las pérdidas nos cercioraremos que la instalación resulte realmente viable y que cumpla con la normativa exigida. Capítulo 4 Pruebas en el Sistema Radiante 119 4.2 MEDIDAS REALIZADAS EN EL SISTEMA RADIANTE El papel que desempeña el sistema radiante en una estación base es fundamental, con ello no me refiero a que el resto de la instalación no tenga su papel y sea igualmente importante sino que, el operador exige en una instalación que el sistema radiante roce la perfección. Si un equipo de radio resulta defectuoso puede reemplazarse por otro sin demasiados inconvenientes sin embargo, no ocurre lo mismo cuando el fallo se encuentra en el sistema radiante. Por ello es importante desde el principio exigir una calidad en su instalación y luego mantenerlo dentro de las especificaciones en perfecto estado operativo. Un deterioro en el sistema radiante podría causar cortes de llamadas o un empeoramiento en la calidad de voz y todo ello para el operador supone pérdidas económicas. La herramienta básica con la que los técnicos desarrollamos nuestro trabajo de medición es el analizador portátil de cables (Medidor de ROE), utilizado para analizar el comportamiento del sistema y localizar fallos en caso de que existan. Las medidas requeridas por TME en este tipo de instalaciones son: • ROE • Pérdida en el cable ( Cable Loss, CL) El medidor empleado también permite realizar otras medidas como las pérdidas de retorno (Return Loss, RL) y la localización de fallo (DTF) empleada sobre todo en revisiones de la instalación. Siempre que se vaya a trabajar en el sistema radiante ya sea por ejemplo, una sustitución de antenas o una instalación de amplificadores etc. se realizará una medida de ROE (relación de onda estacionaria) antes de iniciar los trabajos. De este modo nos aseguraremos previamente que la situación actual no es inadecuada para que luego, nuestro trabajo no pueda ser el pretexto de una mala instalación. Y según el resultado obtenido en la medida se actuará del siguiente modo: - ROE<1,5 es lo correcto, se continuará con el trabajo previsto - 1,5 <ROE<1,8 se avisará de la situación y lo normal es que nos autoricen a continuar con el trabajo - ROE >1,8 se avisará y probablemente nos pedirán repararlo antes de seguir con nuestro trabajo Expliquemos por partes en qué consisten estas mediciones, en qué influyen en nuestra instalación y cómo realizamos las medidas. Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 120 4.2.1 DEFINICIÓN DE PÉRDIDAS DE RETORNO RL / ROE (VSWR) Una antena es un elemento que radia o absorbe potencia en un cierto rango de frecuencia. Idealmente una antena perfectamente construida e instalada se comporta como una carga resistiva pura en la frecuencia de trabajo, convirtiendo toda la energía eléctrica de RF que envía el transmisor en energía electromagnética pero en la práctica, parte de la energía es reflejada hacia el transmisor y de este nuevamente devuelta a la antena, esto es técnicamente la ROE. Este desacople se produce por múltiples causas, una conexión defectuosa entre la antena y la línea de transmisión, cables dañados, grapas apretadas en exceso, antenas defectuosas, etc. Si la impedancia de la antena es distinta de la impedancia del cable, la antena devolverá parte de la energía inducida a través del cable de alimentación al transmisor, lo que naturalmente no deseamos. La ROE es la relación entre un máximo y un mínimo, consideremos Vi como el voltaje de la fuente de transmisión (voltaje incidente) y Vr como el voltaje de la señal reflejada (voltaje de retorno), quedando definida la ROE como se muestra en la ecuación (1): (1) La energía reflejada por la antena no solamente distorsiona la señal, sino que afecta al nivel de potencia transmitida y por consiguiente, el área de cobertura de la estación base se ve afectada. Por ejemplo, un sistema con una pérdida de retorno RL de 20 dB se considera muy eficiente puesto que se refleja el 1% de la potencia transmitiéndose el porcentaje restante. Y por el contrario, para un RL de 10 dB tendríamos una estación poco eficiente, se reflejaría el 10% de la señal. TME acepta valores de RL de hasta 14 dB para cualquier sistema. Realmente tratamos las medidas RL y ROE como si fueran una solo puesto que en ambas sirven para mostrar la adaptación del sistema. De hecho, dependiendo del operador de telefonía móvil para