Introducción al proyecto de Ayscom dataTec

El pasado mes de agosto se planteó a Ayscom dataTec, líderes en el mercado de la instrumentación electrónica, un importante y pionero reto en España: la caracterización y análisis RF en instalaciones HFC (o coaxiales) de una de las grandes empresas teleoperadoras mundiales. 

Sergio Cuesta Ramos es ingeniero de aplicaciones en Ayscom dataTec
RGB sergio cuesta bn casos de exito datatec
dataTec-Keysight-RF-instalaciones -HFC, Caracterización RF en instalaciones HFC, fuente de alimentación, Ayscom dataTec
Fuente: Keysight

Junto con nuestra empresa hermana Ayscom Celular de Servicios S.L.  nos pusimos manos a obra para desarrollar un plan de medidas que cubriesen las particulares necesidades de nuestro cliente.

El proyecto tenía como objetivo el caracterizar y analizar distintos tipos de cables RF utilizados actualmente en diferentes localizaciones de España.

Antes de la ejecución de este proyecto, la empresa teleoperadora mostraba la problemática de no conocer las características y el rendimiento de sus cables a partir de cierto nivel de frecuencia (1.2GHz).

Desde AYSCOM DATATEC no solo permitiríamos a nuestro cliente conocer el comportamiento de sus instalaciones a altas frecuencias (hasta 3Ghz), si no que ejecutaríamos medidas que permitiesen conocer detalladamente el estado físico de las líneas, con el fin de poder desarrollar labores preventivas de mantenimiento o sustitución, en caso de obtener resultados por debajo de ciertos límites.

Para desarrollar este análisis, se acordó el tener en cuenta 6 parámetros de interés:

  • Pérdida de Retorno (Return Loss o RL),
  • Pérdida de Inserción (Insertion Loss o IL),
  • Distancia al Fallo (Distance to Fault o DTF),
  • Reflexiones en Dominio del Tiempo (Time Domain Reflections o TDR),
  • Fugas en Radiación
  • Carta de Smith/Vector Network Analyzer

Equipamiento necesario

Una vez planteado y configurado el plan de medidas, era imprescindible contar con los más sofisticados y robustos equipos de test. Dada la alta cualificación de los recursos humanos y añadiendo a la ecuación el excelente trato y compromiso con los fabricantes de equipamiento líderes, es el área del asesoramiento y la búsqueda personalizada de equipos, donde AYSCOM DATATEC brilla por su eficacia, aportando al cliente la mejor experiencia de medida para cada tipo de necesidad. Esta característica de negocio es la que terminade proporcionar al proyecto la mejor de las garantías. 

Desde el primer momento en la mente de AYSCOM DATATEC tenemos claro cuales iban a ser los equipos escogidos:

1-Analizador RF KEYSIGHT FieldFox N9918B

Este potente analizador RF de 2 puertos, dada su versatilidad desde los 30kHz hasta los 26,5GHz, permite realizar prácticamente todas las medidas necesarias (salvo la medición de fugas radiadas). Recordemos el amplio abanico de aplicaciones e instrumentos que puede desarrollar este excelente equipo de la firma americana KEYSIGHT, líder mundial en todo tipo de instrumentación de medida, de la que AYSCOM DATATEC es PREMIUM PARTNER:

Analizador RF KEYSIGHT FieldFox N9918B, Caracterización RF en instalaciones HFC, fuente de alimentación, Ayscom dataTec

Figura 1. Keysight Fieldfox: Equipo portátil de 3 Kg de peso y un rendimiento similar a equipo de banco.

1 Cable and antenna test
FIG 1. Cable and antenna test.
2 Vector network analysis
FIG 2. Vector network analysis.
3 Time domain
FIG 3. Time domain.
4 DC source current monitor
FIG 4. DC source & current monitor.
5 Spectrum analysis
FIG 5. Spectrum analysis.
6 Average Peak Power meter
FIG 6. Average – Peak Power meter.
7 Interference analysis
FIG 7. Interference analysis.
8 Full band tracking generator
FIG 8. Full-band tracking generator.
9 Vector voltmeter
FIG 9. Vector voltmeter.
10 Channel power measurement
FIG 10. Channel power measurement.
  • Cable-Antenna Tester (CAT
  • Time Domain Reflections Cable Measurements (TDR
  • Vector Network Analyzer (VNA)
  • Spectrum Analyzer (SA)
  • Real Time Spectrum Analyzer (RTSA)
  • Interference Analyzer (IA)
  • Built- in Power Meter (PM)
  • USB Power Sensor Measurements
  • Pulse Measurements
  • I/Q Analyzer (IQA)
  • Noise Figure
  • Over-the-air (OTA) 5GNR, 5GTF, LTE FDD
  • Phased Array Antenna Control
  • EMF Measurements
  • Y un largo etcétera
FIELDFOX - WN-FieldFoxN9917A, Caracterización RF en instalaciones HFC, fuente de alimentación, Ayscom dataTec
Caracterización RF en instalaciones HFC, fuente de alimentación, Ayscom dataTec

