En la Fase 1 de TECER, un kit de TVWS pensado para enlaces de 10 a 15 km no pasó de 400 metros en la primera prueba de campo. Esta página explica de dónde viene el alcance de un enlace de radio, qué factores lo reducen y cuáles de ellos se confirmaron, o no, en las pruebas del proyecto.
¿Cómo se calcula el alcance?
Un enlace de radio funciona como una cuenta de sumas y restas, llamada presupuesto del enlace. La señal sale del radio transmisor con cierta potencia. A lo largo del camino, gana y pierde fuerza:
- Pierde en los cables y conectores entre el radio y la antena.
- Gana en la antena transmisora, que concentra la señal en una dirección.
- Pierde en el camino por el aire. La pérdida crece con la distancia y también al atravesar vegetación, relieve y construcciones.
- Gana en la antena receptora.
- Pierde de nuevo en los cables y conectores del lado receptor.
Lo que queda tiene que estar por encima de la sensibilidad del receptor (el nivel mínimo de señal que logra entender) y por encima del ruido y de las interferencias de la región. Las ganancias y pérdidas se miden en decibelios (dB). Cada 3 dB de pérdida corresponden a cerca de la mitad de la potencia; cada 10 dB, a una décima parte.
Por eso, pérdidas que parecen pequeñas en cada etapa, sumadas, pueden reducir mucho el alcance. Los programas de simulación, como Radio Mobile, hacen esa cuenta usando datos de relieve, pero parten del supuesto de que los cables, los conectores y las antenas están en buenas condiciones.
¿Qué factores reducen el alcance?
Después de la prueba en Mosqueiro, el equipo técnico hizo una lista de seis hipótesis. La tabla muestra qué afecta cada una en el presupuesto del enlace y qué revelaron las pruebas siguientes.
| Factor | Qué afecta | Situación al final de la Fase 1 |
|---|---|---|
| Pérdida en los cables coaxiales | Etapas 1 y 5 | Confirmada en el laboratorio de la UFPA/LASSE |
| Oxidación en las conexiones de RF | Etapas 1 y 5 | Encontrada al abrir una estación base; no estaba entre las hipótesis iniciales |
| Altura y orientación de las antenas | Etapas 2, 3 y 4 | Influencia observada en el campo; cambiar la orientación modificó el alcance |
| Interferencia de otras señales | Ruido en el receptor | Canales ocupados identificados en la región; efecto no confirmado |
| Saturación del espectro | Ruido en el receptor | No confirmada por los instrumentos usados |
| Incompatibilidad de chips o error de firmware | Funcionamiento del propio radio | Sin respuesta; exigiría pruebas que el equipo técnico no podía hacer |
Cables y conectores
Un cable coaxial pierde parte de la señal en cada metro. Esa pérdida crece con la frecuencia y con la menor calidad del material. Los cables fabricados en el campo, con conectores mal fijados, pierden más. En el laboratorio, los cables hechos en Mosqueiro perdieron mucha más señal que los enviados por el fabricante. El procedimiento de medición está en Medir la pérdida de un cable coaxial con el NanoVNA.
La oxidación tiene un efecto parecido. Una conexión oxidada crea resistencia y desajusta el paso de la señal: una parte se transforma en calor, otra vuelve hacia el radio. Ver Inspeccionar y recuperar conexiones de RF oxidadas.
Antenas
Las antenas sectoriales concentran la señal en un rango de direcciones. Fuera de ese rango, la ganancia cae mucho. En Mosqueiro, la calidad de la señal a 50 metros fue del 80% con las antenas de frente, del 60% con la antena receptora de lado y del 35% con ella orientada hacia atrás. Cuando las antenas se reorientaron hacia el interior de la isla, el alcance pasó de 200 a 400 metros.
La altura también importa: cuanto más alta está la antena, menos obstáculos hay en el camino de la señal, incluso en enlaces sin LOS, la visada directa.
Señal demasiado fuerte
El problema opuesto también ocurre. En enlaces muy cortos, la señal puede llegar demasiado fuerte y saturar el receptor. En Tururi, un enlace de 450 metros solo quedó estable después de instalar un atenuador, una pieza que reduce la fuerza de la señal en una cantidad conocida.
¿Qué quedó abierto?
Corregir cables y conexiones mejoró los resultados, pero no resolvió todos los casos. En las pruebas de la UFPA, dos de cuatro puntos en el Parque de Ciencia y Tecnología Guamá siguieron inestables. En Tururi, todos los puntos atendidos por una de las antenas de la estación base fallaron. Las hipótesis de interferencia, de incompatibilidad de componentes y de firmware siguen sin confirmación.
La lección de método es la misma en todos los casos: medir una parte del camino a la vez, antes de atribuir el problema a la tecnología en su conjunto.
Fuentes
- Hechos del proyecto: bitácora de la Fase 1, Instituto Nupef, 2024 (documento interno).