el que se realice la instalación, nos pedirá entregar los resultados de la obra con un tipo u otro de gráfica. Orange prefiere las gráficas RL mientras que TME quiere medidas ROE; realizar la medida de un tipo u otro de gráfica con el analizador resulta indiferente puesto que existe una función que permite a posterior transformar las gráficas de RL a ROE o viceversa. Muestran lo mismo pero de manera diferente, la RL indica la relación entre la potencia reflejada y la incidente (salida de Tx) en escala logarítmica (dB) mientras que para el ROE se utiliza una escala lineal (es adimensional). Para convertir ROE a RL se utilizan las siguientes expresiones mostradas en las ecuaciones (2) y (3): ROE = 1+10 -RL/20 / 1- 10 -RL/20 (2) RL = 20 log |ROE+1/ROE-1| (3) Capítulo 4 Pruebas en el Sistema Radiante 121 TME admite como máximo una medida de ROE de 1,5 en cada tirada completa del sistema radiante, más adelante veremos cómo se realiza la medida. Siendo este valor límite el más alto de toda la banda para una instalación sin TMA y el más alto de la banda de Tx para una instalación con TMA. 4.2.2 DEFINICIÓN DE PÉRDIDAS EN EL CABLE (CL) La señal enviada por el transmisor recorre todo el trayecto hasta llegar a la antena, quedando parte de su energía disipada tanto en el cable como en el resto de componentes que lo conforman. La medida CL nos la reclama el operador al finalizar la instalación como prueba de que el cable instalado está dentro de las especificaciones indicadas por el fabricante. El CL se puede determinar utilizando la función de RL colocando una carga en corto-circuito al final del cable consiguiendo con esto que la señal que llegue hasta ella se refleje por completo y, puesto que realizará dos veces el mismo recorrido, de ida y vuelta, la pérdida será la mitad de la calculada. Sin embargo para evitarnos realizar cálculos innecesarios, la mayoría de los fabricantes de analizadores incorporan ya en sus equipos de medida una función específica que permite calcular directamente la pérdida media de un cable en la banda de trabajo que se seleccione. Es importante tener en cuenta las pérdidas en el cable (CL) a la hora de determinar la pérdida de retorno global del sistema (RL) puesto que incrementan su valor, aunque esto es un concepto que los diseñadores de antenas tienen en cuenta a la hora de definir las especificaciones de la antena para que puedan cumplir con los requisitos de instalación exigidos por los operadores de telefonía móvil. Cuanto mayor sea la longitud del cable las pérdidas aumentan, siendo más elevadas cuanto menor sea la sección del cable instalado y por lo tanto peor rendimiento de potencia. TME admite como máximo una medida de CL de 4 dB en cada tirada completa del sistema radiante, más adelante veremos cómo se realiza la medida. Siendo este valor límite el punto peor de toda la banda para una instalación sin TMA y el peor de la banda de Tx para una instalación con TMA. 4.2.3 DEFINICIÓN DE DISTANCIA AL FALLO (DTF) Si los resultados obtenidos en las medidas de RL o ROE y de CL no son los que se esperaban, se tendrá que revisar el sistema para dar con el problema realizando una medida DTF. Esta medida únicamente se utiliza como una herramienta de ayuda que permite comparar datos y monitorizar cambios en el dominio del tiempo, para poder localizar puntos donde aparezcan discontinuidades y medir la distancia a la que se encuentran con respecto al punto desde el que se realiza la medida. Conociendo la distancia aproximada donde se encuentra el fallo, ahorraremos mucho tiempo en la resolución del problema. Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 122 La constante dieléctrica del cable afecta a la velocidad de propagación (vp) de la señal por el cable y la precisión con la que se determina, condiciona la exactitud con que se localiza el problema. La contribución a esta imprecisión es principalmente debida al cable principal de antena y luego en menor medida, debida al resto de elementos como pueden ser puentes, adaptadores, filtros, etc. Como ya hemos dicho, realmente esta medida sirve de ayuda así que, a esta imprecisión no debemos darle mayor importancia. Algunos de los equipos de medida incorporan en sus manuales de usuario, tablas que incluyen valores de vp y pérdidas de inserción para diferentes frecuencias según el modelo y marca de cable utilizado. Pero seamos conscientes de que el trabajador en campo va a atajar el camino, revisando el tramo entero donde obtengamos la medida hasta dar con el fallo antes que ponerse a realizar cálculos para dar con el punto exacto. 