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2-Signal Shark

Como se ha comentado anteriormente, quedarían pendientes las fugas radiadas, tarea de la que se haría cargo un equipo de medida de otra de las firmas de la que AYSCOM DATATEC es PARTNER OFICIAL.

Se trata del analizador SIGNAL SHARK, del fabricante alemán líder mundial en seguridad electromagnética y detección de interferencias NARDA.

SIGNAL SHARK es de un sofisticado analizador de espectro en tiempo real, portátil de 40 MHz, capaz de detectar señales con un 100% de efectividad de hasta 3,125 μs de duración

Caracterización RF en instalaciones HFC, fuente de alimentación, Ayscom dataTec

SIGNAL SHARK NARDA STS

signalshark-narda, Caracterización RF en instalaciones HFC, fuente de alimentación, Ayscom dataTec
Caracterización RF en instalaciones HFC, fuente de alimentación, Ayscom dataTec
SIGNAL SHARK de Narda, equipo portátil equipado con antenas de hasta 8Ghz y geolocalización.

Todo ello ayudado por antenas específicas para cada rango de frecuencias de trabajo, hasta los 8GHz. Aunque en este proyecto no tendría cabida, gracias a sus modernas antenas (entre ellas una dedicada a los drives test), este analizador es capaz de localizar y ubicar con precisión todo tipo de fuentes de interferencias producidas en cualquier entorno (tanto espacios exteriores urbano, como interiores).

signalshark-antenas, Caracterización RF en instalaciones HFC, fuente de alimentación, Ayscom dataTec
4. 2
signalshark-antenas, Caracterización RF en instalaciones HFC, fuente de alimentación, Ayscom dataTec

3-Explicación y desarrollo de las medidas de Ayscom dataTec

El proyecto tenía como objetivo la medición de un total de 65 tramos de cables todos ellos instalados en campo y en activo, distribuidos en 10 provincias del territorio español.

En total se midieron 17 tipos de cables diferentes, cada uno de ellos con diferentes conexiones. Esta característica pone sobre la mesa la compleja problemática de establecer una correcta conexión entre los equipos y los DUT bajo prueba, al existir tan variado abanico de combinaciones. No obstante, AYSCOM DATATEC supo y pudo solventar con éxito y eficacia esta difícil tarea.

Con respecto a las medidas prácticas, el analizador de radiofrecuencia KEYSIGHT FIELDFOX se apoyaría de sus 2 puertos y su generador/receptor interno, para la realización de las siguientes mediciones:

  • Pérdida de retorno
  • Distancia a fallo
  • Reflexiones en el dominio del tiempo
  • Carta de Smith
  • Pérdida de inserción
Perdida de Retorno, Caracterización RF en instalaciones HFC, fuente de alimentación, Ayscom dataTec
Figura 3. Ejemplo de medida RL 100KHz-3GHz en cable HFC

La Pérdida de Retorno tiene como objetivo cuantificar la relación entre la energía transmitida y la energía reflejada, es decir, aquella que se produce por las reflexiones del DUT, que se traducen en pérdidas. Esta medida se representa en una gráfica en la que en el eje vertical corresponde al nivel de RL en dB, mientras que el eje horizontal representa la frecuencia de análisis

Medida de Distancia a Fallo, Caracterización RF en instalaciones HFC, fuente de alimentación, Ayscom dataTec
Figura 4. Ejemplo de medida DTF en cable HFC de 8.2 metros de longitud

La Medida de Distancia a Fallo tiene como fin representar frente al espacio o longitud (metros), las pérdidas de RL. En este caso, si en el cable apareciesen fallos palpables que afectaran a su rendimiento, obtendremos en una distancia concreta ( por ejemplo 80 metros), un pico de reflexión que se diferenciaría del resto de puntos de la gráfica. Este valor representado en DTF también tiene unidades de dB y en este proyecto ha ayudado, adicionalmente, a conocer la longitud real de los cables.

