UpToWhereLa zona de Fresnel
Un enlace de radio con línea de visión puede fallar igualmente. El haz necesita espacio alrededor de la recta, y un terreno que despeja la recta no despeja necesariamente ese espacio.
UpToWhere Studio incluye la comprobación de enlace sobre terreno que describe esta página.
La primera zona de Fresnel es el elipsoide alrededor de un vano de radio dentro del cual un obstáculo altera la señal recibida. La regla de trabajo es que al menos el 60% debe estar despejado de terreno, y un enlace que cumple la línea de visión pero no esa regla rendirá por debajo de lo esperado por razones que un mapa no muestra.
Por qué la línea de visión no basta
La radio no viaja como una línea de lápiz. La energía que llega al extremo lejano ha viajado por caminos ligeramente distintos, y donde esos caminos difieren en media longitud de onda se cancelan en vez de sumarse. La región donde eso importa es un elipsoide con las dos antenas en sus focos: la primera zona de Fresnel. Mete terreno dentro y quitas señal, aunque nada bloquee técnicamente la vista.
El radio y el criterio
La zona es más ancha en el punto medio y se estrecha hasta cero en cada antena. Esa forma explica por qué un obstáculo a mitad de vano es mucho más dañino que el mismo obstáculo a 200 m del mástil, y por qué la regla del 60% es una regla sobre una curva y no sobre un número.
La fórmula
| Longitud del vano | F1 a 2,4 GHz | Su 60% | F1 a 5,8 GHz | Su 60% |
|---|---|---|---|---|
| 1 km | 5.6 m | 3.4 m | 3.6 m | 2.2 m |
| 5 km | 12.5 m | 7.5 m | 8.0 m | 4.8 m |
| 10 km | 17.7 m | 10.6 m | 11.4 m | 6.8 m |
| 20 km | 25.0 m | 15.0 m | 16.1 m | 9.6 m |
| 40 km | 35.3 m | 21.2 m | 22.7 m | 13.6 m |
Radio en el punto medio, en metros. Fíjate en lo que hace la frecuencia: la banda alta necesita un pasillo más estrecho, que es el único aspecto en el que 5 GHz es el enlace más fácil de despejar. Y en lo que hace la distancia: doblar el vano solo ensancha la zona un 40% aproximadamente.
La atmósfera curva el haz, y la Tierra se interpone
Dos correcciones más separan una respuesta de libro de una utilizable. El planeta abomba entre los dos extremos, y la atmósfera curva el haz hacia abajo por encima. La UIT-R P.530 modela la atmósfera refractiva mediana como un radio terrestre efectivo de 4/3, mientras que la convención topográfica para una visual óptica es alrededor de 1,15.
| Longitud del vano | Abombamiento óptico (k = 1,15) | Abombamiento radio (k = 4/3) |
|---|---|---|
| 5 km | 0.4 m | 0.4 m |
| 10 km | 1.7 m | 1.5 m |
| 25 km | 10.7 m | 9.2 m |
| 50 km | 42.7 m | 36.8 m |
| 100 km | 170.7 m | 147.2 m |
Abombamiento en el punto medio, en metros. La diferencia no es cosmética: usar la constante óptica en vanos de radio hace que todo enlace largo se lea pesimista, y el error ronda los 6 m de mástil a 50 km y los 24 m a 100 km.
Qué añade comprobarlo sobre el terreno
El punto crítico, no solo un radio
Una fórmula te dice cuánto espacio necesita el haz. El perfil del terreno te dice en qué punto del vano el suelo se acerca más a quitárselo, que es el punto que cualquier solución tiene que resolver.
La altura que lo despeja
Ante un vano bloqueado o justo, la salida útil no es "bloqueado". Es la altura adicional exacta, en cualquiera de los dos extremos, que devuelve el punto peor por encima del criterio, y el compromiso entre subir un extremo o el otro.
Todos los enlaces a la vez
Comprobar un vano es una calculadora. Una red es una matriz: cada par probado, ordenado de peor a mejor, con los que fallan separados de los que solo pasan por poco.
Un margen que trata sobre los datos
Los consejos de altura llevan una holgura por el propio error del modelo de elevación, con la forma de la zona y no sumada plana. Resolver un mástil para rozar el modelo de terreno es resolver dentro del ruido.
Qué no hace esto
El límite de alcance es deliberado y declararlo forma parte de ser útil. Esto calcula geometría: terreno, despeje, Fresnel, la altura que arregla un vano. No predice señal.
No hay potencia recibida, ni balance de enlace, ni margen de desvanecimiento, ni atenuación por lluvia, ni interferencia, ni cifra de disponibilidad. Todo eso depende de radios, antenas, cableado y licencias que un modelo de terreno desconoce. Si una herramienta te ofrece un dBm solo a partir de un mapa, mira con cuidado qué ha tenido que suponer para llegar ahí.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la zona de Fresnel, en una frase?
El elipsoide alrededor de un vano de radio dentro del cual los obstáculos afectan a la señal, aunque no bloqueen la línea directa.
¿Por qué el 60%?
Es la convención de trabajo: con al menos el 60% de la primera zona despejado, un vano se comporta prácticamente como en espacio libre. Por debajo se degrada progresivamente, y con despeje cero, es decir un haz que roza el suelo, ya llevas varios dB perdidos.
¿Importa la segunda zona de Fresnel?
Para planificar enlaces, no. Los obstáculos en las zonas pares restan y en las impares suman, pero la primera zona lleva la mayor parte de la energía y despejar su 60% es el criterio sobre el que se ha construido la práctica.
¿Con qué frecuencia debo comprobarlo?
Con la que va a funcionar el enlace. El ancho de la zona escala con la inversa de la raíz de la frecuencia, así que un vano de 900 MHz necesita un pasillo unas 2,5 veces más ancho que uno de 5,8 GHz a la misma distancia. Comprobar en la banda equivocada no es conservador en una dirección previsible.
¿La lluvia o la niebla cambian la zona de Fresnel?
No. La lluvia atenúa la señal, que es una cuestión de balance de enlace, no de geometría. La zona la fijan solo la longitud de onda y la distancia.
¿Los árboles cuentan como obstáculo?
Sí, y aquí es donde importa el modelo de elevación. Un modelo de superficie ya lleva la copa parcialmente dentro de las alturas del terreno; uno de terreno desnudo la tiene quitada y dará por despejado un vano dentro del cual hay un pinar. El modelo usado se indica en cada resultado.
¿Sustituye esto a un estudio de campo?
No. Reduce la lista de vanos que merece la pena estudiar y te dice qué mirar cuando llegues. Un resultado modelado no es un levantamiento, y debe verificarse en campo antes de construir nada sobre él.
Relacionado
Comprueba un enlace real sobre terreno real
UpToWhere Studio incluye la comprobación de enlace sobre terreno que describe esta página.
Haz esta comprobación sobre terreno real