4.2.4 MÉTODOS DE MEDICIÓN DE PRUEBAS DE ANTENAS Y CABLES Las pruebas del Sistema Radiante incrementan la confiabilidad de la instalación. Como ya hemos mencionado en repetidas ocasiones, cuando se habla de sistema radiante se incluye la antena y todos los cables unidos a ella. Un sistema de comunicación inalámbrica típico se muestra en la siguiente Figura 116: Figura 116. Típica línea de transmisión [20]. Las pruebas se realizan conectando el analizador de red, en nuestro caso de la serie Anritsu modelo S332D, en el punto de partida del sistema radiante para comprobar toda la tirada, es decir en el extremo opuesto a la antena. El equipo de medida genera una señal en el rango de frecuencias deseado y plasma en pantalla la señal reflejada por medio de cálculos matemáticos, ya sea (RL, VSWR, CL o DTF). Capítulo 4 Pruebas en el Sistema Radiante 123 Los márgenes de transmisión y recepción en los que se realizará el muestreo según el sistema del equipo son los expuestos a continuación en la Tabla 19: SISTEMA RECEPCIÓN TRANSMISIÓN GSM/ UMTS900 880 a 915 MHz 935 a 960 MHz DCS 1710 a 1785 MHz 1805 a 1880 MHz UMTS 1920 a 1980 MHz 2110 a 2170 MHz Tabla 19. Banda frecuencias por tecnología. Una vez se hayan terminado los trabajos en el sistema radiante se realizarán medidas de pérdidas del cable soltando la antena y haciendo un cortocircuito y nuevamente de ROE con la antena conectada. Se grabarán todas las gráficas obtenidas para luego entregarlas junto con la documentación final de obra. Si las pruebas se realizan en una tecnología con tráfico, hay que solicitar al operador móvil que nos bloquee los sectores de la tecnología donde se van a efectuar las medidas. Si no ejecutásemos este paso convenientemente, al cortar de golpe caería la tecnología completa pudiendo tener luego problemas a la hora de restablecerla. 4.2.5 PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN Antes de realizar cualquier medición, para asegurar los resultados, el medidor debe ser calibrado con el cable de extensión de fase estable y nuevamente recalibrado si se cambiara la configuración de la frecuencia o si se reemplazara el cable de extensión. El cable de extensión de fase estable se emplea como cable de extensión del puerto de prueba del analizador asegurando mediciones precisas y repetibles cuantas veces se precise. El cable viene incorporado en el kit del medidor junto con algunos conectores y cargas de prueba. Este cable puede doblarse cuando se realizan las mediciones sin causar errores en el resultado de la gráfica siempre que sea de calidad suficiente, a peor calidad mayores errores introducidos en la medición. El operador TME exige que todos los medidores junto con el cable de extensión pasen un examen anual de calibrado que certifique que sigue siendo apto para continuar realizando mediciones. El aprobado o certificado siempre tiene que ir guardado en el maletín del medidor por si nos solicitasen comprobarlo. Se muestra en las siguientes Figura 117 y Figura 118 la estructura del medidor empleado, en la primera de ellas se puede ver el frontal donde se encuentra el teclado y la pantalla, y en la siguiente su parte superior donde se realizan las conexiones exteriores: Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 124 Figura 117. Analizador de red Anritsu S332D [20]. Figura 118. Analizador de red Anritsu S332D [20]. Capítulo 4 Pruebas en el Sistema Radiante 125 Para calibrarlos, conectaríamos el cable de extensión al puerto RF del medidor y procederíamos siguiendo los pasos que se enumeran a continuación: Paso 1: Encenderemos el Equipo (ON/OFF). Paso 2: Seleccionaremos el rango de frecuencias apropiado. Paso 3: Conectaremos el cable de extensión de fase estable al puerto de prueba RF. Paso 4: Presionaremos el botón de iniciar calibración (Start Cal) y presionar (ENTER). Paso 5: Conectaremos la terminación abierta (OPEN) al final del cable de extensión del puerto de prueba y presionaremos (ENTER). Paso 6: Transcurrido un instante, aparecerá un mensaje en la pantalla dando por finalizada la medición en circuito abierto e indicando el siguiente paso. Paso 7: Retirar