Reflexiones en el Dominio del Tiempo-TDR, Caracterización RF en instalaciones HFC, fuente de alimentación, Ayscom dataTec
Figura 5. Ejemplo de medida TDR en cable de 104 metros de longitud

La medición de Reflexiones en el Dominio del Tiempo (TDR), permiten conocer la naturaleza de los fallos encontrados en la medida DTF. Esta medida relaciona las impedancias utilizadas en el conexionado, es decir, la del sistema de medida y la del DUT. Esta relación se conoce como índice rho, que dependiendo del valor que alcance, permitirá al usuario saber si el fallo se trata de un cortocircuito, circuito abierto o simplemente el DUT se comporta correctamente. Además, en esta medida se determina y representa el valor de la impedancia real del DUT, también en función de la distancia.

Carta de Smith, Caracterización RF en instalaciones HFC, fuente de alimentación, Ayscom dataTec
Figura 6. Ejemplo de medida Carta de Smith

Adicionalmente, nuestro cliente tenía la necesidad de conocer la impedancia imaginaria del cable en función de la frecuencia de trabajo, de cara a poder relacionarlo con las pérdidas RL y los fallos en DTF y TDR. En este caso nos basaríamos en el Analizador Vectorial de Redes y su medida Carta de Smith, que nos ayudaría a realizar esta medida, llegando a determinar la naturaleza inductiva o capacitiva del DUT, mostrando los valores exactos en Henrios o Faradios.

Perdida de insercion, Caracterización RF en instalaciones HFC, fuente de alimentación, Ayscom dataTec
Figura 7. Pérdida de inserción de 100kHz-3GHz

Por último, la medida de Pérdida de Inserción tiene como objetivo determinar la cantidad de energía perdida, ya sea por reflexiones o atenuaciones al transmitir una señal desde un extremo y recibirla desde el otro extremo del cable. Si bien la medición DTF permite ver las fallas más obvias, IL muestra las pérdidas acumuladas de forma precisa, sobre todo si se realiza con dos puertos

Caracterización RF en instalaciones HFC, fuente de alimentación, Ayscom dataTec
Caracterización RF en instalaciones HFC, fuente de alimentación, Ayscom dataTec
Figura 8. Ejemplo de medida de fuga a 1.8 GHz

Las medidas del Analizador RF FieldFox ya estarían cubiertas.

A continuación, y por último, quedaría por determinar la cantidad de señal que es capaz de radiar el cable debido a fugas inesperadas, ya sean en las partes del conexionado de los terminales extremos, como en la mitad del recorrido, debido a fallos en el propio apantallamiento de la línea.

Para esta necesidad, el equipo de AYSCOM DATATEC haría uso del analizador de espectro en tiempo real SIGNAL SHARK y su antena geolocalizadora de 8GHz.

Para la medida se conectaría un pequeño generador que haría las veces de simulador de línea activa, aportando en un extremo del cable el nivel exacto de señal en dBm que utiliza la empresa teleoperadora de forma habitual en sus comunicaciones. El equipo de AYSCOM DATATEC recorrería la línea con el SIGNAL SHARK, localizando cualquier tipo de fuga que pudiera presentar el cable HFC. Todo este proceso, generando y midiendo en las distintas frecuencias en las que el cliente opera

Caso de éxito dataTec

Caracterización RF en instalaciones HFC, fuente de alimentación, Ayscom dataTec

Este ambicioso proyecto, después de un par de meses de riguroso estudio técnico, comenzó a aportar los primeros datos en campo en el mes de diciembre, dándose por concluidas todas las mediciones a finales del mes de febrero.

Desde AYSCOM DATATEC no tenemos dudas de que estas medidas han supuesto un grandioso reto del que, tras el magnífico resultado obtenido, no queda más que aprender de él.

Tras este proyecto, se ha consolidado la solidez y profesionalidad de nuestra empresa y su línea de negocio, enfocada hacia la innovación en procesos y el acompañamiento durante todo el ciclo de vida de la solución, aportando este plus de soporte y trato personalizado que tan difícil es de conseguir con éxito.

Además, nos sentimos orgullosos de haber confirmado, al haber sido los clientes más estrictos de nuestros productos, que los equipos escogidos han demostrado desprender en todas las jornadas de medida, la característica que más representa a las firmas que representamos.

La excelencia

Desde estas líneas queremos agradecer a nuestro cliente la confianza depositada tanto en nosotros, como al equipo humano, así como a todos los instrumentos de medida.

5/5

INSTALACIÓN, SOPORTE Y ASESORAMIENTO DE LA MANO DE LOS MEJORES PROFESIONALES CUALIFICADOS

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