la terminación abierta (OPEN) y conectar la terminación de cortocircuito SHORT al final del cable de extensión. Presionar (ENTER) nuevamente. Paso 8: Transcurrido un instante, aparecerá un mensaje en la pantalla dando por finalizada la medición en cortocircuito e indicando el siguiente paso. Paso 9: Retiraremos la terminación en corto (SHORT) y conectaremos la terminación de carga (LOAD) al final del cable de extensión. Presionaremos (ENTER). Paso 10: Transcurrido un instante, el mensaje de calibración apagada (CAL OFF) de la esquina superior izquierda de la pantalla cambiará a calibración encendida (CAL ON), dando por finalizada la calibración. La terminación OSL (OPEN/SHORT/LOAD) tiene la forma mostrada en la Figura 119, existen varios modelos y normalmente viene incorporado uno de ellos en el kit de trabajo del analizador. Figura 119. Ejemplo de terminación OSL Anritsu [20]. Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 126 Como se puede observar en la imagen que se acaba de mostrar, la terminación OSL cuenta con tres entradas que son las que hay que ir conectando por orden en el cable de extensión del analizador para calibrarlo. Cada entrada lleva serigrafiada su función. 4.2.6 MEDICIÓN DE PÉRDIDAS EN EL CABLE (CL) Para la medición de CL en un sistema típico de línea de transmisión, se opera según lo que se puede apreciar en la Figura 120 mostrada a continuación. Se desconecta el latiguillo de la antena, dejando la antena aislada del sistema y, se coloca en el extremo del latiguillo una carga formando un cortocircuito. Figura 120. Medición pérdidas en el cable aislando la antena [20]. Ya tenemos el cable de transmisión aislado de la antena para poder medir las pérdidas únicamente en él. Ahora se conecta el analizar mediante un cable de extensión de fase estable al conector del latiguillo que sale del equipo de radio donde se quieran realizar las pruebas. Con lo dicho, queda de manifiesto lo importante que resulta el marcaje de los cables para no cometer errores y medir los sectores de forma equivocada. Si tuviéramos algún amplificador montado en torre (TMA), nos encontraríamos en la situación mostrada en la Figura 121, estaría dentro de la línea de transmisión. En este caso se procedería igual que con la antena, a retirar el TMA y conectar la terminación en cortocircuito al final de la línea sin embargo, TME nos pide que aparezca reflejado en la gráfica es decir, que no se retire el TMA cuando se realice la medida. Capítulo 4 Pruebas en el Sistema Radiante 127 Figura 121. Medición pérdidas en el cable aislando la antena y el TMA [20]. Una vez dispuesto todo según lo explicado, sólo quedará tomar la medida mediante nuestro analizador con el cable de fase estable conectado, ambos previamente calibrados. Se enumeran a continuación los pasos a seguir para la medición de CL: Paso 1: Encenderemos el equipo de medida y presionaremos el botón modo (MODE). Paso 2: Seleccionaremos pérdida de la frecuencia-cable (FREQ-CABLE-LOSS) desplazándonos con la flechas de arriba abajo y presionaremos (ENTER). Paso 3: Configuraremos la frecuencia de inicio y fin F1 y F2. Para nuestro caso, F1=880 MHz y F2=960 MHz, banda de muestreo según el sistema UMTS 900. Paso 4: Desconectaremos la antena y conectaremos la terminación en corto (SHORT) al final de la línea de transmisión. Paso 5: Conectaremos el otro extremo de la línea de transmisión al cable de fase estable del analizador. Paso 6: Presionaremos el botón de la amplitud (AMPLITUDE) y colocaremos el mayor (TOP) y menor (BOTTOM) valor a visualizar. La otra alternativa es presionar la tecla de auto escalado (AUTO ESCALE), función que incorpora el equipo. Paso 7: Presionaremos el botón de marcador (MARKER) para configurar los puntos de referencia de la gráfica. Aunque realmente los marcadores podrán desplazarse siempre que se quiera, cambiarse de nombre, añadir nuevos, etc. a posteriori siempre que se guarde la gráfica. Paso 8: Configuraremos el marcador 1 para señalar el pico máximo (M1 to MARKER TO PEAK). Paso 9: Configuraremos el marcador 2 para indicar el valle (M2 to MARKER TO VALLEY). Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 134 15. Gira a la izquierda hacia Av. Constitución 800 m 16. Continúa por Av Hinojedo-Constitución/CA-341. (Continúa hacia CA-341) 2,6 km 17. En la rotonda, toma la primera salida en dirección Ctra. de Ongayo/CA-341 Continúa hacia CA-341 450 m 18. Continúa por Calle de las Pelias. 600 m 19. Gira a la derecha hacia Calle de San Pedro/S-474. (Continúa hacia S-474) 2,2 km 20. Gira ligeramente a la izquierda hacia Calle de Sobremar. 200 m Véase en las imágenes mostradas en Figura 126, la vista aérea del emplazamiento: Figura 126. Vista aérea de la Estación Base de Suances/Depósito [21]. Capítulo 5 Instalación Sistema UMTS 900 en la Estación Base de Suances/Depósito 135 5.1.2 DESCRIPCIÓN DE LA ESTACIÓN BASE La Estación Base cuenta con una sala acondicionada tipo EB-5 fijada sobre una losa de hormigón y el sistema radiante está formado por un mástil de sección uniforme y altura de 10 metros. Todo ello dispuesto en el interior de un cerramiento formado por un murete de hormigón que bordea todo el perímetro de la parcela. Dicha estación base encuadra dentro de la tipología urbana BTS de interior, puesto que los equipos de RF y el resto de equipos auxiliares se encuentran distribuidos en el interior de la referida caseta de dimensiones 2,50 x 2,2 x 2,50m. Tanto el espacio de la caseta como el del sistema radiante está compartido con el operador de telefonía móvil Yoigo. El emplazamiento de TME donde se encuentra encerrado en una parcela de propiedad municipal, junto al “Club Deportivo y Social de Suances” y compartiendo terreno con uno de los depósitos de agua del municipio. A continuación en la Figura 127, se muestran un par de fotografías donde se pueden ver las condiciones del acceso al recinto. El murete que rodea la parcela tiene un tramo abierto por donde podemos acceder al interior, suficientemente ancho como para poder introducir todos los elementos y materiales para la instalación. No existe una entrada directa accesible con vehículo hasta la caseta, además el recorrido hasta la puerta de acceso a la caseta cuenta con dificultades debido al exceso de vegetación. Figura 127. Acceso de la Estación Base Suances/Depósito. Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 136 5.1.3 CONFIGURACIÓN EXISTENTE: ELECCIÓN DEL EQUIPO DE RADIO Al ser una estación con caseta y con todos sus equipos de radio instalados en el interior, inicialmente descartamos la opción de instalar un RBS 6102 (equipo para instalaciones de intemperie). Ahora bien, tenemos que observar la situación actual de los bastidores y las tecnologías que TME tiene instaladas en esta estación para poder tomar una determinación respecto al bastidor a emplear. Tenemos que hay instalados equipos con tecnología GSM, DCS y UMTS. Los dos bastidores 2G (GSM y DCS) son Nokia Ultrasite mientras que el de UMTS es un equipo RBS 3206. Sabemos entonces que el UMTS no opera con fibra y por tanto podemos empezar a descartar la posibilidad de emplear un RBS 6601 a no ser que las pérdidas en el cableado resulten excesivas pero, viendo que el sistema radiante está situado en un mástil y no en torre no va a ser así. Si nos remontamos al Capítulo 2 de este mismo documento, exactamente en el apartado 2.1 se enumeraron los cuatro casos más comunes de configuración en una BTS previo al montaje de UMTS 900. Veamos de nuevo recapitulados cuáles eran esos casos: • CASO 1: 2G en RBS 6000 y 3G en cualquier otro bastidor • CASO 2: 2G en RBS 2000 o NSN y 3G en RBS 6000 • CASO 3: 2G en RBS 2000 o NSN y 3G en RBS Main Remote (RBS 6601) • CASO 4: 2G en RBS 2000 o NSN y 3G en RBS 3000 macro Según los bastidores encontrados en este emplazamiento, tenemos que la configuración corresponde al CASO 4 de los citados arriba. Como ya he comentado anteriormente, el 2G está instalado en bastidores NSN (Nokia) y el UMTS en uno de Ericsson de la serie 3000. En este caso, el nuevo sistema UMTS 900 normalmente viene a instalarse en un nuevo bastidor de la serie 6000, modelo macro de interior (RBS 6201). Y en el caso de no disponer espacio suficiente en el emplazamiento, entonces se tiene que realizar un “swap” sustituyendo el RBS 3000 que aloja el 3G por el nuevo RBS 6000, instalando en él dos kits de tarjetas (las del nuevo W900 y las del W2100). Se muestra en la Figura 128 una imagen tomada durante la realización del replanteo, en ella se puede observar la disposición de los bastidores de radio existentes en el emplazamiento. Se puede observar que no quedan huellas libres para colocar un nuevo bastidor de radio; más adelante se mostrará un plano básico donde quedará detalla la ubicación de todos los elementos más relevantes encontrados en el interior de la caseta. Los bastidores de radio por defecto siempre están instalados en línea en uno de los laterales de la sala y el otro lateral se emplea para la instalación de equipos de fuerza, baterías, equipos de transmisión, etc. El lateral que tiene el hueco pasamuros más cerca, por el que se extraen los cableados al exterior de la caseta, es por lógica el mismo en el que se instalan los equipos de radio. Capítulo 5 Instalación Sistema UMTS 900 en la Estación Base de Suances/Depósito 137 Figura 128. Bastidores de radio existentes en el emplazamiento. Sin espacio suficiente para colocar un nuevo bastidor para el W900 habrá que realizar un swap, desmontar el RBS 3206 (W2100) e instalar en su huella técnica el nuevo RBS 6201 para albergar ambas tecnologías. Ya tenemos resuelto el dilema de qué bastidor de radio emplear y dónde habrá que ubicarlo. En todo replanteo de obra, hay que dibujar un croquis o un plano básico donde se pueda apreciar la disposición de todos los equipos y elementos existentes, sean o no del operador móvil para el que se va a realizar la instalación. Es importante conocer si otros operadores tienen alquilado espacio en la caseta y qué tecnología tienen instalada; también habrá que observar luego si compartimos sistema radiante o si por el contrario es propio de cada operador. En este caso, como ya hemos dicho anteriormente, compartimos caseta con el operador de telefonía móvil Yoigo, tiene instalado un bastidor RBS 3206 con tecnología UMTS. Véase la Figura 129 para apreciar la ubicación de todos los equipos. No es necesario que este plano se realice al detalle aunque sí que es conveniente que represente una visión global del conjunto, esto es provechoso para que el instalador pueda estudiar la situación antes de empezar la obra. RBS 3206 2 Nokia Ultrasite Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 138 Figura 129. Situación existente en el interior de la caseta. Se muestra en el croquis los trabajos iniciales que se pretenden realizar en el interior de la caseta, estos son: la realización del swap y la instalación de combinadores de cavidad como más adelante se explicará. Aunque no lo he dicho anteriormente, el replanteo normalmente lo realiza un único técnico y no tiene porqué ser luego participe de la instalación llevada a cabo en ese emplazamiento. De manera que todos los obstáculos o pegas que se aprecien durante el replanteo, deben ser reflejados como advertencias en el acta. INSTALACIÓN DE COMBINADORES (EN ESCALERILLA) SWAP: SUSTITUIR RBS 3206 POR RBS 6201 Capítulo 5 Instalación Sistema UMTS 900 en la Estación Base de Suances/Depósito 139 En un momento puntual se nos comunicó que TME había decidido que era necesario agilizar la fase de replanteos y que había contratado a través de Ericsson a otras empresas del sector para que realizaran parte de los replanteos de las obras que luego nosotros íbamos a realizar en este proyecto. Siempre he oído decir que las prisas no son buenas y en este caso no fue para menos, resultó ser un grave error que no sirvió en absoluto para nada y terminó repercutiéndonos a nosotros. Alguno de los replanteos había sido realizado de mala manera, faltos de información básica que luego supusieron retrasos, viajes innecesarios, etc. En principio, los replanteos son supervisados por TME antes de comenzar la instalación y son ellos los que dan el visto bueno o los que realizan las modificaciones que creen convenientes así que no sabría decir quién tuvo realmente la culpa de lo sucedido. Pero sin duda, este ha sido uno de los inconvenientes que nos ha acarreado más problemas a posterior y por el que hemos tenido que pelear mucho para conseguir realizar nuestros propios replanteos de obra. 5.1.4 ALIMENTACIÓN EXISTENTE: ELECCIÓN DE ALIMENTACIÓN Observamos que existe alimentación continua a -48 Vcc por tanto el modelo de bastidor RBS 6201 no va a necesitar diferir del que normalmente se emplea, recordemos que este bastidor dispone de otra versión que se alimenta a +24 Vcc. El equipo de fuerza que existe es un modelo de Emerson System Power equipado con tres rectificadores (modelo R48-800) con salida en continua de -48 Vcc y una potencia de salida de 800 W cada uno. El equipo de fuerza está instalado sobre un módulo de baterías de 12 V que garantizan el funcionamiento de la estación en situación de fallo de suministro. Hay instalada una cadena de cuatro monobloques de 12 V y 160 Ah cada uno (modelo Monolite 12UMTB160). Véase la imagen mostrada en la Figura 130. Una vez comprobado que alimentaremos el bastidor de radio a -48 Vcc, lo que realmente nos interesa es ver si existen disyuntores libres en la regleta de distribución del cuadro para poder alimentar el nuevo bastidor. Ya comentamos en el apartado 2.2.1.3 de este documento los fusibles recomendados por Ericsson para la alimentación de este tipo de bastidor. Sin embargo, las recomendaciones de Ericsson como fabricante y las exigencias de TME son diferentes, evidentemente nosotros siempre vamos a trabajar consecuentemente con el operador de telefonía móvil que realmente es el que tendrá la última palabra en la instalación. Según lo que conocemos, a no ser que el equipo de fuerza disponga de algún disyuntor libre de 150 A, deberemos paralelar dos disyuntores de 100 A (para este tipo de Mepo de Emerson, mediante el código de peine NEY94313/3 obligatoriamente para evitar puentear magnetotérmicos). Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 140 Figura 130. Equipo de Fuerza. Al revisar la regleta de distribución del equipo de fuerza (véase Figura 131), vemos que hay libre un disyuntor de 150 A y que además el RBS 3206 que vamos a desmontar está alimentado desde otro disyuntor del mismo calibre. Por tanto, no hay problemas para alimentar el nuevo equipo convenientemente desde uno u otro disyuntor. Figura 131. Disyuntores libres en Equipo de fuerza. Disyuntor libre Disyuntor RBS 3206 Capítulo 5 Instalación Sistema UMTS 900 en la Estación Base de Suances/Depósito 141 En los casos que se realiza un swap, donde hay un desmontaje previo a la instalación del nuevo bastidor, hay partes aprovechables de la instalación anterior como puede ser el cable de alimentación. Siempre que éste se encuentre en buenas condiciones y sabiendo que la longitud del cable va a ser la adecuada puesto que el nuevo equipo va a ocupar la misma posición que el retirado. En este caso, observamos que el cable de alimentación rojo-negro está en buenas condiciones pero no es el adecuado, actualmente TME exige que se instale la alimentación con cable de 70 mm2 y el actual es de 50 mm2 así que habrá de sustituirlo. Se calcula el recorrido que tendrá el cable de alimentación desde la posición que ocupará el bastidor de radio hasta el equipo de fuerza, se necesitarán calculando al alza 10 m de cable rojonegro aproximadamente. Además hemos visto que los cables de alimentación existentes no van cubiertos mediante tubo corrugado y es obligatorio que vayan protegidos a lo largo de todo el recorrido. Por tanto, se necesitará también la misma longitud en tubo corrugado PG-29 con dos terminaciones para cada uno de los extremos. Puede parecer absurdo pensar que la falta de una simple terminación de PVC como ésta, pueda resultar un gran inconveniente dentro del conjunto completo de la instalación. Y aunque no ocurrió en Suances sí en otra instalación donde tuvimos que volver a colocarla otro día, lo que supuso un viaje adicional, una pérdida de tiempo innecesaria y lo peor de todo un corte innecesario. Una vez alimentado el bastidor de radio, se puede comisionar o “cargar en local” y una vez hecho esto, cuando TME decida puede ponerlo en servicio. De modo que, tener que colocar un racor en el extremo del tubo supone tener que cortar la señal de la tecnología o tecnologías del bastidor si están puestas en servicio, además habría que anular la alimentación del bastidor y soltar nuevamente el cable de alimentación para pasarlo por el interior del racor hasta encajarlo en el extremo del tubo. Por último, repetir nuevamente todos los pasos pero al contrario, restableciendo finalmente el tráfico. Todo esto dicho así puede parecer que no supone mucho tiempo pero realmente sí que lo hace y por eso, aunque el material se nos ha suministrado a cuentagotas desde el principio, es interesante disponer remanente de material de obra por lo que pueda suceder. 5.1.5 TRANSMISIÓN EXISTENTE El sistema UMTS 2100 actual tiene transmisión por Ethernet eléctrica como suele ser lo habitual y además tiene instaladas sus dos tramas hasta el repartidor. Si recordamos en el apartado 2.4 ya dijimos que la salida de transmisión de la nueva tecnología W900 se realizaría a través de Ethernet compartiendo la salida Ethernet del sistema W2100 existente. De los posibles casos que dijimos que había, enumeremos cuáles eran: Implantación sistema UMTS 900 MHz para Movistar 142 • CASO 1: W900 y W2100 en RBS6000 con una única DUW (cuando hay instaladas 3 RUW) • CASO 2: W900 y W2100 en RBS6000 con dos DUW (cuando hay más de 3 RUW instaladas) • CASO 3: W900 en RBS6000 y W2100 en RBS3000 • CASO 4: W900 y W2100 en RBS3000 • CASO 5: Emplazamientos en los que sólo haya 2G Ericsson es el que nos suministra los bastidores de radio asignados a cada obra y por defecto para los swap, por indicaciones de TME, nos va a proveer de dos DUW, una para el W2100 y otra para el nuevo W900. Por tanto nos encontraríamos en el CASO 2.Nos tendrán que suministrar una SIU para cablear los puertos TN-A de ambas DUW a los puertos de entrada de la SIU y la salida WLAN de la SIU al equipo de transmisión TX al que actualmente está cableado el RBS 3206 (UMTS 2100). Realmente nosotros tan sólo instalaremos 3 RUW para el W900 y las 2 RUW del W2100 así que, perfectamente podría realizarse la instalación de tarjetas con una única DUW. Como ya he dicho, el hecho de instalar 2 DUW, una para cada tecnología, viene a ser la operativa que quiere que sigamos TME con vistas a futuras ampliaciones en los mismos bastidores. Lo siguiente que habría que revisar conforme a este apartado es comprobar si hay espacio suficiente en el repartidor de tramas para instalar las nuevas del W900. Vemos en la Figura 132 que efectivamente es así, existe un benjamín prácticamente libre y el recorrido desde el bastidor de radio hasta él es de una longitud inferior a 10 m por tanto, será suficiente con cables de tramas estándar TSRE431 1318/10. Figura 132. Repartidor de tramas. Benjamín libre Capítulo 5 Instalación Sistema UMTS 900 en la Estación Base de Suances/Depósito 143 5.1.6 ALARMAS EXTERNAS Las alarmas no se van a ver afectadas por la introducción del nuevo W900, de modo que continuarán reportándose por donde estuvieran cableadas previamente. Ya comentamos que esto sería así siempre que existiera en el emplazamiento al menos un equipo de radio de tecnología GSM. De manera que no solicitaremos tarjeta SAU para instalarla en el nuevo bastidor, el equipo que se ha de retirar tampoco lleva instalada ninguna tarjeta de alarmas. 5.1.7 PUESTA A TIERRA Para la puesta a tierra del nuevo bastidor mediante cable amarillo-verde de 35 mm 2 de sección se calcula que se necesitarán aproximadamente 3 metros. El recorrido del cable de tierra partirá del frontal del equipo, desde donde se sujetará mediante puntera y tornillo, hasta el anillo de tierra de la caseta donde se asirá mediante un perrillo de tierra. El cable de tierra existente para la puesta a tierra del bastidor de UMTS 2100 es de 25 mm 2 de sección, permitido en instalaciones antiguas, de manera que no podrá aprovecharse aunque esté en buenas condiciones. Todos los elementos instalados tendrán que llevar su puesta a tierra para cumplir con la normativa de instalación, por ello habrá que tener en cuenta que se necesitará más cantidad de cable a parte del necesario para el equipo de radio. Aunque se suele realizar una estimación del cable de tierra que se tendrá que emplear, lo que realmente se suele hacer es llevar un rollo de suficiente longitud y luego de ahí ir cortando los tramos necesarios según se vaya empleando. 5.1.8 SISTEMA RADIANTE EXISTENTE El sistema radiante de la estación base está formado por seis antenas dispuestas tres a top de mástil y tres inmediatamente debajo. Las tres de la parte alta son antenas del operador móvil TME mientras que las de abajo pertenecen a Yoigo; los operadores comparten caseta y mástil pero no equipos ni antenas. El mástil cuenta con escalera de acceso para el personal de mantenimiento con su respectivo sistema de seguridad anticaídas denominado game-system, y además con sistema antiescalo en el primer tramo de escalera para evitar la subida por personal ajeno a la instalación. En el replanteo se debe también realizar un croquis del sistema radiante encontrado que sirva de ayuda para poder diferenciar los sectores y la existencia de antenas de otros operadores o la compartición de alguna. En la Figura 133 se muestra el croquis realizado en el replanteo de Suances Depósito.